电工电子学(复习)要点
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2.1 电阻串并联连接的等效变换
1、 电阻的串联 P31
I
特点:
+
U
–
U+–1
R1
(1)等效电阻等于各电阻之和R =R1+R2
(2)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。
U+–2 R 2
两电阻串联时的分压公式:
U1
R1 R1 + R2
U
U2
R2 R1 + R2
U
2 、I 电阻的并联 P31
+ I1 I2
3/2Ω
+ 1V-
R4
+
I
R4 I
2A
I 1 0.4A I -2 3/ 2 -1.2A
特点: (1)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和;
U R1 R
2
–
1 1 + 1 , R R1 R2
R R1 R2
R1 + R2
2 、 电阻的并联 P31
I
特点:
+ I1 I2
(2)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。
U R1 R 两电阻并联时的分流公式:
–
2
I1
R2 R1 + R2
I
I2
R1 R1 + R2
1.4 欧姆定律(P11)
U、I 参考方向相同时 U、I 参考方向相反时
+
U=IR +
U=–I
U IR
U
R IR
–
–
1.5 电源有载工作、开路与短路
1.5.1 电源有载工作(P13)
开关闭合,接通电源与负载。
1. 电压电流关
系
U = E – IRo
+
+
(1.5. E
2)
2. 功率与功率平衡
UI = EI – I2Ro
起作用
(2)分子中各项可以为正(其中以流
入该节点
2.6 叠加原理 P50
1、叠加原理:对于线性电路,任何一条支路的电流, 都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源) 分别作用时,在此支路中所产生的电流的代数和。
2、注意事项: ① 叠加原理只适用于线性电路。 ② 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算,
I
3、 电阻混联电路的计算
方法:运用电阻的串并联等效变换
2.3 电源的两种模型及其等效变
2.3换.1 电压源模型 P37
I
电压源的外特性:
UO=E U 理想电压源
电压源
+
E
+
-
R0
U
RL
–
(1)实际电压源模型U = E – IR
(2)理想电压源(恒压源)
O
I
I
E IS R0
+ E_
+
U_
RL
2.3.2 电流源模型 8
电工电子学(复习)
第1章 电路的基本概念与基本定律(掌握) 1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电路有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
1.1 电路的作用与组成部分
1.电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。(P7)
但功率P不能用叠加原理计算。
③ 不作用电源的处理:
E = 0,即将E 短路; Is= 0,即将 Is 开路
④。 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。 若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考
方 向相反时,叠加时相应项前要带负号。
例1、 在图示电路中,当Us单独作用时,电阻RL中的 电流IL=1A,则当Us和IL共同作用时,IL应为( )。 (a)2.5A (b)1.5A (c)1A
(2) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系 。 (5) 若理想电压源与某一支路并联,则等效为该理想
电压源;若理想电流源与某一支路串联,则等效
为该理想电流源。 a
+
+
E
–
R0
E
–
b
a
IS
b R0
a
a
IS
b
b
(7)电源两种模型之间的等效变换的三步骤:
1、结构:串联的电压源、并联的电流源
2、参数大小: E = ISR0 或IS=E/R0
1.3 电压和电流的参考方向(P9-10)
(1)参考方向:在分析与计算电路时,对电量任意假定 的方向。
注意:在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之
分。
(2) 参考方向的表示方法
电流:
I
箭 标a R b
电压:
+ U–
正负极性 a
b
双下标 Iab
双下标 Uab
(3) 实际方向与参考方向的关系(P9-10) 实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值; 实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。
3、方向:电压源的电位升和电流源的流向相同
I
+
E
+
–
R0
U
RL
–
I
U+ IS R0 R0 U RL
–
电压源
电流源
例1: 求下列各电路的等效电源
2 +
3 5V–
+a
U 2
- 5A
(a)
+a
3
U
-
(b) b
解:
+a
+a
2+
U 5A 3
U
–5V (a)
-b
-5A (b)
-b
+a
2 +
+ 5V- U
2V-
)
+ – E2
R02
1.7 电路中电位的概念及计算(P23-24)
1. 电位的概念
电位:电路中某点至参考点的电压,记为“VX” 。
通常设参考点的电位为零。 某点电位为正,说明该点电位比参考点高; 某点电位为负,说明该点电位比参考点低。
2.电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点,设其电位为零; (2) 标出各电流参考方向并计算;
例1:
IA
ICA IC
C
IB
广义结点
A
IAB
B
IBC
5
6V+_
1
IA + IB + IC =
0
I =? I 2 +_12V
1 5
I=
0
3、基尔霍夫电压定律(KVL定律) (P20-21) (1)内容:在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿 回路循行一周,则在这个方向上电位升之和等于电 位降之和。在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回 路中各段电压的代数和(可以规定电位降为正,电 位升为负)恒等于零。
程数分别为( 3和3 )。
2. 5 结点电压法 P4
1、结点电压的概念: 8
任选电路中某一结点为零电位参考点(用 表示
),其它各结点对参考点的电压,称为结点电压。
结点电压的参考方向从结点指向参考结点。
2、两结点的结点电压公式
U
E R
+
IS
1
R
注意: (1)分母是各支路电导之和, 恒为正值;
串联在恒流源支路中的电阻不
b.电压源
(a)
c.电流源和
3、 图中电压源的作用 (b) a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负 载
IU
2Ω ? 5Ω ?
4、 若将R=2Ω,则电流源为(a) ,电压(源a为) a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载
5、 若将R=5Ω,则电流源为(a) ,电压源(为c) a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载
有
I
2、电路中某处短路时的特征:
源 电
+ U
(1)短路处的电压等于零;U = 0
路
–
(2)短路处的电流 I 视电路情况而定。
1. 6 基尔霍夫定律
1、电路中基本术语(P19)
支路:电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流,称为支路电
流结点。:三条或三条以上支路的联接点。 回路:由支路组成的闭合路径。 网孔:内部不含支路的回路。
2、 基尔霍夫电流定律(KCL定律) (P19) (1)内容:在任一瞬间,流向任一结点的电流等 于流出该结点的电流。在任一瞬间,一个结点上电 流的代数和 (一般可以规定流入为正,流出为负) 恒等于零。
(2)形式:
I入= I出
或: I=
(0 3)推广:KCL可以推广应用于包围部分电路的任
一假设的闭合面。
)
(吸收功率
)(2) 根据功率判别
U、I 参考方向相同,P = UI 0,负载;P = UI 0,电
源U、。I 参考方向不同,P = -UI 0,负载;P = -UI 0,电源
。
例1、(a)电压源的作用 既不是负载,也不是电源
(b)电流源的作电用源
2、 图中向外输出能量是
a.电流源 电压源
(3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。
3.电位和电压与参考点的关系: (1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中
各点的电位也将随之改变,即与参考点的选取有关; (2) 电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考
点的不同而变, 即与参考点的选取无关。
例1、3Ω的滑动变阻器向下移动时, 则a点电位值将(变大)
2.电路的作用(P7-8) (1)实现电能的传输和转换(如电力系统) (2)实现信号的传递和处理(如扩音机) 3.电路的组成部分(P8) 电源(信号源)、中间环节、负载
1. 2 电路模型
1.实际电路的电路模型是指由理想电路元件或其组合 所组成电路。理想电路元件主要有电阻元件、电感元 件、电容元件和电源元件等。(P8-9)
电流源的外特性:
P37-3
IS
I
+
R0
U R0
U
RL
U0=ISR0 U
O
电流源
理
-
想 电
(1)实际电流源模型 U
流 源
IS
I
I IS - R0 (2)理想电流源(恒流源)
I
+
IS
U_
RL
2.3.3 电源两种模型之间的等效变换
1、 电源两种模型之间的等效变换 P40
I
+
E
+
–
R0
U
RL
–
I
U+ IS R0 R0 U RL
–U
R0
-
I R
P = PE –
P
负载 取用 功率
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
发出功率=吸收功率 (电源) (负载)
3. 电源与负载的判别(P15)
(1)根据 U、I 的实际方向判别
电源:
U、I 实际方向相反,即实际电流从实际“+”端流出
,负载:
U、I 实际方向相同,即实际电流从实际“+”(端发流出入功。率
(2)形式: U升= U降 或 U = 0
(3)推广:KVL可以推广应用于回路中的部分电路。
例1、图中电动势E、电压U和电流I之 间的关系: E U - IR
I
E U + IR
例2、在电路中,电压U和电流I之间
关系为
(
U E1 - IR01
或U E2 + IR02
I
+ E1–
+
U
R01
–
的回路标出回路循行方向。
(2) 应用 KCL 对结点列出 ( n-1 )个独立的结
点电流方程。
(3) 应用 KVL 对回路列出 b-( n-1 ) 个独立的
回路电压方程(通常可取网孔列出)。
(4) 联立求解 b 个方程,求出各支路电流。
例1、在图示电路中,各电阻值和Us 值均 已知,欲用支路电流法求解流过电压源的 电流I,列出独立的电流方程数和电压方
例2、电压源的作用 (
既不是电源也不是负载
I)
+
+
10_V
10A U_ 1Ω
例3、已知RL消耗功率40W,则理想电压 源消耗的功率为( -10W )。
+ 6A _5V RL
1.5.2 电源开路(P16)
+
开关 断开
E
1、特征:
-
I=0
Ro
I
+
U0
-
U = U0 = E 电源端电压 ( 开路电压 )
–
电压源
电流源
由图a:
由图b:
U = E- IR0 E = ISR0
U = ISR0 – IR
电等压效源变与换电条流大件源小: 的:内IS 阻 RRE0相0 等方电动向势:0 的电电流位的升流向为
2、 电源等效变换的注意事项 P40
(1) 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言, 对电源内部则是不等效的。
A RP B
第2章 电路的分析方法
2.1 电阻串并联连接的等效变换(掌握、理解) 2.2 电阻星型联结与三角型联结的等效变换(× )2.3 电源的两种模型及其等效变换(掌握、理解) 2.4 支路电流法(会应用) 2.5 结点电压法(掌握、理解) 2.6 叠加原理(掌握、理解) 2.7 戴维宁定理与诺顿定理(掌握、理解) 2.8 受控源电路的分析(×) 2.9 非线性电阻电路的分析(×)
P = 0 负载功率
有
2、电路中某处断开时的特征:
源
电
(1)开路处的电流等于零;I = 0
路
(2)开路处的电压 U 视电路情况而定。
R
I + 外部端子被短接
E
-
1、 特征:
Ro
R
I
U
=
IS 0
E R0
短路电流(很大) 电源端电压
P= 0
负载功率
PE = P = I²R0 电源产生的能量全被内阻消耗掉
(c) - b
+ 5V –
-5v +
+a
U
(c) -b
例2、图示电路的戴为宁等效电动势E和等效内阻R0
为( (c) )。
a.E=8V,R0=2Ω b.E=4V,R0=2Ω c.E=10V,R0=2Ω
a
2
+
+–6V
U
+–4V
-
b
a
2 1+–0V
+
U
-b
2.4 支路电流法
P45
1、支路电流法的解题步骤: (1) 在图中标出各支路电流的参考方向,对选定
+
I L
6 3 + RL
1A
RL 3
I L
3 3 3 + RL
1.5A
IL IL + IL 2.5A
例2、求解图中电流I4
解:(方法1)电源的等效变换
I
2+1 1+0.5+1
A
3 2.5
A
1.2A
I4 I - IS -0.8A
例1、求解图中电流I4
解:(方法2)应用叠加定理
3/2Ω
I
例2、图中,c点电位在开关S断开时应比
开关S闭和时( 高
解:S闭合时