复杂直流电路练习
《电工基础》学案(5)
第三章 复杂直流电路,2,
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2、电流源:为电路提供一定电流的电源。 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。 (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; 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。 C:恒流源的内阻为无穷大。
理想电流源图形符号: 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)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) 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 3、两种电源的等效变换
1、电路也叫做电网络或网络。 (1)理想电压源和理想电流源之间不能等效变换; 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(2)电压源和电流源之间等效变换的条件:I=E/R=E/R,R=R SOSS0络。 (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) (1)分类:有源二端网络:可等效成一个电源 (3)串联的电压源可以进行合并
无源二端网络:可等效成一个电阻 (4)并联的电流源可以进行合并
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(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 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; (7)电源的等效变换仅对外电路等效,而对电源内部不等效。 (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。 课堂练习 (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、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1、电压源:为电路提供一定电压的电源。 ________________,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(1)分类:实际电压源和理想电压源(恒压源) 就是戴维南定理。
(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2、为电路________ ________的电源称为电压源,如果电压源内阻为__________;电源将提载的大小;C:恒压源的内阻为零。 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,理想电压源图形符号: 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
(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) ,8V 换 + 1 +
3A2Ω _ 2Ω A
123456
DD
CC
BB
4、将下图中的有源二端网络等效变换为一个电压源
+
6、如图所示,把它等效成电压源,该电压源的电动势E= V,内阻R= Ω。 O02A 3Ω 图2,16 _ 5v4Ωa 18v7Ω _ 3Ω
2Ω5A 3Ω
+ 6v b
AA
Title
_ SizeNumberRevision B9V 2Ω + 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, Date:1-Nov-2002 Sheet of File:E:\MyDesign74.ddbDrawn By:+ 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。 1234563Ω 2V _ 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。 课后练习 ( )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。 一、填空 ( )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。 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( )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。 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( )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增大时,U 。 XR2
A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断
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 = Ω;等效电流源的参数值:0
Is= ,Rs= 。
4、如图2,16, I1= ,Uab= 。
5、如图2,17 ,Uab= Rab= 。 2、如图8所示,2Ω电阻的电流的值为 。
2
23456
123456
123456
D
DD
DD
A、0A B、2A C、3A D、6A
3、如图9所示,两个电源的功率是 。 四、计算题
A、P=4W(消耗) , P=4W(产生) B、P=4W(产生) , P=4W(消耗) 1、叠加原理,求图中各支路电流。 EIEIC
2Ω3ΩCCC、P=4W(消耗) , P=8W(产生) D、P=4W(产生) , P=8W(消耗) EIEICC4、如图10,正确的
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
6v2Ω 12v
2、已知R=1Ω,R1=3Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,E=10V,运用戴维南定理求下图12桥式电路中电阻R2上的
5、如图11,安培表的读数为 电流I。
1A、–6A B、6A C、-5A D、5A
6、如图12,R1电阻增大时,则 IA 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 R1C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 RR2
R4R3BB
E图12 BB B
D 3、电路如图13所示,已知电动势E1=E2=30V, 电流源I=I=2A, 电阻 R1=3Ω, R2=6Ω, R3=4Ω 试用S1S2
电压源与电流源的等效变换求R3上的电流I。
7、一个恒压源E1与电阻R串联,为R提供的功率为20W,另一个恒压源E2与同一电阻R串联,为R提 +供的功率为80W,若将这两个恒压源与电阻按如图的电路连接,则两个电源共同作用时,为电阻提供的功 R3R1E2IS2IS1率是多少( ) -R2A、20W B、60W C、100W D、180W +
I E1E1 -
R
E2
AA
Title4、应用叠加原理求电阻R1上的电流I1。
3 SizeNumberRevision
B
Date:4-Nov-2002 Sheet of AA
File:E:\MyDesign75.ddbDrawn By:
Title123456A
CnSizeSizeNumberRevision
BB123456
Date:9-Jun-2004 Sheet of Date:4-Nov-2002 Sheet of
File:C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch\yang.ddbDrawn By:File:E:\MyDesign75.ddbDrawn By:
123456
B
A
Title
NumberRevisio
23456
I3和Uab。
D
1
5、计算电路中5Ω电阻上的电流。
D
7、(1)当开关S闭合,E1=9V, Uab= V, I1= A。
(2)当开关S闭合,为使I1=0V, E1= V。
(3)当开关S打开时, Uab= V。 a
(4)当开关S闭合,E1=9V, Ucd= V。 2K 1K
C
5V2mA2K 1K3K
b
8、如图所示,两个电源的功率是 。
A、P=4W(消耗) , P=4W(产生) EI
B、P=4W(产生) , P=4W(消耗) EI
C、P=4W(消耗) , P=8W(产生) R=1EIΩ
D、P=4W(产生) , P=8W(消耗) EI
2A 2v
6、电路如图,已知E1=20V, E2=E3=10V, R1=10Ω, R2=R3=R4=5Ω, R5=10Ω,求开关打开与闭合时的
C
4
B
B
A
SizeRevision
B
Date:8-Jun-2004 Sheet of
File:C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch\yang.ddbDrawn By:123456
A
Title
Number