材料专业课习题课

1、习题课一（直流电路）授课： 1999, Cisco Systems, Inc.7-1直流电路一、知识点1、电路的组成及作用电源:提供负载:取用电能的装置电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-2中间环节负载电源直流电路2、电压和电流的参考方向在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-3物理量实 际 方 向参 考 方 向电流 I正电荷运动的方向IaRbIab电压 U高电位 低电位 (电位降低的方向)+ U Uabab直流电路3、欧姆定律、功率计算及功率平衡U =

2、I RP = I U欧姆定律功率计算P0，吸收功率；P0，发出功率；P=0，电路功率平衡。4、电流定律和电压定律KCL： Iin= Iout 或I=0KVL： U=0 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-4直流电路说明：U、I的正负取决于自身的参考方向与回路参考方向的关系，一致取正，相反取负；E按电压处理，其大小与U相等，参考方向与U相反。5、电位的计算以及电压与电位的关系 Uab= Ua- Ub6、电阻的串并联与星角转换 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-5直流电路I（1）电阻串联R =R +R12+R1R1UU1UR R12R2R2 U

3、U2R R（2）电阻并联I12111+RR1R2R2URRI1 I2 2 I1 IR1 R2R1 R2 1999, Cisco Sy tems, Inc.ICND7-6I1I2R1+U1+U2直流电路（3）电阻的星角转换IaIaaaRa等效变换RRcabRIIbRbcbcaRbCbCbIcRR ab R caaR R RabbccaRR bc R abbR R RabbccaRR ca R bccR R RabbcICNDc7a-7RR a R b R b R c R c R aabRcRR a R b R b R c R c R a bcRaRR a R b R b R c R c R a

4、caR 1999, Cisco Systems, Inc.bIc直流电路Y ：分母就在对角上，分子两两乘积和； Y ：分母三边之和，分子夹边相乘。7、电压源与电流I源及其等效变换等效变换I+U+UEIRR0S0电压源等效变换条件:内阻保持不变电流源E= ISR0等效变换关系: 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-8直流电路等效变换原则:电源电流或对外输出电流保持不变，即电源的外特性保持不变。8、电路的等效变换电路等效变换的原则：凡是和恒压源并联的元件都可以被简化（断路）掉；凡是和恒流源串联的元件都可以被简化（短路）掉；电压源和电流源串联，将电流源变换为电压源（串联电压

5、源可以合并）；电压源和电流源并联，将电压源变换为电流源（并联电流源可以合并）。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-9直流电路二、电路的分析方法1、内电路等效变换法研究对象：求电路中某一条支的电压或电流研究方法：将所求支路作为外电路，其余部分电路作为内电路，根据电路等效变换的原则，对内电路进行等效转换，将内电路转换为一个电压源或电流源，再进行求解。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-10直流电路2、支路电流法研究对象：求电路中多条支的电压或电流研究方法：对于含n个结点、b条支路的电路，以支电流定律列( n1 )电压定律列路电流为未知量，应用

6、个独立的结点电流方程，应用b-( n1 ) 个独立的回路电压方程（通常可取网孔关于支路电流的b元一次方程组，求解列出）支路电流。注意：当支路中含有恒流源时，若在列KVL方程时，所选回路中不包含恒流源支路，则可少列KVL方程，否则要补充恒流源的端电压作为未知量。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-11直流电路3、结点电压法研究对象：支路多，网孔多，但只有两个结点或可以变换成两个结点形式的电路。研究方法：由于支路是跨接在结点之间，求出两个结点之间的电压后，再利用KVL求支路电流。含两个结点电路的结点电压方程： E I各支路短路电流的代数和SRUab 1不含电流源的各支路

7、电导的和R其中：E 和 IS的正负取决于它们自身的参考方向与假想回路参考方向的关系，一致取正，相反取负；而与各支路电流的参考方向无关。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-12直流电路4、叠加原理研究对象：求电路中一条或多条支电流的电压或研究方法：将多电源电路分析分解成多个单电源电路的分析。对于线性电路，任何一条支路的电压或电流，都可以看成是由电路中各个电源（恒压源或恒流源）单独作用时，在此支路中所产生的电压或电流的代数和。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-13直流电路说明：不作用电源的处理：恒压源短路，恒流源断路。叠加原理只适用于线性电

8、路线性参数（U、I）的分析，对非线性参数（P）不可叠加 。5、定理与定理研究对象：求电路中一条支的电压或电流研究方法：将所求支路作为外电路，其余部分电路作为内电路，将内电路等效为为一个电压源或电流源，再进行求解。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-14直流电路aababR0ISb 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-15电流源（定理）有源二端网络可化简为一个电源有源二端网络电压源（定理）+_ER0直流电路（1）定理任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻 R0 串联的电源来等效代替。aIaI+有源二端网络+R0RLU

9、RLU+_Eb等效电源b等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后 a 、b两端之间的电压。 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-16直流电路等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络 a 、b两端之间的等效电阻。（2）定理任何一个有源二端线性网络都可以用一个电流为IS的理想电流源和内阻 R0 并联的电源来等效代替。a IaI+有源二端网络+ISRLUR0RLUb等b 1999, Cisco Systems, Inc.ICND7-17直流电路等效电源的电流 IS 就是有源二端网络的