电路与电子学基础复习与总结包括复习题.pptx

例1节点a：I1I2+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=U7I111I2=70-Ua1270V6A7b+I1I3I2711增补方程：I2=6A+U_1解法2.70V6A7b+I1I3I2711a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7I17I3=70第2章 电路的分析方法第1页/共60页例2节点a：I1I2+I3=0电路中含有受控源，列写支路电流方程.解11I2+7I3=5U7I111I2=70-5U增补方程：U=7I3a1270V7b+I1I3I2711+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 电路的分析方法第2页/共60页第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 第3页/共60页第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 第4页/共60页(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+r iiR5+uS_解例4riun=13S13411242111)111(guiuRuRuRRRnnn+-=-+5335342415)111(11RuguuRRRuRuRSnnn-=+-2233Ruiuunn-=-=第2章 电路的分析方法第5页/共60页列写电路的结点电压方程。1V2321534VU4U3A312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：第6页/共60页求U和I。90V2121100V20A110VUI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 电路的分析方法第7页/共60页计算电压u电流i？拆分电路u（1）10V2i(1)12i（1）u10V2i1i25Au(2)2i(2)1i(2)25A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 电路的分析方法第8页/共60页求图示电路中的U0。336I+9V+U0ab+6IUocab+Req3U0-+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 电路的分析方法第9页/共60页U=6I+3I=9II=I06/(6+3)=(2/3)I0U=9 (2/3)I0=6I0Req=U/I0=6 36I+Uab+6II0方法2：开路电压短路电流法(Uoc=9V)6 I1+3I=9I=-6I/3=-2II=0Isc=I1=9/6=1.5AReq=Uoc/Isc=9/1.5=6 36I+9VIscab+6II1独立源置零独立源保留第2章 电路的分析方法第10页/共60页(3)等效电路abUoc+Req3U0-+69V求负载RL消耗的功率。10050+40VRLab+50VI14I1505解(1)求开路电压Uoc例9V393630=+=U第2章 电路的分析方法第11页/共60页10050+40VabI14I150+Uoc10050+40VabI1200I150+Uoc+(2)求等效电阻Req用开路电压、短路电流法Isc50+40VabIsc50第2章 电路的分析方法第12页/共60页abUoc+Req52510V50VIL第2章 电路的分析方法第13页/共60页RL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ReqUocI1I220+Iab+UR10UI2I1例1020RU第2章 电路的分析方法第14页/共60页(3)由最大功率传输定理得:时其上可获得最大功率注（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 电路的分析方法第15页/共60页例1R2+_Li1i2i3R1Cu画出电路的相量模型正弦交流电路中,已知R1=1k,R2=10,L=500mH,C=10F,U=100V,=314rad/s,求:各支路电流。解-=-=-=13.28911.9247.3181000)47.318(10001)1(111jjjCjRCjRZww第3章 正弦稳态电路的分析第16页/共60页+=+=1571022jLjRZw-=-=+-=+=o3.5299.166 13.13211.102 1571013.28911.92 21jjjZZZAZUIooo&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第17页/共60页例2图示电路I1=I2=5A，U50V，总电压与总电流同相位，求I、R、XC、XL。解令等式两边实部等于实部，虚部等于虚部00 =CCUU&设5 ,05201jII=&0452555=+=jI&)1(2505)55(45500jRjXjUL+=+=&第3章 正弦稳态电路的分析第18页/共60页VUUL50=252550LX=2105250RXC画相量图计算第3章 正弦稳态电路的分析第19页/共60页例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?解1也可以画相量图计算第3章 正弦稳态电路的分析第20页/共60页例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VA50150=UISvar40 30502222=-=-=PSQ=301302IPRHXLL127.010040=pw第3章 正弦稳态电路的分析第21页/共60页方法二 又方法三 cosUIP=6.015030cos=UIP30130 222=IPRRIP50150|=IUZ22)(|LRZw+=H127.03144030501|12222=-=-=314RZLw50150|=IUZ=300.650cosZR408.050sin|L=ZX第3章 正弦稳态电路的分析第22页/共60页已知：电动机 PD=1000W，cosD=0.8(感性),U=220V，f=50Hz，C=30F。求电路的功率因数。例5解A68.58.02201000cos DDD=UPIoDD8.36 ,0.8(cos =感性）Qo0220 =U&设08.2 jj0220 ,8.3668.5ooD=-=CIICw&oD3.1673.433.1 j54.4-=-=+=CIII&96.0)3.16(0coscos oo=-=第3章 正弦稳态电路的分析第23页/共60页图示为相序仪电路,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。2/RReq=ACBACBBAocUUUUUUUUU&23)(21 2=+-=-+-=第3章 正弦稳态电路的分析第24页/共60页若以接电容一相为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第25页/共60页解例7已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cos=0.8(感性)。求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图,求两表读数。(1)V0220NAo=UA1.5341.4 40j300220Z1NA1Aoo-=+=UI第3章 正弦稳态电路的分析第26页/共60页电动机负载：总电流：W1700cos3 A2=IUPlA 9.3623.3 9.36 ,8.0cosA23.38.03803cos3 A2A2oo-=IPUPIl A9.15623.3B2o-=IA2.4656.7 9.3623.31.5341.4 A2A1Aooo-=-+-=+=IIIkW44.32.46cos56.73803 cos3 A=o总总IUPlkW74.13041.433 2121A1=RIPZ第3章 正弦稳态电路的分析第27页/共60页表W1的读数P1(2)两表的接法如图P1=UACIA2cos 1=3803.23cos(30+36.9)=1218.5W表W2的读数P2P2=UBCIB2cos 2=3803.23cos(90+156.9)=3803.23cos(30+36.9)=481.6W=P-P1W1*W2第3章 正弦稳态电路的分析第28页/共60页例8根据图示功率表的读数可以测取三相对称负载的什么功率？解画出相量图，由相量图得功率表的读数P=UBCIAcos(900+)=UlIlsin 根据功率表的读数可以测取负载的无功功率。第3章 正弦稳态电路的分析第29页/共60页1A2例113F+-uC已知t=0时合开关，求换路后的uC(t)。解tuc2(V)0.6670第4章 电路的暂态响应第30页/共60页例2t=0时开关闭合，求t0后的iL、i1、i2?解iL+20V0.5H55+10Vi2i1应用三要素公式第4章 电路的暂态响应第31页/共60页三要素为：+20V2A55+10Vi2i10等效电路第4章 电路的暂态响应第32页/共60页例3已知t=0时开关由12，求换路后的uC(t)。2A410.1F+uC+4i12i18V+12解三要素为：4+4i12i1u+VuuCC8)0()0(-=-+ViiiuC12624)(111=+=sCReq11.010=tVeetuttc-=-+=201212812)(=10/1011iuRiueq第4章 电路的暂态响应第33页/共60页例4已知：t=0时开关闭合，求换路后的电流i(t)。解三要素为：+1H0.25F52S10ViVeeuuututtcccc210)()0()()(-+=-+=tVuuCC10)0()0(=-+0)(=CusCReq5.025.021=t0)0()0(=-+LLiiAiL25/10)(=sRLeq2.05/1/2=tAeeiiitittLLLL)1(2)()0()()(5-+-=-+=tAeetutitittCL255)1(22)()()(-+-=+=第4章 电路的暂态响应第34页/共60页例5i10V1Hk1(t=0)k2(t=0.2s)32已知：电感无初始储能.t=0 时合k1,t=0.2s时合k2,求两次换路后的电感电流i(t)。0 t 0.2s解第4章 电路的暂态响应第35页/共60页(0 t 0.2s)(t 0.2s)it(s)0.25(A)1.262第4章 电路的暂态响应第36页/共60页 共射-共集两级阻容耦合放大电路如图所示。已知三极管T1、T2的1=2=50，UBE=0.7V。(1)求电路的输入电阻ri和输出电阻ro；(2)当RL接在第一级输出端A、O点之间，并断开电容C2时，求第一级电压增益。(3)当RL按图所示连接在第二级输出端时，试计算电路总的电压增益。例1第6章 基本放大电路第37页/共60页首先应进行静态分析以确定rbe1和rbe2的值。阻容耦合放大电路各级静态工作点独立，可以分级计算。对电路第一级第6章 基本放大电路解对电路第二级第38页/共60页第6章 基本放大电路 为了求解电路的输入电阻ri、输出电阻ro和放大倍数Au，应先画出电路的微变等效电路。第39页/共60页(1)电路的输入电阻ri为(2)当RL接在第一级输出端A、O点之间，并断开电容C2时，第一级电压增益为第6章 基本放大电路电路的输出电阻ro为第40页/共60页第6章 基本放大电路(3)当RL按图所示连接在第二级输出端时，电路总的电压增益为第41页/共60页图示电路，已知VDD=18V，Rg=1M，Re=50，Rc=RL=5k，场效应管的互导gm=2mA/V，rds很大可以忽略；三极管的=100，rbe=1k。（1）说明T1、T2各属什么组态；（2）画出电路的微变等效电路；（3）求电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻?解（1）电路由两级组成。T1为源极输出的电压跟随器，T2为具有电压放大功能的共射极电路。例2第6章 基本放大电路（2）电路的微变等效电路。第42页/共60页而所以输入电阻 Ri=Rg=1M第6章 基本放大电路（3）电路的输出电压为电路的输入电压为电压放大倍数输出电阻 Ro=Rc=5k第43页/共60页已知电路中运放为理想元件，求该电路的输入输出关系和输入电阻。解：例1第7章 集成运算放大器第44页/共60页有对称方波加在积分电路的输入端，电阻、电容分别为R=50k，C=0.1F，且t=0时vo=0。试画出理想情况下输出电压的波形，并标出其幅值。解:因此，三角波的正向峰值为+10V，负向峰值为10V。例2第7章 集成运算放大器第45页/共60页图示电路，运算放大器工作在线性区。（1）求输出电压u0和输入电压ui的关系？（2）说明电路中引入反馈的性质和类型。解：（1）因为 所以 例3第7章 集成运算放大器第46页/共60页 （2）连接运放输出端与反相输入端的电阻R引入了电压串联负反馈；连接运放输出端与同相输入端的电阻R引入了正反馈。第7章 集成运算放大器第47页/共60页设比较器输出的高、低电平分别为VOH和VOL。画出单门限电压比较器的电压传输特性。R2VREF+R1vI=0 VT=vI=解：利用叠加原理可得 本题中，输出电压发生跳变时对应的vP=vN=0，即 由此可求出门限电压 电压传输特性(注意输出电压的高、低电平，门限电压和输出电压的跳变方向)。例4第7章 集成运算放大器第48页/共60页比较器电路参数和输入信号vI的波形如图所示。画出电压传输特性和输出电压vO的波形。求门限电压 画传输特性 解：画出vO的波形 例5第7章 集成运算放大器第49页/共60页求门限电压。令 画传输特性。注意输出电压的高、低电平，门限电压和输出电压的跳变方向。解：例6第7章 集成运算放大器图示比较器电路，已知UR=1V,UZ=5V。画出电压传输特性?解得所以第50页/共60页解:根据单相桥式整流电路的工作原理，分析图示电路在出现下述故障时会产生什么现象。(a)D1的正负极接反；(b)D1短路；(c)D1开路。(a)如D1的正负极接反，则在v2的负半周D2、D1导通，变压器副边处于短路状态，D2、D1及变压器因电流过大会损坏；而在v2的正半周电路不能形成通路，负载RL上无电流流过，vO=0。(b)若D1两端短路，则在v2的负半周会形成短路，D2导通时将流过较大电流，使D2和变压器副边线圈损坏。(c)如D1开路，电路变成了半波整流电路，输出电压下降为正常情况下的1/2。例1第8章 功率电子电路第51页/共60页（a）试分析整流原理，画出iD1、iD2、vO及整流管电压vD1的波形。（b）已知V2为10V，RL为100。求整流输出电压平均值VO，并确定整流管的极限参数。单相全波整流电路如图所示，变压器副边线圈中心抽头接地，且 ，设变压器的线圈电阻和二极管的正向压降可以忽略不计。例2解:（a）波形如图。第8章 功率电子电路第52页/共60页 （b）求整流输出电压平均值VO，并确定整流管的极限参数 第8章 功率电子电路第53页/共60页直流稳压电源电路如图所示。(1)说明整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成。(2)标出集成运放的同相输入端和反相输入端。(3)写出输出电压的表达式。(2)为了使电路引入负反馈，集成运放的输入端应为上“”下“”。解:(1)(3)由集成运放两输入端的虚短关系VP VN，可得 当R2滑动端移到上端时 当R2动端置下端时 例3第8章 功率电子电路滤波电路采样电路放大电路调整管滤波电路整流电路基准电路第54页/共60页 图中用二极管D1、D2作为自动稳幅元件，试分析它的稳幅原理；试定性说明当R2不慎短路时输出电压vO的波形；试定性说明当R2不慎断开时输出电压vO的波形(并标明振幅)。图示为RC桥式正弦波振荡电路，已知A为运放741，其最大输出电压为14V。例1第9章 信号发生电路第55页/共60页解：图中用二极管D1、D2作为自动稳幅元件，稳幅原理是：当uo幅值较小时,二极管D1、D2相当于开路,由D1、R3和D2组成的并联支路的等效电阻近似为R3，Au较大，有利于起振；当uo幅值较大时,二极管D1或D2导通,由D1、R3和D2组成的并联支路的等效电阻小于R3，Au下降，uo幅值趋于稳定。当R2=0时，Au3，电路停振，uo=0。当R2=时，Au，理想情况下uo为方波。但受实际运放参数的限制，uo幅波形如图所示。第9章 信号发生电路第56页/共60页图示正弦波振荡电路，Rt为热敏电阻，电容C为双连电容（可同时调整其大小的电容器）。（1）在图中标出运算放大器的同相输入端和反相输入端；（2）说明Rt的作用，并确定其阻值和温度系数特性；（3）要求振荡频率在500Hz5000Hz内连续可调，确定电容C的调整范围。例2第9章 信号发生电路解：（1）运算放大器的上端（接Rt一端）为反相输入端，而下端为同相输入端。（2）热敏电阻Rt起稳幅作用。起振时要求Au=1+R/Rt=1+10/Rt 3，所以 Rt 2k。随着U0增大，流过Rt的电流增大，温升增大，Rt应增大以使Au减少。因此要求Rt2k并具有正温度系数。（3）由 知道C的调整范围为（0.003180.0318）F 第57页/共60页图示电路是由理想运算放大器组成的非正弦波产生电路。已知运放的电源电压为12V，DZ的稳定电压为5V，R1=10k，R2=20 k，R3=10 k,R=10 k，C=0.1F。求（1）A1与外围的电阻、A2与外围的电阻和电容各构成何种电路；（2）画出uo1和uo的波形图；（3）计算输出信号uo的频率f？例3第9章 信号发生电路解：（1）.A1为方波发生电路（迟滞电压比较器）,A2为三角波发生电路。（2）如图。（3）输出信号uo的频率f 为=500Hz 第58页/共60页感谢各位的感谢各位的支持与配合支持与配合谢谢第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页