电工基础学案-第三章---复杂直流电路(2)练习试卷-1

复杂直流电路（2）

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学习重点：1、叠加原理、戴维南定理、电压源电流源的等效变换。

学习难点：1、用叠加原理、戴维南定理、电压源电流源的等效变换分析、解决一般复杂直流电路。

预习提要：

一、叠加定理

1、内容：由线性电阻和多个电源组成的线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各个电源单独作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。

2、适用场合：线性电路

注意：叠加定理只能用来叠加电路中的电压或电流，而不能用来叠加功率。

3、用叠加定理求电路中各支路电流的步骤：

（1）假设各支路电流的参考方向，并分别作出各个电源单独作用的分图。（注：当其中的电源作用时，其他电源进行除源处理：即电压源短路，电流源开路，保留电源内阻）

（2）分别确定出分图中各电流的方向并求出其大小；

（3）进行叠加：即原图中各支路电流（或电压）的大小等于各个分图所对应的电流（或电压）的代数和。（注：当分图中电流或电压方向与原图相同时值取正，当分图中电流或电压方向与原图相反时值取负）

二、戴维宁定理

1、电路也叫做电网络或网络。

2、二端网络：如果网络具有两个引出端与外电路相连，不管其内部结构如何，这样的网络就叫做二端网络。

（1）分类：有源二端网络：可等效成一个电源

无源二端网络：可等效成一个电阻

3、戴维宁定理的内容：对外电路来说，一个含源二端线性网络可以用一个电源来代替，该电源的电动势E0等于二端网络的开路电压，其内阻R0等于含源二端网络除源后的等效电阻。

（1）注意：除源就是电压源短路，电流源断路，保留其内阻；

（2）适用场合：对于二端网络内部必须是有源的，线性的；对于外电路来讲可以是线性也可以是非线性。

（3）用戴维宁定理对线性二端网络进行等效替代时，仅对外电路等效，而对网络内电路时不等效的。

三、两种电源的等效变换

1、电压源：为电路提供一定电压的电源。

（1）分类：实际电压源和理想电压源（恒压源）

（2）理想电压源特点：A：它的电压恒定不变；B：通过它的电流是任意的，取决于与它连接的外电路负载的大小；C:恒压源的内阻为零。

理想电压源图形符号：

（3）实际电压源特点：端电压随负载的增大而增大，减小而减小；

实际电压源的图形符号：（可以看成是一个恒压源与一个电阻串联）

2、电流源：为电路提供一定电流的电源。

（1）分类：实际电流源和理想电流源（恒流源）

（2）理想电流源特点：A：它的电流恒定不变；B：它的端电压是任意的，由外部连接的电路来决定；

C：恒流源的内阻为无穷大。

理想电流源图形符号：

（3）实际电压源的图形符号：（可以看成是一个恒流源与一个电阻并联）

（2）电压源和电流源之间等效变换的条件：I S =E/R O =E/R S ,R S =R 0

(注意：等效变换时电流源的箭头方向应与电压源的“+”极方向一致) （3）串联的电压源可以进行合并 （4）并联的电流源可以进行合并

（5）对外电路进行等效变换时与恒压源并联的原件或电路视为断路 （6）对外电路进行等效变换时与恒流源串联的原件或电路视为短路 （7）电源的等效变换仅对外电路等效，而对电源内部不等效。

课堂练习

1、对外电路来说，任意一个有源线性二端网络都可以用一个电源来替代，该电源的电动势等于________________，其内阻等于有源二端网络内所有电源不作用，仅保留其内阻时_______________，这就是戴维南定理。

2、为电路________ ________的电源称为电压源，如果电压源内阻为__________；电源将提供________________，则称为理想电压源，简称恒压源；为电路_____ ___________的电源称为电流源，如果电流源内阻为________________，电源将提供________________则称为理想电流源，简称恒流源。

3、将下图2－16中的电流源和电压源进行互换

4、将下图中的有源二端网络等效变换为一个电压源

课后练习

一、填空

1、如图2－13所示，在有源二端网络A 的a 、b 间接入电压表时，读数为100V ；在a 、b 间接10Ω电阻时，测得电流为5A 。那么，a 、b 两端电间的开路电压为________________， 两点间的等效电阻为________________。

2、如图2－14所示，该有源二端网络的开路电压是___ _，二端的等效电阻是________。

3、如图2－15，有源二端网络等效电压源的参数值：E= V ，R 0= Ω；等效电流源的参数值：Is= ，Rs= 。

4、如图2－16， I1= ,Uab= 。

5、如图2－17 ，Uab= Rab= 。

－

3A

2Ω

+ _

8V

2Ω +

3Ω

3Ω

2A

+

_ 5A

+

_ 3Ω

9V + _ 2Ω 2V +

_

6、如图所示，把它等效成电压源，该电压源的电动势E O = V ，内阻R 0= Ω。

7、 有一个源二端网络，当二端接入伏特表时，读数为100V ，在二端接入10 Ω的电阻，测得电流为5A ，则该有源二端网络的等效电阻为

Ω。该有源二端网络可提供的最大功率为 W 。 8、叠加原理只适用于计算线性电路中的电流和电压 ，不适用于计算 。 二、判断

（ ）1、基尔霍夫节点电流定律仅适用与电路中的节点，与元件性质有关。

（ ）2、基尔霍夫节点电流定律不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。 （ ）3、基尔霍夫回路电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。 （ ）4、叠加原理不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。

（ ）5、戴维南定理只适用于线性二端网络，但待求解支路含有非线性元件，该定理也是适用的。 （ ）6、理想的电压源和理想的电流源可以等效变换。

（ ）7、若开路电压为60V ，短路电流为2A ，则负载获得的最大功率为30W 。 （ ）8、一个有源二端网络可以用一个等效电压源来代替。 （ ）9、运用基尔霍夫定律（KVL 和KCL ），列出以支路电流为电路变量的独立方程求各支路电流的方法，称为支路电流法。 三、选择题

1、如图6所示R X 增大时，U R2 。

A 、增大

B 、减小

C 、不变

D 、无法判断

2、如图8所示，2Ω电阻的电流的值为 。 A 、0A B 、2A C 、3A D 、6A

3、如图9所示，两个电源的功率是 。

A 、P E =4W （消耗） , P I =4W （产生）

B 、P E =4W （产生） , P I =4W （消耗）

C 、P E =4W （消耗） , P I =8W （产生）

D 、P

E =4W （产生） , P I =8W （消耗） 4、如图10，正确的答案是

A 、恒流源Is1消耗的功率为30W

B 、恒流源Is1输出的功率为30W

C 、恒流源Is2消耗的功率为5W

D 、恒流源Is2输出的功率为5W

5、如图11，安培表的读数为

A 、–6A

B 、6A

C 、-5A

D 、5A 6、如图12，R1电阻增大时，则

A 恒压源E 产生的功率将减小

B 恒压源E 产生的功率将增大

C 恒压源E 消耗的功率将减小

D 恒压源

E 消耗的功率将增大

2

345Title

Number

Size B

Date:1-Nov-2002

She File:E:\My Design74.ddb

Dr

2Ω

18v

5v

4Ω

a

b

6v 7Ω3Ω