电工基础复习资料

《电工基础》第一章：直流电路

第一部分：直流电路之串、并、混联电路

练习题：

(一)、填空题

1.在串联电路中，等效电阻等于各电阻0串联的电阻越多，等效电阻越____0

2.在串联电路中，流过各电电的电流，总电压等于各电阻电压____,各电阻上电

压与其阻值成0

3.利用串联电阻的原理可以扩大电压表的量程。

4.在并联电路中，等效电阻的倒数等于各电阻倒数o并联的的电阻越多，等效电阻

值越0

5.利用并联电阻的原理可以扩大电流表的量程。

6.在220V电源上串联额定值为220V、60W和220V、40W的两个灯泡，灯泡亮的是；

若将它们并联，灯泡亮的是一。

7.图1」所示电路中，已知Uah=6V,U=2V.RiJR=Qo

8.图1_2所示电路中，R=—Q。

9.图l_3所示电路中，由Y萩结变换为△联结时，电阻R|2=、R23=、R3产.

10.图1_4所示电路中，由Y联结变换为A联结时，电阻Ri2=—、R23=一、R31=

14.图1_8所示电路中，由△联结变换为Y联结时，电阻R产—、R2=—、R3=

15.图1_9所示电路中，有一个△联结，有一个Y联结。

16.图1」0所示电路中，R口电流为。

(二)、选择题

1.图所示电路,下面的表达式中正确的是.

a)UI=-RIU/(RI+R2)b)U2=R2U/(RI+R2)c)UI=R2U/(RI+R2)

2.图1」2所示电路,下面的表达式中正确的是

a)U^-R.U/CRi+R^)b)U产R，U/(Ri+R，)c)U尸-R，U/(Ri+R”

图1_11图1」2,

3.如图1」3所示电路，下面的表达式中正确的是o

a)II=-RII/(RI+R2)B)I2=R2I/(RI+R2)C)II=-R2I/(RI+R2)

4.如图1」4所示电路，下面的表达式中正确的是-

a)II=R2I/(RI+R2)B)I2=-R2L'(RI+R2)C)I)=-R2I/(RI+R2)

|图

(三)、判断题

1.图1」5所示电路中，Rab为4C。(

2.图1」6所示电路中，Rab为3。。(：

3.图2—17所示电路中，当R?为增加时，安培表指示值增加，()

4.图2-18所示电路中，S闭合后，电压U的数值增加。()

5.在同一电路中，若流过两个电阻的电流相等，这两个电阻一定是串联。（）

6.在同一电路中,若两个电阻的端电用相等,这两个电阻一定是并联.（）

7.我们把那种不能用串并联方法进行简化求其总电阻的电路称为“复杂电路”。（）

8.将电路中的电阻进行Y-A变换，并不影响电路其余未经变换部分的电压和电流。（）

9.图2—19所示为复杂电路。（）

图1—19图1—20,

10.图2—20所示为复杂电路.（）

第二部分电路的功率

一、学习要点：

1、掌握关联参考方向与非关联参考方向时电路功率的计算；

2、理解功率正负值班的意义。

二、知识点：

电路的作用之一是将电能转换成其它形式的能量，描述能量的转换的物理量是电功率。

一个电路元件•（或一段电路）上的电功率等于该元件（或该段电路）两端的电压与流过该元

件（或该段电路）的电流的乘积，即P=IU（直流电路）或P=ui（交流电路）。

（I）当电压、电流取关联参考方向时，有P=IU（直流电路）或P=ui（交流电路）。

（2）当电压、电流取非关联参考方向时，有P=IU（直流电路）或P=ui（交流电路）。

（3）在此规定F，若计算结果大于0,表示元件（或该段电路）吸收功率，为负载元件:

若计算结果小于0,表示元件（或该段电路）发出功率,为电源元件。

（4）功率的单位为W（瓦特）、KW（千瓦）、mW（亳瓦）

lW=10-3KW=103mW

说明：什么是关联方向？

当一个元件或一段电路上的电流和电压参考方向一致时，则称它们为关联的参考方向（如

图a）。否则就是非关联参考方向（如图b）。

关联方向非关联方向

#IU=-RI

6

（a）(b)

参考方向的关联性

例1如：电路如图所示：已知U1=14V,I1=2A,U2=10V,I2=1A,U3=-4V,I4=-1A,求:

各方框电路中的功率.，并说明是负载还是电源。

例1图

【解】由于方框1两端的电压与通过其的电流为非关联方向，所以

Pl=-UlxIl=-14x2=-28W

P2=U2xI2=10xl=10W

P3=-U3xll=-（-4）x2=8W

P4=-U2xI4=-10x（-1）=10W

由于P1V0,说明方框1发出功率，是电源；P2、P3、P4均大于0,说明方框2、3、4吸收功率，是负

我。

在一个完整的电路中，负载吸收的功率总和等于电源发出功率的总和，或£?=°，

这反映了电路中的能量守恒.

如上例中，£产=-28+10+8+10=0

练习与思考：

1、有•额定值I0W、500欧的绕线电阻，其额定电流为多少？在实用时电阻两端的电压

最大为多少？

2、在图中，已知U=22OV,I=-1A,试问哪些方框是电源，哪些是负载？

3、图a所示是一电池电路，当U=3V,E=5V时，该项电池是用作电源（供电）还是负

载（充电）？图B也是一电池电路,当U=5V,E=3V时，则又如何？

4、一个电热器从220V的电源上取用的功率是1000W,如果将它接到110V的电源上，则

取用的功率是多少？

第二部分：电阻获得最大功率的条件

知识要点：掌握电阻获得最大功率的条件与简单的计算

一、填空题

1.电路的运行装态一般分为、、。

2.负载获得最大功率时称负我与电源相。

3.当负载被短路时，负载上电压为，电流为，功率为。

4.负载获得最大功率的条件是o

二、判断题

1.当负载被断开时，负载上电流、电压、功率都是零。（）

2.我们所说的负载增加、减少，是指负载电阻值的增加、减少。（）

3.当负载取得最大功率时，电源的效率为100%。（）

4.图2—1所示电路中，负载上取得的最大功率为18W。（）

四、计算题

I.今有一台12W扩音机，要求匹配电阻8Q,现只有一只4Q、3W的扬声器，采用串联

电阻的方法来达到匹配目的。求此串联电阻值及其额定功率。

2.图2_2所示电路，求各元件上的电压、电流及功率。

3.上题电路，若将开关&合上，求各元件上的电压、电流及功率。

4.上题电路，若将开关当及S）都合上，求各元件上的电压、电流及功率。

图2—1图2—

第三部分：基尔霍夫定律

（一）、基础知识点：

无论一个电路有多复杂，它都是由一些结点、支路和闭合回路组成。基尔霍夫定律规定

了电路中任一结点电流和任•闭合【司路各段电压所必须服从的约束关系，是电路分析的基本

理论依据。

基尔霍夫电流定律（KCL）

（I）应用范围：用于确定电路中结点电流之间的关系。

（2）文字描述及方程式

①电路中任一瞬间，流出任一结点电流之和恒等于流入结点的电流之和。流入、流出指参考

方向是指向还是背向结点。指向为流入，背向为流出。出=>入或晨

②电路中任一瞬间，任意结点上电流代数和恒等于零。正负由参考方向决定，流入为正，流

出为负。工'=°或s/=o

（3）应用KCL列方程式的步骤①选定结点。②标出各支路电流参考方向。③针对结点应用

KCL定律列方程。④列出KCL方程（对上图a点）

基尔霍夫电压定律（KVL）

（1）应用范围：用于确定任•闭合电路中各段电压之间的关系。

（2）文字描述及方程式

任一回路内各段支路电压的代数和为零。

2。=2（±3）+2（士尚=0

（3）用基尔霍夫方程组解题的步骤：

I.任意地规定各支路电流的正方向。

2.数出节点数n,任取其中（n-1）个写出（n-1）个节点方程,

3.数出支路数p,选定m=p-n+l个独立回路，任意指定每个回路的绕行方向，列出m个回

路方程。

4.对所列的（n-1）+（p-n+1）=p个方程联立求解。

5.根据所得电流值的正负判断各电流的实际方向。

（二）、复习题

一、填空题

1、如图电路，已知：I1=2A,I2=3A,则13=（）。

2、如图电路，已知U1=5V,U2=3V,则U=（）o

UIU2

«-------------------->

u

3、基尔霍夫定律包含（）定律和（）定律。

4、如图所示电阻电路中，电流1=（）。

二、选择题

1.根据卜・图所示电路，选择正确的表达式。将它的编号填写在括号内（）（多项选择）

(a)ul(t)+u2(t)-uab(t)=us(t)(b)ui+u2-uab+us=o

(c)-u“〃+q=o(d)M((/)+u2(l)-uab(t)=一〃，⑺

2.某节点B为三条支路得连接点，其电流分别为I1=2A,I2=4A,则13为（）

（设电流参考方向都指向节点A）

①-2A②-4A③-6A

3.从回路中任意一节点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循环一周，则在这个方向

上电动势代数和等于各电压降的代数和称为（）o

A）节点电流定律B）回路电压定律C）欧姆定律D）楞次定律

三、判断题：

1.基尔霍夫定律对于任一时刻的电压、电流来说都是成立。（）

2.网孔一定是回路，而回路未必是网孔。（）

3.电路中任意一个回路都可以称为网孔。（）

4.基尔霍夫电压定律（KVL）适用于闭合回路或假想的闭合回路。（）

四.计算题：

1、用基尔霍夫定律求电路各支路电流

2、如图4所示电路中，已知q=/?2=叫=2。，4=4匕刍=8口利用基尔霍夫定律求出

各支路的电流。

图4

3、用基尔霍夫定律求困示电路中各支路电流/1、，2、，3。已知：

N=18C,&=4。，R3=4QtUsl=\5VtUs2=20V。

4、如图所示，己知E1=E3=5V,E2=10V,R1=R2=5Q,R3=15。。利用去路电流法求各支

路的电流及电压Uab.

第四部分电位概念与计算

1.电位的概念

电位：电路中某点至参考点的电压，记为“Vx”或exo

通常设参考点的电位为零。

某点电位为正，说明该点电位比参考点高：

某点电位为负，说明该点电位比参考点低。

电位的计算步骤：

(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；

(2)标出各电流参考方向并计算；

(3)计兜各点至参考点间的电压即为各点的电位。

2.举例说明电位与电压的区别：

求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc>Vd。

20Q5Q

E2

90V

解：

设a为参考点，即Va=0V

Vb=Uba=-10X6=60V

Vc=Uca=4X20=80V

Vd=Uda=6X5=30V

Uab=10X6=60V

Ucb=El=140V

Udb=E2=90V

设b为参考点，即Vb=0V

Va=Uab=10X6=60V

Vc=Ucb=El=140V

Vd=Udb=E2=90V

Uab=10X6=60V

Ucb=El=140V

Udb=E2=90V

结论：

(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中

各点的电位也将随之改变：

(2)电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考

点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。

3、借助电位的概念可以简化电路作图

例1：图示电路，计算开关s断开和闭合时A点

的电位％

解：(1)当开关S断开时

电流/1=/2=0.

电位以=6V.

(2)当开关闭合时,电路

如图(b)

2KQ

电流，2=0，

电位i;=ov.

力径中泣理/

例2：电路如下图所示，(1)零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2)当电位器RP

的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？

解：(1)电路如左

图，等电位参考点为

+12V电源的“一”端与

一12V中.海的端的联

接处.

(2)一/篮1+12

12

当电位器的滑动触点向下滑动时，回路中的电

流，减小，所以A电位增同、B点电位降低°

例3、分别求开关S断开和闭合时A点的电位VAo

解：当S断开时，等效电路如下图:

(124-18)V

=0.5A

(20+10+30)。

V.

ty八」ByV-

=30Qx0.5A-l8V

=-3V

当s闭合时，等效电路如下图:

吧=0.45A

(IO+3O)Q

VA=UAUw+ULX.".=30。x0.45A-18V=-4.5V

例4：求A点电位。

解：将原图等效为:

解：将原图电路改画成上图所示电监■.

设b点为基考点、：Vb=O则：VA=(>

谀c点、为参考点：Vv=O

S新开时：则：

S闭合时■:

练习题:

1：图1示电路，计算开关S断开和闭合时A点

的电位VA

2、求图2所示电路中Ua的电位值。

UE

EH8V2KQ6V4K0E2-I2V

oHZJ—|~~

口--------(|

R1R2

E3

图2

3、求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd

第五部分：支路电流法

要求：理解什么是支路电流法，学会列出电流与电压回路方程。

一、填空题

I.所谓支路电流法就是以为未知量，依据列出方程式，然后解联立方程得

到的数值。

2.用支路电流法解复杂直流电路时，应先列出个独立节点电流方程，然后再列出

个回路电压方程（假设电路有n条支路，m各节点，且n>m）。

3.图2—29所示电路中，可列出一个独立节点方程，一个独立回路方程。

4.图2—30所示电路中，独立节点电流方程为，独立网孔方程为、o

5.根据支路电流法解得的电流为正值时，说明电流的参考方向与实际方向一；电流为负

值时，说明电流的参考方向与实际方向—0

6.某支路用支路电流法求解的数值方程组如下：

/,+/,+=0

571-207,-20=0

10+20/3-10/2=0

则该电路的节点数为一，网孔数为

二、选择题

I.图229所示电路中，节点数与网孔

数分别为一个。

a）4,3b）3,3c）3,4

2.图2—29所示电路，下面结论正确的

是一o

a）/6=0b）

图2—29图2—30

//+/+/+/

6=24130/6=/5

3.图2—30所示电路中,如将L参考方向改为d指向e,下面结论正确的是.

a）-右一八二0b)/,+/2+/3=0c)/,+/2-/3=0

三、判断题

1.运用支路电流法解复杂直流电路时，不一定以支路电流为未知量。（〉

2.用支路电流法解出的电流为正数，则解题正确，否则就是解题错位。（）

3.用支路电流法解题时各支路电流参考方向可以任意假定。（）

第六部分电压源与电流源的等效变换

一、学习要求：掌握电压源电流源等效变换的条件与方法。

二、知识提要:青蟹萝°

条件:电压源卬11流源的外特性相同.(U、I)@电压用输施的等效关系只对外电路而言,

对电源内融是不等效的。

例：当船8时，电压源的内阻,中无功率损耗,

而电流源的内阻「中有解损梳

②等效变换时，两电源的参考方向要一对应。

实际电压源际电流源

由图a：由图b：

,

U=E-IrU=I3r-Ir

E=Zsr对外部电路而言，输

等效变换条件：，③理想电压源与理想电流源之间无等效关系。

出的U、I一样。

Ir=r,

三、练习题:

1.理想电压源的内阻为，理想电流源的内阻为

2.内阳为零的电压源称为.内阻为无穷大的电流源就为

与不能进行等效变换。

3.下面叙述正确的是。

a)电压源与电流源不能等效变换。

b)电压源与电流源变换前后对内电路不等效。

0电压源与电流源变换前后对外电路不等效。

4.已知图1中的Usi=4V,；si=2Ao用图2所示的等效理想电流源代替图1所示的电路，该

等效电流源的参数为().

(a)6A(b)2A(c)-2A

5.已知一个US=2A,R0=2Q的电压源，，等效成一个电流源则IS=(),R,0=

()。

第七部分戴维宁定理

注：中级工主要理解定理的含义，使用的条件，会简单电路的等效电路的变换。高级工除

中级工要求外，还应掌握较复杂电路的il•算。

一、知识点：

1、二端（一端口）网络的概念：

二端网络：具有向外引出一对端子的电路或网络。

无源二端网络：二端网络中没有独立电源。

有源二端网络：二端网络中含有独立电源。

无源二端网络可

I甥网络|~°bT口化简为一个电阻

戴维宇定理

R/sJ凡今|诺顿定理

1------1-ob

2、戴维宁（戴维南）定理

任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压为Uoc的理想电压源和一个电阻A0串

联的等效电路来代替。如隆所示：

等效电路的电压Uoc是有源二端网络的开路电压，即将负载也断开后a、b两端之间

的电压。

等效电路的电阻品是有源二端网络中所有独立电源均置零（理想电压源用短路代替，

理想电流源用开路代替）后，所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。

二、应用戴维南定理解题：

戴维南定理的解题步骤：

1.把电路划分为待求支路和有源二端网络两部分，如图I口的虚线。

2.断开待求支路，形成有源二端网络（要画图），求有源二端网络的开路电压UOC。

3.将有源二端网络内的电源置零，保留其内阻（要画图），求网络的入端等效电阻Rab。

4.画出有源二端网络的等效电压源，其电压源电压US=UOC（此时要注意电源的极性）,

内阻RO=Rab。

5.将待求支路接到等效电压源上，利用欧姆定律求电流。

例1:电路如图，已知Ul=40V,U2=20V,R1=R2=4C,R3=13C,试用戴维宁定理求电流

/.U

解：（1）断开待求支路求开辟电压

UOC

40-20

=2.5A

4+R)4+4

UOC=U2+/R2=20+X4=30V

或：(/OC=Ll-//?l=40-x4=

30V

t-OC也可用叠加原理等其它方法求。

⑵求等效电阻R0

将所有独立电源置零（理想电压源

用短路代替，理想电流源用开路代替）

。一诉=20

a

（3）画出等效电路求电流人

Uoc30

=2A

/?0+&2+13

b

［例2］用戴维南定理计第图中的支路电流I”

解：①等效电源的电动势E可由图l-58(b)求得

140-90

=2A

K+&-20+5

于是£=yB=f1-j?)/=140-30x2=1007

或£=^„=^+^/=90+5x2=1007

②等效电源的内阻R"可由图『58(c)求得

nRE20x5_

凡=———=----=4a

因此4+尺20+5

③对a和b两端讲,R和R2是并联的,由图1-5和a)可等效于图1-58(d)。

-£-=22L=IOA

所以&+&4+6

三、应用戴维宁定理应注意的问题：

应用戴维南定理必须注意：

①戴维南定理只对外电路等效，对内电路不等效。也就是说，不可应用该定理求出等

效电源电动势和内阻之后，又返回来求原电路(即有源二端网络内部电路)的电流和功率。

②应用戴维南定理进行分析和计算时，如果待求支路后的有源二端网络仍为复杂电

路，可再次运用戴维南定理.，直至成为简单电路。

③使用戴维南定理的条件是二端网络必须是线性的，待求支路可以是线性或非线性

的。线性电路指的是含有电阻、电容、电感这些基本元件的电路：非线性电路指的是含有二

极管、「极管、稳压管、逻辑电路元件等这些的电路。当满足上述条件时，无论是直流电路

还是交流电路，只要是求解复杂电路中某一支路电流、电压或功率的问题，就可以使用戴维

南定理。

四、练习题：

一、填空题

1.任何具有两个出线端的部分电路都称为，其中若包含电源则称为O

2.一有源二端网络，测得起开路电压为6V,短路电流为3A,则等效电压源为Us=_V,

Rr产Q。

3.用戴维南定理求等效电路的电阻时，对原网络内部电压源作处理，电流源作一

处理。

4.某含源二端网络的开路电压为1OV,如在网络两端接以100的电阻，二端网络端电压为

8V,此网络的戴维南等效电路为5=—V,R(尸Qo

5、用戴维宁定理计算有源二端网络的等效电源只对等效，对不等效。

二、判断题

1.图2—48所示电路中，有源二端网络是图b。()

2.图2—49所示电路为有源二端网络，用戴维南定理求等效电压源时，其等效参数Us=2V,

Ro=3Q。()

b、C)

图2—48图2—49

三、计算:题：

1、用戴维南定理求图中5。电阻中的电流I,并画出戴维南等效电路

4Q.

23

题1图3

2、计算图示电路中的电流I。(用戴维南定理求解)(2A)

4欧

24Vjraxni

丁三卜1

题5图

第二章：电容器

一、学习要求：

理解电容器标称容量的含义，掌握电容器的串、并联关系，及耐压的分析计算。

二、知识提要：

标称容量：反映电容器储存电荷的能力。

额定工作电压：反映电容器正常工作时所能承受的最大电压。

电容器安全工作的要求：额定电压大于等于工作电压。

电容器串联、并联的电压、电容的关系如下：

电容器串联电路电容器并联电路

二、案例说明:

【例】如右图所示已知:C1为“2诉

160V”，C2为“10",250V“，U=300V

问：每只电容器上的电H、是多少？这样使用