知識(shí)點(diǎn)與例題

1、第一章 電路的基本概念和定律1電路的的組成及其模型（1）電路及其組成電路：電流的通路稱為電路。連續(xù)電流的通路必須是閉合的。電路組成：電路由電源、負(fù)載及中間環(huán)節(jié)三部分組成。電路的作用：實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換（或信號(hào)的傳遞及轉(zhuǎn)換）。（2）電路的模型（由理想元件組成的電路）。電源元件：電壓源、電流源、受控電源。負(fù)載元件：電阻元件，電感元件，電容元件。中間環(huán)節(jié)：導(dǎo)線、開關(guān)等；電壓表，電流表等。2、電流，電壓，電動(dòng)勢(shì)的參考方向及表示方法電 流電 壓電動(dòng)勢(shì)實(shí)際方向正電荷流動(dòng)的方向由高電位(正極)指向低電位(負(fù)極)由低電位(負(fù)極)指向高電位(正極)參考方向任意選定任意選定任意選定標(biāo)記符號(hào)箭頭箭頭下標(biāo)雙下標(biāo)極性

2、實(shí)際與參考方向的關(guān)系I>0：實(shí)際方向與參考方向相同；I<0：實(shí)際方向與參考方向相反U>0：實(shí)際方向與參考方向相同；U<0：實(shí)際方向與參考方向相反E>0：實(shí)際方向與參考方向相同；E<0：實(shí)際方向與參考方向相反在電路分析時(shí)，必須先確定參考方向，根據(jù)參考方向列寫方程，再解方程求得結(jié)果(正或負(fù))，方可確定實(shí)際方向；當(dāng)電壓和電流的參考方向一致時(shí)，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。3、線性元件R、L、C（見表1-2）的共同特點(diǎn)是：二端元件；無源元件。表1-2 線性R、L、C 電阻電感電容電路符號(hào)VCRu，i關(guān)聯(lián)方向，=Li q=Cuu，i非關(guān)聯(lián)方向，分類耗能元件儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件儲(chǔ)存能量

3、0 磁場(chǎng)能量電場(chǎng)能量4、電壓源uS、電流源iS 電壓源、電流源是有源元件，為了與受控源區(qū)別又稱為獨(dú)立電源。表1-3 電壓源、電流源特性電壓源電流源電路符號(hào)特 點(diǎn)電壓源的端電壓不隨外電路變化電壓源中的電流隨外電路變化當(dāng)uS為常數(shù)時(shí)，稱其為直流電壓源電流源中的電流不隨外電路變化（斷開除外）電流源的端電壓隨外電路變化當(dāng)iS為常數(shù)時(shí)，稱其為直流電流源5、受控源受控源是一種電路模型，實(shí)際存在的一種器件，如晶體管、運(yùn)算放大器、變壓器等，它們的電特性可用含受控源的電路模型來模擬。受控源的符號(hào)及特性與獨(dú)立源有相似之處，即受控電壓源具有電壓源的特性，受控電流源具有電流源的特性；但又有根本區(qū)別，受控源的電流或電壓

4、由控制支路的電流或電壓控制，一旦控制量為零，受控量也為零，而且受控源自身不能起激勵(lì)作用，即當(dāng)電路中無獨(dú)立電源時(shí)就不可能有響應(yīng)，因此受控源是無源元件。電壓控制電壓源VCVS電壓控制電流源VCCS電流控制電壓源CCVS電流控制電流源CCCS符號(hào)控制量u1u1i1i1被控量u2=u1i2=g u1u2= r i1i2=i16、功 率判斷元件或一段電路的功率是吸收還是發(fā)出，取決于u ，i的參考方向及p=ui的正負(fù)。表1-5 判斷功率的吸收與發(fā)出 u ，i的參考方向元件的功率實(shí)際吸收還是發(fā)出功率關(guān)聯(lián)參考方向p=u ip>0吸 收p<0發(fā) 出非關(guān)聯(lián)參考方向p=-u ip>0吸 收p<

5、;0發(fā) 出功率平衡對(duì)于一個(gè)完整的電路來說，在任一時(shí)刻，所有元件吸收功率的總和必須為零。7、基爾霍夫定律基爾霍夫定律是集總參數(shù)假設(shè)下的電路基本定律，它們只與電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)而與支路特性無關(guān)，即不管是電阻、電容、電感還是電源；不管是線性電路還是非線性電路都適用。表1-6 基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（KCL）基爾霍夫電壓定律（KVL）定律內(nèi)容在集總電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任何結(jié)點(diǎn)(或閉合面)，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零。在集總電路中，任何時(shí)刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。定律公式 ，定律說明根據(jù)電流的參考方向，當(dāng)流出結(jié)點(diǎn)的電流取正時(shí)，則流入結(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)。當(dāng)支路電壓的參考方向與回路繞

6、向一致者，該電壓取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。定律推廣流出任一封閉面的全部支路電流的代數(shù)和等于零任一閉合的節(jié)點(diǎn)序列，即在任一時(shí)刻，沿任一閉合節(jié)點(diǎn)序列的各段電壓(不一定是支路電壓)的代數(shù)和等于零8、電位的計(jì)算電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。參考點(diǎn)選擇不同，電路中各點(diǎn)的電位值隨著改變，但是任意兩點(diǎn)間的電壓值是不變的。所以各點(diǎn)電位的高低是相對(duì)的，兩點(diǎn)間的電壓值是絕對(duì)的。電路中的電位取值有正有負(fù)，比參考點(diǎn)高的電位取正，比參考點(diǎn)低的電位取負(fù)，分別稱為正負(fù)電位。計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位的方法和步驟如下：（1）確定電路中的參考點(diǎn)（零電位）。雖然選擇參考點(diǎn)是任意的，但是一個(gè)電路只能有一個(gè)參考點(diǎn)。（2）計(jì)算某點(diǎn)

7、的電位，即為計(jì)算此點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。只要選擇從此點(diǎn)繞行到參考點(diǎn)的一條捷徑（元件數(shù)最少為佳），那么此點(diǎn)電壓即為捷徑上各部分電壓的代數(shù)和。（3）列方程，確定該點(diǎn)的電位值，注意正負(fù)。例1-1已知純電感元件的電流波形為三角形，如圖1-1-2實(shí)線所示。試求元件兩端電壓的波形。圖1-1-2 例1-1圖解：因純電感元件的電壓u和電流i之間的關(guān)系為故將三角波i的每段求導(dǎo)數(shù)，在乘以電感系數(shù)L，便得電壓u的波形。又因?yàn)閕對(duì)t求導(dǎo)數(shù)為各段直線的斜率。三角波每段直線的斜率為常數(shù)，且一正一負(fù)，絕對(duì)值相等。所以，得u的波形為方波，見圖1-1-2虛線。 例1-2 已知：US=6V，R=3，IS=1A，I=2A求圖1-1

8、-3所示各有源支路的功率。圖1-1-3例1-2圖解：根據(jù)電壓、電流參考方向，先求出電壓U，然后求功率。（a） 即吸收功率為24W。（b） 即既不發(fā)出功率，也不吸收功率。（c）即吸收功率為18W。(d) 即發(fā)出功率為-6W，吸收功率6W。例1-3 求圖1-1-4所示電路中各元件的功率，并說明是發(fā)出功率還是吸收功率。(a) (b)圖1-1-4例1-3圖解：(a) 由于流經(jīng)電阻、電壓源的電流為I=2A電流源兩端的電壓 電阻吸收的功率 電壓源的功率 電壓源上電壓和電流參考方向是非關(guān)聯(lián)的，故電壓源發(fā)出功率20W。電流源的功率 電流源上電壓和電流參考方向是關(guān)聯(lián)的，故電流源吸收功率16W。顯然發(fā)出總功率為2

9、0 W，吸收總功率為20 W，即整個(gè)電路滿足功率平衡。（b）由KCL得電壓源上的電流電阻吸收的功率 電壓源的功率 電壓源上電壓和電流參考方向是關(guān)聯(lián)的，故電壓源發(fā)出功率80W。電流源的功率 電流源上電壓和電流參考方向是非關(guān)聯(lián)的，故電流源發(fā)出功率20W。顯然發(fā)出總功率為100 W，吸收總功率為100 W，即整個(gè)電路滿足功率平衡。例1-4求圖1-1-5所示電路中電壓U1，U2和電流I 。圖1-1-5例1-4圖解：根據(jù)KVL根據(jù)KCL，結(jié)點(diǎn)a的方程為例1-5求圖1-1-6所示電路中獨(dú)立電源的功率。圖1-1-6例1-5圖解：先求控制量U1,再求電流源兩端的電壓U及電壓源上的電流I。故2A電流源的功率為

10、3V電壓源的功率為例1-6求圖1-1-7所示電路中電壓U和電流I 。圖1-1-7 例1-6圖解：根據(jù)KCL 又 解得 例1-7求圖1-1-8所示電路中電流源和受控電壓源的功率。圖1-1-8例1-7圖解：設(shè)電流源的端電壓U和受控電壓源中的電流I 的參考方向如圖1-1-7所示 根據(jù)KVL （1）根據(jù)KCL （2） 由（1）、（2）式解得電流源的功率為受控電壓源的功率為例1-8電路如題圖1-1-9所示。試求元件a及元件b的吸收功率？圖l-1-9例1-8圖 解 ：假設(shè)支路a,b的支路電壓和電流，如圖1-1-8所示，先用KVL求出支路電壓，用KCL求出支路電流，再計(jì)算支路吸收功率。例1-9電路如圖1-1

11、-10所示，試求點(diǎn)的電位。圖1-1-10例1-9圖解：設(shè)、與回路的電流為如圖所標(biāo)，所以而、支路沒有閉合回路，所以沒有電流。因此例1-10在圖1-1-11中，求A點(diǎn)電位UA。圖1-1-11例1-10圖解： （1） （2） （3） （4）將（2）、（3）、（4）式代入（1）式，得 1、一個(gè)n個(gè)節(jié)點(diǎn)，b條支路的網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)為 、獨(dú)立回路數(shù)為 ； 2、如圖1所示電路，電流i= A； i 2A 1A 圖 1 2 10V 1A a b圖 2 3、如圖2所示電路，電壓Uab= V1、如圖1所示電路，電流I= A；2、如圖2所示電路，電壓Uab= V3、若單口網(wǎng)絡(luò)，Uab10V，Iab5A，則單口網(wǎng)絡(luò)的功

12、率為 ，表明該網(wǎng)絡(luò) ；4、電路如圖3所示，為使=9A，=3A，=1A，則應(yīng)為_;應(yīng)為_;應(yīng)為_。二、 單項(xiàng)選擇題（從下列各題四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。答案選錯(cuò)或未選者，該題不得分。每小題 分，共 分）2、如圖4所示電路，RL增大時(shí)，電壓U A、不變 B、增大 C、減小 D、不確定 R1 U IS R2 RL 圖 4 210V 1A 圖 53. 圖5所示電路中，電壓源A、發(fā)出功率12W B、吸收功率12W C、發(fā)出功率10 W D、吸收功率10W1、如圖4所示電路，R1增大時(shí)，電壓U A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定2、.圖5所示電路中，電流源A、發(fā)出功率10W B、吸收功率10W