电工基础学案-第三章---复杂直流电路(2)练习试卷-1

1 复杂直流电路 2 班级 姓名 学习重点 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 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 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 其他电源进行除源除源处理 即电压源短路电压源短路 电流源开路电流源开路 保留电源内阻保留电源内阻 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 3 两种电源的等效变换 1 理想电压源和理想电流源之间不能等效变换 2 2 电压源和电流源之间等效变换的条件 IS E RO E RS RS R0 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 课后练习课后练习 一 填空一 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 10 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 R0 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 换 3A A 2 8V 2 3 3 2A 5A 3 9V 2 2V 3 6 如图所示 把它等效成电压源 该电压源的电动势 EO V 内阻 R0 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 的电阻 测得电流为 5A 则该有源二端网络的等效电阻为 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 RX增大时 UR2 A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 2 如图 8 所示 2 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 PE 4W 消耗 PI 4W 产生 B PE 4W 产生 PI 4W 消耗 C PE 4W 消耗 PI 8W 产生 D PE 4W 产生 PI 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 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date 1 Nov 2002 Sheet of File E MyDesign74 ddbDrawn By 2 18v 5v 4 a b 6v 7 3 4 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 为电阻提供的功率是多少 A 20W B 60W C 100W D 180W 四 计算题 1 1 叠加原理 求图中各支路电流 2 已知 R 1 R1 3 R2 4 R3 6 R4 3 E 10V 运用戴维南定理求下图 12 桥式电路中电阻 R2 上的电流 I 3 电路如图 13 所示 已知电动势 E1 E2 30V 电流源 IS1 IS2 2A 电阻 R1 3 R2 6 R3 4 试用电压源与电流源的等效变换求 R3 上 的电流 I 4 应用叠加原理求电阻 R1 上的电流 I1 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date 9 Jun 2004 Sheet of File C Program Files Design Explorer 99 SE Library Sch yang ddbDrawn By E2 E1 R 12v 2 3 2 6v 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date 4 Nov 2002 Sheet of File E MyDesign75 ddbDrawn By R1 R2 R3 R4 R E I 图 12 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date 4 Nov 2002 Sheet of File E MyDesign75 ddbDrawn By R1 R2 R3 IS1 E1 E2 IS2 I 5 5 计算电路中 5 电阻上的电流 6 电路如图 已知 E1 20V E2 E3 10V R1 10 R2 R3 R4 5 R5 10 求开关打开与闭合时的 I3 和 Uab 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 4 当开关 S 闭合 E1 9V Ucd V 8 如图所示 两个电源的功率是 A PE 4W 消耗 PI 4W 产生 B PE 4W 产生 PI 4W 消耗 C PE 4W 消耗 PI 8W 产生 D PE