例析含源电路的简化和计算

例析含源电路的简化和计算

1、竞赛知识补充 ⑴电压源与电流源

一个实际电源可以看做是电动势为ε内阻为0的理想电源与内阻r 的串联。不管外电路如何变化，电源提供的电压总是定值ε，这种电源称为恒压源，即理想电压源。 我们还可以设想有一种理想电源，不管外电阻如何变化，它总提供不变的电流。这种理想电源叫做恒流源。

实际电源既可以看作电压源也可以看作电流源，也就是电压源与电流源可以等效。等效的意思是对同样的外电路来说，它们产生的电压和电流都相同。

⑵戴维宁定理（等效电压源定理）

两端有源网络可等效为一个电压源，其电动势等于网络的开路电压（将负载断开后a 、b 两端的电压），内阻等于有源二端网络中所有电源除去后所得到的无源网络a 、b 两端的等效电阻。

⑶诺尔顿定理（等效电流源定理）

两端有源网络可等效为一个电流源，电流源的电流等于网络两端短路时流经两点的电流，内阻等于有源二端网络中所有电源除去后所得到的无源网络a 、b 两端的等效电阻。 ⑷电流叠加原理：直流电路中，任何一条支路的电流都可以看成是由电路中各个电源分别作用时，在此支路中产生的电流的代数和。所谓电路中只有一个电源单独作用，就是假设将其余电源均除去，但是它们的内阻仍应计及。

2、典型问题例析

【例题1】如图所示，电路中电动势ε1=24V ，ε2=6V ，内阻r 1=2Ω，r 2=1Ω，电阻R 1=2Ω，R 2=1Ω，R 3=3Ω，O 点接地，试确定a 、b 、c 、d 各点的电势及每个电池的端电压U ab 、U cd 。

【例题2】如图所示的电路中，电动势ε1=3V ，ε2=1V ，内阻r 1=0.5Ω，r 2=1.0Ω，电阻R 1=10Ω，R 2=5Ω，R 3=4.5Ω，R 4=19Ω，求电路中的电流分布。

①根据基尔霍夫定律求解。 ②用戴维宁定理求流经R 4的电流。 ③用诺尔顿定律求流经R 1的电流。

【例题3】在如图8-14甲所示电路中，电源ε = 1.4V ，内阻不计，R 1 = R 4 = 2Ω，R 2 = R 3 = R 5

=

1Ω，试用戴维南定理解流过电阻

R 5

的电流

。

答案：R 5上电流大小为0.20A ，方向（在甲图中）向上

【例题4】由三个相同的电流表和三个相同的电阻组成的电路如图所示。第一只电流表读数为1mA ，第二只电流表读数为4mA ，电池两极间的电压为4.5V ，求：（1）第三只电流表的读数；（2）电阻器R 的阻值。

【课堂练习】

1、如图所示，E 1是内阻不计的电源，E 2是有一定内阻的电源，此时有一电流流过E 2。若现在使E 2的电动势增加1.5V,但仍要保持通过E 2的电流保持不变，电源E 1的电动势必须增加几伏？（答案：6V ）

2、右图中ε = 100V ，ε′= 40V ，均不计内阻，R = 10Ω，R ′= 30Ω，求流过R ′支路上的电流。（答案：1.0A ）

3、如图所示的电路中，已知0.11=E V ，0.22=E V ，0.33=E V ，Ω===0.1321r r r ，Ω=0.11R ，Ω=0.32R . 试求：（1）通过1E 的电流；（2）2R 上消耗的功率；（3）3E 对

外提供的电功率.（答案：3/7A ；

含容电路和电路故障分析

含容电路和电路故障分析 一、含电容电器的分析与计算方法 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： （1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压. （2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等. （3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电 路放电. 【例1】如图所示，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω，电阻R 1＝3Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF 。求: (1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少? (2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少? 解:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压 回路电流12 2E I A r R R ==++ C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4V C 1的带电量为：Q 1＝C 1U C1＝4×10－6×4C ＝1.6×10－5C C 2两端的电压U C2＝U ＝I （R 1＋R 2）＝10V C 2的带电量为：Q 2＝C 2U C2＝1×10－6×10C ＝1.0×10－5C （2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。 因此，通过R 2的电量为:Q ＝Q 1＋Q 2＝1.6×10－5C ＋1.0×10－5C ＝2.6×10－5C 【例2】如图，已知源电动势E ＝12V ，内电阻 不计。电容C ＝1μF ，R 1∶R 2∶R 3∶R 4＝1∶2∶6∶3， 则电容a 极板所带电量为：（ ）

复杂直流电路的分析与计算试题及答案

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： 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 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R 11=____，R 22=_____，互电阻R 12=___。 11．上题电路，若已知网孔电流分别为I Ⅰ、I Ⅱ,则各支路电流与网孔电流的关系式为： I 1=___、I 2=____、I 3=____。 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，G 11=_____ 、 G 22=_____ 、G 12=_____ 。 图2—42 图2—41

线性电路分析中受控电源的等效方法

线性电路分析中受控电源的等效方法 摘 要：利用等效变换把受控源支路等效为电阻或电阻与独立电压源串联组合 求解含有受控源的现行电路。 关键词：受控电源；等效变换；独立电源 前言： 在求解含有受控源的线性电路中，存在着很大的局限性．下面就此问题作进一步的探讨． 受控源支路的电压或电流受其他支路电压、电流的控制．受控源又间接地影响着电路中的响应．因此，不同支路的网络变量间除了拓扑关系外，又增加了新的约束关系，从而使分析计算复杂化．如何揭示受控源隐藏的电路性质，这对简化受控源的计算是非常重要的．本文在对受控源的电路性质进行系统分析的基础上，给出了含受控源的线性电路的等效计算方法． 正文：根据受控源的控制量所在支路的位置不同，分别采取如下3种等效变换法． 1. 1. 当电流控制型的受控电压源的控制电流就是该受控电压源支路的电流、 或当电压控制型的受控电流源的控制电压就是该受控电流源支路两端的电压时，该受控源的端电压与电流之间就成线性比例关系，其比值就是该受控源的控制系数．因此，可采用置换定理，将受控源置换为一电阻，再进一步等效化简． 例1-1：如图求解图a 中所示电路的入端电阻R AB ． + _R 2u 1 R 1 -u A B i gu 1a + 解：首先，将电压控制型的受控电流源gu 1与R 1并联的诺顿支路等效变化成电压控制型的受控电压源gu 1R 1与电阻R 1串联的等效戴维南支路，如图b 所示．在电阻R 1与电阻R 2串联化简之前，应将受控电压源的控制电压转换为端口电流i ，即u 1＝－R 2i ．然后，将由电压u 1控制的电压控制型受控电压源gu 1R 1转化为电流控制型的受控电压源－gR 1R 2i ，如图c 所示．由图c 可知，由于该电流控制型的受控电压源的控制电流i 就是该受控电压源支路的电流，因此，可最终将该电流控制型的受控电压源简化成一个电阻，其阻值为－gR 1R 2．这样，该一端口网络的入 端电阻R AB ＝R 1＋R 2－gR 1R 2．

含电容器电路的分析与计算201501

含电容器电路的分析与计算 1、关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压，其具体方法是： （1）确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压. （2）当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压. (3)对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压. 2、分析和计算含有电容器的直流电路时，注意以下几个方面： (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看做是断路，画等效电路时，可以先把它去掉． (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q ＝CU计算． (3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线． (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等． (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电．通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量． 3、含电容器电路问题的分析方法 (1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况． (2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解． 练习 1．如图所示电路中，开关S闭合一段时间后，下列说法中正确的是 A．将滑片N向右滑动时，电容器放电 B．将滑片N向右滑动时，电容器继续充电 C．将滑片M向上滑动时，电容器放电 D．将滑片M向上滑动时，电容器继续充电 2．如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、 R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器 内部．闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2， 关于F的大小判断正确的是

受控源的电路符号及特性与独立源有相似之处

电路理论中,戴维南定理有着相当重要的地位。但对含受控源的电路求其载维南等效电阻时,难度较大。传统的方法是利用端口的伏安关系外加电压源求输入电流或外加电流源求端口电压,或者是求端口的开路电压和短路电流,利用它们的比值来确定输入电阻。这些方法都显得较繁,主要是因为处理含受控源的电路时,因受控源的控制量为未知数使求解量增多,另外,对初学者来说,受控源的概念不易理解。一般情况下,可以用一种较为简单、易懂的方法求解。本文称其为“求受控源电阻法”。 因为受控源也表现出电阻性,可将其当作电阻元件,先求出其阻值,然后利用大家熟悉的电阻的串、并联公式求整个二端网络的戴维南等效电阻,就会使整个求解过程简单、明了。具体做法为:1 假设受控源的控制量x=1;2 设法求出流过受控电压源的电流或受控电流源两端的电压;3 利用电压和电流的比值,确定受控源的电阻值; 4 由电阻的串、并联公式求无源二端网络的戴维南等效电阻即输入电阻。 例1。电路如图一,求输入电阻Rab(电阻单位为欧姆)。 图1 收稿日期:1998-11-26 解:本例含电压控制的电流源,所以要设法求出受控源两端的电压。设控制量V1=1V,则受控源相当于1.5A的电流源。 ∴I1=V1 2 =0.5A I2=I1+1.5V1=2A 受控源两端的电压为:V=3I2=6V 所以,受控源的阻值为: R′=-V1.5 =-4Ω ∴Rab=〔(R′∥3)+(1+2)〕∥10∥2 =1.5Ω 如果电路电阻有△形或丫形连接的情况。求出受控源的阻值后,不能直接由串、并联公式求戴维南等效电阻,可将△形或丫形电阻等效互换后,再进行串并联。 例2,求图二电路从ab端看入的输入电阻Ri(电阻单位为欧姆。 )图2 解:本例含电压控制的电压源,设法求出流过受控源的电流。设控制量Vx=1V,则受控电压源电压为3V。由节点法列方程:(14+14+12)V1-14V2-1 4V3=3/2-14V1+(14+14+12)V2-12V3 =0V2-V3=1 解方程得V1=1V所以,流过受控源电流:I=V1-3 2 =-1A受控源电阻:R’= 3Vx

动态电路的分析与计算

1 .如图所示的电路中，电源电压不变?闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时， 变小的是（ ） A. 电压表V 示数 B. 电压表V 示数与电流表A i 示数的乘积 C. 电流表A i 示数 D. 电压表V 示数与电流表A 示数的乘积 2.如图所示的四个电路中，电源及各灯泡规格均相同?当开关闭合时，电流表读数最大 开关S 2闭合，开关S i 断开 5 .在如图所示的电路中，电源电压不变，R 2=10 0.2A .两开关都闭合时，电流表的示数为0.5A ， 6 .如图甲所示电路，闭合开关S 后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，（ ） A. 电压表V i 的读数为i.5V B. 电压表V 2的读数为7.5V C . L i 和L 2两灯的电阻之比为i : 5 D . L i 和L 2两灯的电压之比为i : 4 的是（ A. 只有甲 B. 只有乙 C. 甲和丙 D. 甲和丁 L i 、 L 2均正常发光.则（ ) B . C . D. 甲是电流表， 甲是电压表， 乙是电流表， 乙是电压表， 丙是电压表 丙是电流表 丙是电压表 丙是电流表 4 .如图所示的电路，电源两端的电压一定，开关S i 闭合，如果要使电压表的示数减小， 电流表的示数增大，则下列操作中可行的是（ A . B . C . 滑动变阻器的滑片P 向上移 滑动变阻器的滑片P 向下移 开关S 2闭合，滑动变阻器的滑片P 向下移 D. Q . S i 闭合、S 2断开时，电流表的示数为 则电阻R i = Q . 乙A . 3 .如图所示的电路中，甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表.闭合开关S 后，灯

含容电路的计算

含容电路的计算专题分析 含容电路问题是高考中的一个热点问题，在高考试题中多次出现。同学们要要点提示复习。 1、求电路稳定后电容器所带的电量 求解这类问题关键要知道：电路稳定后，电容器是断路的，同它串联的电阻均可视为短路，电容器两端的电压等于同它并联电路两端的电压。 【例1】在图16所示的电路中,已知电容C=2μF,电源电动势E=12V,内电阻不计,R 1∶R 2∶R 3∶R 4=1∶2∶6∶3.则电容器极板a 所带的电量为（ ） A.-8×10-6C B. 4×10-6C C. -4×10-6C D. 8×10-6C 方法点拨：电路稳定后，电容C 作为断路看待，电路等价于R 1和R 2串联，R 3和R 4串联。由串联电路的特点得： 211R R E R U AB +=， 即V R R E R U AB 42 11=+= 同理可得V R R E R U CD 84 33=+= 故电容C 两端的电压为：V U U U U U AB AD D B ab 4=-=-= 电容器极板a 所带的电量为：C CU Q ab a 6 108-?==。 即D 选项正确。 2、求通过某定值电阻的总电量 【例2】图17中,E=10V ，R 1=4Ω，R 2=6Ω，C=30μF ，电池内阻可忽略. (1)闭合电键K,求稳定后通过R 1的电流. (2)然后将电键K 断开,求这以后流过R 1的总电量. 方法点拨：（1）闭合电键K ，稳定后通过R 1的电流为： A R R E I 12 1=+= , 电容器上电压为IR 2,储存的电量为 Q 1=CIR 2=1.8C 4 10-? (2) 电键K 断开后,待稳定后,电容器上电压为E,储存的电量为：Q 2=CE=3×10-4C 流过R 1的总电量为C Q Q Q 4 12102.1-?=-=? 【练1】在如图18所示的电路中，电源的电动势E=30V,内阻r=1.0Ω,R 1=10Ω,R 2=10Ω,R 2=30Ω,R 3=35Ω,电容器的电容C=100μF ，电容器原来不带电.求接通电键K 后流过R 4的总电量. F 图16 图17 E ， 3 图18

(九)——电磁感应中的含容电路分析

微讲座(九)——电磁感应中的含容电路分析 一、电磁感应回路中只有电容器元件 这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流． (2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L .导轨上端接有一平行板电容器，电容为C .导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g .忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求： (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系； (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系． [解读] (1)设金属棒下滑的速度大小为v ，则感应电动势为E ＝BL v ① 平行板电容器两极板之间的电势差为U ＝E ② 设此时电容器极板上积累的电荷量为Q ，按定义有C ＝Q U ③ 联立①②③式得Q ＝CBL v .④ (2)设金属棒的速度大小为v 时经历的时间为t ，通过金属棒的电流为i .金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为F 安＝BLi ⑤ 设在时间间隔(t ，t ＋Δt )内流经金属棒的电荷量为ΔQ ，据定义有i ＝ΔQ Δt ⑥ ΔQ 也是平行板电容器两极板在时间间隔(t ，t ＋Δt )内增加的电荷量．由④式得：ΔQ ＝CBL Δv ⑦ 式中，Δv 为金属棒的速度变化量．据定义有a ＝Δv Δt ⑧ 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为F f ＝μF N ⑨ 式中，F N 是金属棒对导轨的正压力的大小， 有F N ＝mg cos θ⑩ 金属棒在时刻t 的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a ，根据牛顿第二定律有mg sin θ－F 安－F f ＝ma ? 联立⑤至?式得a ＝m (sin θ－μcos θ)m ＋B 2L 2C g ? 由?式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动．t 时刻金属棒的速度大小为v ＝m (sin θ－μcos θ)m ＋B 2L 2C gt . [答案] (1)Q ＝CBL v (2)v ＝ m (sin θ－μcos θ)m ＋B 2L 2C gt [总结提升] (1)电容器的充电电流用I ＝ΔQ Δt ＝C ΔU Δt 表示． (2)由本例可以看出：导体棒在恒定外力作用下，产生的电动势均匀增大，电流不变，

电路的分析与计算

电路的分析与计算 主要内容： 1、电路结构与状态分析 2、电路中的能量分析 3、含电容电路的分析与计算 4、电路动态分析 一、电路结构与状态分析 1、电路结构的分析 在处理电路问题中，首先要能够认识电路的结构，画出清晰的等效电路图。在实际操作中，一般可采用下述方法画等效电路图。 A、利用“回路法”画等效电路图 具体做法： 在部分电路中假设电流的起点，根据电流经过各元件的先后情况确定串、并联关系。 原则： 电流要由高电势流向低电势，每流过一个阻值为R的电阻，电势就降低一个IR。 例如： 如下图在初中我们常见的一个电路就可以采用这种方法来分析。 假设a点接电源正极，b点接电源负极，则电流的流向为: ①a→R1→c→E→b ②a→F→d→R2→c→E→b ③a→F→d→R3→b 可见电流从电源正极出发，分别经3个电阻又回到电源负极，所以三个电阻为并联关系。 如图：

B、利用“等势法”做等效电路图 对于一段电路，根据U=IR可知： ①若I≠0，R=0，则U=0，即：等势（如，理想导线） ②若I=0，R≠0，则U=0，即：等势（如，断路支路） 所以，无电阻的导线或无电流的电阻上，各个点的电势相等。 画等效电路图时，可将它们缩为一点，也可以将其变成任意形状的导线。下面我们再利用“等势法”来重新画上面电路的等效电路。 由图可知： a-F-c为一根导线各点电势相同，所以可减化为一点a'，与a'连接的电阻我们可以画符号“√”。 d-E-b为一根导线，各点电势相同，也可以减化为一点b'，与b'连接的电阻我们画符号“×”，可见三个电阻均连接在a'b'间，（由符号“√”、“×”可看出），为并联关系。 如图： C、电学元件或仪表在电路中的等效 ①理想电压表： 内阻为无穷大，所以其所在支路为断路。与电压表串联的电阻由于没有电流流过，所以电阻两端没有电势的降落，即等势，可视为一根导线。 ②理想电流表： 内阻为0，所以其可视为一根导线。与电流表直接并联的电阻，由于电流走捷径，都通过电流表，没有电流流过电阻，电阻被短路。

含容电路的分析与计算

含容电路的分析与计算 含容电路是常见的电路分析题，且有一定难度。下面对常见的题型进行分析。 电路分析一般规律： 1、部分电路、全电路欧姆定律；串、并联电路的一般关系；电动势与内外电压的关系 2、路端电压与外阻的关系 3、电源输出功率与内外电阻的关系 4、关于对称电路的基本关系 处理含容电路的一般规律： 1、电容器在直流电路中是断路，对电路没有作用，分析时可以等效于拆去电容器，从而简化电路。 2、电容器两极的电压等于与它并联电路的电压。 3、当电容器与电阻串联时，电阻两端不分电压。 例题分析： 例1、如图所示，C1=6μF C2=3μF R1=6ΩR2=3Ω总电压U=18V求：电键K断开时电键两端的电压及电键闭合时电容器电量的变化 解析：当电键断开时，由于电容器的存在，整个电路断路，两电 阻两端没有电压，所以电键上端的电势和D相同，下端和C相同，因 此，电键两端的电压等于C、D两端的电压，等于18v 此时C1两端的电压是18v，所带电量为Q1=6μF×18v=108μC 当电键闭合时，两电阻串联，C1 C2两端的电压分别等于R1 R2两端的电压C1两端的电压U1=2/3U=12V所带电量变为Q2=3μF×12v=36μC 所以，在电键闭合前后，C1所带电量变化为减少了108—36=72ΜC 例2、电容器C极板水平放置，它和三个可变电阻及电源如图连接。今有一质量为m 的油滴悬浮在两极之间静止不动，要使油滴上升可采取的办法是

解析：由油滴在两极间静止可知，油滴所受电场力方向向上，大小等于其重力。要使其向上运动，必须增大电场力。所以要增大两极间电压。 由图可知两极间电压等于R3两端的电压，所以增大R3 或减小R2都能达到目的例3、如图所示的电路中，电键均闭 合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一个油 滴，问断开那一个电键后油滴会向下运动。 解析：要使油滴向下运动，应使电场力减小，则使电容 器极板间场强减小。因为极板间距和正对面积都不变，所以 需要减小电容器两极板间的电压。 电容器两极板间电压等于R3两端的电压，且与它串联 的电阻不分电压，所以打开S1不会影响电容器的电压；打开S4电容器与电源断开，电压保持恒定；打开S2电容器两端电压变成电源电动势，比原来增大；只有打开S3时电容器放电，最终电压变为零，所以油滴就会向下运动。 例4. 如图所示电路中，电源电动势为，内电阻不计，R１、R２、R3、的阻值都是R，滑动变阻器R４的阻值可在0～2R间调节。当滑动变阻器的滑片P由其右端开始向左端滑动时，（1）分析和判断电容器C的充、放电情况；（2）分别计算P在右端点和左端点时，电容器C的带电情况。 解析：电容器C的带电量由图中M、N两点的电势差与电容的乘积决定。如果M点的电势高于N点电势，则C的上板带正电，下板带负电；如果M点电势低于N，则上板带负电，下板带正电；如果M、N两点电势相等，则C不带电。若电容器两板有电势差，

加减运算电路的设计及分析

实验2《电子技术》课程设计任务书 设计工作计划 本设计时间为2天，具体安排如下： 熟悉课设目标，查阅相关资料，对相关理论进行剖析：天 设计电路图，计算相关参数，根据电路图进行仿真与测量：1天 撰写报告：天

1. 实验原理 通常在分析运算电路时均设集成运方位理想运放，因而其输入端的净输入电压和净输入电流均为0，即具有“虚短路”和“虚断路”两个特点，这是分析运算电路输出电压和输入电压关系的基本出发点。 从对比例运算电路的分析可知，输出电压与同相输入信号电压极性相同，与反相输入端电压极性相反，因而如果多个信号同时作用于两个输入端，那么必然可以实现加减运算电路。 第一级电路实现加减运算，第二级电路通过运用反响比例运算电路来放大第一级的输出信号。 图（a ） 根据虚断iN=iP=0 （1） 虚短UN=UP （2） iN=（U1-UN ）/R1+（U2-UN ）/R2-（Uo1/Rf1-UN ） （3） iP=（U3-UP ）/R3 （4） 根据式（1）（2）（3）（4）可知，当满足R1//R2//Rf=R3时 Uo1=Rf1（U3/R3-U2/R2-U1/R1） OPAMP_3T_VIRTUAL Rf1100kΩ 图（b ）这是一个电压串联负反馈电路 根据电路分析可得U02=-Uo1*Rf2/R5 将两级电路连到一起，可得

U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 40kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ R4 40kΩ 代入各具体数值可得Uo2=（2Uo1+） 2.用软件的仿真结果 U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 20kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ XSC1 A B C D G T XFG1 XFG2 XFG3 实验结论 当U1=，U2=，U3=时，Uo2=，与仿真实验结果一样。

《实验分析报告》受控源

《实验报告》受控源

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大连东软信息学院 学生实验报告 课程名称：_电路分析_________ 专业班级：_微电子14001班 _ 姓名：___刘盛意_,殷俊______ _ 学号：_14160600105，14160600119_____ 2014--2015 学年第 2 学期

实验报告注意事项 1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习 达不到要求的学生不准参加实验； 2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将 仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室； 3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确； 4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写； 5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次 实验以0分计； 6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理； 7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。

实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验) —预习报告 项目 名称实验一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验 实验 目的 及 要求 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差mA 5 . % 5 . mA 100= ? = ? m x，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差V 015 . % 5 . V 3= ? = ? m V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 4．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。 5．测试受控源转移特性及负载特性。 实验 内容 及 原理 1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图A所示。运算放大 器是一个有源三端器件，它有两个输入端和一个输出端，若信号从“+”端输入， 则输出信号与输入信号相位相同，故称为同相输入端，若信号从“-”端输入，则 输出信号与输入信号相位相反，故称为反相输入端。运算放大器的输出电压为： U O =A O （U P -U n ） 其中A O 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A O 与运放的输入电阻R 1均为无穷大，因此有 U P =U n i P =U P /R iP =0 i n =U n /R in =0 这说明理想运放具有下列三大特征: （1）运放的“+”端与“-”端电位相等，通常称为“虚短路”。 （2）运放输入端电流为零，即其输入电阻为无穷大。 （3）运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据，要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放也可用单电源工作。

第二章 直流电阻电路的分析与计算 (1)

1．试列出求解网孔电流I 1、I 2、I 3所需的网孔方程式（只列方程，无需求解）。 Ω 100 解： ?????--=-+=-+=--+++60 120100)10010060200)400200120100200)200300100100(1312321I I I I I I I （（ 2. 图示电路，试用网孔法求U 3。 解： 2 34343232111 440 4620 2631m m m m m m m m m m i u i i i i i i i i A i =-=+-=-+-=-+-= 3.用网孔法求图中的电压U 。 解：网孔电流如图所示。 1I 2 I +_1U

2 121 21 121 242I U I I U I U I ==-=-= 4.试用网孔法求如图所示电路中的电压U 。（只列方程，不求解） 解： 123 2010840I I I --=- 1231024420I I I -+-=- 123842020I I I --== 38I = 5．列出求解图示电路结点1、2、3的电压所需的结点电压方程式（只列方程，无需求解）。 解： U + —

?????????--=-+=-+=S S S S I R U U R U R R I U R U R R U U 411134112232211)111)11（（ 6．试用结点电压法求如图所示电路中的电流I 。（只列方程，无需求解） 3 解：结点电压方程如下： 82408121)8 1812142081101)814110124021101)211011013 213312321U I U U U U U U U U U =?????????-=--++=--++=--++又有（（（ 7．试列出为求解图示电路中U 1、U 2、U 3所需的结点电压方程式（只列方程，无需求解）。 3 解： ?????????=--++-=--+=03121)1 13121731)311172133121U U U U U U V U （（ 8．用结点法求图示电路中的电流I 。

电容器典型习题及含容电路计算

电容器动态问题与电势及电势能相结合 电容器动态问题与粒子受力相结合 一、 电容器、电容 1、 电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。 2、电容：1）物理意义：表示电容器容纳电荷的本领。 2）定义：电容器所带的电荷量Ｑ（一个极板所带电量的绝对值）与两个极板间的电势差Ｕ 的比值叫做电容器的电容。 3）定义式：U Q U Q C ??= =，对任何电容器都适用，对一个确定的电容 器，电容是一个确定的值，不会随电容器所带电量的变化而改变。 4）单位： 5）可类比于水桶的横截面积。 3、电容器的充放电： 充电：极板带电量Q 增加，极板间场强E 增大； 放电：极板带电量Q 减小，极板间场强E 减小； 4、常见电容器有：纸质电容器，电解电容器，可变电容器，平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“＋”、“－”极。 二、平行板电容器 平行板电容器的电容kd s C r πε4=（平行板电容器的电容与两板正对面积成正比，与两板间距 离成反比，与介质的介电常数成正比）。是决定式，只对平行板电容器适应。 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，d U E =。 三、平行板电容器动态分析 一般分两种基本情况： １、电容器两极板电势差Ｕ保持不变。即平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的变化。 ２、电容器的带电量Ｑ保持不变。即平行板电容器充电后，切断与电源的连接，使电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的变化。 进行讨论的物理依据主要是三个： （１）平行板电容器的电容与极板距离ｄ、正对面积Ｓ、电介质的介电常数ε间的关系：kd S C r πε4= （２）平行板电容器内部是匀强电场，d U E = S kQ r επ4= 。 （３）电容器每个极板所带电量Ｑ＝ＣＵ。 平行板电容器的电容为C ，带电量为Q ，极板间的距离为d . 在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q .它所受的电场力的大小等于 （） A ．8kQq/d 2 B ．4kQq/d 2 C ．Qq/Cd D ．2Qq/Cd

[电路分析]含受控源二端网络的等效

含受控源二端网络的等效 一、含受控源和电阻的二端网络的等效 思路 当电路中含有受控源时，可以将受控源当作独立源看待，列写二端网络的伏安关系表达式，再补充一个受控源的受控关系表达式，联立求解这两个方程式，得到最简的端钮伏安关系表达式，最后，依据这个伏安表达式画出该二端网络的最简等效电路。 结论 含有受控源和电阻的二端网络可以等效为一个电阻，其等效电阻为 二、含受控源、电阻和独立源的二端网络的等效 结论 电路中含有受控源、电阻和独立源的二端网络，可以等效成有伴电压源或有伴电流源。 例 2.5-1 求图 2.5-1 （ a ）所示二端网络的最简等效电路。 解：由图 2.5-2 （ a ）可知， 则 （ 1 ） （ 2 ）

（ 3 ） 由（ 3 ）又可得到 （ 4 ） 由（ 3 ）、（ 4 ）式得到最简等效电路，如图 2.5-1 （ b ）、（ c ）所示。 例 2.5-2 电路如图 2.5-2 （ a ）所示，求 4A 电流源发出的功率。 解：欲求 4A 电流源发出的功率，只要求得 4A 电流源两端的电压即可。对电路作分解，如图 2.5-2 （ b ）。 在图 2.5-2 （ b ）中，回路①的 KVL 方程为 6I ＋ 4I1=10 （ 1 ） 又 I1=I ＋ I0 （ 2 ） 把（ 2 ）式代入（ 1 ）式，得 10I ＋ 4I0=10 所以， I=1 － 0.4I0 （ 3 ） 又 U= － 10I － 6I ＋ 10= － 16I ＋ 10 （ 4 ）

U= － 16 ＋ 6.4I0 ＋ 10=6.4I0 － 6 (5) 由 (5) 式画出等效电路，如图 2.5-2 （ c ）所示。所以，6 － 6.4 × 4 ＋ U=0 4A 电流源两端的电压为 U=19.6V 4A 电流源发出的功率为 P=4U=4 × 19.6=78.4W

电容器典型习题及含容电路计算

电容器典型习题及含容电路计算

电容器动态问题与电势及电势能相结合 电容器动态问题与粒子受力相结合 一、 电容器、电容 1、 电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。 2、电容 ：1）物理意义：表示电容器容纳 电荷的本领。 2）定义：电容器所带的电荷量 Ｑ（一个极板所带电量的绝 对值）与两个极板间的电势 差Ｕ的比值叫做电容器的 电容。 3）定义式：U Q U Q C ??==，对任何电 容器都适用，对一个确定的电容 器，电容是一个确定的值，不会随电容器所带电量的变化而改变。 4）单位： 5）可类比于水桶的横截面积。 3、电容器的充放电： 充电：极板带电量Q 增加，极板间场强E 增大； 放电：极板带电量Q 减小，极板间场强E 减小；

4、常见电容器有：纸质电容器，电解电容器，可变电容器，平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“＋”、“－”极。 二、平行板电容器 平行板电容器的电容kd s C r πε4=（平行板电容器 的电容与两板正对面积成正比，与两板间距离成反比，与介质的介电常数成正比）。是决定式，只对平行板电容器适应。 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，d U E =。 三、平行板电容器动态分析 一般分两种基本情况： １、电容器两极板电势差Ｕ保持不变。即平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的变化。 ２、电容器的带电量Ｑ保持不变。即平行板电容器充电后，切断与电源的连接，使电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ

的变化。 进行讨论的物理依据主要是三个： （１）平行板电容器的电容与极板距离ｄ、正 对面积Ｓ、电介质的介电常数ε间的关系：kd S C r πε4= （２）平行板电容器内部是匀强电场，d U E =S kQ r επ4=。 （３）电容器每个极板所带电量Ｑ＝ＣＵ。 平行板电容器的电容为C ， 带电量为Q ， 极板间的距离为d . 在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q .它所受的电场力的大小等于 （ ） A ．8kQq/d 2 B ．4kQq/d 2 C ．Qq/Cd D ．2Qq/Cd 1、把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S 与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S 掷向2端，电容器放电．与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I ﹣t 曲线如图乙所示．下列关于这一过程的分析，正确的是（ ） A ． 在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板

高中物理电路的分析与计算

电路的分析与计算 复习目标 1．通过含容电路、动态问题、电功率分配问题的讨论，提高对电路的判断分析能力。 2．通过解决含有电表的各类电路问题、电路故障的分析、黑箱问题的讨论，提高解决电学实验问题的能力。 一.选择题 1．如图所示，四个相同灯泡在电路中，比较它们的亮度，正确的说法是：（ ） A. L 4最亮 B. L 3最暗 C. L 1和L 2同样亮 D. L 3和L 4同样亮 2．把两个相同的电灯分别接成图中a 、b 两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光，若两电路消耗的总功率分别为P a ，P b 。两个变阻器R 1、R 2消耗的电功率分别为P 1、P 2，则：( ) A. b a P P 2= B. b a P P = C. 212P P = D. 2 12P P > 3．如图所示，电源电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（ ） A. 增大R 1 B. 减小R 1 C. 增大R 2 D.减小R 2 4．电动势为ε，内阻为r 的电池与固定电阻R 0，可变电阻R 串联，如图所示，设R 0＝r ，R ab ＝2r ，当变阻器的滑动片自a 端向b 端滑动时，下列物理量中随之减小的是（ ） A ．电池的输出功率 B ．变阻器消耗的功率 C ．固定电阻R 0上的消耗功率 D ．电池内电阻上的消耗功率 第5题图 5．如图所示电路中，O 点接地，当原来断开的K 闭合时，A 、B 两点的电势U A 、U B 的变化情况是： A.都升高 B. 都降低 C. U A 升高，U B 降低 D. U A 降低，U B 升高 a b U L 2 L 1 L 3 L 4 U ( a ) R 1 U ( b ) R 2 第2题图 ε C R 2 R 1 第3题图 εr R 0 a b 第4题图

含容电路分析和计算--杨昌芬

习题课：含容电路分析和计算——凯里一中：杨昌芬 [典例1]电路中E ＝10 V ，R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.电 池内阻可忽略． (1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流； (2)然后将开关S 断开，求这以后通过R 1的总电量． [解析] (1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，因此R 1 与R 2串联，C 两端的电压即为R 2两端的电压．由欧姆定律得通过R 1的电流 I ＝E R 1＋R 2＝104＋6 A ＝1 A. (2)S 断开前，C 两端电压U 1＝IR 2＝6 V C 所带电量Q 1＝CU 1＝30×10－6×6 C ＝1.8×10－4 C 开关S 断开稳定后，总电流为零，电容器两端电压为E ，所带电量Q 2＝CE ＝30×10－6×10 C ＝3×10－4 C 通过R 1的电量，即为电容器增加的电量 [答案] (1)1 A (2)1.2×10－4 C [典例2]、如图所示的电路中，R 1＝R 2＝R 3＝8 Ω，C ＝5 μF ，E ＝6 V 内阻不计，求开关S 由稳定闭合状态断开后流过R 3 的电荷量？ [解析] (1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，因此R 1与R 2串联，C 两端的电压即为R 2两端的电压．由欧姆定律得通过R 1的电流 I ＝E R 1＋R 2 ＝3／8 A. (2)S 断开前，C 两端电压U 1＝IR 2＝3 V C 所带电量Q 1＝CU 1＝5×10－6×3C ＝1.5×10－5 C 开关S 断开稳定后，总电流为零，电容器两端电压为R 1两端的电压U 1，所带电量Q 2＝CU 1 ＝5×10－6×3C ＝1.5×10－5 C 通过R 1的电量，即为电容器增加的电量 ΔQ ＝Q 2+Q 1＝3×10－5 C. [典例３].如图所示，已知C ＝6 μF ，R 1＝5 Ω，R 2＝6 Ω， E ＝6 V ，r ＝1 Ω，电表均为理想电表，开关S 原来处于断开状 态，下列说法中正确的是( ) A ．开关S 闭合瞬间，电流表的读数为0.5 A B ．开关S 闭合瞬间，电压表的读数为5.5 V C ．开关S 闭合后经过一段时间，再将开关S 迅速断开，则通过R 2的电荷量为1.8×10－5 C D ．以上说法都不对 [解析] 开关S 闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状态，I ＝E R 1＋r ＝65＋1 A ＝1 A ，A 错误；电压表的读数U ＝IR 1＝1×5 V ＝5 V ， B 错误；开关闭合一段时间后，电容器相当于断 路，I ′＝E R 1＋R 2＋r ＝65＋6＋1 A ＝0.5 A ，此时电容器上电荷量Q ＝CU 2＝CI ′R 2＝6×10－6 ×0.5×6 C ＝1.8×10－ 5C ，断开开关S 后，电荷量Q 经R 2释放，故C 正确．

浅谈含受控源电路的分析

浅谈含受控源电路的分析 通信与信息工程学院电子信息工程12班B13011202~B13011207 含有受控源网络的分析是现代网络理论的一个重要内容，受控源多端耦合的特性决定了电路分析、计算的复杂化。对线性时不变电路中受控源的处理，利用受控源的“电阻性”和“有源性”依据线性电路的叠加定理和齐次性定理，把受控源等效成独立电源和电阻的串联组合成单个电阻，从而把含有受控源的电路变换成不含受控源电路的方法，该方法可简化一些电路的分析计算过程。另外，还可以通过受控源控制量的等效变换，巧妙地简化解题过程。 ◆将受控源当作独立源处理的基本分析方法 此分析方法较适用于选用回路电流法或节点电压法分析计算含有受控源的电路问题中，即根据回路法，节点法等建立方程时把受控源当作独立源对待，但需列写被控制量与控制量关系的增补方程。 【例1】：试用节点电压法求图1中的电压U。 解：把CCVS视作独立源处理，列写节点电压 方程如下： Un1=－5 （1+2+2）Un2－2Un1－Un3=0 Un3=－5I 增补方程： I=－2Un2 U=－2V。 对于受控源在叠加定理中的应用，教材中多把其视作电阻元件保留在电路中，而不看做独立电源，这是因为受控源本身不直接起激励作用。其实，在叠加定理中把受控源看作是独立源单独作用，仍可以作为一种有效地解题方法。但必须注意，受控源单独作用时控制量必须是控制源和受控源共同作用的结果，此时的受控源应看成是以控制量为变量的未知电源。 可以看出把受控源看做独立电源处理，分电 路求解过程得以简化。但须注意，受控源单 独作用时控制量必须是独立源和受控源共 同作用的结果。

◆受控源的等效变换法 根据受控源在电路中所表现出的“电源性”和“电阻性”及其控制量所在支路的位置不同，把受控源等效成单个电阻，其阻值为负时说明对外发出功率。或者将受控源等效成独立电源和电阻的串联形式，使等效后的电路不含受控源，从而简化计算。此方法应用在叠加定理，戴维南（诺顿）定理及求单端口网络等效电阻时效果较好。 ◆受控源控制量的等效变换法 教材中教授的是受控电压源与受控电流源之间的等效变换，实际上受控源的控制量在一定条件下也可以进行等效变换，恰当运用可简化解题过程。通过求解例1电路说明： 对受控源的控制量I用2S电阻两端的电压U进行变换，即I=2U，得到如图6所示电路， 只需对节点2列KCL方程： (10U-U)+2(5-U)-2U=0 可求得U=-2V，与例1结果一致，但求解过程大大简化。