电路电路1
电路第1章部分习题参考解答
电路第1章部分习题参考解答1-1 说明题1-1图(a )、(b )中:(1)u 、i 的参考⽅向是否关联?(2)ui 乘积表⽰什么功率?(3)如果在图(a )中0u >、0i <,图(b )中0u >,0i >,元件实际发出还是吸收功率?解(1)图(a )中电压电流的参考⽅向是关联的,图(b )中电压电流的参考⽅向是⾮关联的。
(2)图(a )中由于电压电流的参考⽅向是关联的,所以ui 乘积表⽰元件吸收的功率。
图(b )中电压电流的参考⽅向是⾮关联的,所以ui 乘积表⽰元件发出的功率。
(3)图(a )中0u >、0i <,所以0ui <。
⽽图(a )中电压电流参考⽅向是关联的,ui 乘积表⽰元件吸收的功率,吸收的功率为负,所以元件实际是发出功率;图(b )中0u >,0i >,所以0ui >。
⽽图(b )中电压电流参考⽅向是⾮关联的,ui 乘积表⽰元件发出的功率,发出的功率为正,所以元件实际是发出功率。
1-3 求解电路以后,校核所得结果的⽅法之⼀是核对电路中所有元件的功率平衡,即⼀部分元件发出的总功率应等于其他元件吸收的总功率。
试校核题1-3图中电路所得解答是否正确。
解:由图可知元件A 的电压电流为⾮关联参考⽅向,其余元件的电压电流均为关联参考⽅向,所以各元件的功率分别为605300W 0A P =?=>发发出功率300W ,60160W 0B P =?=>吸吸收功率60W , 602120W 0C P =?=>吸吸收功率120W ,题1-1图题1-3图40280W 0D P =?=>吸吸收功率80W , 20240W 0E P =?=>吸吸收功率40W ,电路吸收的总功率为601208040300B C D E p p p p p W =+++=+++= 即元件A 发出的总功率等于其余元件吸收的总功率,满⾜功率平衡。
电路1
电 池 导线
Rs Us
RL
1.1 电路和电路模型
几种基本的理想电路元件:
1、电阻元件:表示消耗电能的元件。 R(欧姆) 2、电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件。 L(亨利) 3、电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件。
C(法拉)
4、理想电压源和理想电流源:表示将其它形式的能量转变成电能的元件。
1.2 电流和电压的参考方向
电压的参考方向: 复杂电路或交变电路中,两点间电压的实际方向往往不易判别,给实 际电路问题的分析计算带来困难。 通常指定正极(高电位)指向负极(低电位)的方向为电压的参考方向。 参考方向(极性) 参考方向(极性)
+ A +
i
元件
B -
+ A -
i
元件
B +
实际方向(极性)
0 (c)
时变电压源的伏安特性
-
b (a)
路
t0 t0 t t
单位:J
(焦) (Joule,焦耳)
若一个二端元件在关联参考方向下,对所有的时刻t有:
w(t ) p( )d 0 则此二端元件称为无源元件,否则为有源元件。
t0
t
1.3 电功率和能量
3、电路吸收或发出功率的判断:
在关联参考方向和非关联参考方向下,功率计算表达式 p(t)=u(t) i(t) 是不同的。 u, i 取关联参考方向
+
u
-
G =1/R,称为电导,单位:S (Siemens) 。
1.5 电阻元件
b. 电压、电流在非关联参考方向下: i R u –R i i –G u u + -
注意
① 欧姆定律只适用于线性电阻( R 为常数); ② 如电阻上的电压与电流参考方向非关联,公式中应冠以负号, 公式 和参考方向必须配套使用;
电 路(一)
3、电流的热效应 、 在金属导体内,电场力对自由电子作功, 在金属导体内,电场力对自由电子作功,电子的 定向运动动能增大,再与原子实发生碰撞, 定向运动动能增大,再与原子实发生碰撞,在碰 撞时把定向运动的动能传递给原子实, 撞时把定向运动的动能传递给原子实,使它的振 动加剧,从而导体温度升高,导体发热。 动加剧,从而导体温度升高,导体发热。 4、平均热运动速率的数量级在 10-4m/s 平均热运动速率的数量级在
4、电源的路端电压:电源两端的电压,即静电 电源的路端电压:电源两端的电压, 电源的路端电压 场力把单位正电荷从正极移到负极所作的功。 场力把单位正电荷从正极移到负极所作的功。
U =U + −U − = ∫ E ⋅ d ℓ
+ −
讨论充放电情形: 讨论充放电情形: •从路端电压角度: 从路端电压角度: 从路端电压角度 放电时:路端电压小于电动势。 放电时:路端电压小于电动势。 U = U + −U − = ε − Ir 充电时:路端电压大于电动势。 充电时:路端电压大于电动势。 U = U + −U − = ε + Ir
漂移方向
E
漂移速度) 定向速度平均值(漂移速度 自由电子平均速度 = 定向速度平均值 漂移速度
2.电流密度和漂移速度的关系 电流密度和漂移速度的关系 ·设导体内某点处自由电子数密度 设导体内某点处自由电子数密度—n 设导体内某点处自由电子数密度 漂移速度—u 漂移速度 ·自由电子在电场中获得的平均速度: 自由电子在电场中获得的平均速度: 自由电子在电场中获得的平均速度
2
εI = UI + I r
2
充电时能量转换为: 充电时能量转换为 : 外电路输入电源的能量一部分 转化为非静电能由电压源储存起来, 转化为非静电能由电压源储存起来 , 一部分消耗在 内阻上转化为焦耳热。 内阻上转化为焦耳热。
电路第一章习题解答
第一章1.由某元件一端流入该元件的电荷量为q =(6 t 2-12 t )mC ,求在t =0和t =3s 时由该端流入该元件的电流i 。
解: ()t i =dtdq =()dttt d 1262-()mA1212-=t ()mA ,0时s t =∴ i ()t 0=t =mA 12-,3时s t =∴ i ()t 3=t =3mA 241212=-⨯2.由某元件一端流入该元件的电流为 i =6 t 2-2 t A ,求从t =1s 到t =3s 由该端点流入该元件的电荷量。
解: ()=t i dtdq ][()⎰=∴2121,t t dt t i t t q()⎰-=21262t t dt t t()21232t t t t -=从t=1s 到t=3s,由该端流入的电荷量为 ][3,1q =()123322233123⨯--⨯=-t t ()C 441=+3.一个二端元件的端电压恒为6V ,如果有3A 的恒定电流从该元件的高电位流向低电位,求(a )元件吸收的功率;(b )在2s 到4s 时间内元件吸收的能量。
解:()1元件吸收功率W p 1836=⨯= ()2在2s 到4s 时间内元件吸收的能量()dtt dw p =][21,t t w ∴()⎰=21t t dt t p[]4,2w ()J dt 3624181842=-==⎰4.一个二端元件吸收的电能w 如图题1-4所示。
如果该元件的电流和电压为关联参考方向,且A π1000cos 1.0t i =,求在t =1ms 和t =4ms 时元件上的电压。
1310图题1-4解: dtdw p =又ui p = i dtdwu =∴ 在()ms t 20-=时 ()mJ t w 5= ()V ti i dt dw u π1000cos 1.055===∴ ()V ut 50101000cos 1.0531-=⨯=∴-= 在()ms t 82-=时 ()228101310---=-t w ()mJ t w 921+=()V tt i dt dw u ππ1000cos 51000cos 1.021===∴ ()()V ut 51041000cos 534=⨯⨯=∴-=π5.求图题1-5中各电源所提供的功率。
《电路1》复习题全解
《电路1》复习题一、 填空1、三相电源作Y 接时,由各相首端向外引出的输电线俗称 线,由各相尾端公共点向外引出的输电线俗称 线,这种供电方式称为 制。
2、火线与火线之间的电压称为 电压,火线与零线之间的电压称为 电压。
电源Y 接时,数量上U l = U p ;若电源作Δ接,则数量上U l = U p 。
3、______ 具有相对性,其大小正负相对于电路参考点而言。
4、电压和电流的参考方向相反,称为 方向。
6、在直流稳定状态电路中,电感相当于________ _______。
7、在直流稳定状态电路中,电容相当于____ ___________。
8、若 接的三相电源绕组有一相不慎接反,就会在发电机绕组回路中出现p 2∙U ,这将使发电机因而烧损。
9、元件在关联参考方向下,功率大于零,则元件 功率,元件在电路中相当于 。
10、在应用叠加定理分析时,各个独立电源单独作用时,而其他独立电源为零,即其他电压源视为 ,而电流源视为 。
11、在多个电源共同作用的 电路中,任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的 ,称为叠加定理。
12、戴维宁定理说明任何一个线性有源二端网络,都可以用一个理想电压源和一个电阻的串联组合来代替。
理想电压源的电压等于原二端网络的 ,电阻等于原二端网络除源后的 。
13、基尔霍夫电流定律(KCL )说明在集总参数电路中,在任一时刻,流入(或流出)任一节点或封闭面的各支路电流的 。
14、理想的电感元件只储存____ ________,既不消耗电能,也不储存电能。
15、电阻是 元件,电感是 的元件,电容是 的元件。
16、正弦交流电通过电阻R 时,电阻上电压相位 流过R 上的电流相位。
17、已知无源一端口网络的端口电压,)4510cos(10)(V t t u ︒+=其端口电流A t t i )10510sin(5)(︒+=,电压与电流为关联参考方向,则此电路的有功功率等于 W 。
电路(一)
串联电路 总电阻 各电路相等 的物理量 电流或电压 分配关系 总电流 总电压 电功率分配 关系 R 总 =R1+R2+R3+„ +Rn I1=I2=I3=„=In U1 U2 Un = =„= R1 R2 Rn I 总 =I1=I2=„=In U 总=U1+U2+„+Un P1 P2 Pn = =„= R1 R2 Rn
●特别提醒 ①在 I-U 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数. ②要区分是 I-U 图线还是 U-I 图线. U ΔU U ΔU ③对线性元件:R= = ;对非线性元件 R= ≠ ,应注 I ΔI I ΔI 意,线性元件不同状态时比值不变,非线性元件不同状态时比值 不同.
4、为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路 后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯 泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正 常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描 绘出的U-I图象应是( )
2.对伏安特性曲线的理解 (1)图线a、b表示线性元件.图线c、d表示非线性元
件. (2)图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小, 故Ra<Rb(如图甲所示). (3)图线c的电阻减小,图线d的电阻增大(如图乙所示 ).
(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比 值、对应这一状态下的电阻.
C
R
A B
R0
D
9. 如图所示的电路中,三个电阻的阻值相等,电流表A1、A2和A3的内电阻均可 忽略,它们的示数分别为I1、I2和I3,则I1:I2:I3=______:______:______. 解析:第一支线由a点经A2到C点,再经R到d点; 第二支线由a点经A2到C点,经R到b点,经A3到d点; 第三支线由a点经R到b点,再经A3到d点. 因此,画出的等效的电路如图所示.
电路一二章习题
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中选参考方向如图示,再求各元件功率。 例2:例1中选参考方向如图示,再求各元件功率。
R=1Ω I ′ 10V U1=10V
-
+ UR′
解:
U2 =5V
I ′ =- 5 A
uab − uS1 + uS2 6 − 4 + 10 i= = = 1. 2 A R1 + R2 2+8
两个电压源的吸收功率分别为
pS1 = uS1i = 4 ×1.2 = 4.8W pS2 = −uS2i = −10 ×1.2 = −12W
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电路如图所示。 24V, )=4 例 2 : 电路如图所示 。 已知 uS1(t) =24V, uS2(t)=4V,
+
u
u2 -
= ∑Rk = Rab = Req
k=1
n
+
un - -
b
b
等效电路
(2)等效电路 (2)等效电路 对外端口电压、电流相同) (对外端口电压、电流相同)
n个电阻串联
Rk u (3)分压公式 (3)分压公式 uk = R1 + R2 + L+ Rn R1 R2 u u2 = u 两电阻分压 u1 = R1 + R2 R1 + R2
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2.图示电路, 2.图示电路, 图示电路 2Ω 已知: 已知:R1= R2= 2Ω , i1=3A , u2=4V , 求 : uS , i2 , R , u 。
- u1 R1 + + uS -
电路 第一章
绪论1. “电路分析”是电类(强电、弱电)专业本科生必修的重要的是电气程专业的主本课程的地位修的一门重要的专业基础课。
是电气工程专业的主干技术基础课程。
通过对本课程的学习,使同学们基本论分析计算电路的掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的基本技能,为后续课程准备必要的电路知识知识。
前续课程高等数学大学物理等前续课程:高等数学、大学物理等。
后续课程:模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等与系统等。
3.研究的内容●电路理论的研究体系:电路分析(analysis):在给定的激励(excitation)下,求结构已知的电路的响应(response)。
激励给定响应待求?电路已知re电路综合(synthesis):在特定的激励下,为了得到预期的响在特定的激励为得到预期的响应而研究如何构成所需的电路。
激励已知目标给定电路未知re●电路分析(analysis)研究内容:以电路模型为基础,编写描述电路的方程式,通过响应的求解、分析,认识已知电路的功能和特性。
根据所分析电路的不同可分为:1、电阻电路分析;2、动态电路分析;动态电路分析3、正弦稳态电路分析4、二端口网络二端口网络(简单电路)5. 教材及主要参考书1.教材:12006[]邱关源,《电路》,高等教育出版社,第五版,2.参考书:[2]汪缉光,刘秀成主编,《电路原理》(第二版),清华大学出版社。
[3](美)尼尔森.《电路》.北京:电子工业出版社,20086. 具体要求及成绩评定⑴自主学习要求:⑵听课要积极主动⑶课后及时做思考题、作业,有问题及时课后时做考题作有问题时解决认真作业,必须独立完成;必须抄题目、画电路,电路图使用铅笔和尺子,下一节课前必须交上一节课的作业。
20 %平时成绩成绩评定标准:实验成绩期末考试20 %60 %(平时成绩:考勤、作业、课堂练习提问、答疑)第一章电路模型和电路定律第章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型.1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电路元件141.5电阻元件1.6电压源和电流源161.7受控电源1.8基尔霍夫定律教学目标1.牢固掌握电路模型和理想电路元件的特性。
电路原理1讲解
解:作出 时刻的等效电路,有:
,
作出 时刻的等效电路,有:
例2.已知图示电路在开关动作前处于稳定状态,试求开关动作后的初始条件: , , , 。
解:作出 时刻的等效电路,有:
作出 时刻的等效电路,有:
2.一阶动态电路响应的公式求解法。
一阶电路响应公式求解法的的核心思想是:将给定电路等效为标准结构,通过代公式确定 和 ,然后使用替代定理将电容或电感替换为电压源或电流源,将电路变换为直流电路,再利用直流电路的方法进行求解。
7.已知图示电路,t=0时 突然由原来的10变为5,试求t>0后的 及 。
8.已知图示电路,t=0时开关S动作,试求开关动作后的 , 及 。
9.已知图示电路,t=0时开关S动作,试求开关动作后的 , 及 。
10.已知图示电路,t=0时开关S动作,试求开关动作后的 , 及 。
第三部分正弦交流电路分析
主要知识点:
解:
25、已知图示电路,试用叠加定理求电流Ix。
解:
26、用叠加定理计算图所示电路中的I和U。
解:
27、 ,求戴维南等效电路。
解:
28、下图中负载 时可以获得最大功率,此时负载电阻上的
解:
29、用戴维南定理求解电路电流I3
解:
30、R=?可以获得最大功率,求出此时的最大功率。
解:
31、分别用支路电流法、节点法、回路法、电源等效变换法、叠加定理和戴维南定理求解下图中电流
确定回路电流方向,见右图,列出回路电流方程:
回路1:
回路2:/4
回路3:
补充关系: 解得:
例7、列写图示电路的节点电压方程和网孔电流方程
电路第1章电路的基本定律
图1.15(b)
3、短路
图1.16(c)
短路电流:
IS
E R0
电源端电压: U 0
负载消耗功率:P 0
短路时,由于电源内阻R0很小,故短
路电流很大,电源所产生功率全部消
电耗源在短内路阻是上一。种非常严重的事故,应该
在电路中设置短路保护装置。
例1-4 。试
在图1.16所示电路中,已知E=100V,
例如,图示复杂电路各支路电流关系 可写成: I1 I2 I3
或
I1 I2 I3 0
基尔霍夫定律不仅适用于电路中的任一节点,也可 推广至任一 封闭面如图1.19。
节点a: Ica Ia Iab
节点b: 节点c:
Iab Ibc Ib
Ibc Ica Ic
图1.19 KCL推广形式
图1.18 复 杂电路
1、基尔霍夫电流定律(KC L)任一瞬间流入某个节点的电流之和等于流出该节点的
电流之和。其表示式为
Ii I0
也可写成
Ii I0 Ii (I0 ) 0
I 0
也可表述成,任一瞬间流入某个节点的电流代 数和为0。若流入节点的电流为正,那么流出节 点的电流就取负。
图1.14 线性电容元件
1.3 电气设备的额定值及电路的 工作状态
• 1.3.1 电气设备的额定值 • 1.3.2 电路的3种工作状态
1.3.1 电气设备的额定值
基本概念:
• 额定电流 I N :为使电气设备工作温度不超过其最高允许温度,对电气设 备长期运行时的最大容许电流设定了一个限制值,该限制值便是电气设备 的额定电流。
• 信号的处理.如电话机、电视机、收音机等。将 声音或图像信号转换成电信号经各种处理后,送 到负载,负载再将电信号转换成声音或图像信号 。
电路1习题解
1-2 在图1-21中,已知各支路的电流、电阻和电压源电压,试写出各支路电压U 的表达式。
U)(a U )(bU )(cU )(d解:)(a s U IR U --= )(b s U IR U +=)(c s U IR U +-= )(d s U IR U -=1-3 分别求图1-22中各元件的功率,并指出它们是吸收还是发出功率。
V U10=V U 10-=VU 10-=V U 10=)(a )(b )(c )(d解:)(a W ui p 20102=⨯== (关联) 吸收功率)(b W ui p 20102=⨯== (非关联) 发出功率 )(c W ui p 20)10(2-=-⨯==(关联) 发出功率 )(d W ui p 20)10(2-=-⨯==(非关联)吸收功率1-10 用最简单的方法,求图1-28中各电路的待求量U 、I 。
Ω3Ω3Ω3)(a )(b )(c 解:)(a V U 54)36364(9=+⨯+⨯= A I 69366=⨯+=)(b V U 30)36364(5=+⨯+⨯= A I 3105366=⨯+= )(c A I 36322=⨯+= V I U 18234=⨯+=1-13 在图1-31所示的电路中,已知V U AB 10=,求s U 。
Ω2Ω2解:设I 、1I 、2I 、3I 如图所示Ω2Ω22由 102221=+I I 及 512+=I I得 01=I , A I 52= 又 A U I AB 1283=-=A I I I 6531=++= V I U U AB s 222=+=1-15 如图1-33所示,A 和B 两部分电路通过三条导线相连接,已知A I 11=,A I 22=,Ω=100R ,确定电压表的读数,设电压表的内阻为无穷大。
解:流过电阻R 的电流: A I I I 321=+=方向与电压表极性相同电压表的读数 V RI U 300==1-18 求图1-36所示电路中的电流I 和电压U ,并计算Ω2电阻消耗的功率。
电路 电路1-综合练习题
一、填空题题1图 题2图1、题1图中所示电路中的电压AB U 为 (10)V 。
2、电路如题2图所示,则电压源上的电流I 为(3)A ,电压源在电路中吸收的功率为(30)W 并在此电路中 起(负载)作用(填“电源”或“负载” ),电流源在电路中发出的功率为(50)W 并在此电路中 起(电源)作用(填“电源”或“负载” )。
3、如题3图所示电路中的电流1i 为(-3)A ,i 为(0) A 。
AAV Ω36Ω12Ω24V24-V12+图11005题3图 题4图4、电路如题4图所示,则A 点的电位V A 为(-6)V 。
5、有三个阻值均为6Ω的电阻,要得到Ω=9eq R 的等效电阻,试画出符合要求的三个电阻的连接电路为6、如题6图所示电路中,电流表A3的读数为( 5 )A 。
题6图 题7图 题8图7、题7图示电路中各电压表的读数为V 1 =10V 、V 2 =10V 、V 3 =10V ,则电压表V 的读数为( 10 )V 。
8、电路如题8图所示,已知2202sin(314120)V u t =- ,102sin(31460)A i t =- ,则该电路的功率因数为( 0.5 )。
9、题9图示电路中,已知:52120V U=∠ 、175A I =∠ ,则无源网络吸收的复功率为 (3j 7)V A + 。
题9图 题10图10、电路如题10图所示,已知:126H L L M ===,则从端子a-b 看进去的等效电感为( 6H )。
5VA5V 20V+-B ++ - -i 11A4A2A7AiL 2L 1a**Mb+ -无源 网络2Ω -j 2ΩUILCI +-U5A5ARA A1 A2 A3 5AI5A10V 5Ω+ -a b11、有一台三相异步电动机,其绕组的功率因数0.8λ=,并接成三角形,接在线电压V U l 380=的三相对称交流电源上。
已知电动机所取用的功率12kW P =,则此电动机的相电流P I 为( 13A )。
电路-第1章 1.3等效电路
任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮,且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流,则称这一电路为二端网络(或一端口网络)。
1. 两端电路(网络)无源无源一端口2. 两端电路等效的概念两个两端电路,端口具有相同的端口伏安关系,则称它们是等效的电路。
ii 1.3 等效电路B+-u iC+-u i等效对A 电路中的电流、电压和功率而言,满足B AC A明确(1)电路等效变换的条件(2)电路等效变换的对象(3)电路等效变换的目的两电路具有相同的VCR 未变化的外电路A 中的电压、电流和功率化简电路,方便计算1.3 等效电路1)电路特点(1). 电阻串联( Series Connection of Resistors)+_ R1R n+_U ki+_u1+_u nuR k(a) 各电阻顺序连接,流过同一电流(KCL);(b) 总电压等于各串联电阻的电压之和(KV L)。
2.电阻的串并联等效由欧姆定律结论:等效串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
2) 等效电阻u+_R e qi+_R 1R n+_U k i+_u 1+_u nuR k3) 串联电阻的分压说明电压与电阻成正比,因此串连电阻电路可作分压电路+_u R 1R 2+-u 1-+u 2iºº注意方向!例两个电阻的分压:4) 功率p1=R1i2,p2=R2i2,⋯,p n=R n i2p1: p2 : ⋯: p n= R1 : R2 : ⋯:R n总功率p=Ri2 = (R1+ R2+ …+R n ) i2eq=R1i2+R2i2+ ⋯+Ri2n=p1+ p2+⋯+ p表明n(1)电阻串连时,各电阻消耗的功率与电阻大小成正比(2)等效电阻消耗的功率等于各串连电阻消耗功率的总和(2). 电阻并联(Parallel Connection)i nR 1R 2R kR ni +u i 1i 2i k_1) 电路特点(a) 各电阻两端分别接在一起,两端为同一电压(KVL );(b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL )。
电路1单元 电路的基本概念和定律
P3 U 3 I1 8 2 16 W(消耗)
注
对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率
1.3 欧姆定律
流过电阻的电流与该电阻两端电压成正比,与电阻值成反比。
u i R
U I R
u
i
伏安特性为一条 过原点的直线
i Gu
i
I GU
R
+
u
(Ohm,欧姆)
R 称为电阻,单位: (欧)
实际电流源也不允许开路。因其内阻大,若 开路,电压很高,可能烧毁电源。
+
u
u
_
i
一个好的电流源要求
RS
3. 受控电源 (非独立源) 定义
电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数,而是 受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源,称受控源 电路符号
+
–
受控电压源
受控电流源
分类
根据控制量和被控制量是电压u 或电流i ,受控源可分 四种类型:当被控制量是电压时,用受控电压源表示;当被 控制量是电流时,用受控电流源表示。 (1) 电流控制的电流源 ( CCCS ) 四端元件
u
伏安关系
uS (t )
i
例
i
+
uS
-
R
外 电 路
uS i R i 0 ( R )
i ( R 0)
电压源不能短路!
例
计算图示电路各元件的功率。 R 5
5V
_
i
_
P5 V uS i 5 ( 1) 5 W
PR Ri 5 1 5 W
2
满足:P(发)=P(吸)
+
(3) 用双下标表示
电路第1章
若i ( ) 0
1 2 1 2 Li ( t ) 无源元件 0 (t ) 2 2L
(1) u的大小与 i 的变化率成正比,与 i 的大小无关; (2)电感在直流电路中相当于短路;
(3) 电感元件是一种记忆元件;
(4) 当 u,i 为关联方向时,u=L di / dt; u,i 为非关联方向时,u= – L di / dt 。
3. 功率
i
uS _
u _
uS _
i
(2) 不允许短路。
即 讨 论
响 应
与
激 励
的 关 系
5
复习:电路基本物理量----电流
概念:电荷有规则的定向运动 大小:单位时间通过导体横截 面的电荷量 方向:规定正电荷的运动方向 (或负电荷运动的相反方向) 为电流的正方向。电流的 正方向是客观存在! 单位:安培(A)、毫安(mA)、 千安(KA)
Iab a S b
I
Uab b
_
电源力
8
复习:电路基本物理量----电动势
• 大小:电源电动势Eab的数值等于电源力把单位 正电荷从电源的低电位b端经电源内部移到电 源高电位b端所作的功,也就是单位正电荷从 电源低电位端移到高电位端多获得得能量。 • 方向:电动势的实际方向是由电源低电位端指 向电源高电位端。 • 单位:电动势与电压的单位相同。为伏特(V)
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物理量正方向的表示方法
I
a
电 池
正负号 a
灯 泡
+ E _ U
R
+ _
b
Uab
+
Uab b _
Uab b
电压
箭
头 a
电流:从高电位 指向低电位。 I
(整理)电路原理一期末复习大纲
第一部分 直流电阻电路一、参考方向、功率U -U图1 关联参考方向图2 非关联参考方向在电压、电流采用关联参考方向下,二端元件或二端网络吸收的功率为P =UI ;在电流、电压采用非关联参考方向时,二端元件或二端网络吸收的功率为P = -UI 。
例1、计算图3中各元件的功率,并指出该元件是提供能量还是消耗能量。
u u = -u =10(a)图3解:(a)图中,电压、电流为关联参考方向,故元件A 吸收的功率为p=ui =10×(-1)= -10W<0 A 发出功率10W ,提供能量 (b)图中,电压、电流为关联参考方向,故元件B 吸收的功率为p=ui =(-10)×(-1)=10W >0 B 吸收功率10W ,消耗能量 (c)图中,电压、电流为非关联参考方向,故元件C 吸收的功率为p=-ui = -10×2= -20W <0 C 发出功率20W ,提供能量 二、KCL 、KVLKCL :对集总参数电路中任一节点,在任一瞬时,流入或者流出该节点的所有支路电流的代数和恒为零,即Σi =0;KVL :对集总参数电路中的任一回路,在任一瞬时,沿着任一方向(顺时针或逆时针)绕行一周,该回路中所有支路电压的代数和恒为零。
即Σu =0。
例2、如图4中,已知U 1=3V ,U 2=4V ,U 3=5V ,试求U 4及U 5。
解:对网孔1,设回路绕行方向为顺时针,有 -U 1+U 2-U 5=0 得 U 5=U 2-U 1=4-3=1V 对网孔2,设回路绕行方向为顺时针,有 U 5+U 3-U 4=0得 U 4=U 5+U 3=1+5=6V三、电路元件 理想电压源,理想电流源,电阻元件,电容元件,电感元件,受控源电容:q=Cu ,tu C i d d =,ξξ+=ξξ=⎰⎰∞-d )(1d )(1)(00i Cu i C t u tt ,2c )(21)(t Cu t W =电感:ΨL =Li ,t i L t Ψu d d d d L ==,ξξ+=ξξ=⎰⎰∞-d )(1d )(1)(00u L i u L t i tt ,2)(21)(t Li t WL = 图4例3、电路如图5所示,试写出各图中U 与I 之间的关系式。
电路第一章
第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型1.实际电路实际电路——由电器设备组成(如电动机、变压器、晶体管、电容等等),为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。
图1是最简单的一种实际照明电路。
它由三部分组成:1)提供电能的能源(图中为干电池),简称电源或激励源或输入,电源把其它形式的能量转换成电能;2)用电设备(图中为灯泡),简称负载,负载把电能转换为其他形式的能量。
3)连接导线,导线提供电流通路,电路中产生的电压和电流称为响应。
任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。
图1 手电筒电路实际电路功能:1)进行能量的传输、分配与转换(如电力系统中的输电电路)。
2)进行信息的传递与处理(如信号的放大、滤波、调协、检波等等)。
实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同,但遵循同一理论基础,即电路理论。
2.电路模型电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件(实际部件)的电磁性能的理想电路元件或它们的组合。
理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性,反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。
发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为:1)消耗电能;2)供给电能;3)储存电场能量;4)储存磁场能量假定这些现象可以分别研究。
将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征,有如下几种基本的理想电路元件:1)电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程(如电阻器、灯泡、电炉等)。
2)电容——反映产生电场,储存电场能量的特征。
3)电感——反映产生磁场,储存磁场能量的特征。
4)电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件需要注意的是:1)具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一模型表示;2)同一实际电路部件在不同的工作条件下,其模型可以有不同的形式。
如在直流情况下,一个线圈的模型可以是一个电阻元件;在较低频率下,就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟;在较高频率下,还应计及导体表面的电荷作用,即电容效应,所以其模型还需要包含电容元件。
电路第一章习题
第一章电路元件和电路定律姓名:班级:学号:一.参考方向功率KCL KVL1.判断(1)电路模型是实际电路的理想化,因而实际电路的电路模型是一致的。
()(2)同一电路中,选定的参考点不同时,同一点的电位是不同的。
()(3)电路中任意两点间的电压与路径有关。
()2.为以下二端电路指明端口电压或电流参考方向,要求使端口电压、电流参考方向关联。
3.计算以下各二端电路的功率,并指明是吸收还是发出功率。
4.判断。
1)从物理意义上来说,KCL应对电流的实际方向来说才是正确的,但对电流的参考方向来说也必然是正确的。
()2)在节点处各支路电流的方向不能均设为流入节点,否则将只有流入节点的电流而无流出节点的电流。
()5.(1)求i1, i2, i3, i4, i5 ; (2)求i。
6.(课堂练习)电路如图所示,已知i1=2A,i3=-3A,u1=10V,u4=-5V,试计算各元件吸收的功率。
二.电阻、电感、电容、独立电源、受控源1.判断。
(1) 电路中u和i的参考方向是我们自己规定的,采用不同的参考方向,欧姆定律表达式既可以写成u=Ri,也可以写成u=—Ri。
()(2) 独立电压源或独立电流源在电路中一定是发出功率的。
()(3) 定律KCL、KVL和VCR是电路分析的基础,它们同时适用于线性电路和非线性电路。
()2.根据描述画出对应的元件。
(1)10V电压源(2)2A的电流源(3)受控电压源(4)受控电流源3.已知电路元件的参考方向和伏安特性如下图,则元件的电阻为Ω。
A. 0.5B. —0.5C. 2D. —24. 写出以下动态元件的VCR方程(微分形式)由以上微分形式VCR可知,在直流稳态电路中:电容元件可看作,电感元件可看作。
5.我们常说的“电容电压连续性”是指电容电压的变化是连续的,表现在波形上为没有奇点;“电感电流连续性”是指电感电流的变化是连续的,其波形也没有奇点。
但两者的连续变化是有前提条件的,请分别予以说明。
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师大附中双语实验学校2014年物理联考复习
<电流和电路>专题 电路图 1 班级 姓名
1.用笔代替导线,使两灯泡串联,并在方框内画出电路图.
2.
用笔代替导线,使两灯泡并联,并在方框内画出电路图.
3.(09青岛)小雨连接了如图电路,请在方框内画出它的电路图。
4、根据电路图连接实物图。
5、请根据实物图画电路图。
师大附中双语实验学校2014年物理联考复习
<电流和电路>专题 电路图 2 班级 姓名
1、根据实物图画出电路图。
2、根据电路图连接实物图。
3.按要求设计并连接电路.要求:(1)两灯并联;(2)电流表测灯L 1的电流;(3)变阻器用来改变灯L 2的电流且其滑片向左移动时,灯L 2变亮.则把设计好的电路图画在左边方框内,根据左边设计的电路图把右边的实物图连成电路.(4′)
4、现有电压表、电流表、电池组、开关各一个,小灯泡L1 和L2 及若干导线,请你按下列要求设计出电路图。
要求:L1 和L2 并联,电压表测L1两端的电压,电流表测电路中的总电流,开关控制整条电路,电路中的电流约为0.2A。
5、现有灯L1、L2、电压表、电流表、电源、开关和若干导线。
请你按要求设计出电路,
然后根据你所画的电路图在连接实物图。
要求:L1、L2串联,电流表测L1的电流,电压表测L2的电压。