电路分析基础实验应用实例讨论题

2 14 3
5
2 15 3
4
n=8，
b=12
1
542 3
平面电路：可以画在平面上,不出现支路交叉的电路。 非平面电路：在平面上无论将电路怎样画，总有支
路相互交叉。
∴ 是平面电路 总有支路相互交叉 ∴是非平面电路
应用迭加定理要注意的问题
1. 迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、 电流的变化而改变）。
求功率。如：
I3
R3
设： I3 I3' I3"
则：
P3
I
2 3
R3
(I3'
I 3" ) 2
R3
(I3')2 R3 (I3")2 R3
5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。
=
+
+ 10V -
I
2 2A
I ?
? 哪 I 10 5 A
个
2
答 案 对
? I 10 2 7 A 2
5 U1
0.5A 0.5A 5
U2
6 U3
6
5）电源转移法
8
4 8
4
8
+
10V
8
+ UR 10
+
10/8V 4
+ UR 10
10V
+
UR
10
10 8
10 14
6.25V
8
4
8
+
4 UR 10
8
8
10V
+
10V
+
8 10/8 A
例2 列出图示电路的节点方程，1）有伴电压源；2）无伴电 压源
a
I2
+R1 #1
U1 -
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ U2
b
I1
a
I2
+R1 #1
U1 -
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ U2
b
克氏电流方程：
#1
I 节点a： 1
I2
I3
#2
节点b： I3 I1 I2 #3
独立方程只有 1 个
克氏电压方程：
U1 I1R1 I3R3 U2 I2R2 I3R3 U1 U2 I1R1 I2R2
I
U Z
？
i
u Z
？
I U？
Z
I U ？
Z
I U Z
？
正误判断
在R-L-C串联电路中，假设
I I0
？ U
U
2 R
U
2 L
U
2 C
U I R2 XL XC 2 ？
？ U UR UL UC IR I X L XC
因为交流物理量除有效值外还有相位。
I
U U R U L U C
R U R
U
L U L
C
U C
U L
U L UC
U
U
U R
I
正误判断
U IZ ？
U、I 反映的是正弦电压或电流，
而复数阻抗只是一个运算符号。Z 不能加 “•”
正误判断 在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流电路中
R2
+
-
us
+
iR3
R4
is
u1 R1
2u1
R3
-
+
2iR3
-
思考：如何列节点电压方程
法1 加入辅助变量和补充方程 法2 节点的选取 法3 电压源转移
求一个支路电压方法总结
• 戴维南定理 • 互易定理 • 电源等效变换 • 电源转移 • 替代定理
例 以下电路用什么方法求解最方便
？
I1 I2
R1 I6 I4
8
4 8
4
10
8
+
10V
8
R0 U0
10-U0 R0
8
4 8
4
+
5V
4
10-U0 R0
8
4 8
4
8
+
10V
8
2）互易定理法
8
4 8
4
8
+
10V
8
IR 10
8
8
8 IR
4 I ’/2 I ’=10/14 A
4 I ’/4 10 + 10V
8 I ’/8
IR
10 14
1 8
10 14
5 8
A
5 UR 10 8 6.25V
讨论题
• 关于独立方程式的讨论
• 应用迭加定理要注意的问题
• 一题多解
• 正误判断
• 串联谐振应用讨论 • 功率因素补偿问题
• 照明电路供电方式
关于独立方程式的讨论
问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列 方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？
例 分析以下电路中应列几个电流方程？几个 电压方程？
I1
2. 迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0； 暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。
=
+
3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。
4. 迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来
独立方程只有 2 个
小结
设：电路中有N个节点，B个支路 则： 独立的节点电流方程有 (N -1) 个
独立的回路电压方程有 (B -N+1)个
+ R1
- U1
a R2 +
R3 U2 _
b
N=2、B=3
独立电流方程：１个 独立电压方程：２个
（一般为网孔个数）
独立回路的选取：
可以证明: 用KVL只能列出b–n+1个独立回路电压方程。 对平面电路，b–n+1个网孔即是一组独立回路。
E2
E1
RR R
I5
-+
E3
I3
提示：直接用克氏定律比较方便。
I4 I5 I1 I6 I2 I3
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
有效值 U = 220V
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
3）电压源转移
I3
6 6
I1
+ 1.4V
I2
6 6
I4
等电位点
解释
6 +
1.4V 6
6 + 1.4V
6
6
6
+
+
1.4V 1.4V
6 6
6
I3
6
+
+
1.4V 1.4V
I1 6
I2 6
I4
4）电流源转移
5 U1 6
5 6
0.5A
Fra Baidu bibliotekU3
0.5A
5 6
0.5A
U2
5
6
解释
5
没有电流
6
0.5A
0.5A 5 6
? I 10 4 3 A 2
10V + -
2 +
- 4V
一题多解
如图求：UR
10V
8
4
8
+
4 UR
8
10
8
思路：
（1）戴维南定理 （2）互易定理 （3）电源转移 （4）节点法、回路法
1）戴维南定理法
8
+ 10V
4 8
+
4 UR
8
8
10-U0 R0
8
4
+
R0=4 2.5V
4
10-U0=1.25 => U0=8.75V UR=8.75×10/14=6.25V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所 以不能用。
正误判断
u 100sin t U ？
瞬时值
复数
正误判断
U 50 e j15 50 2 sin( t 15 )？
复数
瞬时值
正误判断
已知： i 10 sin( t 45 )
？ I 10 45 2
j45
有效值
？ Im 10 e45
正误判断
已知： u 2 10 sin ( t 15 )
则：
U 10
？
15
？ U 10 e j15
正误判断
在电阻电路中：
瞬时值
有效值
I
U R
？
iU ？
R
i u ？
R
正误判断
在电感电路中：
i u XL
？
i u ？
L
I U
L
？
？ U jL
I
？ U
I
XL
正误判断
在R-L-C串联电路中