《电路分析基础(第三版)》(沈元隆 刘栋 编著) 第1章

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《电路分析基础》习题参考答案

《电路分析基础》习题参考答案

《电路分析基础》各章习题参考答案第1章习题参考答案1-1 (1) SOW; (2) 300 V、25V,200V、75V; (3) R=12.50, R3=1000, R4=37.5021-2 V =8.S V, V =8.S V, V =0.S V, V =-12V, V =-19V, V =21.S V U =8V, U =12.5,A mB D 'AB B CU =-27.S VDA1-3 Li=204 V, E=205 V1-4 (1) V A=lOO V ,V=99V ,V c=97V ,V0=7V ,V E=S V ,V F=l V ,U A F=99V ,U c E=92V ,U8E=94V,8U BF=98V, u cA=-3 V; (2) V c=90V, V B=92V, V A=93V, V E=-2V, V F=-6V, V G=-7V, U A F=99V, u c E=92V, U B E=94V, U BF=98V, U C A =-3 V1-5 R=806.70, 1=0.27A1-6 1=4A ,11 =llA ,l2=19A1-7 (a) U=6V, (b) U=24 V, (c) R=SO, (d) 1=23.SA1-8 (1) i6=-1A; (2) u4=10V ,u6=3 V; (3) Pl =-2W发出,P2=6W吸收,P3=16W吸收,P4=-lOW发出,PS=-7W发出,PG=-3W发出1-9 l=lA, U5=134V, R=7.801-10 S断开:UAB=-4.SV, UA0=-12V, UB0=-7.2V; S闭合:12 V, 12 V, 0 V1-12 UAB=llV / 12=0.SA / 13=4.SA / R3=2.401-13 R1 =19.88k0, R2=20 kO1-14 RPl=11.110, RP2=1000第2章习题参考答案2-1 2.40, SA2-2 (1) 4V ,2V ,1 V; (2) 40mA ,20mA ,lOmA 2-3 1.50 ,2A ,1/3A2-4 60 I 3602-5 2A, lA2-6 lA2-7 2A2-8 lOA2-9 l1=1.4A, l2=1.6A, l3=0.2A2-10 11=OA I l2=-3A I p l =OW I P2=-l8W2-11 11 =-lA, l2=-2A I E3=10V2-12 11=6A, l2=-3A I l3=3A2-13 11 =2A, l2=1A ,l3=1A ,14 =2A, l5=1A2-14 URL =30V I 11=2.SA I l2=-35A I I L =7.SA2-15 U ab=6V, 11=1.SA, 12=-lA, 13=0.SA2-16 11 =6A, l2=-3A I l3=3A2-17 1=4/SA, l2=-3/4A ,l3=2A ,14=31/20A ,l5=-11/4A12-18 1=0.SA I l2=-0.25A12-19 l=1A32-20 1=-lA52-21 (1) l=0A, U ab=O V; (2) l5=1A, U ab=llV。

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-1 电路和电路模型

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-1 电路和电路模型

二端集总元件的表示 A
元件
B
集总参数元件:
R
C
L
us
is
X
电路及集总电路模型
C
L
L
R
L
R
不考虑导线电阻
低频
高频
集总电路模型:由集总参数元件组成的电路。
S
Us
R
实际手电筒示意图 实际手电筒的电路模型
分布参数电路(distributed parameter circuit): 当实际电路的尺寸大于其最高工作频率所对应的
波长或两者属于同一数量级时。
X
等)。 连接设备:传输、分配和控制电能(例导线、开关等)。
波长、电磁波的速度v 和频率f 三者之间的关系为: v / f 真空中电磁波的速度与光速相同,3108m / s
X
电路及集总电路模型
集总参数元件(lumped parameter element):
当实际电路的尺寸远小于其使用时最高工作 频率所电力系统
X
电路及集总电路模型
实际电路:由电阻器、电容器、电感器、电源等部 件(component)及晶体管等器件(device)相 互连接组成的系统。
功能:电能的传输、分配、控制、转换、信号处理。 电源(source提):供能量的部件(例电池、发电机等)。 负载(load)消:耗电能的部件(例照明灯、电炉、喇叭
§1-1 电路和电路模型
北京邮电大学电子工程学院
退出 开始
电路及集总电路模型
语音
cos(c )t
cos(c )t
调制
放大
滤波
解调
cos t
发射 接收
语音 放大
cos t
几百~ 载波

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-8 电阻的等效变换 输入电阻

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-8 电阻的等效变换 输入电阻

解:i u 2i RL u
Ri i RL
u i
RL
i A+
u
RL
B-
2i
结论:对于不含独立源但含有受控源的单口网络可 以等效为一个电阻,而且等效电阻还可能为负值。
返回
X
R3 R1
i1'
u12 R12
u31 R31
i
' 2
u23 R23
u12 R12
i
' 3
u31 R31
u23 R23
若 i1 i1'
i2
i
' 2
i3
i
' 3
则T、Π网络等效,对应系数相等,故得:
X
2.电阻元件的等效变换
T Π
ΠT
R12
R1
R2
R1 R2 R3
R1
R12
R12 R31 R23
R31
§1-8 电阻的等效变换 输入电阻
北京邮电大学电子工程学院
电阻元件的等效变换 输入电阻
X
1.等效的概念
由非时变线性无源元件、线性受控源和独立源组
成的电路称为非时变线性电路,简称线性电路。
如果组成线性电路的无源元件均为线性电阻,则称
为线性电阻电路,简称电阻电路。电阻电路包含有
结论:n个电阻串联时,等效电阻消耗的功率等于
每个串联电阻消耗的功率之和。
X
2.电阻元件的等效变换
2.3 并联
i
i
+
i1 i2
in
+
u
G1 G2
Gn
u
Geq
-
-
n个电阻并联的等效电导为:Geq G1 G2 Gn

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-9 电源的等效变换

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-9 电源的等效变换
§1-9 电源的等效变换
北京邮电大学电子工程学院
退出 开始
内容提要
电压源的等效变换 电流源的等效变换 实际电压源模型与实际电流源模型 的等效变换
X
1.电压源的等效变换
1.1 电压源的串联
i us1
+ +-
u
-
us2 +-
usn
+-
i
+
u
n
-
+
- us
us us1 us2 usn usi
R2 R2
2
i1
u R2
2i1
i1
u R1
i
R1
R2
2 u
2i1
R1 R2
R2
Rab
u i
R1
R1R2 R2 2
R2
i
i1 + a
R1 u
-b
(a)
i
a
i1
+
R2
R1 u
-b (b)
X
说明
当 R1 R2 2 时,Rab 0 当 R1 R2 2 时,Rab 0 (为负电阻) 该题中对图(b)不能再进行化简,因为继续化简将 使控制量 i1消失。在含有受控源的电路中一定要保留 控制量。
推论:任何元件与电压源并联,其对外电路的作用 与一个电压源的作用等效。
返回
X
2.电流源的等效变换Βιβλιοθήκη 2.1 电流源的并联i
+
u
is1
is2
i
+
isn
u
is
-
-
n
is is1 is2 isn isi
i 1

《电路分析基础(第三版)

《电路分析基础(第三版)

三相电源的表示方法
三相电源可以用相电压、线电压和相量来表 示。相电压是指各相与中性点之间的电压, 线电压是指任意两相之间的电压。相量是一 种复数表示方法,可以方便地表示三相电压 和电流。
三相负载
三相负载的分类
三相负载可以分为三相平衡负载和三相不平衡负载。 三相平衡负载是指三相的阻抗相等,如三相电阻炉; 三相不平衡负载是指三相的阻抗不等,如电动机。
基尔霍夫定律
总结词
基尔霍夫定律是电路分析的基本定律之一,包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出,对于任意一个封闭的电路,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和;基尔霍夫电 压定律指出,对于任意一个封闭的电路,绕行一周的总电压降为零。这两个定律是分析电路的基本依据,可以解 决各种复杂的电路问题。
详细描述
电压源能够在其两端维持一个恒定的电压值,而与流过它的电流无关。电流源则能够在其输出端维持 一个恒定的电流值,而与其两端的电压无关。这两种电源模型在电路分析和设计中具有重要应用。
04
电容与电感
电容元件
01
02
03
04
电容元件
是容纳电荷的元件,其基本特 性是隔直流通交Байду номын сангаас。
电容的种类
包括固定电容、可变电容和电 解电容等。
重要概念
初始值、稳态值、时间常数等。
二阶电路的暂态分析
二阶电路
由两个储能元件(一个电感和一个电容)和一个电阻组成的电路。
分析方法
采用二阶微分方程描述二阶电路的暂态过程,通过求解微分方程得 到电路中各元件的电压和电流。
重要概念
固有频率、阻尼比等。
08
磁路与变压器

电路分析基础第一章习题答案

电路分析基础第一章习题答案
§1-3基尔霍夫定律
l-4题图 l-4表示某不连通电路连接关系的有向图。试对各节点和封闭面列出尽可能多的KCL方程。
题图 l—4
解:对节点1,2,3,5,7,可以列出以下KCL方程
根据图示封闭面可以列出以下KCL方程
根据封闭面还可以列出更多的KCL方程
l-5题图 l-5是表示某连通电路连接关系的有向图。试沿顺时针的绕行方向,列出尽可能多的KVL方程。
题图 l—12
解:
1-13 各二端线性电阻如题图1-13所示。已知电阻的电压、电流、电阻和吸收功率四个量中的电路如题图1-15所示。已知 ,求各元件电压和吸收功率,并校验功率平衡。
题图l—15
解:
1-16 题图1-15电路中,若 。求各元件电压和吸收的功率。
1-29电路如题图1-29所示。求电路中的各电压和电流。
解:
1-30电路如题图1-30所示。已知电流 ,求电阻 的值以及5Ω电阻吸收的功率。
题图1—30
解:
1-31电路如题图1-31所示。当开关S断开或闭合时,求电位器滑动端移动时,a点电位的变化范围。
题图1—31
解:
§1-1电路和电路模型
l-1晶体管调频收音机最高工作频率约108MHz。问该收音机的电路是集中参数电路还是分布参数电路?
解:频率为108MHz周期信号的波长为
几何尺寸d<<2.78m的收音机电路应视为集中参数电路。
说明:现在大多数收音机是超外差收音机,其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大,最后在扬声器中发出声音。这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。
§1-2电路的基本物理量
l-2题图 l-2(a)表示用示波器观测交流电压的电路。若观测的正弦波形如图(b)所示。试确定电压 的表达式和 和 时电压的瞬时值。

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-6 电流源

《电路分析基础》(第3版)[俎云霄][电子课件]§1-6 电流源
注意 理想电流源不能开路!
返回
X
2.非理想电流源(实际电流源模型)
理想电流源是由实际电流源抽象而来的理想化模
型。实际电流源可以看作是理想电流源 is和一个电
导Gs或电阻 Rs的并联组合。
i
输出特性: 开路电压:
i
uoc
is uGs
= is = Gs
Rs
is Rs
=
1 Gs
短路电流:isc is
§1-6 电流源
北京邮电大学电子工程学院
退出 开始
内容提要
理想电流源 非理想电流源
X
1.理想电流源
1.1 基本性质:(1)供出的电流是定值或是固定的时
间函数,与其两端的电压无关;(2)电流源两端
的电压由与之相连接的外电路决定。
1.2 伏安特性 is
u
u
o
Is
i
is可以是直流信号 (Is,) 也可以是交变信号。
is
u uo c
+
Gs u
-
uGs
is
O
isc i
X
例题1
求图(a)所示电路中的电流
图(b)中的电压uຫໍສະໝຸດ 和 u。2i1、i2和
及i
i
3
i1
i2
2V 3 1A
+ u1 -
2V
1A + u2 -
(a)
(b)
解:
(a)i1
2 3
A
i2
1A
21 i i1 i2 3 1 3 0.33A
(b)u1 31 3V u2 2 u1 2 ( 3) 5V
返回
X

《电路分析基础》第1章指导与解答

《电路分析基础》第1章指导与解答

第1章电路的基本概念及基本定律电路分析基础是高职、高专电类各专业的一门专业技术基础课程。

《电路分析基础》阐述了电路的基本概念、基本定理及其基本分析方法,是从事任何电类专业学习和工作的人员普遍要学习和掌握的、必不可少的知识。

本章介绍的内容是贯穿全书的基本理论基础,要求在学习中给予足够的重视。

本章的学习重点:●电路模型的概念和理想电路元件的概念;●电压、电流参考方向的概念及其与实际方向之间的联系,电功率的概念;●理想的无源元件、有源元件的概念;●基尔霍夫电流、电压定律的深刻理解和应用;●电路“等效”概念的建立及其电路“等效”的基本方法;●直流电路中电位的计算及其负载上获得最大功率的条件。

1.1 电路和电路模型1、学习指导(1)电路的组成和功能电路通常由电源、负载、中间环节三大部分组成。

电路分有两种类型:电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换;电子技术的电路功能是对电信号进行传递、变换、储存和处理。

(2)电路模型电路理论是建立在一种科学的抽象——“电路模型”的概念和基础上进行阐述的。

所谓电路模型,实际上是由一些理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路图。

对工程实际问题进行分析和研究时,我们往往在一个实际电路给定的情况下,首先对该电路进行模型化处理,并使模型电路的性状和实际电路的性状基本相同或十分逼近,然后借助于这种理想化的电路模型,对实际电路的问题进行分析和研究。

利用电路模型分析和研究实际电路是一种科学的思维方法,也是工程技术人员应具备的业务素质之一。

(3)理想电路元件理想电路元件是电路模型中不可再分割的基本构造单元并具有精确的数学定义。

理想电路元件也是一种科学的抽象,可以用来表征实际电路中的各种电磁性质。

例如“电阻元件”表征了电路中消耗电能的电磁特性;“电感元件”表征了电路中储存磁场能量的电磁特性;“电容”元件则表征了电路中储存电场能量的电磁特性。

实际电路中的实体部件上发生的电磁现象往往是复杂的、多元的,如电阻器、电炉等设备,它们除了具有消耗电能的特性外,还有磁场和电场方面的特性,分析时若把它们的全部电磁特性都表征出来既有困难也不必要。

《电路分析基础第三版》-第1章电路分析的电子教案

《电路分析基础第三版》-第1章电路分析的电子教案

运算放大器 21
作为理想运算放大器模型,具 有以下条件: 1. 即从输入端看进去元件相当于开路, 称为“虚断”。 2. 开环电压增益 A=∞(模型中的 A 改为 ∞),即两输入端之间相当于“短路”, 称为“虚短”。 “虚断”、“虚短”是分析含理想运 算放大器电路的基本依据。
22
1.8 等效电路的概念
6
1.1.2
实际电路的组成
下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路,就是一 个最简单的实际电路。它由3部分组成:(1)是提
供电能的能源,简称电源;(2)是用电装置,统称
其为负载,它将电能转换为其他形式的能量; (3)是连接电源与负
s
1
3
图 1-1 手电筒电路 7
载传输电能的金属导
线,简称导线。电源、
1
2 a 3
i3
4
i4
图1-9 说明KCL
17
1.6.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
KVL的基本内容是:对于任何集总电路中的任 一回路,在任一瞬间,沿回路的各支路电压的代数 和为零。
如图1-10,从a点开始按 a 顺时针方向(也可按逆时针方向) _ 绕行一周,有: u4 4 u1- u2- u3+ u4=0 + 当绕行方向与电压参考方向 一致(从正极到负极),电压 d 为正,反之为负。
11电路和电路模型1315电压源和电流源16基尔霍夫定律12电流和电压的参考方向18等效电路的概念19电阻的串联与并联110含独立源电路的等效化简111含受控源电路的等效化简112平衡电桥电阻y形连接与三角形连接的等效变换17受控源与运算放大器支路上电流电压的参考方向及电流电压间关联参考方向的概念
21世纪高职高专新概念教材
29

电路—第01章

电路—第01章

激励:在电路中的电源称为激励。 响应:由激励而在电路中产生的电压和电流称为响 应。 电路理论是一门研究网络(电路)分析和网络 综合或设计的基础工程学科,它涉及面非常的广泛。 本书内容主要是介绍电路理论的入门知识其重点是 电路分析,它探讨电路的基本定律和定理,并讨论 电路的各种计算方法。 四、研究方法 实际电路 应用数学 理想电路 元件构成 的模型 工具进行
电压UAB 表示A点到B点电位的降低 uAB A B (potential drop) 所以
B
eBA uAB
§1—3 电流和电压的参考方向 一、电流的实际方向与参考方向 1、电流的实际方向:规定为正电荷移动的方向是电流的实际 方向。电流的实际方向用虚箭头表示。
i + 元 件 实际方向 B 元 件 + 实际方向 i
联接的。而 “理想导线”的电阻为零。
③ 应当注意:电路元件与实际电气器件是不完全等同的, 在不同的条件下,同一实际电气器件可能要用不同的电 路元件来模拟。例如:灯泡为一可变电阻。但在外加电 源一定时,灯泡的电阻是一定的。
§1—2 电压、电流、电动势 1. 电流 :带电质点有规律的运动形成电流。
电流的大小用电流强度表示。
a =Uac, b =Ubc, d =Udc
d c
两点间电压与电位的关系 前例 a b 仍设c点为电位参考点, c=0 Uac = a , Udc = d d c Uad= a–d
结论:电路中任意两点间的电压等于该两点间的 电位差。
例 a
已知 Uab=1.5 V,Ubc=1.5 V, (1) 以a点为参考点, a =0 求另外两点的点位。
u
元件
i u ,i 同正向
>0 元件吸收功率(元件吸收能量),

电路基础第1章ppt课件

电路基础第1章ppt课件
本书主要讨论集中参数电路中的线性时不变电路。
注意: 集中参数电路的特点 A、电荷到达任一点的时间为零;
B、没有任何电磁辐射。
1、1 引言
三、电路理论及本课程的任务
1、电路理论 电路分析:知电路结构、元件参数,求i,u,p。 电路综合:提出电路性能,要求提出电路结构、 元件参数、激励电源。 故障诊断:故障原因,故障位置,故障修复。 2、本课程任务
1.2 电路变量
一、电流 二、电压 三、电功率和能量
1.3 基尔霍夫 电流定律
一、律
1.4 电阻元件
1.5 电源
1.6不含独立源 电路的等效
一、电阻元件与欧姆定律 二、电阻元件吸收的功率 三、举例
一、电压源 二、电流源 三、受控源
这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。
1、1 引言
5、科学研究中的模型
• 质点:没有一定尺寸,有一定的质量。物理 学中所用的模型。
• 直线:没有宽窄、厚薄的线。数学研究中的 模型。
各种科学研究都要 用到不同的模型。
1、1 引言
6、 几种常见的理想化元件(器件模型)
①理想电阻元件:只消耗电能,如电阻器、灯 泡、电炉等,可以用理想电阻来反映其消耗电 能的这一主要特征;
一、电路等效的概念 二、电阻的串联与并联等效 三、电阻的Y形电路与△形电路
的等效变换 四、等效电阻
1、1 引言 1、 何谓电路
(circuit)?
由电器件相互连接所构成的电流通路称为电路。
开关
② ①

简单的手电筒电路
1、1 引言
2、 实际电路的组成 ①提供电能的能源,简称电源; ②用电装置,统称其为负载。它将电源提供的能 量转换为其他形式的能量;

电路分析基础 第一章 课件

电路分析基础 第一章 课件

吸收5W功率
负载性
电路变量 电流、电压、功率
例 计算图中各元件吸收的功率
3A -5A

2V -2V + -3A 4V
(a)
(b)
(c)
Pa = ( 2V) × ( 3A) = 6W
Pb = ( -2V) × ( -3A) = 6W
Pc = (4V) × ( -5A) = -20W
当计算功率数值完毕之后,我们要根据其定义的关联方向 结合数值符号来确定是器件是吸收功率还是提供功率。
电阻元件 (resistor)
电阻器 晶体二极管 常用的各种二端电阻器件
电阻元件 (resistor)
电阻元件是从实际电阻器抽象出来的模型,只反 映电阻器对电流呈现阻力的性能。 欧姆定律定义
R = u (t ) / i (t ) u (t ) = Ri (t )
i R
+
u
-
电阻单位:欧(姆) 符号: Ω 令 G = 1/R
A + US1 _ U1 _ U2 U3
U AB = U 2 + U 3
U AB = U S 1 + U1 − U S 2 − U 4
B
US2 +
U4
基尔霍夫定律
例 U1 + U2 _ + Us
_
+
+
a
推广 KVL 不 仅 适 用 于 回 路 , 还 可以推广应用于任何一个假 象闭合的一段电路(广义回 路)。

P = −U 1 I1 = −1× 2 = −2W 1
P4 = U 4 I 2 = ( −4) × 1 = −4W
P5 = U 5 I 3 = 7 × ( − 1) = − 7W

电路分析基础第一章

电路分析基础第一章

绪论
一、理论来源:
1.电磁学(麦克斯韦、洛伦兹) 2.电子学(半导体器件、二极管、三极管、集 成电路、大规模集成电路、第一代电子计算 机产生、进一步发展)
二、研究方向:
建模 实际电路
分析* 电路模型
设计
专业学科
综合
电路理论
电路行为
三、研究对象:
1.电流、电压 2.电源、负载
四、与前后续课程的联系:
注意
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
② 参考方向一经选定,必须在图中相应位臵标注 ( 包括方向和符号),在计算过程中不得任意改变
③参考方向不同时,其表达式相差一负号,但实际 方向不变。
上 页 下 页
1.3
1.电功率
电路元件的功率
单位时间内电场力所做的功。
dw p dt
dw u dq
u Ri R u i i u R Gu
u、i 取关联 参考方向
0 R
i
+
单位
u

R 称为电阻,单位: (Ohm) G 称为电导,单位: S(Siemens)
上 页 下 页
注意
欧姆定律
①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; ③说明线性电阻是无记忆、双向性的元 件。 i R
I1
+ 2 U2 - + U3 3
+

P3 U 3 I1 8 2 16W(吸收)
P4 U 4 I 2 (4) 1 4W(发出)
I2
P5 U 5 I 3 7 (1) 7W(发出)
注意
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W(吸收)

《电路分析基础》_第1章-3解析

《电路分析基础》_第1章-3解析

KVL方程是独立方程。
独立的KVL方程数=电路网孔数[b-(n-1)]
例1, 如下电路中支路数b = 5、节点数n =4 、
网孔数 = 2 。求2b方程。 解:KCL方程: i0-i1= 0 i1 i0 i4
i1-i2-i3 = 0
i2 + i4= 0 -i0 + i3-i4 = 0 KVL方程: VCR方程: u1 = i1 R1 u2 = i2 R2 u3 = i3 R3 uS1 = 给定的输入 uS2 = 给定的输入
对偶电路的电路方程是对偶的,由此导出的各种 公式和结果也是对偶的。例如对图(a)和(b)电路可导 出以下对偶公式
u ( R1 R2 )i u i R1 R2 R1 u1 u R1 R2 R2 u2 u ( R1 R2 ) i (G1 G2 )u i u G1 G2 G1 i1 i G1 G2 G2 i2 i G1 G2
支路法的一般步骤:
(1) 标定各支路电流、电压的参考方向; (2) 选定(n–1)个节点,列写其KCL方程; (3) 选定b–(n–1)个独立回路,列写其KVL方程;
(元件特性代入)
(4) 求解上述方程,得到b个支路电流; (5) 其它分析。
例1,如下电路中。求支路电流电路方程。
解:KCL方程:
10k 1k Va U bd 12V 24V 12V 10V 1k 10k 1k 当电位器滑动端由下向上逐渐移动时,a点的电位将从
-10V到+10V间连续变化。
例 l-4 某 MF - 30 型万用电表测量直流电流的电原理图如 下图 (a) 所示,它用波段开关来改变电流的量程。 今发现线绕电阻器 R1 和 R2 损坏。问应换上多大数值

南京邮电大学 电路分析基础 课后习题解答 第1---5章 沈元隆

南京邮电大学 电路分析基础 课后习题解答 第1---5章 沈元隆
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1-1 若流经电路某点的电流i(t)=4e-4tA,t0;(t<0时, i(t)=0)。试求电荷q(t)的表达式。并求t=0.25s时流 经该点的总电荷。 解:
q(t ) i ( )d i ( )d 0 i ( )d

4)因为电压、电流为非关联参考
2mA + D 10mV -
ic 1A
3 3
p 10 10 2 10 2 10 5 W
5)因为电压、电流为关联参考,且元件吸收功率为-10w
ie E 10V +
p 10 w 10 ie

ie 1A
6)因为电压、电流为非关联参考,且元件吸收功率为10w
p产生=-p吸收 4mW
1-6 网络A、B由两根导线相连,如图1-6所示,试问i1与i2有何 关系?若电流i1所在支路断开,则i2 支路中有无电流?
i1 A i2 B
解:作题图1-6电路的封闭曲面如图所示, 则有广义KCL 得 i1=i2 即i1与i2大小相等方向相反。显然,若i1 所在支路断开即i1=0,有KCL得i2支路 中电流也为0。
所以戴维南等效电路如图b-3所示
+
-
-8 / 15 Ω
+a
-4/15V -b
b-3
2-27试求题图2-27电路中的电流I2。
I1 2 Ω 2I1 1 I + 2 Ω U2 5 Ω + 2U2
解:列图示回路KVL方程,有
+ 12V -
4 Ω
2 I1 I 3 1 5 I 2 2U 2 12 0
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u
i
注意:
u
i
u与 i 非关联时 ,欧姆定理应改写为
u Ri
i G u
例4 分别求下图中的电压V或电流I。
3A 2 Ω + u
解:关联
-
I 2Ω + -6v
非关联
-
U RI 2 3 6V
Hale Waihona Puke I U / R 6 3A 2
瞬时功率:
u 2 p u i i R0 R
(2)R=10 Ω
Is= 1A + u R
(3) R=100 Ω
U IS R 1 V U IS R 10 V U IS R 100 V
-
电流源上电压由外电路确定。
1-3-3 受控电源
可对外提供能量,输出电压或电 流受电路中其他支路的电压或电流控 制,是四端元件。
VCR即欧姆定律: 单位:欧姆(Ω ) 也称线性电阻元件的约束关系。 u确定时,R 增大,则 i 减小。
u R i
体现电阻阻碍电流的能力大小。
i u / R G u
其中,G=1/R 称为电导,单位:西门子(S)
当 R=∞(G=0)时,相当于断开,“开路”
当 G=∞(R=0)时,相当于导线,“短路”
1-2 电路分析的变量
电路变量: 描述电路工作状态或元件 工作特性的物理量。 电流 i(t) 与 电压 u(t) ; 电荷 q(t) 与 磁链 ψ (t) ; 功率 p(t) 与能量 w(t) 。 i,u为常用基本变量,p,w为复合基 本变量。
1-2-1电流及其参考方向
电荷在导体中的定向移动形成电流。 电流强度,简称电流i(t),
集总参数电路:
电路的几何尺寸远小于其内部的电压、 电流的波长,其元件特性可理想化地集 中在一个点上。也称为集中参数电路。
每一个具有两个端子的元件中有确定的电流, 端子间有确定的电压。
分布参数电路 :
电子器件的几何尺寸与其中通过的电压、电流的 波长属同一数量级。
例 晶体管调频收音机最高工作频率约 108MHz。问该收音机的电路是集中参 数电路还是分布参数电路?
电阻消耗能量,无 源元件。 线性电阻R的VCR 关于原点对称, 因此,线性电阻又称为 双向性元件。
2
u
i 线性电阻R的VCR
实际电阻有额定值(电压,电流)
例5 电阻器RT-100-0.5W,(1)求额定电
压和额定电流。(2)若其上加5V电压, 求流经的电流和消耗的功率。
解:(1)额定(rating)电压
2 直流电压——大小、方向恒定,用 大写字母U表示。 3 参考方向:也称参考极性。 两种表示方法: 在图上标正负号; 用双下标表示 uab 。 + b 在电子电路课程中也 a 可用箭头表示。
在假设参考方向(极性)下,
若计算值为正,表明电压真实方向与参 考方向一致; 若计算值为负,表明电压真实方向与参 考方向相反。 注意:计算前,一定要标明电压极性; 参考方向可任意选定,但一旦选 定,便不再改变。
dq( t ) i(t ) dt
A
1安 = 1 库 / 秒 方向:正电荷移动的方向规定为电流方向
直流电流—
大小、方向恒定,用大写字母I表示。
参考方向--人为假设,可任意设定,但 一经设定,便不再改变。
参考方向的两种表示方法: 1 在图上标箭头; 2 用双下标表示 iab i
a b
在参考方向下,若计算值为正,表明电流真实 方向与参考方向一致; 若计算值为负,表明电流真实方向与参考方向 相反。
C段,u3 ,i3关联,
PC u3 i3 (8) 3 24 W<0,产生24W功率
D段,u4 ,i4不关联,
PD u4 i4 (8) (1) 8 W>0,
吸收功率
验证:
B u3 C + i3
PA PB PC PD
=0 称为功率守恒
+
u4 D
直流时,P=UI 单位:瓦(W),1W = 1 J/S = 1VA
注意:
u 与 I 关联时 , p(t ) u (t ) i(t )
u与 i 不关联时 ,p(t ) u (t ) i (t )
无论用上面的哪一个公式,都是按吸收功 率计算的 若 p>0 ,表示该元件吸收功率;
若 p<0 ,表示该元件产生功率。
w( t )
p( )d 0
1-3-1 电阻元件
线性:VCR曲线为通过原点的直线。否则, 为非线性。 时变: VCR曲线随时间变化而变化。 非时变: VCR曲线不随时间变化而变化 电阻元件有以下四种类型:
u-i特性
u
线性
u
非线性
时不变
i
i
u t1 t2
u
t1 t2
时变
i i
1 线性时不变电阻(定常电阻)
电路分析基础
南京邮电大学电子科学与工程学院 2013年2月

1、 技术基础课。

一、课程的性质、地位及任务
电类本科生第一门专业基础课。
后续课程“信号与线性系统”、“模拟电子电路”、 “数字电路”的基础。
2、掌握电路分析的基本概念、基本 理论和基本分析方法。
二、学习要求和方法
1. 上课不讲话,有问题下课来问; 2.预习; 3. 听讲,笔记; 4. 复习,(最低限度作业量);必须 抄题目、画电路。
-
i4
能量:从 -∞到 t 时间内电路吸收的总 能量。
w(t ) p( )d u( )i( )d

t
t
1-3 电路元件
电路元件特性描述:伏安关系(VCR) 无源元件:该元件在任意电路中,全部时间 里,输入的能量不为负。 t 即 如R、L、C
有源元件:在任意电路中,在某个时间 t 内 ,w(t)<0,供出电能。如 uS 、iS 。
四、电路理论
包括电路分析和电路综合两方面内容 输入 输出
电路 电路分析:已知 已知 求解 电路综合:已知 求解 已知 电路分析是电路综合的基础。
电路分析与电路综合 实际电路
精度要求
电路分析 计算分析 电路综合
性能
电路模型
电气特性
第一章 电路基本概念
1-1 实际电路和电路模型 1-2 电路分析的变量 1-3 电路元件 1-4 基尔霍夫定律
电压 电流 受控电压源 受控电流源
有四种形式:
1 受控电压源
i1 + + i2 +
u1
-
uu1
-
u2
-
VCVS u2 u1 电压放大系数
i1
+ +
i2
+
u1
-
ri1
-
u2
-
CCVS u2 = ri1 r 转移电阻
2 受控电流源
i1 i2
VCCS
+
u2 -
i2 g u1
g转移电导
+
电阻器 电容器 电感器 互感器 电阻元件 电容元件 电感元件 互感元件 R C L M 消耗电能 贮存电场能 贮存磁场能 贮存磁场能
R
C L
固态电容和电解电容
电阻 贴片电容
电感
变压器
实际器件与理想元件的区别: 实际器件——有大小、尺寸,代表多种
电磁现象;
理想元件——是一种假想元件,没有大
小和尺寸,即它的特性表现在空间的一 个点上,仅代表一种电磁现象。
1-3-2 独立电源
是有源元件,能独立对外提供能量。
1 电压源
符号: +
u
S
特性: ① 端电压由元件本身确定,与流 过的电流无关; ②流过的电流由外电路确定;
③若 uS = 0,相当于一条短路线;
④ 不能短接(否则电流无穷大); ⑤ uS为常数时 ,称为直流电压源。 VCR曲线——平行于i轴的直线。 uS US
瞬时功率:关联参考方向下
例1
在图示参考方向下,已知
求:(1)i(0),i(0.5) 的真实方向; (2)若参考方向与图中相反,则其表达式? i(0),i(0.5)的真实方向有无变化?
i a b
解:(1) i(0) 4 cos( / 4) 2 2 0
表明此时真实方向与参考方向一致,从a->b;
i(0.5) 4 cos(5 / 4) 2 2 0
表明此时真实方向与参考方向相反,从b->a
(2)参考方向改变,因真实方向不变, 代数表达式改变。即为
1-2-2电压及其参考方向
1 电压:即两点间的电位差。ab间的 电压,数值上为单位正电荷从a到b移 动时所获得或失去的能量。
dw(t ) V u (t ) dq
方向:电压降落的方向为电压方向;高 电位端标“+”,低电位端标“-”。 单位:伏,1伏=1焦/库。
ur RPr 100 0.5 7.07V
额定电流
ir Pr / R 0.5 / 100 70.7mA
例5 电阻器RT-100-0.5W,(1)求额
定电压和额定电流。(2)若其上加5V 电压,求流经的电流和消耗的功率。
解:
(2)
u 5 i 50mA R 100 2 u 25 p 0.25 W R 100
例6 图(a) us=10V ,求其上电流:
(1)R=1Ω (2)R=10 Ω (3) R=100 Ω
解:图(a),I + us R
uS 10 I 10A R 1 uS 10 I 1A R 10 uS 10 I 0.1A R 100
电压源中的电流由外电路确定。
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