1、第一章 电路的基本概念和基本定律,本章小结 习题解答,小结：,1.实际电路或实际电路元件可以用理想电路元件或理想电路元件组合的电路模型来表示。,2.电流、电压均有实际方向和参考方向之分，后者原则上可任意规定。同一支路二者参考方向有关联参考方向和非关联参考方向之分，一般无源元件取前者，有源元件取后者。,3.判断元件吸收还是发出功率，应先根据其电压、电流参考方向是否关联来正确地表达功率运算式，然后由算出的结果进行判断。,4.元件 电阻是耗能元件；理想电压源和理想电流源是产生能量的元件；受控源的电压或电流不是独立的，而是受电路中某个电压或电流控制的。,5.欧姆定律 u=Ri,6.电源特点 理想电压源
2、的电压恒定不变，电流随外电路而变化。 理想电流源的电流恒定不变，电压随外电路而变化。 实际电源的电路模型有两种：实际电压源和实际电流源，它们分别为理想电压源和电阻串联组成、理想电流源和电阻并联组成。,7.基尔霍夫定律,8. 电路的三种状态,电路有开路、短路和有载运行三种状态。有载运行又有轻载、过载和额定工作三种状态。选用电路元件时应重点注意其额定值，使电路工作在额定工作状态。电路在工作时应防止发生短路故障。, 基尔霍夫电流定律（KCL） i=0, 基尔霍夫电压定律（KVL）u=0,确定电路中各点的电位时必须选定参考点。若参考点不同，则各点的电位值就不同。在一个电路中只能选一个参考点。电路中任意
3、两点间的电压值不随参考点而变化，即与参考点无关。,9. 电位分析,1-1 从1s到3s间，通过导体横截面的电荷量从100C均匀增加到600C，问电流有多大？ 解：,1-2 图1-53是某电路的一部分，试分别以0、b为参考点求各点电位。 解（1）以0为参考点，有Vb =5V;Va = Uab + Ub0=10+5=15V;Vc = Ucb + Ub0 = -10+5=-5V; （2）以b为参考点，则Vb = 0V;Va = Uab =10V;Vc = Ucb =-10V;V0 = U0b =-5V;,1-3 图1-54所示电路，试求各元件发出或吸收的功率。 解:(a)电压和电流为关联参考方向，所
4、以P=UI=1*10=10W0，吸收功率。 (b)电压和电流为非关联参考方向，所以P=-UI=-1*10=-10W0，发出功率。 (d)电压和电流为非关联参考方向，所以P=-UI=-(-1)*10=10W0，吸收功率。,1-4 图1-55所示电路，（1）元件A、B、C均吸收功率20W，试求UA、IB、UC；（2）试求元件D的功率。 解:(1)元件A、B、C均吸收功率20W，则PA=PB=PC=20W对(a)：电压电流为关联参考方向。P=UIUA=20V；对(b)：电压电流为非关联参考方向。P=-UIIB=-2A；对(c)：电压电流为非关联参考方向。P=-UIUC=-20V；(2) 对(d)：电
5、压电流为非关联参考方向。P=-UI=-20W。,1-5 图1-56所示电路，电阻元件上电压、电流参考方向已给定，R=10，试求U或I。解：(a) 关联参考方向, U=IR=20V;(b) 关联参考方向,U=IRI=-0.4A;(c) 关联参考方向,U=IR=-20V;(d) 关联参考方向,U=IRI=0.4A;,1-6 图1-57所示电路，试求电压U或电流I，并计算各元件发出或吸收的功率。解：(a) 假设电路电流方向如图所示。则 I=U/R=100/(20+30)=2A;U=IR3=2*30=60V；P1=-U1I=-100*2=-200W; P2=I2R2=80WP3=I2R3=120W(b
6、) 电流源两端电压由它所连接的外部电路的电压决定，因此U=IR=10V。P1=-UI=-10W，P2=I2R=10W。(c) I=1AP2=I2R=20W;P3=UI=10W;P1+P2+P3=0 P1=-30W,1-7 已知电源的外特性曲线如图1-58所示，试求该电源的电路模型。,(1)若该伏安特性曲线为实际电压源的伏安特性曲线，则：U=US-IRS 由图可知：,解得：US=20V，RS=5,则该电源模型如图(1)所示。,(2)若该伏安特性曲线为实际电流源的伏安特性曲线，则：I=IS-GSU 由图可知：,解得：IS=4A，GS=0.2S,则该电源模型如图(2)所示。,RS=5,1-10 图1
7、-61所示是某电路的一部分，试求电路中的I和Uab。 解：对c点，有I1+1=I；对d点，有I1+1=2故：I=2A，I1=1A所以Uab = Uac + Ucd + Udb= 5+1*10+(-1*3)=12V,c,d,I1,1-11 图1-62所示是某电路的一部分，已经3上的电压为6V，试求电路中的I。 解：I1=U/R=6/3=2A；对a点应用KCL，有I+5=I1所以：I=-3A,I1,a,1-12 图1-63所示电路，试求各含源支路的未知量。解： (a) 8=16+UU=-8V(b) U=2*10+10=30V(c) 40=5*2+UU=30V(d) 20=10I+(-6)I=2.6
8、A,1-13 图1-64所示电路，试求电压U和电流I。,解：(a) 假设5所在支路的电流为I1，方向如图所示，则根据KCL定律，有：I+I1=2；对回路绕行方向如图所示，有：5I1-10=0；联立解得：I0A,(b) 假设支路电流及回路绕行方向如图所示，则有：I1+1=3，U-10I1+10=0；联立解得：U=10V,(c) 假设支路电流及回路绕行方向如图所示，则有：6+I+I1=0，5I1-10-5I=0联立解得：I=-4A,1-14 图1-65所示电路，试求开路电压Uab。,解：取未知电流及回路绕行方向如图所示，则有： 2I1+8I1-10=0I1=1A 则Uab=-2I1+10-2-21
9、=4V,解：Uab=-21+10-6-15=-13V,1-16 图1-67所示电路，已知US48V，R1=2k,R2=6k,试求在下列三种情况下的U2和I2、I3。 （1）R3=3k;（2）R3=（即R3处于开路）； （3）R3=0（即R3处于短路）。,解：设未知电流及回路绕行方向如图所示，(1) 当R3=3k时，有： I2R2-US+I1R1=0 I3R3-I2R2=0 I1=I2+I3,I2=0.004A I3=0.008A U2=I2R2=24V,(2) 当R3=时，有：I3=0，I2R2-US+I2R1=0 解得：I2=0.006A，U2=I2R2=36V,(3) 当R3=0时，有：I
10、2=0，U2=I2R2=0 I3R3-US+I3R1=0I3=0.024A,1-17 图1-68所示电路，试求电流I和电压Uab。,解：对闭合回路取顺时针绕行方向，应用KVL定律可得： 30I+50I-20-100=0 解得：I=1.5A 则Uab-30-30I+100=25V,1-18 图1-69所示电路，已经U110V，US1=2V，US2=5V，R1=R2=R3=2，试求开路电压U12。,解：取未知电流及回路绕行方向如图所示，有： IR1+IR2+US1-U1=0 解得：I=2A 则U12=-US2+IR2+US1=1V,1-22 如图1-71所示电路，试求电流I和a点的电位Va。 解：
11、(a) 10的电阻不构成回路，所以流过该电阻的电流为0.对回路1应用KVL，有10+3I+10+4I+I-10+2I=0I=-1A Va =10+(-1)*4+(-1)*1=5V(b) 对回路2应用KVL，有2I+10+2I=0I=-2.5A Va =10+(-2.5)*2+10=15V,1-23 图1-72 所示电路，试求在开关断开和闭合两种情况下a点的电位Va。 解：电路转换如图所示。(1) 开关断开时，有3000I+6000I+3000I-12-12=0I=0.002A则Va =3000I-12=3000*0.002-12=-6V(2) 开关闭合时，有6000I+3000I-12=0I=
12、(1/750)AVa =3000I-12=-8V,1-24 图1-73所示电路，IS16A，IS2=2A，R1=2,R2=3，以0点为参考点，试计算a、b两点的电位。解：对结点b应用KCL，有I=IS1+IS2=8A对回路1应用KVL，有Uab+Ub0+U0a=0,即：6*2+U2-U10U2-U1=12对回路2应用KVL，有Ubc+Uc0+U0b=0,即：8*3-U2=0U2=24V U1=12V则Va = Ua0 =12VVb = Ub0 =24V,1-25 图1-74所示电路，以0为参考点，试求各点电位。解：对c点应用KCL有：I=2+1=3A对回路abcda应用KVL，有Uab+Ubc+Uc0+U0a=0,即 2*2+2*1+10+2*3-U1=0 U1=22V对回路cdfec应用KVL，有Ucd+Ud0+U0f+Ufe+Uec=0,即10+2*3+1*2-U2+1*3=0 U2=21V所以：a点电位 Va =Ua0=22Vb点电位 Vb =Uba+Ua0=-2*2+22=18Vc点电位 Vc =Ucd+Ud0=10+2*3=16Vd点电位 Vd =Ud0=2*3=6Ve点电位 Ve =Uef+Uf0=21-2*1=19Vf点电位 Vf =Uf0=-2*1=-2V,+ U1 -,+ U2 -,1,2,I,
