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负载上获得最大功率的条件是电源内阻等于负载电阻,获得的最大功率
US2/4R0。
16、如果受控源所在电路没有独立源存在时,它仅仅是一个无源元件,而当它的控制量不为零时,它相当于一个电源。
在含有受控源的电路分析中,特别要注意:
不能随意把控制量的支路消除掉。
二、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围)
1、图1.5.1所示电路,已知U=3V,求R。
(2Ω)
2、图1.5.2所示电路,已知US=3V,IS=2A,求UAB和I。
(3V、5A)
3、图1.5.3所示电路,负载电阻RL可以任意改变,问RL等于多大时其上可获得最大功率,并求出最大功率PLmax。
4、图1.5.4所示电路中,求2A电流源之发出功率。
(-16/3W)
5、电路如图1.5.5所示,求10V电压源发出的功率。
(-35W)
6、分别计算S打开与闭合时图1.5.6电路中A、B两点的电位。
(S打开:
A-10.5V,B-7.5VS闭合:
A0V,B1.6V)
7、试求图1.5.7所示电路的入端电阻RAB。
(150Ω)
第2章试题库
1、凡是用电阻的串并联和欧姆定律可以求解的电路统称为简单电路,若用上述方法不能直接求解的电路,则称为复杂电路。
2、以客观存在的支路电流为未知量,直接应用KCL定律和KVL定律求解电路的方法,称为支路电流法。
3、当复杂电路的支路数较多、回路数较少时,应用回路电流法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以假想的回路电流为未知量,直接应用KVL定律求解电路的方法。
4、当复杂电路的支路数较多、结点数较少时,应用结点电压法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以客观存在的结点电压为未知量,直接应用KCL定律和欧姆定律求解电路的方法。
5、当电路只有两个结点时,应用结点电压法只需对电路列写1个方程式,方程式的一般表达式为
,称作弥尔曼定理。
6、在多个电源共同作用的线性电路中,任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的叠加,称为叠加定理。
7、具有两个引出端钮的电路称为二端网络,其内部含有电源称为有源二端网络,内部不包含电源的称为无源二端网络。
8、“等效”是指对端口处等效以外的电路作用效果相同。
戴维南等效电路是指一个电阻和一个电压源的串联组合,其中电阻等于原有源二端网络除源后的入端电阻,电压源等于原有源二端网络的开路电压。
9、为了减少方程式数目,在电路分析方法中我们引入了回路电流法、结点电压法;
叠加定理只适用线性电路的分析。
10、在进行戴维南定理化简电路的过程中,如果出现受控源,应注意除源后的二端网络等效化简的过程中,受控电压源应短路处理;
受控电流源应开路处理。
在对有源二端网络求解开路电压的过程中,受控源处理应与独立源的分析方法相同。
二、单项选择题(建议每小题2分)
1、叠加定理只适用于(C)
A、交流电路B、直流电路C、线性电路
2、自动满足基尔霍夫第一定律的电路求解法是(B)
A、支路电流法B、回路电流法C、结点电压法
3、自动满足基尔霍夫第二定律的电路求解法是(C)
4、必须设立电路参考点后才能求解电路的方法是(C)
5、只适应于线性电路求解的方法是(C)
A、弥尔曼定理B、戴维南定理C、叠加定理
三、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围)
1、已知图2.5.1电路中电压U=4.5V,试应用已经学过的电路求解法求电阻R。
(18Ω)
2、求解图2.5.2所示电路的戴维南等效电路。
(Uab=0V,R0=8.8Ω)
3、试用叠加定理求解图2.5.3所示电路中的电流I。
(在电流源单独作用下U=1V,Iˊ=-1/3A,电压源单独作用时,I"
=2A,所以电流I=5/3A)
4、列出图2.5.4所示电路的结点电压方程。
解:
画出图2.5.4等效电路图如下:
对结点A:
对结点B:
第3章试题库
1、正弦交流电的三要素是指正弦量的最大值、角频率和初相。
2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的最大值;
反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的频率;
确定正弦量计时始位置的是它的初相。
3、已知一正弦量
,则该正弦电流的最大值是7.07A;
有效值是5A;
角频率是314rad/s;
频率是50Hz;
周期是0.02s;
随时间的变化进程相位是314t-30°
电角;
初相是-30°
;
合-π/6弧度。
4、正弦量的有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的开方,所以有效值又称为方均根值。
也可以说,交流电的有效值等于与其热效应相同的直流电的数值。
5、两个同频率正弦量之间的相位之差称为相位差,不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。
6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的有效值。
工程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的有效值,此值与交流电最大值的数量关系为:
最大值是有效值的1.414倍。
7、电阻元件上的电压、电流在相位上是同相关系;
电感元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压超前电流;
电容元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压滞后电流。
8、同相的电压和电流构成的是有功功率,用P表示,单位为W;
正交的电压和电流构成无功功率,用Q表示,单位为Var。
9、能量转换中过程不可逆的功率称有功功率,能量转换中过程可逆的功率称无功功率。
能量转换过程不可逆的功率意味着不但有交换,而且还有消耗;
能量转换过程可逆的功率则意味着只交换不消耗。
10、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗
=R,与频率无关;
电感元件上的阻抗
=XL,与频率成正比;
电容元件上的阻抗
=XC,与频率成反比。
1、在正弦交流电路中,电感元件的瞬时值伏安关系可表达为(C)
A、
B、u=jiωLC、
2、已知工频电压有效值和初始值均为380V,则该电压的瞬时值表达式为(B)
VB、
V
C、
3、一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P。
把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为(C)
A、7.07VB、5VC、10V
4、已知
A,
)A,则(C)
A、i1超前i260°
B、i1滞后i260°
C、相位差无法判断
5、电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将(A)
A、增大B、减小C、不变
6、电感元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将(B)
7、实验室中的交流电压表和电流表,其读值是交流电的(B)。
A、最大值B、有效值C、瞬时值
8、314μF电容元件用在100Hz的正弦交流电路中,所呈现的容抗值为(C)
A、0.197ΩB、31.8ΩC、5.1Ω
9、在电阻元件的正弦交流电路中,伏安关系表示错误的是(B)
B、U=IRC、
10、某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为(A)
A、50mAB、2.5mAC、250mA
11、u=-100sin(6πt+10°
)V超前i=5cos(6πt-15°
)A的相位差是(C)
A、25°
B、95°
C、115°
12、周期T=1S、频率f=1Hz的正弦波是(C)
A、4cos314tB、6sin(5t+17°
)C、4cos2πt
1、试求下列各正弦量的周期、频率和初相,二者的相位差如何?
(1)3sin314t;
(2)8sin(5t+17°
)
(3sin314t是工频交流电,周期为0.02s、频率是50Hz、初相是零;
8sin(5t+17°
)是周期为1.256s、频率为0.796Hz、初相为17°
的正弦交流电)
2、某电阻元件的参数为8Ω,接在
V的交流电源上。
试求通过电阻元件上的电流i,如用电流表测量该电路中的电流,其读数为多少?
电路消耗的功率是多少瓦?
若电源的频率增大一倍,电压有效值不变又如何?
(8分)
(i=38.9sin314tA,用电流表测量电流值应为27.5A,P=6050W;
当电源频率增大一倍时,电压有效值不变时,由于电阻与频率无关,所以电阻上通过的电流有效值不变)
3、某线圈的电感量为0.1亨,电阻可忽略不计。
接在
试求电路中的电流及无功功率;
若电源频率为100Hz,电压有效值不变又如何?
写出电流的瞬时值表达式。
(i≈9.91sin(314t-90°
)A,用电流表测量电流值应为7A,Q=1538.6Var;
当电源频率增大为100Hz时,电压有效值不变,由于电感与频率成正比,所以电感上通过的电流有效值及无功功率均减半,iˊ≈4.95sin(628t-90°
)A)
4、图3.5.4所示电路中,各电容量、交流电源的电压值和频率均相同,问哪一个电流表的读数最大?
哪个为零?
为什么?
(图b电流表计数为零,因为电容隔直;
图a和图c中都是正弦交流电,且电容端电压相同,电流与电容量成正比,因此A3电流表读数最大)
5、已知工频正弦交流电流在t=0时的瞬时值等于0.5A,计时始该电流初相为30°
,求这一正弦交流电流的有效值。
(0.707A)
6、在1μF的电容器两端加上
V的正弦电压,求通过电容器中的电流有效值及电流的瞬时值解析式。
若所加电压的有效值与初相不变,而频率增加为100Hz时,通过电容器中的电流有效值又是多少?
(①22.2mA,i≈31.4sin(314t+60°
)A;
②频率增倍时,容抗减半,电压有效值不变则电流增倍,为44.4A)
第4章试题库
1、与正弦量具有一一对应关系的复数电压、复数电流称之为相量。
最大值相量的模对应于正弦量的最大值,有效值相量的模对应正弦量的有效值,它们的幅角对应正弦量的初相。
2、单一电阻元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=R;
单一电感元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=jXL;
单一电容元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=-jXC;
电阻电感相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R+jXL;
电阻电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R-jXC;
电阻电感电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R+j(XL-XC)。
3、单一电阻元件的正弦交流电路中,复导纳Y=G;
单一电感元件的正弦交流电路中,复导纳Y=-jBL;
单一电容元件的正弦交流电路中,复导纳Y=jBC;
电阻电感电容相并联的正弦交流电路中,复导纳Y=G+j(BC-BL)。
4、按照各个正弦量的大小和相位关系用初始位置的有向线段画出的若干个相量的图形,称为相量图。
5、相量分析法,就是把正弦交流电路用相量模型来表示,其中正弦量用相量代替,R、L、C电路参数用对应的复阻抗表示,则直流电阻性电路中所有的公式定律均适用于对相量模型的分析,只是计算形式以复数运算代替了代数运算。
6、有效值相量图中,各相量的线段长度对应了正弦量的有效值,各相量与正向实轴之间的夹角对应正弦量的初相。
相量图直观地反映了各正弦量之间的数量关系和相位关系。
7、电压三角形是相量图,因此可定性地反映各电压相量之间的数量关系及相位关系,阻抗三角形和功率三角形不是相量图,因此它们只能定性地反映各量之间的数量关系。
8、R、L、C串联电路中,电路复阻抗虚部大于零时,电路呈感性;
若复阻抗虚部小于零时,电路呈容性;
当电路复阻抗的虚部等于零时,电路呈阻性,此时电路中的总电压和电流相量在相位上呈同相关系,称电路发生串联谐振。
9、R、L、C并联电路中,电路复导纳虚部大于零时,电路呈容性;
若复导纳虚部小于零时,电路呈感性;
当电路复导纳的虚部等于零时,电路呈阻性,此时电路中的总电流、电压相量在相位上呈同相关系,称电路发生并联谐振。
10、R、L串联电路中,测得电阻两端电压为120V,电感两端电压为160V,则电路总电压是200V。
11、R、L、C并联电路中,测得电阻上通过的电流为3A,电感上通过的电流为8A,电容元件上通过的电流是4A,总电流是5A,电路呈感性。
12、复功率的实部是有功功率,单位是瓦;
复功率的虚部是无功功率,单位是乏尔;
复功率的模对应正弦交流电路的视在功率,单位是伏安。
1、标有额定值为“220V、100W”和“220V、25W”白炽灯两盏,将其串联后接入220V工频交流电源上,其亮度情况是(B)
A、100W的灯泡较亮B、25W的灯泡较亮C、两只灯泡一样亮
2、在RL串联的交流电路中,R上端电压为16V,L上端电压为12V,则总电压为(B)
A、28VB、20VC、4V
3、R、L串联的正弦交流电路中,复阻抗为(C)
B、
C、
4、已知电路复阻抗Z=(3-j4)Ω,则该电路一定呈(B)
A、感性B、容性C、阻性
5、电感、电容相串联的正弦交流电路,消耗的有功功率为(C)
A、UIB、I2XC、0
6、在右图所示电路中,R=XL=XC,并已知安培表A1的读数为3A,则安培表A2、A3的读数应为(C)
A、1A、1AB、3A、0AC、4.24A、3A
7、每只日光灯的功率因数为0.5,当N只日光灯相并联时,总的功率因数(C);
若再与M只白炽灯并联,则总功率因数(A)
A、大于0.5B、小于0.5C、等于0.5
8、日光灯电路的灯管电压与镇流器两端电压和电路总电压的关系为(B)
A、两电压之和等于总电压B、两电压的相量和等于总电压
1、RL串联电路接到220V的直流电源时功率为1.2KW,接在220V、50Hz的电源时功率为0.6KW,试求它的R、L值。
2、已知交流接触器的线圈电阻为200Ω,电感量为7.3H,接到工频220V的电源上。
求线圈中的电流I=?
如果误将此接触器接到U=220V的直流电源上,线圈中的电流又为多少?
如果此线圈允许通过的电流为0.1A,将产生什么后果?
。
3、在电扇电动机中串联一个电感线圈可以降低电动机两端的电压,从而达到调速的目的。
已知电动机电阻为190Ω,感抗为260Ω,电源电压为工频220V。
现要使电动机上的电压降为180V,求串联电感线圈的电感量L'
应为多大(假定此线圈无损耗电阻)?
能否用串联电阻来代替此线圈?
试比较两种方法的优缺点。
4、已知右图所示电路中,R=XC=10Ω,UAB=UBC,且电路中路端电压与总电流同相,求复阻抗Z。
5、右图所示电路中,已知Z=(30+j30)Ω,jXL=j10Ω,又知UZ=85V,求路端电压有效值U=?
6、在右图所示电路中,已知u=141.4cos314tV,电流有效值I=IC=IL,电路消耗的有功功率为866W,求i、iL、iC。
7、已知感性负载两端电压u=311cos314tV,,测得电路中的有功功率为7.5KW,无功功率为5.5KVar,试求感性负载的功率因数及其串联和并联等效参数。
8、在右图所示电路中,已知复阻抗Z2=j60Ω,各交流电压的有效值分别为:
US=100V,U1=171V,U2=240V,求复阻抗Z1。
9、如下图所示电路中,已知电路中电流I2=2A,US=7.07V,求电路中总电流I、电感元件电压两端电压UL及电压源US与总电流之间的相位差角。
10、电路如图所示。
已知C=100pF,L=100μH,
mA,电路消耗的功率P=100mW,试求电阻R和电压u(t)。
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