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天津理工電路習(xí)題及答案 第二章電阻電路的等效變換
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第二章 電阻電路的等效變換
1、重點和難點
(1) 等效與近似概念的認(rèn)識
① 等效:同一物體在不同的場合(情況)下,其作用效果相同,稱之為等效。在電路分析中有兩種形式的等效:其一:站在電源立場,等效負(fù)載(電阻)。即求等效電阻。如圖2.1所示。其二:站在負(fù)載(電阻)立場,等效電源。即求等效電源。如圖2.2所示。圖2.3所示的電路不是等效。
圖2.1 站在電源立場等效負(fù)載
圖2.2 站在負(fù)載(電阻)立場,等效電源。即求等
2、效電源
等效的多樣性:等效可以是非同類元件之間進(jìn)行,如交流電的有效值。等效也可以是虛擬元件之間進(jìn)行,如實際電壓源與實際電流源之間等效,戴維南定理與諾頓定理之間等效,晶體三極管的小信號模型等。
圖2.3
② 近似:在對一個復(fù)雜的電路進(jìn)行分析時,影響該問題的因素較多,因此,忽略一些次要因素,而保留主要影響因素。即抓主要矛盾或矛盾的主要方面。稱為近似處理。尤其在模擬電子技術(shù)課程中應(yīng)用極為廣泛。如圖2.4所示。
圖2.4 近似處理實例
(2) 電阻、理想電壓源、理想電流源的組合
表2—1 單一類型元件的組合
元件類型
組合類型
組合電路圖
等效結(jié)果
等效類型
等效電路圖
兩個
3、元件組合
N個元件組合
電阻的組合
電阻的
串聯(lián)
等效電阻
N個電阻串聯(lián)的等效電阻為:
電阻的
并聯(lián)
等效電阻
N個電阻串聯(lián)的等效電阻為:
電壓源的組合
電壓源的串聯(lián)
等效電壓源
其等效電源為N個串聯(lián)電壓源的代數(shù)和:
電壓源的并聯(lián)
等效電壓源
只允許相同的電壓源并聯(lián);不允許不相同的電壓源并聯(lián)。
電流源的組合
電流源的串聯(lián)
等效電流源
只允許相同的電流源串聯(lián);不允許不相同的電流源串聯(lián)。
電流源的并聯(lián)
等效電流源
其等效電源為N個并聯(lián)電流源的代數(shù)和:
表2—2 不同類
4、型元件的組合
元件
類型
組合類型
組合電路圖
等效結(jié)果
等效類型
等效電路圖
電阻與
電壓源
的組合
電阻與電壓源的
串聯(lián)組合
等效電阻與電流源的并聯(lián)組合:
電阻與電壓源的
并聯(lián)組合
等效電壓源。
電阻與
電流源
的組合
電阻與電流源的
串聯(lián)組合
等效電流源。
電阻與電流源的
并聯(lián)組合
等效電阻與電壓源的串聯(lián)組合:
電壓源
與電流源
的組合
電壓源與電流源的串聯(lián)組合
等效電流源。
電壓源與電流源的并聯(lián)組合
等效電壓源。
(3)實際電壓源與實際電流源的互換
(4)三角形與星
5、形連接的等效變換
2、典型例題分析
【例題1】:電阻元件的組合,即電阻元件的串、并聯(lián);分流和分壓的計算。
電路如圖2.5所示,計算各支路的電壓和電流。
圖2.5
解:這是一個電阻串、并聯(lián)電路,首先求出等效電阻Reg=11Ω,
則各支路電流和電壓為:
I1=165V/11Ω=15A;U2=6í15=90V;
I2=90V/18Ω=5A; U3=6í10=60V;
I3=15-5=10A; U4=90V-60V=30V;
I4=30V/4Ω=7.5A; I5=10-7.5=2.5A。
【例題2】:電阻元件的組合,即電阻元件的串、并聯(lián);分流和分壓的計算。
求圖2.6所示
6、電路的I1 ,I4 ,U4
圖2.6
解:①用分流方法做:
I4=-0.5I3= -0.25I2= -0.125I1= -3/2R;
U4=- I4í2R=3V;I1=12/R;
②用分壓方法做:
U4=U2/2=0.25U1=3V;I4=-3/2R;
【例題3】:簡化電阻元件的組合。
求圖2.7(a)所示電路的等效電阻Rab。
圖2.7(b)
圖2.7(a)
解:首先縮短無電阻支路,并簡化電路,如圖2.7(b)所示,再進(jìn)行電阻的串、并聯(lián)等效。
最后得:Rab=10Ω
【例題4】:電阻電路三角形與星形連接的等效變換
求圖2.8所示含T形的電路中電壓源中的電流,其中E
7、=13V,R=2kΩ。
圖2.8
解法1:利用電阻電路的Δ-Y變換,把圖2.8中虛線框內(nèi)的Δ聯(lián)接的三個1kΩ電阻變換成Y聯(lián)接,如圖2.8(a)所示,
圖2.8(a)
求得等效電阻為:
所以:
解法2:本題也可以把圖2.8(b)中虛線框內(nèi)Y聯(lián)接的三個1kΩ電阻變換成Δ聯(lián)接,如圖2.8(c)所示。
圖2.8(b)
圖2.8(c)
【例題5】:
【例題6】:
3、典型習(xí)題
【題1】:用等效變換的方法求圖示電路的,并求6V電壓源的功率,指出是吸收還是供出功率。
圖
【題2】:圖示電路ab端口的最簡等效電路為_____________________。
圖
【題3】:
8、試判斷圖示電路ab端的等效電路是: 答( )
圖
【題4】:求圖示電路中支路電流。
圖
【題5】:應(yīng)用等效變換的方法求圖示電路中的。
圖
【題6】:求圖示電路ab端口含電流源的最簡單的等效電路。
圖
【題7】:應(yīng)用等效變換的方法求圖示電路的節(jié)點電壓和。
圖
【題8】:寫出圖示電路ab端口的電壓電流關(guān)系式。
圖
【題9】:電路如圖所示。
⑴求圖示電路的;
⑵求1V電壓源功率,并指出是吸收還是供出功率;
⑶求1A電流源功率,并指出是吸收還是供出功率。
圖
【題10】:含源二端網(wǎng)絡(luò)N通過型電路連接負(fù)載,欲使輸出
9、電流為N網(wǎng)絡(luò)端口電流的, 負(fù)載應(yīng)為多少?
圖
【題11】:圖示電路ab端口電壓電流關(guān)系式是 答( )
A. ; B. ; C. ; D. 。
圖
【題12】:若二端網(wǎng)絡(luò)N及其特性曲線如圖所示,則其等效電路為。
圖
第二章 電阻電路的等效變換
【題1】:[解答]
;V;
A;;吸收功率7.5W。
【題2】:[解答]
【題3】:[解答] C。
【題4】:[解答] 等效電路如圖所示,A。
【題5】:[解答] 等效電路如圖所示,IL=0.5A。
【題6】:[解答]
【題7】:[解答]
I=0.6A;U1=-2A=-12V;U2=2I+2=32V
【題8】:[解答]由圖可得U=4I-4。
【題9】:[解答]
⑴ V 4
⑵1 V電壓源的功率為 W (吸收功率) 7
⑶1 A電流源的功率為 W (供出功率) 10
【題10】:[解答]
【題11】:[解答]A
【題12】:[解答]