第2章直流电路分析
电工电子技术基础第二章直流电路分析 ppt课件
结点数 N=4 支路数 B=6
(取其中三个方程)
PPT课件
6
b
列电压方程
I2
abda :
I1
I6
E4 I6R6 I4 R4 I1R1
a I3 I4
R6
c
I5 bcdb :
0 I2R2 I5R5 I6R6
+E3
d R3
adca : I4R4 I5R5 E3 E4 I3R3
对每个结点有
I 0
3. 列写B-(N-1)个KVL电压
方程 对每个回路有
E U
4. 解联立方程组
PPT课件
5
I1 a
b I2
I6
R6
I3 I4
d
+E3
R3
列电流方程
结点a: I3 I4 I1
c 结点b: I1 I6 I2
I5
结点c: I2 I5 I3
结点d: I4 I6 I5
基本思路
对于包含B条支路N个节点的电路,若假 设任一节点作为参考节点,则其余N-1个节点 对于参考节点的电压称为节点电压。节点电压 是一组独立完备的电压变量。以节点电压作为 未知变量并按一定规则列写电路方程的方法称 为节点电压法。一旦解得各节点电压,根据 KVL可解出电路中所有的支路电压,再由电路 各元件的VCR关系可进一步求得各支路电流。
3、会用叠加定理、戴维宁定理求解复杂电路中的电压、电流、功率等。
PPT课件
1
对于简单电路,通过串、并联关系即可 求解。如:
R
R
R
+ E 2R 2R 2R 2R
-
PPT课件
+
直流电阻电路
第四节
基尔霍夫定律
在学习电路的时候,经常会用欧姆定律、并联电路 和串联电路的特点去解决一些电路的计算问题。利用它 们去分析一些简单的电路是很方便的,但对于复杂的电 路,如图2-13所示,它们便显得无能为力。为此,下面 来学习一个新的定律,即基尔霍夫定律。
图2-13复杂电路
一、电路的结构 复杂电路的结构可用支路、节点、回路等术语来描述。 电路中的每一个分支被称为支路;3条或3条以上的支路的汇聚点被 称为节点;有一条或多条支路所组成的闭合电路被称为回路。在图 2-14所示的电路中,支路有3条:由R1、E1构成的支路,由R2、E2 构成的支路,由R5构成的支路;节点有2个:a和b;回路有3个:l1, l2,l3。 特别需要注意,c和d并不是节点。
第三节 电阻混联电路
混联电阻电路的分析步骤一般是: (1)化简电路,就是利用电路中的各等电位点画出 等效电路图,或者分别求出串联电阻和并联电阻,从 而得到混联电路的等效电路。 (2)根据欧姆定律,由电路的总的等效电阻和电路 的端电压计算电路中的总电流。 (3)根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流关 系,逐步推算出各支路的电流和电压。
第二章 直流电阻电路
知识目标 直流电路在生产实践中有着广泛的应用。本章主要介绍直流 电路的联接方式,包括串联电路、并联电路和混联电路,以及 简单电路的分析方法,涉及到基尔霍夫定律、支路电流法、电 源的等效变换、叠加定理和戴维南定理等。 学习目标 1.掌握电阻串联、并联、混联电路电压、电流、电阻的特点。 2.掌握利用基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律列写电路的 方程。 3.学会利用支路电流法求解电路。 4.了解实际电源的两种电路模型,以及电源的等效变换概念。 5.学会利用叠加定理分析含有两个直流电源的电路。 6.学会灵活运用戴维南定理求解电路。
第二章电路电阻等效与分析方法
例1: 对图示电路求总电阻R12
1
2 R12 1 2 D 0.8
C
2
1
R12
1 2 1 0.8 R12 2.4 1.4 1 1
0.4
0.4
2 2 1
1
2.684 2
由图: R12=2.68
14
1
2013-7-10
2
例2: 计算下图电路中的电流 I1 。 a a I1 I1
2 4 1 I 4A
6 1A
2
1A
4
I 1
23
2.3 电压源与电流源
解:
2 2 4A 4 I 1 + 8V 2 4 1A
I
1
1A
I
2
I
2A
1A 4
1
3A
2 1
4
2013-7-10
2 I 3A 2A 21
24
2.3 电压源与电流源
作业
电路如图。U1 =10V,IS =2A,R1 =1Ω,R2 = 2Ω,R3=5 Ω ,R=1 Ω。(1) 求电阻R中的电流I;(2) 计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的 电压UIS;(3)分析功率平衡。
+
a
+
U
a
+ 5V – b
(c)
b
21
2.3 电压源与电流源
例2:试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V –
(a) 1 2
解:
I
2A
–
1 1 2V
3
2A
6 (b)
第2章 直流电路的分析方法
二端网络如图所示,求此二端网络的戴维南等 效电路。
1Ω + 6V + 3A UOC
1Ω
+ 15V
2Ω
RO
- 2Ω
- 3Ω
-
a 在图a中求开路电压 在图b中求等效电阻
U OC 3 1 6 3 2 15V
RO 2 1 3
b
c
画出戴维南等效电路,如图c 。
用戴维南定理求图示电路中电阻RL上的电流I。
_ U
U 、IS 关联参考方向 P吸= UIS
实际电流源可用一个理想电流源与电阻相并
联的电路模型来表示。
I I IS
+
U
IS
RO
-
O
U
2.2.3电源模型的联接
1.n个电压源串联 n个电压源串联可以用一个电压源等效代替。
US1
+ -+ US2 - + USn - + US -
U S U S1 U S2 U Sn U Sk
效的。
返回
2.2 电压源与电流源及其等效变换
2.2.1电压源
理想电压源简称电压源,其端电压恒定不变或 者按照某一固有的函数规律随时间变化,与其流过 的电流无关。
I + + US - - O I US U
I + US
I 、US非关联参考方向 P吸= - USI
I
_
I 、US 关联参考方向 P吸=USI
US2
+
-
d
R6 I6 US4
I5
-
c + US3 -
+
I4
I3 b
R3
返回
2.4 叠加定理
叠加定理:几个电源同时作用的线性电路中, 任何一支路的电流(或电压)都等于电路中每一个
直流电阻电路的分析与计算
3
1
1
I 4A
2
4
I 1
2A
1A
1A
举例 解: 2
2 4A 1A 4 I
2
1
+ 8V -
4 1A 2
I 1
I 2A
I
1A 4
1 4
3A
2 1
2 I 3A 2A 21
{end}
{end}
2.2 电阻的串联与并联 2.2.1 电阻的串联
1. 电路特点: R1 i + Rk Rn + u1 _ _
+ u1 _ + uk _ u
(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 (KVL)。
2.2 电阻的串联与并联
2. 等效电阻Req R1 i + Rk Rn Req 等效 i + u _
R12
–
i2 + 2 R23 u23 3 –
i2Y i3 + –
i3Y +
若 u12 u12 , u23 u23 , u31 u31 而
i1 i1 , i2 i2 ,
i3 i3
则Δ形连接与Y形连接等效
2.3 电阻星形连接与三角形连接之间的等效变换
2.2 电阻的串联与并联
2.2.2 电阻的并联
i
+ i1 i2 ik in
u _
R1
R2
Rk
Rn
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)。
2.2 电阻的串联与并联
电工技术基础与技能ppt单元2 直流电路
注意:电压表一定要并联
知识拓展
400v以下为低压,1000v以上为高压。 测电笔只可用于低压,高压不可用。 强电指400v以下,36v以上;弱电指36v以下。 强电有生命危险,弱电一般无危险。
电动势
三、电动势 1、定义:在电源内部,非静电力把正电荷从负极搬 运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值叫做电源 的电动势,用E表示。 W
B
也可用电压符号加下标来表 示电压方向,如 U AB 表示 该电压的方向是从A指向B。
电压的参考方向:进行电路分析时,假定电压的方向。 若计算出的电压值为正值,则表明电压的真实方向与 参考方向一致;计算出的电压值为负值,则表明电压 的真实方向与参考方向相反。
电压的测量
测量电压常用的仪表是电压表和万用表的电压挡。
使用最多的标注方法
电阻的标注
例 题
例:识别某四环电阻电阻: (棕绿红金)
解 :第一位有效数字:1; 第二位有效数字:5; 第三位10的2次方(即100); 第四位允许误差为5% 即阻值为:15〓100=1500Ω=1.5kΩ
新型电阻器
压敏电阻
湿敏电阻
光敏电阻
汽敏电阻
正温度热 敏电阻
负温度热 敏电阻
第二章 直流电路
学习内容 学习内容
电路的组成与电路模型 电路的基本物理量
基尔霍夫定律 电压源与电流源
电阻
欧姆定律及其应用
戴维宁定理
叠加定理
电路的组成与电路模型
观察与思考:
在装有声控节能开关的走廊里,我们一拍 手,灯就亮了,是谁在控制灯的亮灭?
电路的定义与组成
一、电路的定义与组成 电路就是电流通过的路径。它是由一些电气设备和元器 件按照一定方式连接而成的闭合回路
电路基础-第2章 直流电阻电路的分析计算
Ra
R5
R3R1 R3
R1
50 40 10 50 40
20
Rc
R5
R1R5 R3
R1
40 10 10 50 40
4
Rd
R5
R5R3 R3
R1
10 50 10 50 40
5
图2.10(b)是电阻混联网络, 串联的Rc、R2的等效电阻
图2.10例2.5图
R1 I1
a
I3
c I2
R2 I5
R5 I4
b
I
R3
R4
R0 d + Us -
c I2
Rc
R2
Ra o
a
b
I4
Rd
R4
I
R0
d +
Us
-
(a)
(b)
星形连接电阻=
三角形连接图电2.阻10中例两2.两5相图邻电阻之积
三角形连接电阻之和
解 将△形连接的R1, R3, R5等效变换为Y形连接的Ra, Rc、 Rd, 如图2.10(b)所示, 代入式(2.8)求得
+ -Us1
R1
a
+ Us2
I
-
R
R2
b
(a)
Is1
R1
a
I
Is2
R2
R
b
(b)
图2.14例2.6图
a
I
Is
R12
R
b
(c)
解 先把每个电压源电阻串联支路变换为电流源电阻并联 支路。 网络变换如图2.14(b)所示, 其中
中专电工基础教案第二章直流电路
第二章直流电路2.1 电阻串联电路& 2.2 电阻并联电路、串联电路把几个电阻一次连接起来,组成中间无分支的电路,叫做电阻串联电路。
如下图1 所示为两个电阻组成的串联电路。
图1 电阻串联电路串联电路的特点:1.串联电路中电流处处相等。
当n 个电阻串联时,则I1 I2 I 3 I n (式2-1)2.电路两端的总电压等于串联电阻上分电压之和。
U U1 U 2 U 3 U n (式2-2)3.电路的总电阻等于各串联电阻之和。
R 叫做R1,R2串联的等效电阻,其意义是用R 代替R1,R2后,不影响电路的电流和电压。
在图1中,(b)图是(a)图的等效电路。
当n 个电阻串联时,则R R1 R2 R3 R n (式2-3 )4.串联电路中的电压分配和功率分配关系。
由于串联电路中的电流处处相等,所以上述两式表明,串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻的阻值成正比; 各个电阻所消耗的功率也和各个电阻阻值成正比。
推广开来,当串联电路有 n 个电阻构成时,可得串联电路分压公式 R 1 R 1 R 2 R 3R n提示:在实际应用中,常利用电阻串联的方法,扩大电压表的量程。
二、电阻并联电路把两个或两个以上的电阻接到电路中的两点之间, 电阻两端承受同一个电压 的电路,叫做电阻并联电路。
图 2 电阻并联电路 并联电路的特点 :1、电路中各个电阻两端的电压相同即 U 1 U 2 U 3 U n (式 2-6)2、电阻并联电路总电流等于各支路电流之和U 1U 2 R 1 R 2 R n2 P 1 P 2R 1 R 2 P nR nU 2 R 2 R 1 R 2 R 3R n U nR n R 1 R 2 R 3 R n即 I I 1 I 2 I 3 I n (式 2-7 )3、并联电路的总阻值的倒数等于各并联电阻的倒数的和4、电阻并联电路的电流分配和功率分配关系 在并联电路中,并联电阻两端电压相同,所以 U R 1I 1 R 2I 2 R 3I 3 R n I n上式表明,并联电路中各支路电流与电阻成反比;各支路电阻消耗的功率和 电阻成反比。
直流电路连接方法及分析 2
解:
1. 先计算R1和R2、R3 和R4的等效电阻
R12
R1 R2 R1 R2
56 56
2.727 ()
R34
R3 R4 R3 R4
78 78
3.733 ()
2. 计算总电流I
U
10
I
1.548 ( A)
R12 R34 2.727 3.733
• 3.计算电压U12、U34
U12 IR12 1.548 2.727 4.22 (V )
于电压下降的总和。
在应用基尔霍夫电压定律之前,同样必须先 假设各元件电压的参考方向,然后确定电路 的绕行方向。如果计算出来的电压值为负值, 那就意味着原先假设的电压方向与实际方向 相反。
• 例2.3.3 :请列出图中电路的电压方程。
abca acda abcda
顺时针 顺时针 顺时针
U1 I1R1 I 2 R2
2.4 电源的两种模型
• 一个电源可以有两种电源模型来表示。
电压源模型:用理想电
+
压源与电阻串联的电路
E -
表示;
R0
+ U –
+
U
IS
R0 R0 U
-
电流源模型
电压源模型
电流源模型:用理想电 流源与电阻并联的电路 表示为。
电压源的外特性
电压源模型
U = E – IRo
U 理想电压源 Uo=E
I
第2章 直流电路连接方法及分析
本章要求(Requests):
一、掌握电阻的两种连接方法; 二、了解电压表和电流表的量程扩大; 三、理解基尔霍夫定律并灵活应用; 四、掌握电源的两种模型; 五、熟悉额定值及功率。
电工电子技术基础习题答案解析
第1章电路的基本知识1.1电路的概念 (1) 略(2) 电路通常由电源、负载和中间环节(导线和开关)等部分组成。
A •电源的作用:将其他形式的能转换成电能。
B •负载的作用:将电能转换成其他形式的能。
C •中间环节的作用:传递、分配和控制电能。
1.2电路中的主要物理量 (1) 零、负电位、正电位 (2) 3、1.5、3、1.5、0、3 (3) -7,-5 1.3电阻 (1) 3: 4 (2)查表1.3,知锰铜合金的电阻率 J =4.4 10亠」m1.4欧姆定律 (1)电动势、内压降(2)当R= R 时,电路处于开路状态,其特点是电路中电流为零,电源端电压等于电 源电动势;当R=0时,电路处于短路状态,其特点是短路电流极大,电源端电压等于。
由于I =0.22A=220mA . 50mA ,故此人有生命危险。
1.5电功与电功率P 40(2)略(3) W 二Ult =220 0.2 7200 = 316800J思考与练习一、 判断题1" 2. X 3. V 4. X 5. V 6. X 7. X 8. V 9. X 二、 选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B根据t ,得1RS 3 0.21 10 P 4.4如0二=1.43 m(3)U 220R "1000= 0.22 A(1)t=W 二空£=25h三、填空题1 •正、相反;2•参考点;3•负极、正极; 4 •高、低、低、高; 5•材料、长度、横截面积、 R - ; 6• 1800、土 5%; 7. 220S四、计算题1 • U ab =V a -V b =10 - 5 = 5VU bc *b-V c =5-(-5) =10 V U ac 二V a-V c =10 -(-5) =15V U ca - —U ac - - 15VR = U420门I0.2 220100 10(2)U =IR =2 100=200V(3) U r =lr =2 10 =20V 4.( 1)P =UI = 220 4 =880W(2)W 二 Pt =880 1800 =1584000J2 2(3) Q =l Rt =4 0.5 1800 =14400J(4) E =W -Q =1584000 -14400 =1569600 J第2章直流电路的分析与计算2.1电阻的连接(1) I mb =0.5AR 1 4U 2 = IR 2 =0.5 20 =10V U U U 2 =210 =12VR 2故 P 2』P 二10 28 =14WR 2 202. I24 120= 0.2A 3・(1)(2)由于P P 2 R 1 U 2 R 2 R 1WORD 格式整理10(3) (a ) R ab(b) R ab(R R)RR 」R 3(R R) R (c) R ab=R=1门R (2 R)RR(汀)R32 —Q 52.2基尔霍夫定律 (1) 5、3、6、3 (2) 假设I 2、I 3的方向和回路绕行方向如图 I 1 R 1 1 3R 3 = E 1 12 R 2 T 3 R 3 = E2 0.008 I 2 =丨3 0.008 50 8OI3 =3 I 丨2艮 +8013 =12解得 =0.0245 A=24.5mA =0.0325 A=32.5mA R 2 = 384门2.3电压源与电流源的等效变换 (1) I s =—、不变、并、E — I s r 、不变、r (2) ( a )把两个电压源等效变换为电流源,如图- ----1Q0Q200 n 10¥ a -O rn,evO匸(a)2.2( a )所示。
电路分析基础第二章 电路元件及电路基本类型(完整)
5V
_
i
_
PR = Ri = 5 ×1 = 5W
2
满足:P(发)=P(吸)
+
10V
+
_ +
解
uR
uR = (10 − 5) = 5V
i=
P10V
= 5 = 1A R 5 = uS i = 10 ×1 = 10W
uR
发出
P5V = u S i = 5 × 1 = 5W
吸收 吸收
上页
下页
2. 电流源
上页
下页
当t0=0时,上式可写成 1 t u = u (0) + ∫ i (τ )dτ C 0 分别写出在t和t+∆t两个瞬间的电压表达式,然后取其 差值∆u,得
1 t +Δt Δu = u (t + Δt ) − u (t ) = ∫ i (τ )dτ C t
如果在[t,t+∆t]内,i(t)均为有限值,那么当∆t→0时, 就有∆u→0,这说明只要电容电流是有界函数,电容电 压就是连续函数,不会跳变。
u=Ri Ψ=L i q=Cu R为电阻参数 L为电感参数 C为电容参数
元件参数表征了元件的物理特性。 为叙述方便,“电阻”可表示“电阻器”、 “电阻元件” 及“电阻参数”。可推广到 电感和电容。
1. 时不变(定常) & 时变元件
元件参数不随时间改变者为时不变元件, 否则为时变元件。 如 时不变元件:u ( t ) = 5 i ( t ) 时变元件: u(t ) = cos t ⋅ i(t ) 如滑线变阻器抽头由马达带动做 简谐运动时,阻值(cost)随t变。
i
0.5F
us (t ) C
第2章 电路的分析方法
+
10V
+
2A 4Ω
10V
+
2Ω U
+ _
3V
_
_
_
图2-25 题2-3-1图
图2-26 题2-3-2图
• 2-3-2电路如图2-26所示,试用叠加原理求电流U。
2.4 戴维南定理
• 1.二端网络
• 对于一个复杂的电路,有时只需计算其中
某一条支路的电流或电压,此时可将这条支路
单独划出,而把其余部分看作一个有源二端网
2.注意事项
• (1)在电压源和电流源等效过程中,两种电路模型 的极性必须一致。 • (2)电压源与电流源的等效关系是对外电路而言的, 对电源内部,则是不等效的。 • (3)理想电压源与理想电流源之间没有等效关系, 不能等效变换。 • 因为对理想电压源讲,其短路电流无穷大;对理想 电流源讲,其开路电压为无穷大,都不能得到有效 数值,故两者之间不存在等效变换条件。
US=9V、IS=6A,求各支路的电流I1和I。
• 2-2-2 电路如图2-22所示,求各支路的电流I1、I2
和I3。
R1
2Ω
3Ω
_
US R2 IS
_
10V
I1
I2
4Ω
I3
2A
+
+
图2-21 题2-2-1图
图2-22 题2-2-2图
2.3 叠加原理
• 1.线性电路
•
线性电路是由线性元件组成的电路。线性元件是 指元件参数不随外加电压及通过其中的电流而变化, 即电压和电流成正比。
R1 R3 1015 R13 6 R1 R3 10 15
R2 R4 20 5 R24 4 R2 R4 20 5
高中物理第二章直流电路第7讲学生实验:测量电源的电动势和内阻课件教科选修3_1
第7讲
学生实验:测量电源的 电动势和内阻
目标 定位
1.知道测量电源的电动势和内阻的实验原理. 2.通过实验过程,掌握实验方法,学会根据图像合理外推进行数 据处理的方法. 3.尝试分析电源电动势和内阻的测量误差,了解测量中减小误差 的方法.
栏目 索引
测量电源的电动势和内阻 对点检测 自查自纠
5.处理数据,用公式法和图像法这两种方法求出电池的电动势和内阻.
答案
三、实验数据的处理 1.计算法:由 E=U1+I1r,E=U2+I2r 可解得 E=I1UI21- -II22U1,r=UI12--IU21. 可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们的平均值. 2.作图法: (1)本实验中,为了减少实验误差,一般用图像法处理实验数据,即根 据多次测出的U、I值,作U-I图像; (2)将图线两侧延长 ,纵轴截距点意味着断路情况 ,它的数值 就 是 电池电动势E ;
方法点拨
解析答案
例3 某研究性学习小组利用如图8甲所示电路测量电池组的电动势E和
答案
(3)横轴截距点(路端电压U=0)意味着短路情况,它的数值就是_短__路__电__流_
E
r;
E
(4)图线斜率的绝对值即电池的 内阻r ,即r=| ΔU |= I短 ,如图4所示. ΔI
图4
答案
四、注意事项 1.为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较 大 的旧干电池和内阻 较大的电压表. 2.实验中不能将电流调得过大,且读数要快,读完后立即切断电源,防 止干电池因大电流放电时间过长导致 内阻r 发生明显变化. 3.当干电池的路端电压变化不很明显时,作图像,纵轴单位可取得小一 些,且纵轴起点可不从零开始.
解析答案
例2 某同学利用电压表和电阻箱测定干 电池的电动势和内阻,使用的器材还包括 定值电阻(R0=5 Ω)一个,开关两个,导线 若干,实验原理图如图7(a). (1)在图(b)的实物图中,已正确连接了部 分电路,请完成余下电路的连接.
《电工基础》第二章简单直流电路的分析试卷
《电工基础》第二章简单直流电路的分析试卷一、单项选择题1.不属于电阻串联的应用的是( )。
(2 分)A.分压作用B.限流作用C.开关D.电流表扩程2.欲精确测量中电阻的阻值,应选用( )。
(2 分)A.万用表B.兆欧表C.单臂电桥D.双臂电桥3.利用电阻的并联可用扩大( )的量程。
(2 分)A.电流表B.电压表C.欧姆表D.功率表4.如图2-13所示电路中,当开关S合上和断开时,各白炽灯的亮度变化是( )。
(2 分)A.没有变化B.S合上时各灯亮些,S断开时各灯暗些C.S合上时各灯暗些,S断开时各灯亮些D.无法回答,因为各灯的电阻都不知道5.一只10Ω的电阻和一只5Ω的电阻串联,通过的电流为5A,则串联电路的总电压为( )V。
(2 分)A.3B.25C.50D.756.已知R1>R2>R3,若将此三只电阻并联接在电压为U的电源上,获得最大功率的电阻将是( )。
(2 分)A.R1B.R2C.R37.如下图所示电路中,开关S闭合与打开时,电阻R上电流之比为3:1,则R的阻值为( )。
(2 分)A.120ΩB.60ΩC.4 0Ω8.要测量中电阻的阻值,应优先选用( )。
(2 分)A.万用表B.兆欧表C.单臂电桥D.双臂电桥9.在闭合电路中,电源内阻变大,电源两端电压将( )。
(2 分)A.升高B.降低C.不变D.不确定10.下图示电路中,已知各电阻的阻值均为R,则R AB=。
(2 分)A.RB.2RC.4RD.6R二、判断题11.( )用电桥测量电阻的方法准确度比较高。
(2 分)12.( )直流单臂电桥就是惠斯登电桥。
(2 分)13.( )只要电桥上检流计的指针指零,电桥一定平衡。
(2 分)14.( )在串联电路中,各电阻上的电压与电阻的阻值成正比。
(2 分)15.( )计算简单电路的依据是欧姆定律和电阻串、并联规律。
(2 分)16.( )将电源看作是电压源还是电流源,主要依据是所带负载的性质和大小。
物理教科版选修3-1单元测试:第二章直流电路含解析
第二章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12个小题,共48分)1在下列用电器中,哪些属于纯电阻用电器…()A.电扇和电吹风B.电烙铁和电热毯C.洗衣机和电冰箱D.电动机2黄昏时电灯比深夜暗,是因为黄昏时()A.线路总电阻变大,电流变小B.干线电流过大,线路损失电压增大C.总电流一定,支路增多分去了电流D.总电阻变小,各支路电流变小3实验室用的小灯泡灯丝的IU特性曲线可用以下哪个图象来表示()4当外电路电阻分别为8 Ω和2 Ω时,单位时间外电路放出的热量正好相等,则电源的内阻为()A.1 ΩB.2 ΩC.4 ΩD.8 Ω5在如下图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如下图乙所示.当开关闭合后,下列关于电路中的灯泡的判断中,正确的是()A.灯泡L1的电阻为12 ΩB.通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2倍C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 WD.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W6一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω。
另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则()A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V7电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是()A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表读数减小D.电压表读数减小,电流表读数增大8某同学设计了一个转向灯电路(如图所示),其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源,当S置于位置1时,以下判断正确的是()A.L的功率小于额定功率B.L1亮,其功率等于额定功率C.L2亮,其功率等于额定功率D.含L支路的总功率较另一支路的大9如图,电源内阻不计.为使电容器的带电荷量增大,可采取以下哪些方法()A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R110如图所示,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器,当变阻器的滑动头P向左移动时()A.R1的功率将增大B.R2的功率将减小C.电源的功率将增大D.电源的效率将减小11如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU212在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2 V.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2 A和24 V,则这台电动机正常运转时的输出功率为()A.32 W B.44 WC.47 W D.48 W二、填空题(13题6分,14题10分,共16分)13如图所示为一正在测量中的多用电表表盘.(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻,则读数为______ Ω。
电工基础学习指导—直流电阻电路的分析与计算
第二部份 直流电阻电路的分析与计算一、学习目标与要求1.掌握电阻的串、并联等效变换,了解电阻的星—三角等效变换。
2.了解线性电路叠加定理、戴维南定理与诺顿定理的意义。
3.掌握电路的等效变换和对复杂电路的基本分析与计算方法。
二、本章重点内容1.无源网络的等效变换(1)电阻的串联及其分压R i =R 1+R 2+…+R n ,U 1:U 2:…:U n =R 1:R 2:…:R n(2)电阻的并联及其分流,n 21G G G G i +++=Λ,::::::n 21n 21G G G I I I ΛΛ=(3)两个电阻的并联及其分流2121i R R R R R +=I R R R I I R R R I 21122121+=+=2.电路基本定理(1) 叠加定理在线性电路中,当有多个电源作用时,任一支路的电流或电压可看作由各个电源单独作用时在该支路中产生的电流或电压的代数和。
当某一电源单独作用时,其它不作用的电源应置为零(电压源电压为零,电流源电流为零)。
(2)戴维宁定理任何一个线性有源电阻性二端网络,对外电路来说,可以用一个电压源与一个电阻串联的支路等效代替。
电压源的电压等于该网络的开路电压,电阻等于该网络中所有电压源短路、电流源开路时的等效电阻。
(3)诺顿定理与戴维宁定理类似,不过是等效成电流源与一个电阻并联的形式。
三、本章内容的前后联系1.本章介绍了线性电阻电路的分析计算方法和一些重要的电路定理。
虽然这些方法和定理是在电阻电路中引出的,但对所有线性电路都具有普遍意义,在后续章节中都要用到。
2.电阻的串、并联,Y —△变换,戴维宁定理及诺顿定理是道路的几种等效变换,通过变换可以简化电路问题。
学习中,要深入领会等效变换的思想方法。
3.叠加定理反映出线性电路的基本性质。
它不仅在电路的计算方法(如非正弦周期性电流电路的分析方法)上,而且在理论分析(如推导戴维宁定理)上都起到了非常重要的作用。
四、学习方法指导(一) 学习方法1.类比法:电阻的串、并联连接分析可采用工程实际应用当中与其相类似的电路来类比来记忆。
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I=I1=I2=I3= …=In 所以根据功率定律,可得
P=P1+ P2+ P3+… Pn 即串联电阻的总功率等于各电阻的分功率之和
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(5)电压分配. 因为
I=I1=I2=I3= …=In
所以
I U1 U 2 U 3 Un
知识目标
❖ 掌握电阻串、并联电路的特点,理解分压、分 流公式。
❖ 掌握基尔霍夫定律,能正确熟练得列出节点 电流方程和回路电压方程。
❖ 理解电路的等效变换,掌握电流源与电压源 的等效变换、戴维宁定理和叠加原理。
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直流电路分析
技能目标
❖ 会应用电阻串、并联电路的特点分析和解决实 际的简单电路。
Rn
即串联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成正比. 两个电阻的分功率公式与分压公式相似,即用相应的P代替相应的U
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❖ 电阻串联电路的应用
❖ 电阻串联电路的应用十分广泛.在工程上,常利用串联电阻的方法来限制 电路中的电流,也用串联电阻的分压作用来实现一定分压要求,如用几个 电阻构成分压器,使同一电源能供给不同的电压;用串联电阻的方法限制 电流,常用的有电动机串电阻降压启动、电子电路中与二极管串联的限 流电阻等;利用串联电阻扩大电压表的量程。同学们也可以想一想还有 哪些应用。
❖ (1) 电压的特点。并联电路电阻两端的电压相等,即
❖ U= U1=U2=U3= …=Un
❖ (2)电流的特点。串联电路总电流等于各电阻上分电流之和, 即
❖ I=I1+I2+I3+ …+In
❖ 解:
❖ 当电位器触点在中间位置时,输出电压
注意:U CD R 上 R 下 R 下 U AB 55 05 0 020 1 00 V0
这是电压连续可调的分压器,当电位器触点上下移动 时,输出电压UCD在0~UAB之间连续可调。
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【例2.2】如图2.3所示,表头内阻Rg=1kΩ,满偏电流Ig=500μA,若要改 造成量程为2.5V的电压表,应串联多大的电阻?
❖ 能应用电阻并联电路的特点分析实 际电路。
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❖ 把两个或两个以上的电阻的并连在两点之间,电阻两端承受同 一电压的电路,称为并联电路,如图2.4所示是由三个电阻 组成的并联电路。
❖ 1.电阻并联电路的特点
❖ 【实验】用直流电流表和直流电压表分别测量并联电路的总 电流、分电流和总电压、分电压,可以得到:
把两个或两个以上的电阻依次连接, 中间无分之使电流 只 有 一 条 通 路 的 电 路 ,称为串联电路,图 2 . 1 ( a ) 所 示 是由三个电阻组成的串联电路。
a I +U1 -+U2 - +U3 -
+
R1
R2
R3
U
a
I
R1+R2+R3
+
U
- b
(a)
- b
(b)
图 2.1 电阻的串联电路
Ig
Rg
R
G
U
Ug UR
图2.3 例2.2电路图
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注意:
❖ 分析:先根据欧姆定律求出满偏电压,再求出电阻R分 担的电压,即可求出分压电阻的值。
❖ 解:
❖ 表头的满偏电压 U g R gIg 1 13 0 5 0 1 6 0 0 0 .5 V
❖ 串联电阻分担的电压 U R U U g2 .50 .52 V
❖ 【例2.1】图2.2所示是常见的分压器电路。已知电路的输入电压UAB为 220V,电位器R=200Ω,当电位器触点在中间位置时,求输出电压UCD。
A
I
+
UAB R B
+C -UCD D
图2.2 电阻分压器电路
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ห้องสมุดไป่ตู้
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❖ 分析:当电位器触点在中间位移时,上、下电阻各 为50 Ω,利用分压公式即可求出输出电压。
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电阻串联电路的特点
【实验】用直流电流表和直流电压表分别测量串联电路的总电流、分电 流和总电压、分电压,可以得到:
(1)电流的特点。串联电路的电流处处相等,即 I=I1=I2=I3= …=In (2) 电压的特点。串联电路的总电压等于各电阻上分电压之和, 即 U= U1=U2=U3= …=Un 电流特点和电压特点是电路的基本特点,其他特点都可以从基 本特点中推导出来.
❖ 会计算电路中某点的电位方法。 ❖ 会应用基尔霍夫定律、电路的等效变换分析复
杂电路方法。 ❖ 学会定律验证方法,学会测量电源电动势和内阻
的方法。
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§2.1电阻串联电路
学习目标
❖ 掌握电阻串联电路的特点,写出分压 公式。
❖ 能应用电阻串联电路的特点分析实 际电路。
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❖ (3) 电阻特点。如果用一个电阻代替几个串联电阻,两组具有相同的电 压/电流关系,我们就把这个电阻称为串联电阻的等效电阻.等效电阻就 是电路的总电阻,图2.1(b)所示电路是图2.1(a)的等效电路.
❖ 将式(2-2)同除以电流I,得
U U1 U 2 U 3 Un
R1 R2 R3
Rn
即串联电路中各电阻两端的电压与各电阻的阻值成正比.
技巧: 如果两个电阻R1和R2串联,它们的分压公式为
U1
R1 R1 R2
U
U2
R2 R1 R2
U
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(6)功率分配. 因为
I=I1=I2=I3= …=In 所以
I 2 P1 P2 P3 Pn
R1 R2 R3
❖ 同学们还可尝试用其他方法求出分压电阻的值。
R UR IR
UR Ig
2 500106
4103 4k
❖ 为扩大电压表的量程,要串联阻值较大的电阻。
因此,电压表的内阻较大。在实际测量中,电压表
应并联在被测电路中,其内阻可以看作是无穷大。
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§2.2 电阻并联电路
学习目标
❖ 掌握电阻并联电路的特点,写出分流 公式。
I III
I
因为
I=I1=I2=I3= …=In 所以根据欧姆定律,可得
R=R1+ R2+ R3+…+Rn
技巧:电其阻等的效阻电值阻越R =串n越R0大。 当n个等值电阻串联时,
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电阻的串联就好比是几根水管连接在一起。几根水 管连接在一起,水流是从同一根水管流出,只不过是 其长度增加了,从水流的角度来考虑电流,就会明白 串联电路的等效电阻了. (4)功率特点。将式(2-2)同乘以电流I,得