电工学—课堂练习ppt课件

例1-1在图18电路中，已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。试求：(1)各二端元件吸收的功率；(2)整个电路吸收的功率。,图18例11,1,图18例11,例1-1在图18电路中，已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。,整个电路吸收的功率为,解：各二端元件吸收的功率为,2,例l-6电路如图所示。已知uS1=10V,iS1=1A,iS2=3A,R1=2,R2=1。求电压源和各电流源发出的功率。,3,电压源的吸收功率为,电流源iS1和iS2吸收的功率分别为：,解：根据KCL求得,根据KVL和VCR求得：,4,例210求图2-16(a)电路中电压u。,(2)再将电流源与电阻并联等效为一个电压源与电阻串联，得到图(c)所示单回路电路。由此求得,解：(1)将1A电流源与5电阻的串联等效为1A电流源。20V电压源与10电阻并联等效为20V电压源，得到图(b)电路。,图216,5,例213用网孔分析法求图223电路各支路电流。,解：选定各网孔电流的参考方向，如图所示。用观察法列出网孔方程：,图223,6,整理为,解得：,图223,7,例218用节点分析法求图2-29电路各支路电压。,图229,解:参考节点和节点电压如图所示。用观察法列出三个结点方程：,8,整理得到:,解得节点电压,求得另外三个支路电压为：,图229,9,10,解电压源单独作用时,=1.75V,11,电流源单独作用时,=(11.6+31.25)V=5.35V,12,最后求得,=(3.250.35)A,=(1.75+5.35)V=3.6V,=3.6A,13,10、(本小题3分)电路如图所示,独立电压源和电流源单独作用于电路时,引起的电压分别等于:答(),14,例45求图4-8(a)所示单口网络的戴维宁等效电路。,解：在单口网络的端口上标明开路电压uoc的参考方向，注意到i=0，可求得,图48,15,将单口网络内1V电压源用短路代替，2A电流源用开路代替，得到图(b)电路，由此求得,根据uoc的参考方向，即可画出戴维宁等效电路，如图(c)所示。,图48,16,例411求图4-15(a)电路中电流I1和I2。,图415,17,解：图(a)是一个非线性电阻电路，但去掉两个理想二极管支路后的图(b)电路是一个含源线性电阻单口网络，可用戴维宁等效电路代替。由图(b)求得开路电压,18,由图(c)求得等效电阻,19,用3V电压源与8电阻的串联代替图(b)所示单口网络，得到图(d)所示等效电路。由于理想二极管D2是反向偏置，相当于开路，即I2=0，理想二极管D1是正向偏置，相当于短路，得到图(e)所示等效电路。由图(e)求得,20,例417电路如图4-28(a)所示。试求：(l)RL为何值时获得最大功率；(2)RL获得的最大功率；(3)10V电压源的功率传输效率。,图428,21,解：(l)断开负载RL，求得单口网络N1的戴维宁等效电路参数为：,如图428(b)所示，由此可知当RL=Ro=1时可获得最大功率。,图428,22,(2)由式(414)求得RL获得的最大功率,23,(3)先计算10V电压源发出的功率。当RL=1时,10V电压源发出37.5W功率，电阻RL吸收功率6.25W，其功率传输效率为,24,例7-7图7-17(a)所示电路的开关闭合已久，求开关在t=0断开时电容电压和电感电流的初始值uC(0+)和iL(0+)。,图7-17,25,解：由于各电压电流均为不随时间变化的恒定值，电感相当于短路；电容相当于开路，如图(b)所示。此时,当开关断开时，电感电流不能跃变；电容电压不能跃变。,26,例1：如图所示电路原已稳定，试求开关S断开后的电容电压uC。,解：换路前电容相当于开路，则有：,根据换路定理有：,时间常数为：,所以电容电压为：,27,例2.如图所示电路，t=0时开关S闭合。已知uC(0_)=0，求t0时的uC(t)、iC(t)和i(t)。,解：因为uC(0_)=0，故换路后电路属于零状态响应。因为电路稳定后，电容相当于开路，有：,则：,28,例7-7电路如图所示，开关闭合前电路已处于稳态，t=0时开关闭合，求,29,解求时的零输入响应：由于时电路处于直流稳态，电容相当于开路，可知,故得,30,求时零状态响应：开关闭合时的电路，运用戴维南定理可得又：故得根据叠加原理，全响应,31,例1：如图所示电路原已稳定，t=0时开关S闭合，试求电感电压uL。,解（1）求初始值：作t=0等效电路如图（b）所示。则有：,32,作t0时的电路如图（c）所示，则有：,（2）求稳态值：,画t=时的等效电路,如图(d)所示。,33,（3）求时间常数：,等效电阻为：,时间常数为：,所以，全响应为：,34,例2：如图（a）所示电路，在t=0时开关S闭合，S闭合前电路已达稳态。求t0时uC(t)和iC(t)。,解：（1）求初始值uC(0+)。作t=0时的等效电路如图（b）所示。则有：,35,作t=0+等效电路如图（c）所示。列出网孔电流方程：,可得：,36,（2）求稳态值uC()、iC()。作t=时稳态等效电路如图（d）所示，则有：,37,（3）求时间常数。将电容断开，电压源短路，求得等效电阻为：,38,(4)根据全响应表达式可得出电容的电压、电流响应分别为：,39,40,解,（1）初始值,由换路前电路,41,再由换路后电路,42,（2）稳态值,由于换路后电路无外部激励,i1()=i2()=i3()=0,（3）时间常数,43,(2)相量图,例3.2.1已知i1=20sin(t+60)A，i2=10sin(t45)A。两者相加的总电流为i，即i=i1+i2。(1)求i的数学表达式；(2)画出相量图；(3)说明i的最大值是否等于i1和i2的最大值之和，i的有效值是否等于i1和i2的有效值之和，并说明为什么？,解：,(1)采用相量运算,i=Imsin(t+),44,(3)因为i1+i2的初相位不同，故最大值和有效值之间不能代数相加。,45,例3.2.2已知u1和u2的有效值分别为U1=100V，U2=60V，u1超前于u260，求：(1)总电压u=u1+u2的有效值并画出相量图；(2)总电压u与u1及u2的相位差。,解：,(1)选u1为参考相量,相量图,(2),46,例：如图：已知u(t)=120cos(1000t+90o)v,R=15，L=30mH,C=83.3F,求:i(t),47,u(t)=120cos(1000t+90o)v,R=15,48,49,例9-14GCL并联电路如图9-24(a)所示.已知G=1s.L=2H,C=0.5F,iS(t)=3cos(2t)A.求U0(t),50,iS(t)=3cos(2t),这一并联电路的导纳为,51,由相量模型可知根据算得的相量,得,52,例：用于连接发电机与负载的输电线，电阻为0.09,电抗为0.3，若负载为20kW的感应电动机，功率因数为0.8,负载端的电压和功率因数，并求发电机提供的功率。,53,54,55,例：为了提高感性电动机的功率因数，可并联大小合适的电容。设有一220V,50Hz,50kW的感应电动机，功率因数为0.5。问：（1）使用时，电源供应的电流是多少？无功功率是多少？（2）如果并联电容器，使功率因数达到1，所需的电容值是多少？此时电源供应的电流是多少？,56,(1),57,58,例4.2.1有一电源为星形联结，而负载为三角形联结的对称三相电路，已知电源相电压UPS=220V，负载每相阻抗|Z|=10。试求负载的相电流和线电流以及电源的线电流和相电流的有效值。,解,由于电源为星形联结，故电源线电压,ULS=3UPS=1.73220V=380V,忽略供电线路的阻抗，则负载线电压,ULL=ULS=380V,负载三角形联结，则负载相电压,UPL=ULL=380V,负载相电流,负载为三角形联结，故负载线电流,ILL=3IPL=1.7338A=66A,59,电源只向一组三相负载供电，故电源线电流,电源为星形联结，故电源相电流,ILS=ILL=66A,IPS=ILS=66A,60,例4.3.1电路中有两个负载，其中负载2为感性，负载1：UN=380V，P1=75kW，cos1=1，Y接。负载2：UN=380