第三章-复杂直流电路计算部分
复杂直流电路计算部分
1、求图1中所示电路中电压U 。
2、求图2中的电流I 。
3、利用电压源和电流源等效变换法求图3中的电流I 。
4、用戴维宁定理求图4中的电流I 。
16V
6A
3I
5、计算图5所示电路中5Ω电阻中的电流I。
6、用戴维宁定理求图6所示的电流I。
7、试用叠加原理求图7中的电压U。
8、图8所示电路，负载电阻R
L 可以改变，求（1）R
L
=2Ω时的电流I
ab
；
（2）R
L =3Ω时的电流I
ab
。
46Ω
I
U
-
9、试用叠加原理求图9电路中的电压U 。
10、图10中已知R 1=R=12Ω，R 2=4Ω，R 3=R 4=6Ω，E 1=21V ，E 2=5V ，E 3=9V ，E 4=6V ，I S =2A 。求（1）打开开关K 时，I 、U AB ；（2）开关K 闭合时，I 和U 。
11、试用戴维宁定理求图11所示电路中电流
12
R 4 E Ω
I 10Ω
13、如图13所示，N
A
为线性有源二端网络，电流表、电压表均为理想的，已知当开关S置“1”位置时，电流表读数为2A；当S置“2”位置时，电压表读数为4V。求当S置于“3”位置时，图中的电压U。
14、图14所示电路为计算机加法原理电路，已知V
a =12V，V
d
=6V，R
1
=9KΩ，R
2
=3K
Ω，R
3=2KΩ，R
4
=4KΩ，求ab两端的开路电压Uab。
15、求图15中各支路电流。
1A
d
6A
16、求图16所示电路中R L
17、图17所示，已知电源电动势E=12V ，电源内阻不计，电阻R 1=9Ω， R 2=6Ω，R 3=18Ω，R 4=2Ω，用戴维宁定理求R 4中的电流I 。
18、利用叠加原理求如图18所示的电路中当开关K 由1改向2时，电容器C 上
电荷的变化。已知C=20μF 。
19、如图19所示电路中，N 为有源二端网络，当开关K 断开时，电流表的读数为1.8A ，当开关K 闭合时，电流表的读数为1A ，试求有源二端网络N 的等值电
压源参数。
L
R 4
1A
20、用叠加原理计算图20所示电路的电流I。
21、计算图21所示电路中的电压U
ab
。
22、电路如图22
23、如图23所示，已知R
1=R
4
=5Ω，R
2
=10Ω，R
3
=10Ω，E
1
=10V，E
2
=5V，试用回
路电流法求各支路电流。2
4A
I
Ω
3 I
8V
24、如图24中已知E 1=30V ，E 2=18V ，R 1=5Ω，R 2= R 3=5Ω，R 4= R 5=6Ω，求电阻R 1中的电流I 。
25、用叠加原理计算图25所示电路中各支路电流。
26、应用叠加原理计算图26中所示桥式电路中电阻R 1上的电流I 1。
27、计算图27电路中开关S 闭合和断开时的A 点电位V A 。
E 1 2 2 R
3 4Ω
10A
10V
E A
28、在图28所示电路中，若15Ω电阻上的电压降为30伏，其极性如图示，试
求电阻R 及B 点电位V B 。
29、在图29所示电路中，已知E 1=20V ，E 2=E 3=10V ，R 1=10Ω，R 2=R 3=R 4=5Ω，R 5=10Ω，求开关S 打开和闭合时的I 3和U AB 。
30、图30所示电路中求电流I 。
31、某电源的开路电压为12V ，接上负载取用5A 电流时，电源端电压下降为11V 。试求（1）用电压源来表示的电源模型；（2）用电流源来表示的电源模型；（3）该电源对负载所能提供的最大功率。
3A
E 1 E 2
2
I 2Ω
32、如图32所示电路，求负载电阻R
L 上消耗的功率P
L
。
33、图33电路，已知E
1=30V，E
2
=18V，R
1
=5Ω，R
2
= R
3
=4Ω，R
4
= R
5
= R
6
=6Ω，求
电阻R
1中的电流I
1
。
34、在图34电路中，已知E
1=120V，E
2
=60V，E
3
=20V，R
1
=30KΩ，R
2
= 60KΩ，
求流过二极管的电流I
R L
2Ω
E1 2
2 3
3
2
35、如图35电路所示，试用电压源和电流源等效变换法求2Ω电阻中电流I 。
36、电路如图36所示，试求（1）电流I ；（2）恒压源U S2的功率并判断它是电
源还是负载；（3）A 点电位V A 。
37、电路如图37所示，试用叠加原理求各支路电流。
I
8V 8Ω I I 3 I 4
38、图38所示电路，求电流I 。
39、电路如图39所示，试用支路电流法求各支路的电流。
40、求图40中电流I 。
41、用叠加原理计算图41电路中的电流I 。
2Ω
18A
32A
10V
42、电路如图42所示，试求电流I 、电压U ，以及元件的功率，并判断元件是负载还是电源。
43、求图43所示电路中，经过6
44、图44所示电路，求电流I 及10V 恒压源的功率，并判断是电源还是负载。
45、图45所示电路，试用叠加原理求U 。
4A
U
E 4A
4Ω I
46、如图46所示电路，已知E=12V，R
1=R
2
= 3KΩ，R
3
= 2KΩ，R
4
= 6KΩ，试用戴
维南定理求二极管V
D
中的电流I，并要求画出戴维南等效电路图。
47、如图47所示电路，已知R= 2KΩ，试用电源的等效变换求出电阻R中的电流I。
48、电路如图48所示，要使U
AB =5V，问电压源电压U
S
应是多少？
Ω
U S
1Ω
1Ω
49、图示电路，当开关K闭合时电流表A的读数为10A，当开关K断开时，电流表A的读数为多少？
50、图示电路，E
1=8V，I
S1
=3A，R
1
=4Ω，R
2
=4
。
51、如图电路中，电阻R=2Ω时，电流I=4A，求R=5Ω时，电流I的大小。
52、求下图所示电路中的负载R
L 为何值时可获得最大功率？并求出最大功率P
Lmsx
。
Ω
K
R4
I
3
R U
I
R L
53、利用电压源和电流源等效变换求下图所示电路中电流I及电压U。
54、试用戴维南定理求图示电路中的2.5Ω电阻的电流I。
55、图示电路中，R
2
为定值，R可变，当R=2Ω时，R上获得最大功率，试确定
电阻R
2的值，并求R上获得的最大功率。
6
1A
I
4V
4
R
第三章复杂直流电路练习题答案
电工技术基础与技能 第三章复杂直流电路练习题 班别：高二（）姓名：学号：成绩： 一、是非题(2X20) 1、基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。（） 2、基尔霍夫定律不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。（） 3、基尔霍夫电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。（） 4、在支路电流法中，用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时，若电路有n个节点，则一定要列 出n个方程。（） 5、叠加定理仅适用于线性电路，对非线性电路则不适用。（） 6、叠加定理不仅能叠加线性电路中的电压和电流，也能对功率进行叠加。（） 7、任何一个含源二端网络，都可以用一个电压源模型来等效替代。（） 8、用戴维南定理对线性二端网络进行等效 替代时，仅对外电路等效，而对网路内电路 是不等效 的。 （） 9、恒压源和恒流源之间也 能等效变换。（） 10、理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随 负载而变化的。（） 二、选择题
1、在图3-17中，电路的节点数为（）。 2、上题中电路的支路数为( )。 3、在图3-18所示电路中，I1和I 2的关系是 （）。 A. I1>I2 B. I1 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 # 电工技术基础与技能 第三章复杂直流电路练习题 班别：高二（）姓名：学号：成绩： 一、是非题(2X20) 1、基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。（） 2、基尔霍夫定律不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。（） 3、基尔霍夫电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。（）？ 4、在支路电流法中，用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时，若电路有n个节点，则一定要列 出n个方程。（） 5、叠加定理仅适用于线性电路，对非线性电路则不适用。（） 6、叠加定理不仅能叠加线性电路中的电压和电流，也能对功率进行叠加。（） 7、任何一个含源二端网络，都可以用一个电压源模型来等效替代。（） 8、用戴维南定理对线性二端网络进行等效替代时，仅对外电路等效，而对网路内电路是不等效 的。（） 9、恒压源和恒流源之间也能等效变换。（） \ 10、理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随 负载而变化的。（） 二、选择题 1、在图3-17中，电路的节点数为（）。 2、上题中电路的支路数为( )。 / 3、在图3-18所示电路中，I1和I 2的关系是（）。 A. I1>I2 B. I1 t ωA i /A 2220 3 2πt A i /A 203 2π 6 π A 102 i 1 i 第四章 正弦交流电路 [练习与思考] 4-1-1 在某电路中，() A t i ο60 314sin 2220-= ⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位，并画出波形图。 ⑵如果i 的参考方向选的相反，写出它的三角函数式，画出波形图，并问⑴中各项有无改变？ 解：⑴ 幅值 A I m 2220 有效值 A I 220= 频率 314 5022f Hz ωππ === 周期 1 0.02T s f = = 角频率 314/rad s ω= 题解图4.01 初相位 s rad /3 π ψ- = 波形图如题解图4.01所示 (2) 如果i 的参考方向选的相反, 则 A t i ?? ? ?? +=32 314sin 2220π，初相位改变了， s rad /3 2π ψ= 其他项不变。波形图如题解图 4.02所示。 题解图4.02 4-1-2 已知A )120314sin(101ο-=t i ，A )30314sin(202ο+=t i ⑴它们的相位差等于多少？ ⑵画出1i 和2i 的波形。并在相位上比较1i 和2i 谁超前，谁滞后。 解：⑴ 二者频率相同，它们的相位差 ?-=?-?-=-=150301202 1 i i ψψ? (2)在相位上2i 超前，1i 滞后。波形图如题解图4.03所示。 题解图4.03 +1 4-2-1 写出下列正弦电压的相量 V )45(sin 2201ο-=t u ω，)V 45314(sin 1002ο +=t u 解：V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=? 452502 4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81ο +=t i ω和)A 30(sin 62ο -=t i ω，试用复数计算电流 21i i i +=，并画出相量图。 解：由题目得到 A j j j j I I I m m m ?∠=+=-++=?-?+?+?=? -∠+?∠=+=? ??1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为 )A 1.23(sin 101ο +=t i ω 题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。 4-2-3 指出下列各式的错误。 A I 3010∠=, )V 45sin 100ο +=t ( U ω A e I j 3010=， A )20314sin 10ο+=t (I 解：A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=? 3010 )V 45sin 100ο +=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100ο +=t ( u ω A e I j 30 10= 应该为 A e I j ? ? =3010 A )20314sin 10ο +=t (I 应该为 A )20314sin 10ο +=t (i 4-3-1 已知H 1=L 的电感接在400Hz/100V 的正弦电源上，u 的初相位为200 ，求电流并画 出电流、电压的相量图。 解：已知 V U ?∠=? 20100 基尔霍夫定律（一）教案 教学过程: 基尔霍夫定律（一） 复习旧课：串联和并联电路及特点 讲授新课：基尔霍夫定律 安全教育3分钟，走路小心，不要碰到墙壁。 基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。 一、复杂电路的基本概念。 以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。 1. 支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的AB、AR2B均为支路，该电路的支路数目为b = 3。 2. 节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为n = 2。 3. 回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为l = 3。 4. 网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA 、EABDE 回路均为网孔，该电路的网孔数目为m = 2。 图2-19常用电路名词的说明 5. 网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。 二、基尔霍夫第一定律 基尔霍夫电流定律（KCL ） 1．电流定律(KCL)内容 电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即 ∑∑=流出流入I I 例如图3-2中，在节点A 上：I 1 + I 3 = I 2 + I 4 + I 5 电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即 0=∑I 一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A 上：I 1 - I 2 + I 3 - I 4 - I 5 = 0。 在使用电流定律时，注意： (1) 对于有n 个节点的电路，只能列出(n - 1)个独立的电流方程。 (2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。 作业，巩固与练习 1 第二节降压型开关电源 第三章直流变换器 * VT "Ln lk? 第二节降压型开关电源 (&5祥Sfi开关电8电》图 4 0 t ----- t onr- J ???0 ;aa) VT—高频晶体开关管， 工作在：导通饱和状态 ?止状态 起开关作用，可用M OS管和IGBT管代 替; 开关管与负载RL侧电路相率联，VT的反复 周期性导通和《止，控制了U1是否加到负 ?R L的时间比例，起到斩波作用? VD—续流二极管?当开关管VT截止时? VD 提 供一个称为“续流辭电流的通路?使电感电流 不致迅变中断，避免电感感应出高压而将晶体 管击穿损坏-此续流通路也是电感能 量放出到负载的通路? L—储能电感.有两个作用，能a转换和滤波 C—滤波电容，減小负《电压的脉动成分和?小 输出阻抗? R L—等效负我电阻，用电设备. lk? + vr __________ 95 ttS生开关电源电路图 + Eo U—输入直流电压?该电压大小不穂定或者有纹波卩0?输出直流电压，纹波小，稳定? 将?个直流电压Ui转换成另 4 0 t ■----- t onr- I ?13 复杂直流电路 【知识结构】 【重、难点知识】 1、基尔霍夫定律的应用、叠加定理、戴维宁定理的应用。 2、电源等效变换应用。 【内容提要】 1、基尔霍夫定律 分析复杂电路的基本定律，它阐明了电路中各部分电流和各部分电压间的相互关系，其内容包括： （1）、节点电流定律（KCL）：对电路中任意节点在任意时刻，ΣI=0。注意推广到“广义节点”的应用。 （2）、回路电压定律（KVL）：对电路中任意回路在任意时刻，ΣU=0。注意推广到“广义回路”的应用。 2、支路电流法 是分析计算复杂电路最基本的方法，它以支路电流为未知量，依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，然后联立方程解求出各支路电流。 如果复杂电路有b条支路n各节点，则可以列写出（n-1）个独立节点方程和b-(n-1)个独立回路方程。 3、叠加定理 在线性电路中，各支路的电流（压）等于各个电源单独作用时，在该支路产生的电流（压）的代数和。 电压源不作用时用“短路”处理，即用短接线代替电压源； 电流源不作用时用“开（断）路”处理。 4、戴维宁定理 任何一个有源二端网络总可以用一等效电压源替代，该电压源的电动势等于网络的开路电压，电压源的内阻等于网络的输入（等效）电阻。 5、电源等效变换 ①、实际电源的两种模型： 电压源：对负载提供一定电压的电源。它是恒压源与电阻串联的组合； 电流源：对负载提供一定电流的电源。它是恒流源与电阻并联的组合； ②、理想电源恒压源：电压源内阻为零，电源对负载提供一恒定不变的电压； 恒流源：电流源内阻为无穷大，电源对负载提供一恒定不变的电流； ③、实际电源模型间等效变换 条件：r0=r s I S=E/r0=E/r s （E：电压源电动势；r0：电压源内阻） （I S：电流源电流；r s：电流源内阻） ④、说明：等效仅对电源外部电路而言，对电源内部并不等效；I S与E方向应当一致。 复 杂直流电路两节点复杂电路 多节点复杂电路 支路电流法 分析、计算 基尔霍夫定律 叠加定理 电源等效变换 戴维宁定理 一、问答题 5-1、试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构试分析它们各有什么特点 答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Buck ），升压斩波电路（Boost ），升-降压斩波电路（Buck-Boost ）和库克（Cuk ）斩波电路。 降压斩波电路是输出电压的平均值低于输入电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。 升压斩波电路是输出电压的平均值高于输入电压的变换电路。它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。 升-降压变换电路是输出电压的平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。 库克电路也属升-降压型直流变换电路，但输入端电流波纹小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。 5-2、简述图3-1基本降压斩波电路的工作原理。 输出电压电流波形。 答：0=t 时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压E u =0，负载电流0i 按指数曲线上升。1t t =时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压0u 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。 5-3、根据下图简述升压斩波电路的基本工作原理。（图中设：电感L 、与电容 C 足够大） 输出电流波形 答：当V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，设充电电流为i 1，L 值很大，i 1基本恒定，同时电容C 向负载供电，C 很大，使电容器电压u 0基本不变，设V 处于通态的时间为t on ，在t on 时间内，电感L 上积蓄的能量为EI 1t on ； 图3-2 基本升压斩 图3-1基本降压斩波电路 第3章直流斩波电路 填空题： 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。 斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续， ________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。 简答题： 11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标 明 电 流 方 向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况， 复杂直流电路计算部分 1、 求图1中所示电路中电压U 。 2、 求图2中的电流I 。 3、 利用电压源和电流源等效变换法求图3中的电流I 。 4、 用戴维宁定理求图4中的电流I 。 16V 6A 5Ω 6V 3I 5、计算图5所示电路中5Ω电阻中的电流I 。 6、用戴维宁定理求图6所示的电流I 。 7、试用叠加原理求图7中的电压U 。 8、图8所示电路，负载电阻R L 可以改变，求（1）R L =2Ω时的电流I ab ； （2）R L =3Ω时的电流I ab 。 1V 46Ω 30V I U - 20V 9、试用叠加原理求图9电路中的电压U 。 10、图10中已知R 1=R=12Ω，R 2=4Ω，R 3=R 4=6Ω，E 1=21V ，E 2=5V ，E 3=9V ，E 4=6V ，I S =2A 。求（1）打开开关K 时，I 、U AB ；（2）开关K 闭合时，I 和U 。 11、试用戴维宁定理求图11所示电路中电流I ， R 4 E 1S Ω I 12、利用电压源、电流源等效变换法求图 13、如图13所示，N A 为线性有源二端网络，电流表、电压表均为理想的，已知当开关S 置“1”位置时，电流表读数为2A ；当S 置“2”位置时，电压表读数为4V 。求当S 置于“3”位置时，图中的电压U 。 14、图14所示电路为计算机加法原理电路，已知V a =12V ，V d =6V ，R 1=9K Ω，R 2=3K Ω，R 3=2K Ω，R 4=4K Ω，求ab 两端的开路电压 Uab 。 15、求图15中各支路电流。 10Ω 1A 6A 第三章复杂直流电路 [知识点] 1．支路节点回路网孔的概念 2．基尔霍夫定律 3．支路电流法 4．叠加定理 5．戴维南定理 6．两种电源模型及等效变换 [题库] 一、是非题 1．基尔霍夫电流定律是指沿任意回路绕行一周，各段电压的代数和一定等于零。 2．任意的闭合电路都是回路。 3．理想电压源和理想的电流源是可以进行等效变换的。 4．电压源和电流源等效变换前后电源部是不等效的。 5．电压源和电流源等效变换前后电源外部是不等效的。 6．在支路电流法中用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时。若电路有m个节点，那么一定要列出m个方程来。 7．回路电流和支路电流是同一电流。 8．在电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和，一定等于流出该节点的电流之和。 9．在计算有源二端网络的等效电阻时，网络电源的电动势可去掉，电源的阻也可不考虑。 10．由若干个电阻组成的无源二端网络，一定可以把它等效成一个电阻。11．任意一个有源二端网络都可以用一个电压源来等效替代。 12．用支路电流法求解各支路电流时，若电路有n条支路，则需要列出n-1个方程式来联立求解。 13．电路中的电压、电流和功率的计算都可以应用叠加定理。 14．如果网络具有两个引出端与外电路相连，不管其部结构如何，这样的网络就叫做二端网络。 15．在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。 二、选择题 1．某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路电流时，应列出电流方程和电压方程的个数分别为 A、3，4 B、4，3 C、2，5 D、4，7 2．如图所示，可调变阻器R获得最大功率的条件是 A、1.2Ω B、2Ω C、3Ω D、5Ω 3．实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V，短路电流为2A，当外接电阻为3Ω，其端电压为 A、2V B、3V C、4V D、6V 4．在上题中，该线性网络的开路电压为6V，短路电流为2A，当外接电阻为（）时，可获得最大功率。 A、1Ω B、2Ω C、3Ω D、4Ω 5．上题中，该有源二端线性网络等效为一个电压源的电压为 第二章-复杂直流电路的练习题 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第二章 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．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____。 4.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___。 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 5.应用基尔霍夫定律计算出某支路电流是正值，表明该支路电流的_______方向与_______方向相同；支路电流是负值，表明_______。 6.基尔霍夫第一定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 7.基尔霍夫第二定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 8.电压源与电源的等效变换只对_______等效，对_______则不等效。 9.理想电压源的内阻r=_______，理想电流源的内阻r=_______，它们之间_______等效变换。 10.电压源等效变换为电流源时，I S =_______，内阻r 数值_______，由串联改为_______。 11.二端网络中有_______，叫做有源二端网络，二端网络中没有_______，叫做无源二端网络。 12.用戴维宁定理计算有源二端网络的等效电源只对_______等效，对_______不等效。 13.叠加原理只适用于_______电路，只能用来计算_______和_______，不能计算_______。 14.叠加原理的内容是_______ 。 15.有两个电阻R 1.R 2，已知R 1=2R 2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R 1=_______，R 2=_______ 16．一有源二端网络，测得起开路电压为6V ，短路电流为3A ，则等效电压源为U s =___V, R 0=____Ω。 第三章斩波电路 一、填空题 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 6.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 7.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 三、简答题 1.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 2.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 3.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 5.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。 6.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。 7.多相多重斩波电路有何优点？ 四、计算题 1.在题图3-18所示的降压斩波电 路中，已知E=200V，R=10Ω，L值 极大，E M=30V，T=50μs,t on=20μs, 计算输出电压平均值U o，输出电流 平均值I o。 2.在题图3-19所示的降压 斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5Ω，E M=10V， 采用脉宽调制控制方式， T=20μs，当t on=5μs时， 复杂直流电路计算部分 1、求图1中所示电路中电压U 。 2、求图2中的电流I 。 3、利用电压源和电流源等效变换法求图3中的电流I 。 4、用戴维宁定理求图4中的电流I 。 16V 6A 3I 5、计算图5所示电路中5Ω电阻中的电流I 。 6、用戴维宁定理求图6所示的电流I 。 7、试用叠加原理求图7中的电压U 。 8、图8所示电路，负载电阻R L 可以改变，求（1）R L =2Ω时的电流I ab ； （2）R L =3Ω时的电流I ab 。 4Ω6Ω I U - 9、试用叠加原理求图9电路中的电压U 。 10、图10中已知R 1=R=12Ω，R 2=4Ω，R 3=R 4=6Ω，E 1=21V ，E 2=5V ，E 3=9V ，E 4=6V ，I S =2A 。求（1）打开开关K 时，I 、U AB ；（2）开关K 闭合时，I 和U 。 11、试用戴维宁定理求图11所示电路中电流 12 R 4 E Ω I 10Ω 13、如图13所示，N A 为线性有源二端网络，电流表、电压表均为理想的，已知当开关S 置“1”位置时，电流表读数为2A ；当S 置“2”位置时，电压表读数为4V 。求当S 置于“3”位置时，图中的电压U 。 14、图14所示电路为计算机加法原理电路，已知V a =12V ，V d =6V ，R 1=9K Ω，R 2=3K Ω，R 3=2K Ω，R 4=4K Ω，求ab 两端的开路电压Uab 。 15、求图15中各支路电流。 1A d 6A 16、求图16所示电路中R L 17、图17所示，已知电源电动势E=12V ，电源内阻不计，电阻R 1=9Ω， R 2=6Ω，R 3=18Ω，R 4=2Ω，用戴维宁定理求R 4中的电流I 。 18、利用叠加原理求如图18所示的电路中当开关K 由1改向2时，电容器C 上 电荷的变化。已知C=20μF 。 19、如图19所示电路中，N 为有源二端网络，当开关K 断开时，电流表的读数为1.8A ，当开关K 闭合时，电流表的读数为1A ，试求有源二端网络N 的等值 电压源参数。 L R 4 1A 目录第一章．设计概要 1.1 技术参数 1.2 设计要求 第二章．电路基本概述 第三章. 电力总体设计方案 第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 3.2电路的设计总框图 第四章BUCK 主电路设计 4.1 Buck变换器主电路原理图 4.2 Buck变换器电路工作原理图 4.3 主电路保护（过电压保护） 4.4 Buck变换器工作模态分析 4.5 主电路参数分析 第五章控制电路 5.1 控制带你撸设计方案选择 5.2 SG3525控制芯片介绍 5.3 SG3525各引脚具体功能 5.4 SG3525内部结构及工作特性 5.5 SG3525构成的控制电路单元电路图 第六章驱动电路原理与设计 6.1 驱动电路方案设计与选择 6.2 驱动电路工作分析 第七章附录 第八章设计心得 第一章．设计概要 1.1 技术参数： 输入直流电压Vin=25V，输出电压Vo=10V，输出电流Io=0.5A，最大输出纹波电压50mV，工作频率f=30kHz。 1.2 设计要求： （1）设计主电路，建议主电路为：采用BUCK 变换器，大电容滤波，主功率管用MOSFET；（2）选择主电路所有图列元件，并给出清单； （3）设计MOSFET 驱动电路及控制电路； （4）绘制装置总体电路原理图，绘制：MOSFET 驱动电压、BUCK 电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形（波形汇总绘制，注意对应关系）； （5）编制设计说明书、设计小结。 第二章．电路基本概述 直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，输入与输出不之间不隔离。直流斩波电路的种类较多，包括6 种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk 斩波电路，Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。Buck 电路作为一种最基本的DC/ DC 拓扑，结构比较简单，输出电压小于输入电压，广泛用于各种电源产品中。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可以分为脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方式，Buck 电路的研究对电子产品的发展有着重要的意义。MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置。功率MOSFET 的种类：按导电沟道可分为 P 沟道和N 沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET 主要是N 沟道增强型。 第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 Buck 变换器电路可分为三个部分电路块。分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。主电路模块，由MOSFET 的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。的大小。控制电路模块，可用SG3525 来控制MOSFET 的开通与关断。驱动电路模块，用来驱动MOSFET。 3.2 电路设计总框图 电力电子器件在实际应用中，一般是有控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。有信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。因此，一个完整的降压斩波电路也应该包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路致谢环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如下图所示。 一、是非题(2X20) 1、基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。（） 2、基尔霍夫定律不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。（） 3、基尔霍夫电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。（） 4、在支路电流法中，用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时，若电路有n个节点， 则一定要列出n个方程。（） 5、叠加定理仅适用于线性电路，对非线性电路则不适用。（） 6、叠加定理不仅能叠加线性电路中的电压和电流，也能对功率进行叠加。（） 7、任何一个含源二端网络，都可以用一个电压源模型来等效替代。（） 8、用戴维南定理对线性二端网络进行等效替代时，仅对外电路等效，而对网路内电路是不等效 的。（） 9、恒压源和恒流源之间也能等效变换。（） 10、理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随 负载而变化的。（） 二、选择题 1、在图3-17中，电路的节点数为（）。 A.2 B.3 C.4 D.1 2、上题中电路的支路数为( )。 A.3 B.4 C.5 D.6 3、在图3-18所示电路中，I1和I 2的关系是（）。 A. I1>I2 B. I1 电工技术基础与技能 第三章 复杂直流电路 练习题 班别：高二（ ） 姓 名： 学号： 成绩： 10、理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随 负载而变化的。 （ ） 二、选择题 1、在图 3-17 中，电路的节点数为（ ）。 A .2 B .3 C .4 D .1 2、上题中电路的支路数为( )。 A .3 B .4 C .5 D .6 3、在图 3-18 所示电路中，I 1 和 I 2 的关系是（ ）。 A . I 1>I 2 B . I 1 第七章 直流电压变换电路 目的要求 1．掌握直流电压变换电路的基本原理和三种控制变换方式。 2．了解晶闸管直流电压变换电路的工作原理及晶闸管换流原理。 3．掌握降压和升压直流变换电路的工作原理及库克（Cuk ）电路的工作原理。 4. 了解复合直流电压变换电路的组成及应用。 主要内容及重点难点 1. 直流电压变换电路的基本原理 2. 直流电压变换电路的三种控制变换方式 3. 晶闸管直流电压变换电路的工作原理 4. 晶闸管换流原理 5. 降压及升压直流变换电路的工作原理 6. 库克（Cuk ）电路的工作原理 7. 复合直流电压变换电路的组成以及应用 第一节 直流电压变换电路的工作原理及分类 直流电压变换电路也称为直流斩波器，它是将直流电压变换为另一固定电压或大小可调的直流电压的电路。具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点，广泛地应用于可控直流开关稳压电源、直流电动机调速控制和焊接电源等。 一、直流电压变换电路的工作原理 1．电路构成：如图7-1所示为直流电压变换电路原理图及工作波形图， R 为负载；S 为控制开关，是电路中的关键功率器件，它可用普通型晶闸管、可关断晶闸管GTO 或者其它自关断器件来实现。 2．电路输出波形： a) b) 图7-1 直流电压变换电路原理图及工作波形 a) 电路原理图 b) 工作波形 3．工作原理分析： 当开关S 闭合时，负载电压u o =U d ，并持续时间t on ，当开关S 断开时，负载上电压u o =0V ，并持续时间t off 。则T =t on +t off 为直流变换电路的工作周期，电路的输出电压波形如图7-1b 所示。若定义占空比为T t k on =，则由波形图上可得输出电压得平均值为 d d on d off on on o kU U T t U t t t U ==+= （7-1） 第二章 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．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____。 4.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___。 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 5.应用基尔霍夫定律计算出某支路电流是正值，表明该支路电流的_______方向与_______方向相同；支路电流是负值，表明_______。 6.基尔霍夫第一定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 7.基尔霍夫第二定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 8.电压源与电源的等效变换只对_______等效，对_______则不等效。 9.理想电压源的阻r=_______，理想电流源的阻r=_______，它们之间_______等效变换。 10.电压源等效变换为电流源时，I S =_______，阻r 数值_______，由串联改为_______。 11.二端网络中有_______，叫做有源二端网络，二端网络中没有_______，叫做无源二端网络。 12.用戴维宁定理计算有源二端网络的等效电源只对_______等效，对_______不等效。 13.叠加原理只适用于_______电路，只能用来计算_______和_______，不能计算_______。 14.叠加原理的容是_______ 。 15.有两个电阻R 1.R 2，已知R 1=2R 2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R 1=_______，R 2=_______ 16．一有源二端网络，测得起开路电压为6V ，短路电流为3A ，则等效电压源为U s =___V, R 0=____Ω。 第3章直流斩波电路 3.1基本斩波电路 3.2复合斩波电路和多相多重斩波电路 本章小结 第3章直流斩波电路·引言 直流斩波电路（DC Chopper） 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。 一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直 流—交流—直流。 电路种类 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。 复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。 3.1基本斩波电路 3.1.1降压斩波电路 3.1.2升压斩波电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路3.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 电路结构 全控型器件若为晶闸管，须有辅助关断电路。 续流二极管 负载出现的反电动势 典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。 降压斩波电路（Buck Chopper) 工作原理 c)电流断续时的波形 E V + -M R L VD i o E M u o i G t t t O O O b)电流连续时的波形 T E i G t on t off i o i 1i 2I 10 I 20t 1 u o O O O t t t T E E i G i G t on t off i o t x i 1i 2 I 20 t 1 t 2 u o E M a) 电路图 图3-1降压斩波电路得原理图及波形 t =0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压u o =E ，负载电流i o 按指数曲线上升。t =t 1时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压u o 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。动画演示。复杂直流电路的分析与计算试题及答案
复杂直流电路-练习题答案
电工技术第四章 正弦交流电路习题解答
第三章复杂直流电路的分析教案
第三章01-降压型直流变换器.
复杂直流电路章节总结及练习
第5章直流-直流变换电路习题
第3章直流斩波电路答案
第三章复杂直流电路计算部分
电工基础题库-复杂直流电路
第二章-复杂直流电路的练习题
第三章 斩波电路
第三章 复杂直流电路计算部分
直流变换器课程设计
第三章-复杂直流电路-练习题答案
第三章复杂直流电路练习题答案(可编辑修改word版)
直流电压变换电路
第二章复杂直流电路的练习题
西安交通大学-电力电子技术-第五版-王兆安-第3章-直流斩波电路