西安交通大学 电路与电子学基础 复习与总结(包括复习题)

XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY复习与总结[e-mail]’ANJIAOTONGUNIVERSITY例1节点a：–I1–I2+I3=0列KCL方程电路中含有理想电流源，列写支路电流方程.解法1.列KVL方程11I2+7I3=U7I1–11I2=70-Ua1270V6A7b+–I1I3I2711增补方程：I2=6A+U_1解法2.70V6A7b+–I1I3I2711a由于I2已知，故只列写两个方程节点a：–I1+I3=6避开电流源支路取回路7I1＋7I3=70第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY例2节点a：–I1–I2+I3=0电路中含有受控源，列写支路电流方程.解11I2+7I3=5U7I1–11I2=70-5U增补方程：U=7I3a1270V7b+–I1I3I2711+5U_+U_有受控源的电路，方程列写分两步：(1)先将受控源看作独立源列方程；(2)将控制量用未知量表示，并代入(1)中所列的方程，消去中间变量。第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY第2章电路的分析方法例3列写图示电路的回路电流方程。解法1：选网孔为独立回路。设电流源和受控电流源两端的电压分别为U2和U3，则回路电流方程为回路1回路2回路3回路4方程中多出U1、U2和U3三个变量，需增补三个方程XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY第2章电路的分析方法解法2：使回路电流仅通过一个电流源，独立回路的选取如图所示，回路方程为回路1回路2回路3回路4方程中多出U1一个变量，需增补一个方程XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY(1)设参考点，把受控源当作独立源列方程；(2)用结点电压表示控制量。列写电路的结点电压方程。213iS1R1R4R3gu3+u3_R2+－riiR5+uS_解例4riun=13S13411242111)111(guiuRuRuRRRnnn+-=--++5335342415)111(11RuguuRRRuRuRSnnn--=+++--2233Ruiuunn-=-=第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY列写电路的结点电压方程。1V＋＋＋＋－－－－2321534VU4U3A312注：与电流源串接的电阻不参与列方程。增补方程：U=Un3例5V41=nu5415.0)2315.01(321Uuuunnn+-=-++++-A3)2.05.0(5.032=++-nnuu第2章电路的分析方法解：XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY求U和I。90V＋＋＋－－－2121100V20A110V＋－UI解应用结点电压法。312解得：例6Vun1001=Vun2101101002=+=205050321=+--nnnuuu..V17510550203=++=nuV1952013=´+=nuUA1201/)90(2-=--=nuI第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY计算电压u电流i？拆分电路u（1）＋－10V2i(1)＋－12＋－i（1）＋u＋－10V2i＋－1i2＋－5Au(2)2i(2)＋－1i(2)2＋－5A受控源始终保留10V电源作用：5A电源作用：例7)/()()()(1221011+-=iiAi21=)(Viiiu63211111==+×=)()()()()()()()(02512222=++×+iiiAi12-=)(Viu212222=-×-=-=)()()(Vu826=+=Ai112=-+=)(第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY求图示电路中的U0。336I+–9V+–U0ab+–6IUocab+–Req3U0-+解(1)求开路电压UocUoc=6I+3II=9/9=1AUoc=9V+–Uoc(2)求等效电阻Req方法1：加压求流法例8第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITYU=6I+3I=9II=I06/(6+3)=(2/3)I0U=9(2/3)I0=6I0Req=U/I0=636I+–Uab+–6II0方法2：开路电压／短路电流法(Uoc=9V)6I1+3I=9I=-6I/3=-2II=0Isc=I1=9/6=1.5AReq=Uoc/Isc=9/1.5=636I+–9VIscab+–6II1独立源置零独立源保留第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY(3)等效电路abUoc+–Req3U0-+69V求负载RL消耗的功率。10050+–40VRLab+–50VI14I1505解(1)求开路电压Uoc例9V393630=×+=U第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY10050+–40VabI14I150+–Uoc10050+–40VabI1200I150+–Uoc–[phone]=++IIIA1.01=IV101001==IUoc(2)求等效电阻Req用开路电压、短路电流法Isc50+–40VabIsc50A4.0100/40==scI===254.0/10scoceqIUR第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITYabUoc+–Req52510V＋－50VILA2306052550==++=ocLUIW204552===LLIP第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITYRL为何值时其上获得最大功率，并求最大功率。20+–20Vab2A+–URRL10(1)求开路电压Uoc(2)求等效电阻Req==20IUReq＋－UocI1I22021RUII==AII221=+IIIU202/2010=+=V6020201022=++=IUoc20+–Iab+–UR1020RUUI2I1221III==A121==II例1020RU第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY(3)由最大功率传输定理得:==20eqLRR时其上可获得最大功率W4520460422max===eqocRUP注（1）最大功率传输定理用于一端口电路给定,负载电阻可调的情况;（2）一端口等效电阻消耗的功率一般并不等于端口内部消耗的功率,因此当负载获取最大功率时,电路的传输效率并不一定是50%;（3）计算最大功率问题结合应用戴维宁定理或诺顿定理最方便.第2章电路的分析方法XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY例1R2+_Li1i2i3R1Cu画出电路的相量模型正弦交流电路中,已知R1=1kΩ,R2=10Ω,L=500mH,C=10μF,U=100V,ω=314rad/s,求:各支路电流。解jXLU1I-jXC2IZ1Z2R2+R113LZ1Z1Z2Z2R2_R11L3I-=--×=--=13.28911.9247.3181000)47.318(10001)1(111jjjCjRCjRZww第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITYjXLU1I-jXC2IZ1Z2R2+R113LZ1Z1Z2Z2R2_R11L3I+=+=1571022jLjRZw-=-=++-=+=o3.5299.16613.13211.1021571013.28911.9221jjjZZZAZUIooo3.526.03.5299.16601001=-==AjICjRCjIooo20181.03.526.07.175.104947.31811112-=×--=--=wwAICjRRIooo7057.03.526.07.175.1049100011113=×-=-=w第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY例2图示电路I1=I2=5A，U＝50V，总电压与总电流同相位，求I、R、XC、XL。解252505==LLXX===+=2102502552505CXRR令等式两边实部等于实部，虚部等于虚部2+_+-2+_2+_RjXL+-IU1I-jXC2ICU00=CCUU设5,05201jII==0452555=+=jI)1(2505)55(45500jRjXjUL+=+×+==第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY2ILUUCRUU=1I25=Io452+_+-2+_2+_RjXL+-IU1I-jXC2ICUVUUL50====252550LX===2105250RXC画相量图计算第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY例3图示电路为阻容移相装置，如要求电容电压滞后于电源电压/3，问R、C应如何选择?IjXIRUCS-=解1CSCCCSjXRUjXUjXRUI--=-=,1+=CRjUUCSw也可以画相量图计算360tan0==CRwCRCIRIUUCRww====/360tan0CURUIo60SU-jXCIR+_+-+_+-CUSU第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY例4三表法测线圈参数。已知f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。解方法一IU+_IZVA**RL+_IVAW**VA50150=×==UISvar4030502222=-=-=PSQ===301302IPRHXLL127.010040===w第3章正弦稳态电路的分析===401402IQXLXI’ANJIAOTONGUNIVERSITY方法二又方法三cosjUIP=6.015030cos=×==UIPjΩ30130222===\=IPRRIPΩ50150||===IUZ22)(||LRZw+=H127.03144030501||12222==-=-=314RZLwΩ50150||===IUZ=×==300.650cosZjRΩ408.050sin||L=×==jZX第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY已知：电动机PD=1000W，cosφD=0.8(感性),U=220V，f=50Hz，C=30F。求电路的功率因数。例5解IU+_D+_DCCIDIA68.58.02201000cosDDD=´==φUPIoDD8.36,0.8(cos=\=φφ感性）Qo0220=U设08.2jj0220,8.3668.5ooD=×=-=CIICwoD3.1673.433.1j54.4-=-=+=CIII96.0)]3.16(0cos[cosoo=--=φ第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY图示为相序仪电路,说明测相序的方法.解例6应用戴维宁定理得等效电路。当C变化时，N’在一半圆上移动。AU–A+–BCCRRN’+ANB+–CCRRBUCUOCUReq+－AN’Ceq+－AN’RUN’N’AACUOCU2/RReq=ACBACBBAocUUUUUUUUU23)(212=+-=-+-=第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定三相电源的相序。NCBAN’三相电源的相量图电容断路，N’在CB线中点电容变化，N’在半圆上运动，因此总满足：AocUUAN23=NCNBUU第3章正弦稳态电路的分析XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY解例7已知Ul=380V，Z1=30+j40，电动机P=1700W，cosj=0.8(感性)。求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法