简明电路分析基础pdf

第八章 二阶电路§8-1 LC电路中的正弦振荡 §8-2 RLC电路的零输入响应

§8-3 RLC电路的全响应§8-4 GLC并联电路的分析

§8-5 一般二阶电路

引 言1.二阶电路： 变量用二阶微分方程描述的电路； 从结构上看，含有两个独立初始状态动态元件的电路。

2.二阶电路的分析方法： 根据两类约束，列写二阶电路微分方程； 求特征方程的根，即固有频率； 根据根的性质确定解答形式(公式)。

初始状态求解与一阶电路方法相同。

§8-1 LC电路中的正弦振荡一、已知uC(0) = 1V,iL(0) = 0,L = 1H,C = 1F,求uC,iL。 iL + uC _ C L 解：

图8-1 LC振荡回路

diL diL uC u L L dt dt duC duC iL iC C dt dt2

d uC 得到二阶微分方程： uC 0 2 dt 解答形式： uC (t ) cos t iL (t ) sin t储能：

1 1 1 2 2 w(t ) Li Cu J 2 2 2

二、LC 振荡电路波形 U0o U0

uC(t)T t

第八章 二阶电路§8-1 LC电路中的正弦振荡 §8-2 RLC电路的零输入响应

§8-3 RLC电路的全响应§8-4 GLC并联电路的分析

§8-5 一般二阶电路

引 言1.二阶电路： 变量用二阶微分方程描述的电路； 从结构上看，含有两个独立初始状态动态元件的电路。

2.二阶电路的分析方法： 根据两类约束，列写二阶电路微分方程； 求特征方程的根，即固有频率； 根据根的性质确定解答形式(公式)。

初始状态求解与一阶电路方法相同。

§8-1 LC电路中的正弦振荡一、已知uC(0) = 1V,iL(0) = 0,L = 1H,C = 1F,求uC,iL。 iL + uC _ C L 解：

图8-1 LC振荡回路

diL diL uC u L L dt dt duC duC iL iC C dt dt2

d uC 得到二阶微分方程： uC 0 2 dt 解答形式： uC (t ) cos t iL (t ) sin t储能：

1 1 1 2 2 w(t ) Li Cu J 2 2 2

二、LC 振荡电路波形 U0o U0

uC(t)T t

第1章 试题库

一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分） 1、电流所经过的路径叫做 ，通常由 、 和 三部分组成。

2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类，其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行 、 和 ；电子技术的电路主要功能则是对电信号进行 、 、 和 。

3、实际电路元件的电特性 而 ，理想电路元件的电特性则 和 。无源二端理想电路元件包括 元件、 元件和 元件。

4、由 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 ，这类电路只适用 参数元件构成的低、中频电路的分析。

5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为 电，大小和方向均随时间变化的电压和电流称为 电，大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为 电。 6、 是电路中产生电流的根本原因，数值上等于电路中 的差值。 7、 具有相对性，其大小正负相对于电路参考点而言。

8、衡量电源力作功本领的物理量称为 ，它只存在于 内部，其参考方向规定由 电位指向 电位，与 的参考方向相反。

9、电流所做的功称为 ，其单位有 和 ；单位时间内电流所做的功称为

例2-15 用网孔法求图2-24所示电路的网孔电流，已知1=μ，1=α。

解：标出网孔电流及序号，网孔1和2的KVL 方程分别为

m1m2m362216I I I --=

m1m2m31262I I I U μ-+-=-

对网孔3，满足

m33I I α=

补充两个受控源的控制量与网孔电流关系方程

1m12U I =；3m1m2I I I =-

将1=μ，1=α代入，联立求解得 m1m2m34A 1A 3A I I I ===，，。

例2-21 图2-33（a ）所示电路，当R 分别为1Ω、3Ω、5Ω时，求相应R 支路的电流。

（a ） （b ） （c ） （d ）

图2-33 例2-21用图

解：求R 以左二端网络的戴维南等效电路，由图2-33（b ）经电源的等效变换可知，开路电压

V 2062222)428212(o1=++??++=U

注意到图2-33（b ）中，因为电路端口开路，所以端口电流为零。由于此电路中无受控源，去掉电源后电阻串并联化简求得

Ω=+?=12222o1R

图2-33（c ）是R 以右二端网络，由此电路可求得开路电压 V 48)444(o2=?+=U

电路分析基础复习提纲

一、单项选择题（四选一）

1、一个理想独立电压源的基本特性是: 答( A ) A .其两端电压与流过的电流无关;流过的电流可为任意值,由外电路即可确定

B .其两端电压与流过的电流有关;流过的电流不为任何值,由电压源即可确定 C. 其两端电压与流过的电流无关;电流必定由电压源正极流出,可为任意值 D. 其两端电压与流过的电流有关;电流未必由电压源正极流出,可为任意值

所示, 支路电流IAB与支路电压UAB分别应为: 答(C)

C. 0 A与?1 V

20?2?4V2、电路

A. 0.5 A与1.5 V B. 0 A与1 V D. 1 A与0 V

1?1?A1?1?40?30?1V?1V1?1Aa50V45V?B

10?

（第2题） （第3题）

3、图示电路中，a点对地的电压Ua应为: 答( D ) A. -49 V B. -47 V C. -54V D. -51 V 4、图示二端电路中与理想电压

《电路分析基础》试题库

第一部分 填空题

1. 对于理想电压源而言，不允许 路，但允许 路。

2. 当取关联参考方向时，理想电容元件的电压与电流的一般关系式

为 。

3. 当取非关联参考方向时，理想电感元件的电压与电流的相量关系式

为 。

4. 一般情况下，电感的 不能跃变，电容的 不能跃变。 5. 两种实际电源模型等效变换是指对外部等效，对内部并无等效可言。当端

子开路时，两电路对外部均不发出功率，但此时电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 ；当端子短路时，电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 。

6. 对于具有n个结点b个支路的电路，可列出 个独立的KCL方

程，可列出 个独立的KVL方程。

7. KCL定律是对电路中各支路 之间施加的线性约束关系。 8. 理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流，电流的大小与端

电压无关，端电压由 来决定。

9. 两个电路的等效是指对外部而言，

湖南大学电路分析基础实验报告

实验一

1. 实验目的

学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。

2.解决方案

1）基尔霍夫电流、电压定理的验证。

解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。 2）电阻串并联分压和分流关系验证。

解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。

3.实验电路及测试数据

4.理论计算

根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下： Is=I1+I2, U1+U2=U3,

U1=I1*R1,

湖南大学电路分析基础实验报告

U2=I1*R2, U3=I2*R3

解得，U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A

5. 实验数据与理论计算比较

由上可以看出，实验数据与理论计算没有偏差，基尔霍夫定理正确； R1与R2串联，两者电流相同，电压和为两者的总电压，即分压不分流； R1R2与R3并联，电压相同，电流符合分流规律。

6. 实验心得

第一次用软件，好多东西都找不着，再看了指导书和同学们的讨

第一章 电路分析的基础知识

一、 填空题

1．电压、电流的方向包括有： 、真实方向和关联参考方向。 2．功率在电路中是一个重要的物理量，不仅具有大小，还有 之分。

3．若按某电流的参考方向计算出电流数值为I=—10A，且已知其真实方向与参考方向相反，按电流的真实方向表达，则I= 。

4．某电路中，已知A点电压Ua=—3V，B点Ub=12V，则电位差Uab= 。 5．在电路分析时,已求出电路两节点的电位Ua=—3.5V，Ub=—7.8V，则电压Uab= V。 6．关联参考方向是指：电流的参考方向和电压的参考极性相 时的情形。

7．当电路中某元件上的电压的参考极性与电流的参考方向一致时，称为 方向，反之称为 。

8．已知某元件上电流I=—2.5A，电压U=4.0V，且U、I取非关联参考方向。则该元件上吸收的功率P= ，是产生还是吸收功率 。

9．电路某元件上U

《电路分析基础》试题库

第一部分 填空题

1. 对于理想电压源而言，不允许 路，但允许 路。

2. 当取关联参考方向时，理想电容元件的电压与电流的一般关系式

为 。

3. 当取非关联参考方向时，理想电感元件的电压与电流的相量关系式

为 。

4. 一般情况下，电感的 不能跃变，电容的 不能跃变。 5. 两种实际电源模型等效变换是指对外部等效，对内部并无等效可言。当端

子开路时，两电路对外部均不发出功率，但此时电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 ；当端子短路时，电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 。

6. 对于具有n个结点b个支路的电路，可列出 个独立的KCL方

程，可列出 个独立的KVL方程。

7. KCL定律是对电路中各支路 之间施加的线性约束关系。 8. 理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流，电流的大小与端

电压无关，端电压由 来决定。

9. 两个电路的等效是指对外部而言，

电路分析基础

实验指导

合肥工业大学计算机与信息学院2010．9

1

实验一 叠加原理

一、实验目的

1、学会使用直流稳压电源和万用表。 2、通过实验证明线性电路的叠加原理。

二、实验设备

1、双路直流稳压电源一台

2、指针万用表和数字万用表各一块 3、实验电路板一块

三、实验原理

由叠加原理，在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。

为了验证叠加原理，实验电路如图1-1所示，当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I?和E2单独作用在该支路中所产生的电流I??之和，即I＝I?+I??。实验中可将电流表串联接入到所研究的支路中，分别测量出在E1和E2单独作用时，以及它们共同作用时的电流值，加以验证叠加原理。

aI1 R1510? bR2510? I2 c1E1 12V S1 1?R3I3 1k? 2?S2 26V E2

图1-1叠加原理实验电路

四、实验内容及步骤

1、直流稳压电源和万用表的使用

参见本书的仪器仪表说明部分，掌握直流稳压电源和万用表的使用。 2、验证叠加原理

实验电路如图1-1所示，