复杂直流电路的分析与计算试题及答案.docx
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复杂直流电路的分析与计算试题及答案
第九章-复杂直流电路的分析与计算试题及答案
(2)(总12页)
基尔霍夫方程组
基尔霍夫方程组
(1)基尔霍夫第一方程组又称结点电流方程组,它指出,会于节点的各支路电流强度的代数和为零
即:
∑I=0。
上式中可规定,凡流向节点的电流强度取负而从节点流出的电流强度取正(当然也可取相反的规定),若复杂电路共有n个节点,则共有n-1个独立方程。
基尔霍夫第一方程组是电流稳恒要求的结果,否则若流入与流出节点电流的代数和不为零,则节点附近的电荷分布必定会有变化,这样电流也不可能稳恒。
(2)基尔霍夫第二方程组又称回路电压方程组,它指出,沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零
即:
∑IR—∑ε=0。
式中电流强度I的正、负,及电源电动势ε的正、负均与一段含源电路的欧姆定律中的约定一致。
由此,基尔霍夫第二方程组也可表示为:
∑IR=∑ε。
列出基尔霍夫第二方程组前,先应选定回路的绕行方向,然后按约定确定电流和电动势的正、负。
对每一个闭合回路都可列出基尔霍夫第二方程,但要注意其独立性,可行的方法是:
从列第二个回路方程起,每一个方程都至少含有一条未被用过的支路,这样可保证所立的方程均为独立方程;另外为使有足够求解所需的方程数,每一个方程都至少含有一条已被用过的支路。
用基尔霍夫方程组解题的步骤:
1.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+1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。
第九章复杂直流电路的分析与计算
一、填空题
1.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____个独立节点方程,____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_______、______。
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____;电流为负值时,说明电流的参考方向与实际方向____。
6.某支路用支路电流法求解的数值方程组如下:
则该电路的节点数为____,网孔数为___。
7.以___为解变量的分析方法称为网孔电流法。
8.两个网孔之间公共支路上的电阻叫____。
9.网孔自身所有电阻的总和称为该网孔的_______。
图2—36图2—37图2—38
10.图2—36所示电路中,自电阻R11=____,R22=_____,互电阻R12=___。
11.上题电路,若已知网孔电流分别为IⅠ、IⅡ,则各支路电流与网孔电流的关系式为:
I1=___、I2=____、I3=____。
12.以____为解变量的分析方法称为结点电压法。
13.与某个结点相连接的各支路电导之和,称为该结点的_____。
14.两个结点间各支路电导之和,称为这两个结点间的____。
15.图2—42所示电路中,G11=_____、G22=_____、G12=_____。
16.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_____。
17.一有源二端网络,测得起开路电压为6V,短路电流为3A,则等效电压源为Us=___V,R0=____Ω。
18.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____处理。
19.某含源二端网络的开路电压为10V,如在网络两端接以10Ω的电阻,二端网络端电压为8V,此网络的戴维南等效电路为Us=____V,R0=____Ω。
20.在具有几个电源的____电路中,各支路电流等于各电源单独作用示所产生的电流___,这一定理称为叠加定理。
21.所谓Us1单独作用Us2不起作用,含义是使Us2等于____,但仍接在电路中。
22.叠加定理是对和的叠加,对不能进行叠加。
二、选择题
1.图2—29所示电路中,节点数与网孔数分别为____个。
a)4,3b)3,3c)3,4
2.图2—29所示电路,下面结论正确的是____。
a)
b)
c)
3.图2—30所示电路中,如将I2参考方向改为d指向e,下面结论正确的是____。
a)
b)
c)
4.图2—34所示电路中,如将I1参考方向改为e指向g,下面结论正确的是____。
a)
b)
c)
图2—29图2—30图2—31
5.图2—37所示电路中,互电阻R12=____。
a)R3b)–R3c)R3+R4
6.上题中,I3与网孔电流IⅠ、IⅡ的关系为___。
a)I3=IⅠ+IⅡb)I3=IⅠ-IⅡc)I3=-IⅠ+IⅡ
7.上题中,网孔②的电压平衡方程式为_____。
a)(R1+R4)IⅠ+R3IⅡ=E1b)(R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=-E1
c)(R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=E1
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。
()
4.网孔的电压平衡方程式是独立的,非网孔的回路电压平衡方程式部独立。
()
5.图2—31所示电路中,US2,R4,R5上电流大小相等,方向相同。
( )
6.网孔电流就是支路电流,支路电流就是网孔电流。
()
7.网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流。
()
8.互阻值有时为正有时为负。
()
9.网孔方程实质上是KVL方程,在列方程时应把电流源电压考虑在内。
()
10.结点电压法对平面电路都适用。
()
11.由于结点电压都一律假定电压降,因而各互电导都是负值。
()
12.图2—42所示电路中,结点1与结点2间的负电导为3/4S。
()
13.图2—48所示电路中,有源二端网络是图b。
()
14.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,
R0=3Ω。
()
15.求电路中某元件上功率时,可用叠加定理。
()
16.对电路含有电流源Is的情况,说电流源不起作用,意思是它不产生电流,Is=0在电路模型上就是电流源开路。
()
四、计算题
图2-32图2-33
1.如图2—30所示电路,用支路电流法求各支路电流。
2.如图2—31所示电路,用支路电流法求各支路电流。
3.如图2—32所示电路,用支路电流法求各支路电流。
4.如图2—33所示电路,用支路电流法求各支路电流。
图2—34图2—35
5.如图2—34所示电路,用支路电流法求电压U0。
6.如图2—35所示电路,用支路电流法求电压U。
7.如图2—38所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
8.如图2—39所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
9.如图2—40所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
10.如图2—41所示电路为三线供电制的电路模型,用网孔电流法求各支路电流和各部分功率。
已知US1=US2=115V,输电线电阻r=r=r=Ω,负载电阻R1=R2=R3=50Ω。
11.如图2—43所示电路,用结点电压法求各支路电流及Is1的端电压。
12.图2—44所示是一加法模拟电路,若在入端AB处加电压U1,在另一端CD处加电压U2,则电压U3的值为aU1+bU2,问此电路的系数a、b各为多少?
13.列出图2—45中(a)、(b)中的结点电压方程。
图2—45
图2—46
14.用结点电压法求图2—46所示的电压U。
15.如图2—50所示电路,试求戴维南等效电路。
16.如图2—51所示电路,试求戴维南等效电路。
17.图2—52所示电路,试用戴维南定理求流过电阻R5的电流I。
18.如图2—53所示电路是一平衡电桥电路,已知R1=R2=20Ω,R3=380Ω,R4=381Ω,US=2V,Rg=12Ω,试用戴维宁定理求Ig.。
19.如图2—54所示电路,试用叠加定理求电压U。
20.如图2—55所示电路,试用叠加定理求4Ω电阻上电流I、电压U。
21.应用叠加定理求图2—56所示电路中U2。
图2—56图2—57
22.如图2—57所示电路中,当电流源is1和电压源us1反向时(us2不变),电压是原来的倍;当is1和us2反向时(us1不变),电压uab是原来的倍。
问:
仅is1反向,(us1,us2均不变),电压应为原来的几倍?
23.
24.
第九章复杂直流电路的分析与计算
填空题
1.所谓支路电流法就是以支路电流为未知量,依据___KCL、KVL_列出方程式,然后解联立方程得到__各支路电流__的数值。
2.用支路电流法解复杂直流电路时,应先列出__m–1__个独立节点电流方程,然后再列出_n–(m–1)____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3____个独立节点方程,__3__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__2___,独立网孔方程为___2____。
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_一致___;电流为负值时,说明电流的参考方向与实际方向__相反__。
6.某支路用支路电流法求解的数值方程组如下:
则该电路的节点数为__1__,网孔数为_2__。
7.以_网孔电流__为解变量的分析方法称为网孔电流法。
8.两个网孔之间公共支路上的电阻叫__互阻__。
9.网孔自身所有电阻的总和称为该网孔的___自阻____。
10.图2—36所示电路中,自电阻R11=__R1+R2__,R22=__R3+R2___,互电阻R12=__R2_。
11.上题电路,若已知网孔电流分别为IⅠ、IⅡ,则各支路电流与网孔电流的关系式为:
I1=__IⅠ_、I2=_IⅠ-IⅡ___、I3=__IE__。
一、填空题
12.以_结点电压__为解变量的分析方法称为结点电压法。
13.与某个结点相连接的各支路电导之和,称为该结点的__自导___。
14.两个结点间各支路电导之和,称为这两个结点间的__互导__。
15.图2—42所示电路中,G11=__
___、G22=___
___、G12=___
__。
16.任何具有两个出线端的部分电路都称为__二端网络__,其中若包含电源则称为___有源_二端网络_。
17.一有源二端网络,测得起开路电压为6V,短路电流为3A,则等效电压源为Us=_6__V,R0=_2___Ω。
18.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_短路____处理,电流源作__开路__处理。
19.某含源二端网络的开路电压为10V,如在网络两端接以10Ω的电阻,二端网络端电压为8V,此网络的戴维南等效电路为Us=_10___V,R0=Ω。
20.在具有几个电源的__线性__电路中,各支路电流等于各电源单独作用示所产生的电流_之和__,这一定理称为叠加定理。
21.所谓Us1单独作用Us2不起作用,含义是使Us2等于_0___,但仍接在电路中。
22.叠加定理是对电压和电流的叠加,对功率不能进行叠加。
选择题
1.图2—29所示电路中,节点数与网孔数分别为__a)__个。
a)4,3b)3,3c)3,4
2.图2—29所示电路,下面结论正确的是__c)__。
a)
b)
c)
3.图2—30所示电路中,如将I2参考方向改为d指向e,下面结论正确的是__c)__。
a)
b)
c)
4.图2—34所示电路中,如将I1参考方向改为e指向g,下面结论正确的是__b)__。
a)
b)
c)
5.图2—37所示电路中,互电阻R12=__b)__。
a)R3b)–R3c)R3+R4
6.上题中,I3与网孔电流IⅠ、IⅡ的关系为__c)_。
a)I3=IⅠ+IⅡb)I3=IⅠ-IⅡc)I3=-IⅠ+IⅡ
7.上题中,网孔1的电压平衡方程式为___c)__。
a)(R1+R4)IⅠ+R3IⅡ=E1b)(R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=-E1c)(R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=E1
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。
(√)
4.网孔的电压平衡方程式是独立的,非网孔的回路电压平衡方程式部独立。
(╳)
5.图2—31所示电路中,US2,R4,R5上电流大小相等,方向相同。
( √)
6.网孔电流就是支路电流,支路电流就是网孔电流。
(╳)
7.网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流。
(√)
8.互阻值有时为正有时为负。
(╳)
9.网孔方程实质上是KVL方程,在列方程时应把电流源电压考虑在内。
(√)
10.结点电压法对平面电路都适用。
(√)
11.由于结点电压都一律假定电压降,因而各互电导都是负值。
(√)
12.图2—42所示电路中,结点1与结点2间的负电导为3/4S。
(√)
13.图2—48所示电路中,有源二端网络是图b。
(×)
14.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,
R0=3Ω。
(×)
15.求电路中某元件上功率时,可用叠加定理。
(×)
16.对电路含有电流源Is的情况,说电流源不起作用,意思是它不产生电流,Is=0在电路模型上就是电流源开路。
(√)
计算题
1.如图2—30所示电路,用支路电流法求各支路电流。
解:
A,
A,
A
2.如图2—31所示电路,用支路电流法求各支路电流。
解:
A,
A,
A
3.如图2—32所示电路,用支路电流法求各支路电流。
解:
A,
A,
A
4.如图2—33所示电路,用支路电流法求各支路电流。
解:
A,
A
5.如图2—34所示电路,用支路电流法求电压U0。
解:
U0
80V
6.如图2—35所示电路,用支路电流法求电压U。
解:
U0
8V
7.如图2—38所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
解:
I1(R1+R2+R3)–IⅠR2+IⅡR3=0
-I1R2+IE(R2+R4)=E2–E1
-I2R3+I3(R3+R5)=E3–E2
8.如图2—39所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
解:
55II-15I2-20I3=0
-15I1+47I2-20I3=12
-20I1-20I2+(40+R)I3=0
I3-I2=
9.如图2—40所示电路,试用网孔电流法列出求各支路电流的方程式。
解:
R=Ω
10.如图2—41所示电路为三线供电制的电路模型,用网孔电流法求各支路电流和各部分功率。
已知US1=US2=115V,输电线电阻r=r=r=Ω,负载电阻R1=R2=R3=50Ω。
解:
150II-50I2-50I3=0
-50II+=115
+=115
求得,电流:
II=,I2=I3=
功率:
P1=P2=,P3=
11.如图2—43所示电路,用结点电压法求各支路电流及Is1的端电压。
解:
A,
A,
A,Us1=
A
12.图2—44所示是一加法模拟电路,若在入端AB处加电压U1,在另一端CD处加电压U2,则电压U3的值为aU1+bU2,问此电路的系数a、b各为多少?
解:
a=
,b=
13.列出图2—45中(a)、(b)中的结点电压方程。
解:
(a):
(
+
+
)U10–
U20=4–10
–
U10+(
+3+
)U20=10
(b):
(1+
+
+
)U10–
U20=10–
–(
+
)U10+(
+
+
)U20=2+
14.用结点电压法求图2—47所示的电压U。
解:
U。
=
图2—51
15.如图2—50所示电路,试求戴维南等效电路。
解:
R0=Ω,UOC=
16.如图2—51所示电路,试求戴维南等效电路。
解:
R0=2Ω,UOC=18V
17.图2—52所示电路,试用戴维南定理求流过电阻R5的电流I。
解:
R0=R1
解:
=Ω,Ig.=
19.如图2—54所示电路,试用叠加定理求电压U。
解:
U。
=0V
20.如图2—55所示电路,试用叠加定理求4Ω电阻上电流I、电压U。
解:
I=–,U。
=–
21.应用叠加定理求图2—56所示电路中U2。
解:
U2=8V
22.如图2—57所示电路中,当电流源is1和电压源us1反向时(us2不变),电压是原来的倍;当is1和us2反向时(us1不变),电压uab是原来的倍。
问:
仅is1反向,(us1,us2均不变),电压应为原来的几倍?
解:
倍