武漢理工大學(xué)電路分析(上)課后簡答題

1、1-1 實際電路器件與理想電路元件之間的聯(lián)系和差別是什么？答：（ 1）聯(lián)系：理想電路元件是對實際電路器件進行理想化處理、忽略次要性質(zhì)、只表征其主要電磁性質(zhì)的所得出的模型。（ 2）差別：理想電路元件是一種模型，不是一個實際存在的東西；一種理想電路元件可作為多種實際電路器件的模型，如電爐、白熾燈的模型都是“電阻”。1-2（ 1）電流和電壓的實際方向是怎樣規(guī)定的？（2）有了實際方向這個概念，為什么還要引入電流和電壓的參考方向的概念？（3）參考方向的意思是什么？（4）對于任何一個具體電路，是否可以任意指定電流和電壓的參考方向？答：（ 1）電流的實際方向就是正電荷移動的方向；電壓的實際方向（極性）就是電

2、位降低的方向。（ 2）對于一個復(fù)雜電路，電流、電壓的實際方向事先難以確定，而交流電路中電流、電壓的實際方向隨時間變化， 這兩種情況下都無法準確標(biāo)識電流、 電壓的實際方向， 因此需要引入?yún)⒖挤较虻母拍?。?3）電流（或電壓）參考方向是人為任意假定的。按電流（或電壓）參考方向列有關(guān)方程，可解出電流 （或電壓） 結(jié)果。若電流 （或電壓）結(jié)果數(shù)值為正，則說明電流（或電壓）的實際方向與參考方向相同；若電流（或電壓）結(jié)果數(shù)值為負，則說明電流（或電壓）的實際方向與參考方向相反。（ 4）可以任意指定電流和電壓的參考方向。1-3 （ 1）功率的定義是什么？（ 2）元件在什么情況下是吸收功率的？在什么情況下是發(fā)出

3、功率的？（ 3）元件實際是吸收功率還是發(fā)出功率與電流和電壓的參考方向有何關(guān)系？答：（ 1）功率定義為單位時間消耗（或產(chǎn)生）的能量，即dWp( t )dt由此可推得，某二端電路的功率為該二端電路電壓、電流的乘積，即p(t )u( t) i( t )（ 2）某二端電路的實際是吸收功率還是發(fā)出功率，需根據(jù)電壓、電流的參考方向以及由 p(t ) u(t )i (t )所得結(jié)果的正負來綜合判斷，見下表電壓、電流功率計算值（電壓與電流的乘積）實際吸收功率或發(fā)出功率參考方向正負正實際吸收功率關(guān)聯(lián)參考方向?qū)嶋H發(fā)出功率負正實際發(fā)出功率關(guān)聯(lián)參考方向?qū)嶋H吸收功率負（ 3）元件實際是吸收功率還是發(fā)出功率與電流和電壓的

4、參考方向無關(guān)。1-4 電壓源與電流源各有什么特點？答：（理想）電壓源特點：（1）理想電壓源兩端的電壓保持定值或一定的時間函數(shù)；（2）理想電壓源兩端的電壓與流過它的電流i無關(guān)；（3）流經(jīng)理想電壓源的電流由自身電壓和外接電路兩者共同決定。（理想）電流源特點：（1）理想電流源輸出的電流保持定值或一定的時間函數(shù)；（2）理想電流源輸出的電流與與其兩端的電壓u 無關(guān)；（3）理想電流源兩端的電壓由自身輸出的電流和外接電路兩者共同決定。1-5 （ 1）受控源能否作為電路的激勵？（2）如果電路中無獨立電源，電路中還會有電流、電壓響應(yīng)嗎？答：（ 1）受控源不能作為電路的激勵。（ 2）無。1-6 應(yīng)用基爾霍夫電流定

5、律列寫某節(jié)點電流方程時，與該節(jié)點相連的各支路上的元件性質(zhì)對方程有何影響？答：無影響。1-7 應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列寫某回路電壓方程時，構(gòu)成該回路的各支路上的元件性質(zhì)對方程有何影響？答：無影響。注： KCL、 KVL與電路元件的性質(zhì)無關(guān)。1-8 基爾霍夫電流定律是描述電路中與節(jié)點相連的各支路電流間相互關(guān)系的定律，應(yīng)用此定律可寫出節(jié)點電流方程。對于一個具有 n 個節(jié)點的電路，可寫出多少個獨立的節(jié)點電流方程？答： n1個1-9 基爾霍夫電壓定律是描述電路中與回路相關(guān)的各支路電壓間相互關(guān)系的定律，應(yīng)用此定律可寫出回路電壓方程。對于一個具有 n 個節(jié)點、 b 條支路的電路，可寫出多少個獨立的回路電壓方程

6、？答： bn1個2-1 （ 1）什么是單口網(wǎng)絡(luò)？（2）單口網(wǎng)絡(luò)的外特性表示什么意義？（ 2）如何求出外特性？答：（ 1）單口網(wǎng)絡(luò)即二端網(wǎng)絡(luò)，其對外只有兩個聯(lián)接端子。（ 2）單口網(wǎng)絡(luò)的外特性表示該網(wǎng)絡(luò)端口電壓、電流之間的關(guān)系。（ 3）假定在端口加一電壓，求與之對應(yīng)的端口電流，即得端口電壓與電流關(guān)系（端口外特性）。假定加端口電流，求與之對應(yīng)的端口電壓，也一樣。2-2單口網(wǎng)絡(luò)的外特性與外電路有關(guān)嗎？答：無關(guān)。2-3（ 1）等效變換的概念是什么？（2）等效變換的概念是根據(jù)什么引出來的？答：（ 1）若兩個單口網(wǎng)絡(luò)的端口伏安特性相同，則對外電路而言，這兩個單口網(wǎng)絡(luò)相互等效。（ 2）等效變換的概念是根據(jù)對外

7、電路的作用或影響完全相同相同這一點引出來的。如果兩個單口網(wǎng)絡(luò)的端口伏安特性相同，則意味著這兩個網(wǎng)絡(luò)對外電路的作用或影響是完全相同的，在求外電路的電壓、 電流以及功率時，這兩個單口網(wǎng)絡(luò)可相互替換，以達到分析或計算簡化的目的。2-4兩個單口網(wǎng)絡(luò)N1和 N2 的伏安特性處處重合，這時兩個單口網(wǎng)絡(luò)N1和 N2 是否等效？答：是等效的。？2-5兩個單口網(wǎng)絡(luò)N1 和 N2 各接 100 負載時，流經(jīng)負載的電流以及負載兩端電壓均相等，兩個網(wǎng)絡(luò)N1 和 N2 是否等效？答：不一定等效。不等效情況舉例，N1 是 100V 電壓源， N2 是 1A 電流源，二者分別接電阻時，兩種情況下電阻的電壓、電流均為100V

8、、1A，是相同的； 若 N1 和 N2 分別接電阻，這時電阻上的電壓、電流就不同了，因此，N1 和 N2 不等效。100502-6一個含有受控源及電阻的單口網(wǎng)絡(luò)，總可以等效化簡為一個什么元件？答：電阻2-7當(dāng)無源單口網(wǎng)絡(luò)含有受控源時，必須用外施電源法求輸入電阻，這時電路中受控源的控制支路應(yīng)如何考慮？答：？（注：不知所指）2-8利用等效變換計算出外電路的電流、電壓后，如何計算被變換的這一部分電路的電流、電壓？答：將外電路等效（如何等效？學(xué)生要心中有數(shù)） ，同時將被變換部分恢復(fù)成原樣，由此計算被變換的這一部分電路的電流、電壓。3-1（ 1）什么是獨立節(jié)點？（2）如何確定獨立節(jié)點？答：（1）對任何節(jié)

9、點都能列寫KCL方程，只有獨立的KCL方程才對求解結(jié)果有用。若電路有 n 個節(jié)點，則與之對應(yīng)的就可列出n 個 KCL方程，但其中只有n1 個 KCL方程是相互獨立的，與這 n1個 KCL方程對應(yīng)的節(jié)點稱為獨立節(jié)點。（2）若電路有n 個節(jié)點，從中任選n1 都是獨立節(jié)點。注：孤立地談某個節(jié)點是否是獨立節(jié)點是沒意義的，獨立節(jié)點具有相對性和任意性，學(xué)者須過細領(lǐng)會。3-2（ 1）什么是獨立回路？（2）如何確定獨立回路？答：（ 1）對任意回路都能列寫 KVL 方程，只有獨立的 KVL方程才對求解結(jié)果有用。 對具體電路，能列出的獨立 KVL 方程數(shù)通常遠少于電路的回路數(shù)， 與這些獨立 KVL方程對應(yīng)的回路稱

10、為獨立回路。（2）若電路有n 個節(jié)點和 b 條支路，則其獨立KVL 方程數(shù)目是固定的，為lbn1 個。要確定獨立回路， 問題較復(fù)雜， 須借助網(wǎng)絡(luò)拓撲的相關(guān)知識，選擇單連支回路即為獨立回路。對于平面電路，確定獨立回路問題變得比較簡單，網(wǎng)孔即為獨立回路。注：與獨立節(jié)點概念一樣， 孤立地談某個回路是否是獨立回路是沒意義的， 獨立回路也具有相對性和任意性，學(xué)者須過細領(lǐng)會。3-3（ 1）網(wǎng)孔電流的概念是怎樣引出來的？（2）為什么說網(wǎng)孔電流是一組獨立、完備的電流變量？3-4（ 1）列寫網(wǎng)孔電流方程的依據(jù)是什么？（2）網(wǎng)孔電流方程的實質(zhì)又是什么？3-5（ 2）回路電流的概念是怎樣引出來的？（3）為什么說回路

11、電流是一組獨立、完備的電流變量？3-6（ 1）回路電流方程中各項的物理含義是什么？（2）為什么說自阻總是正的，而互阻可能為正也可能為負或零？3-7節(jié)點電壓的概念是怎樣引出來的？為什么說節(jié)點電壓是一組獨立、完備的電壓變量？3-8列寫節(jié)點電壓方程的依據(jù)是什么？節(jié)點電壓方程的實質(zhì)又是什么？3-9節(jié)點電壓方程中各項的物理含義是什么？為什么說自導(dǎo)總是正的，而互導(dǎo)總是負的？3-10 如果電路中出現(xiàn)受控電壓源、單一電流源支路或單一受控電流源支路，應(yīng)該如何列寫回路電流方程？答：（1）有受控電壓源情形先將受控電壓源視為普通電壓源列寫回路電流方程，此時方程中會多出一個變量，即受控電壓源的控制量，再增補一個方程，將

12、受控電壓源的控制量用回路電流表示出來。（參見例3-3 ）。（2）有單一電流源支路情形設(shè)該單一電流源的端電壓為uk ，將其視為電壓為uk 的電壓源來列寫回路電流方程，這相當(dāng)于增補了一個變量uk ，于是必須增補一個方程，由該單一電流源的電流與回路電流之間的關(guān)系即可得增補方程。 （參見例3-4 處理方法一）（3）有單一受控電流源支路情形先將單一受控電流源視為普通電流源，按“有單一電流源支路情形”列寫回路電流方程，此時增補了一個變量uk ，由該單一受控電流源的電流與回路電流之間的關(guān)系可得一個增補方程，但增補方程中又出現(xiàn)新變量， 即受控電流源控制量， 再根據(jù)受控電流源控制量與回路電流之間的關(guān)系增補一個方

13、程即可。注：（ 1）選獨立回路時，可避開單一電流源（受控或非受控）支路，此時按普通方法列寫回路電流方程即可。 （參見例 3-4 處理方法二）（ 2）選獨立回路時，可讓單一電流源（受控或非受控）支路只流過一個回路電流，此時會簡化回路電流方程。 （參見例 3-5 ）3-11 如果電路中出現(xiàn)受控電流源、單一電壓源支路或單一受控電壓源支路，應(yīng)該如何列寫節(jié)點電壓方程？答：（1）有受控電流源情形先將受控電流源視為普通電流源列寫回路電流方程，此時方程中會多出一個變量，流源的控制量，再增補一個方程，將受控電流源的控制量用節(jié)點電壓表示出來。3-7 ）。（2）有單一電壓源支路情形兩種方法：即受控電（參見例方法一：

14、設(shè)該單一電壓源的電流為ik ，將其視為電流為i k 的電流源來列寫節(jié)點電壓方程，這相當(dāng)于增補了一個變量i k ，于是必須增補一個方程，由該單一電壓源的電壓與節(jié)點電壓之間的關(guān)系即可得增補方程。（參見例 3-8 處理方法1）方法二： 選單一電壓源負端為參考節(jié)點，則單一電壓源正端節(jié)點電壓即為此電壓源電壓，省去一個節(jié)點方程； （參見例3-8 處理方法2）可（3）有單一受控電壓源支路情形先將單一受控電壓源視為普通電壓源，按“有單一電壓源支路情形”列寫節(jié)點電壓方程（上面兩種方法），再根據(jù)受控電壓源控制量與節(jié)點電壓之間的關(guān)系增補一個方程即可。 （參見例 3-9 ）4-1（ 1）對含受控源的線性電阻電路，在應(yīng)

15、用疊加定理求解時，受控源應(yīng)進行什么處理？（ 2）受控源能否像獨立電源一樣分別單獨作用計算其分響應(yīng)？答：（ 1）對含受控源的線性電阻電路應(yīng)用疊加原理求解時，需用分電路求分響應(yīng)，在各分電路中都要保留受控源。 （參見例 4-2 ）（ 2）否。4-2“替代”與第二章的“等效變換”都能簡化電路分析，但它們是兩個不同的概念，“替代”與“等效變換”的區(qū)別是什么？答：“替代” 是針對特定外電路而言的，當(dāng)某單口網(wǎng)絡(luò)接特定外電路，在已知單口網(wǎng)絡(luò)端口電壓uk或端口電流ik 時，可將此單口網(wǎng)絡(luò)替代為電壓源uk 或電流源ik，替代后，該特定外電路中所有電壓、電流不變。替代的電壓源uk 或電流源ik與原單口網(wǎng)絡(luò)不見得等效

16、，因為外電路改變后，單口網(wǎng)絡(luò)端口電壓或端口電流可能就不是uk 或 i k 了，此時還用電壓源uk 或電流源 ik 去替代就錯了?！暗刃ё儞Q”是針對任意外電路而言的，兩個單口網(wǎng)絡(luò)相互等效的原則是具有相同的外特性（端口伏安特性） ，單口網(wǎng)絡(luò)的外特性（端口伏安特性）不依賴外電路。兩個單口網(wǎng)絡(luò)相互等效，意味著對任意外電路，兩個單口網(wǎng)絡(luò)都可相互替代。4-3（ 1）什么是開路電壓？（2）如何求含源單口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓？（3）在求開路電壓時要注意些什么？答：（ 1）單口網(wǎng)絡(luò)與外電路相連組成電路整體，將外電路開路，此時單口網(wǎng)絡(luò)端口上的電壓即為單口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。（ 2）將含源單口網(wǎng)絡(luò)外電路開路，再應(yīng)用各種電路分

17、析方法（等效變換法、支路電流法、回路電流法、節(jié)點電壓法、疊加原理等）求端口電壓即可。（ 3）求開路電壓時要斷開外電路， 因此，單口網(wǎng)絡(luò)與外電路之間不能有受控源的耦合關(guān)系。應(yīng)用戴維南定理時， 原電路從何處分為單口網(wǎng)絡(luò)與外電路需要引起重視， 要確保單口網(wǎng)絡(luò)與外電路之間不能有受控源的耦合關(guān)系。4-4（ 1）什么是短路電流？（2）如何求含源單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流？（3）在求短路電流時要注意些什么？答：（ 1）單口網(wǎng)絡(luò)與外電路相連組成電路整體，將外電路短路，此時單口網(wǎng)絡(luò)端口短路線中的電流即為單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流。（ 2）將含源單口網(wǎng)絡(luò)外電路短路，再應(yīng)用各種電路分析方法（等效變換法、支路電流法、回路電流法、節(jié)點

18、電壓法、疊加原理等）求端口短路線中的電流即可。（ 3）求短路電流時要將外電路短路，因此，單口網(wǎng)絡(luò)與外電路之間不能有受控源的耦合關(guān)系。應(yīng)用定理時， 原電路從何處分為單口網(wǎng)絡(luò)與外電路需要引起重視， 要確保單口網(wǎng)絡(luò)與外電路之間不能有受控源的耦合關(guān)系。4-5（ 1）在應(yīng)用戴維寧定理或定理求等效電阻Req 時要注意些什么？（2）有哪些方法可以用來求等效電阻Req ？答：（ 1）（注：此問不明確，不知具體問什么。 ）首先，要選擇合適的方法求等效電阻Req，這樣會簡化求解過程；其次，要注意等效電阻Req 為零和無窮大這兩種情形。（ 2）三種方法：方法一：等效變換法，適用于不含受控源的單口網(wǎng)絡(luò)，用此法時，注意

19、要先將有源單口變?yōu)閷?yīng)的無源單口。方法二：外施電源法，即加壓求流法或加流求法，當(dāng)端口電壓u 和端口電流i 是關(guān)聯(lián)參考方向時，Requ。用此法時，同樣要先將有源單口變?yōu)閷?yīng)的無源單口。i方法三：開路短路法，即求開路電壓uOC 與短路電流i SC的方法（要注意開路電壓uOC 與短路電流 iSC 的參考方向設(shè)定，參見教材）。4-6對含有受控源的線性電阻電路，如何應(yīng)用戴維寧定理或定理？應(yīng)注意些什么問題？（注：不好回答，不知具體所指。有關(guān)問題在4-3 至 4-5 中都回答了。）4-7含源單口網(wǎng)絡(luò)若存在戴維寧（或）等效電阻，就一定有（或戴維寧）等效電路嗎？（未考慮周全，以后再答。）4-8在應(yīng)用特勒根定理時

20、，如果電路中某一支路電壓、電流取非關(guān)聯(lián)參考方向，應(yīng)進行什么處理？答：在特勒根定理表示式對應(yīng)項加負號即可。4-9對于多個獨立電源激勵的線性電阻電路，能否應(yīng)用互易定理進行求解？答：互易定理只適用于單個獨立電源激勵的線性電阻電路。 對于多個獨立電源激勵的線性電阻電路，不能直接應(yīng)用互易定理進行求解。對于多個獨立電源激勵的線性電阻電路，可先用疊加原理，使每個分電路均只含單個獨立電源激勵，再在單個獨立電源激勵的分電路中應(yīng)用互易定理。 （注：此法繞彎太多，常用教材上都難見示例，建議初學(xué)者慎用。 ）注：要注意第 4 章各電路定理的適用圍。5-1 在運放的圖形符號中，標(biāo)注“”號的輸入端a 為什么可以稱為反相輸入

21、端？而標(biāo)注“+”的輸入端 b 為什么稱為同相輸入端？答：運放的輸出輸入電壓關(guān)系為uoA( uu )其中， u 為“ +”端電壓， u 為“”端電壓，uo 為輸出電壓。單獨加 u 時（ u0 ）， uoAu，輸出電壓 uo 與輸入電壓 u反相，故“”端稱為反相輸入端。單獨加 u 時（ u0 ）， uAu，輸出電壓uo與輸入電壓u同相，故“ +”端稱o為同相輸入端。5-2 （ 1）運放的外特性是如何描述的？（2）什么物理量可以決定運算放大器工作時是作為線性元件使用，還是作為非線性元件使用？答：（1）運放的外特性是由運放輸出電壓uo 與輸入差動電壓ud ( u u) 之間的關(guān)系來描述的，運放的外特性

22、又稱轉(zhuǎn)移特性。（2）輸入差動電壓的圍可決定運放工作時是作為線性元件使用還是作為非線性元件使用，當(dāng) ud（很?。r，運放作為線性元件使用；當(dāng)ud時，運放作為非線性元件使用。5-3為什么說運算放大器是一種高增益、高輸入電阻和低輸出電阻的電壓放大器？答：uoA(u u )故稱電壓放大器A105 107故稱高增益放大器Ri106 1013故稱高輸入電阻放大器Ro10 100故稱低輸出電阻的放大器總之，運算放大器是一種高增益、高輸入電阻和低輸出電阻的電壓放大器。5-4（ 1）“虛短路”是怎樣引出來的？（2）在含理想運算放大器電路分析中如何運用？答：（1）因為 uoA( uu ) ，且 uo 有限、 A，

23、于是 uu ，此即意味著“虛短” 。（2）分析含理想運算放大器的電路時，認為uu 即可。5-5（ 1）“虛斷路”是怎樣引出來的？（2）在含理想運算放大器電路分析中如何運用？答：（1）因為 Ri，故可認為 i0 和 i0 ，此即意味著“虛開” 。（2）分析含理想運算放大器的電路時，認為i0 和 i0 即可。5-6 為什么說電壓跟隨器具有隔離作用？答：因為電壓跟隨器的輸入電流趨于零。6-1 （ 1）為什么說電容、電感元件是動態(tài)元件？（2）電容、電感在直流穩(wěn)態(tài)時分別怎樣處理？答：（ 1）因為電容的電流與其電壓的變化率成正比，即iC (t )duC(t )C，故電容是動態(tài)元件。dt因為電感的電壓與其電

24、流的變化率成正比，即uL ( t)L di L (t ) ，故電感是動態(tài)元件。dt（2）電容在直流穩(wěn)態(tài)時可視為開路；電感在直流穩(wěn)態(tài)時可視為短路。6-2（ 1）為什么說電容、電感元件是記憶元件？（2）電容的初始電壓uC (t 0 ) 、電感的初始電流 i L (t 0 ) 各具有什么意義？答：（1）對于電容， uC1t( t )iC ( t )dt ， t 時刻的電壓 uC (t ) 與 t 時刻以及 t 時刻以前的所C有電流有關(guān)，故電容是記憶元件；1t， t 時刻的電流 i L (t) 與 t 時刻以及 t 時刻以前的所有對于電感， i L ( t )uL ( t )dtL電壓有關(guān)，故電感是記

25、憶元件；（2）電容的初始電壓uC (t 0 ) 反映了 t0時刻以前電容電流的全部歷史情況對現(xiàn)在（t0 時刻）以及未來（ t0 時刻以后）電容電壓所產(chǎn)生的影響。電感的初始電流i L (t0 ) 反映了 t0 時刻以前電感電壓的全部歷史情況對現(xiàn)在（ t0 時刻）以及未來（ t0 時刻以后）電感電流所產(chǎn)生的影響。6-3 當(dāng)電容（或電感）元件的電壓、電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時，元件的電壓電流關(guān)系怎樣變動？答：在原關(guān)系式中加“一”號。6-4為什么說電容（或電感）元件與外電路之間有能量的往返交換現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由元件什么性質(zhì)決定的？答：關(guān)聯(lián)參考方向下， 電容吸收的瞬時功率為 pC (t ) uC (t )iC (t ) CuC ( t)duC (t )， pC ( t )dt可能為正也可能為負。pC ( t ) 為正時，表示電容實際從外電路吸收功率，pC ( t ) 為負時，表示電容實際向外電路發(fā)出功率。因此，電容元件與外電路之間有能量的往返交換現(xiàn)象。關(guān)聯(lián)參考方向下， 電感吸收的瞬時功率為 pL (t ) uL (t )i L (t )Li