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《电工学》自我检测题
第1部分 电路及其分析方法
一、填空题(每空1分)
1、电源和负载的本质区别是:电源是把 其它形式的 能量转换成 电 能的设备,负载是把 电 能转换成 其它形式 能量的设备。
2、实际电路中的元器件,其电特性往往 多元 而 复杂 ,而理想电路元件的电特性则是 单一 和 确切 的。
3、电力系统中构成的强电电路,其特点是 大电流 、 大功率;电子技术中构成的弱电电路的特点则是 小电流 、 小功率 。
4、从元件上任一时刻的电压、电流关系上来看,电阻元件为 即时 元件,电感元件为 动态 元件,电容元件为 动态 元件;从能量关系来看,电阻元件为 耗能 元件,电感元件为 储能 元件,电容元件为 储能 元件。
5、线性电路中各支路上的 电压 和 电流 均具有叠加性,但电路中的 功率 不具有叠加性。 6、电流沿电压降低的方向取向称为 关联 方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件 吸收 电能;电流沿电压升高的方向取向称为 非关联 方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件 吸收 电能。
7、理想电压源和理想电流源均属于 无穷大 功率源,因此它们之间是 不能 等效互换的。实际电压源模型和电流源模型等效互换时,它们的 内阻 不变,等效电压源的电压US= ISRI ,等效电流源的电流值IS= US∕RU 。
8、电源向负载提供最大功率的条件是 电源内阻 与 负载电阻 的数值相等,这种情况称为 阻抗匹配 ,此时负载上获得的最大功率为 US2/4RS 。
9、 电压 是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间 电压 。电路中某点到参考点间的 电压 称为该点的电位,电位具有 相对 性。
10、线性电阻元件上的电压、电流关系,任意瞬间都受 欧姆 定律的约束;电路中各支路电流任意时刻均遵循 KCL 定律;回路上各电压之间的关系则受 KVL 定律的约束。这三大定律是电路分析中应牢固掌握的 三大基本 规律。
二、判别正误题(每小题1分)
1、用理想电路元件及其组合模拟实际电路器件的方法称为电路建模。 ( 对 ) 2、元件上的电压、电流参考方向关联时,一定是负载。 ( 错 ) 3、大负载是指在一定电压下,向电源吸取电流大的设备。 ( 对 ) 4、无论测电压还是测电位都是选用万用表的电压挡,因此它们的测量方法相同。( 错 ) 5、实际电压源和电流源的内阻为零时,即为理想电压源和电流源。 ( 错 ) 6、电源短路时输出的电流最大,此时电源输出的功率也最大。 ( 错 ) 7、线路上负载并联得越多,其等效电阻越小,因此取用的电流也越少。 ( 错 ) 8、负载上获得最大功率时,电源的利用率最高。 ( 错 ) 9、线性电路中的电压、电流、功率都具有叠加性。 ( 错 ) 10、实际当中,可以把1.5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。 ( 错 )
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11、对含有受控源的电路进行变换时,和独立源的变换是没有任何区别的。 ( 错 )
三、选择题(每小题2分)
1、当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,假设该元件(A)功率;当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时,假设该元件(B)功率。
A、吸收; B、发出。
2、一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指(C) A、负载电阻增大; B、负载电阻减小; C、电源输出的电流增大。 3、电流源开路时,该电流源内部(B)
A、有电流,有功率损耗; B、无电流,无功率损耗; C、有电流,无功率损耗。 4、某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为(A) A、50mA; B、2.5mA; C、250mA。
5、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源,其亮度情况是(B)
A、100W灯泡最亮; B、25W灯泡最亮; C、两只灯泡一样亮。 6、已知电路中A点的对地电位是65V,B点的对地电位是35V,则UBA=(B) A、100V; B、-30V; C、30V。
7、图1-31中安培表内阻极低,伏特表电压极高,电池内阻不计,如果伏特表被短接,则(C) A、灯D将被烧毁; B、灯D特别亮;C、安培表被烧。 8、图1-31中如果安培表被短接,则(C)
A、电灯不亮; B、电灯将被烧; C、不发生任何事故。 9、如果图1.34电路中电灯灯丝被烧断,则(B) A、安培表读数不变,伏特表读数为零; B、伏特表读数不变,安培表读数为零; C、安培表和伏特表的读数都不变。
10、如果图1-31电路中伏特表内部线圈烧断,则(D)
A、安培表烧毁; B、电灯不亮; C、电灯特别亮; D、以上情况都不发生。
图1.34 US A D V 四、名词解释(每小题2分)
1、电路模型
答:由理想元件及其组合近似地代替实际器件构成的、与实际电路相对应的电路图。 2、理想电路元件
答:具有确定电磁性质的假想元件,是一种理想化的模型并具有精确的数学定义,是组成电路模型的最小单元。
3、电路等效
答:指两个电路对端口以外的部分而言,作用效果相同。 4、关联参考方向
答:电压、电流的参考方向一致时称为关联参考方向,是实际负载上的电压、电流关系。 5、非关联参考方向
答:电压、电流的参考方向不一致时称为非关联参考方向,是实际电源上的电压、电流关系。
五、简答题(每小题3分)
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1、将一个内阻为0.5Ω,量程为1A的安培表误认为成伏特表,接到电压源为10V,内阻为0.5Ω的电源上,试问此时安培表中通过的电流有多大?会发生什么情况?你能说说使用安培表应注意哪些问题吗?
答:安培表中通过的电流为:10÷(0.5+0.5)=10A 是其额定电流的10倍,安培表会因过流而烧毁。使用安培表时一定要注意应串接在被测电路中。
2、在4盏灯泡串联的电路中,除2号灯不亮外其它3盏灯都亮。当把2号灯从灯座上取下后,剩下3盏灯仍亮,问电路中出现了何故障?为什么?
答:电路在2号灯处发生了短路现象。因为当2号灯被短路时,它不起作用,所以有它没它,整个线路仍是连通的,所以其它灯还亮。
3、如何理解电路的激励和响应?当电感元件和电容元件向外释放能量时,能否将它们看作是电路激励?
答:激励就是在电路中激发电能的原因,响应则是电路中接受电能的表现。当电感元件和电容元件向外释放能量时,可以看作是电路激励。例如一个充好电的电容器,把它和一个电阻相接后,它就会通过这个电阻放电,这里它就是放电电路中的激励。
4、两个数值不同的电压源能否并联后“合成”一个向外供电的电压源?两个数值不同的电流源能否串联后“合成”一个向外电路供电的电流源?为什么?
答:数值不同的电压源是不能并联合成的,因为这样连接在它们内部将引起环流;两个数值不同的电流也不能串联连接,把它们串联时将造成小电流电源的过流现象。
5、何谓二端网络?有源二端网络?无源二端网络?对有源二端网络除源时应遵循什么原则? 答:电路具有向外引出的两个端子时,就可称为二端网络。当二端网络含有电源时移为有源二端网络;若二端网络中不含有电源就称作无源二端网络。对有源二端网络除源时,应遵循:所有电压源用短接线代替,所有电流源开路处理。
6、什么叫一度电?一度电有多大作用?
答:1度电就是一个千瓦时,即1KW·h=1度电。 一度电可以让1KW的电机运行1个小时,可让100W的电灯点燃10个小时,还可让10W的节能灯点燃100个小时。
7、如何测量某元件两端电压?如何测量某支路电流?测电路中某点电位和测电压有什么不同? 答:把高内阻的电压表并联在待测元件两端就可测量其电压,把低内阻的电流表串接在待测支路中可测得该支路电流。测电路中某点电位时,往往把黑表棒与参考“地”点相连,红表棒点待测点。而电路中测量电压时,直接把红、黑表棒点在待测两点上即可。
8、直流电路是否都是线性电路?线性电路的概念如何正确表述?
答:当电路中所有元件都是线性元件时,构成的电路即为线性电路,直流电路中若含有非线性元件时,就不是线性电路了。线性电路与否和直流、交流、正弦、非正弦无关。
9、受控源和独立源的区别是什么?
答:首先,独立电压源的电压值是由本身决定的,独立电流源的电流也是由它自身决定的,而受控电压源和受控电流源的电压和电流则是受电路中其它部分电压或电流的控制;其次,独立源在任意时刻都是含源的,而受控源在控制量为零时是不含源的。
10、为什么线性电路中电压、电流具有叠加性,而功率不具有叠加性?
答:因为叠加定理只适用于线性关系。线性电路中的电压和电流与电路参量之间的关系是一次性线性关系,因此具有叠加性;而线性电路中的功率与参量之间的关系是二次方关系,不符合线性条件,因此不再具有叠加性。
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六、计算题
1、在图1.35所示电路中,已知电流I=10mA,I1=6mA,R1=3KΩ,R2=1KΩ,R3=2KΩ。求电流表A4和A5的读数是多少?(8分)
解:对a列KCL方程:I-I1-I2=0 得I2=4mA 对左回路列KVL:6×3+2I3-4×1=0 解得:I3=-7 mA
对b点列KCL:I1-I3-I4=0 得I4=13mA 对c点列KCL:I2+I3+I5=0 得I5=3mA
2、在图1.36所示电路中,有几条支路和结点?Uab和I各等于多少?(8分) 解:3条支路,零个结点,Uab和I都等于0。
3、分别用叠加定理和戴维南定理求解图1.37电路中的电流I3。设US1=30V,US2=40V,R1=4Ω,R2=5Ω,R3=2Ω。(10分)
解:(1)运用叠加定理
当US1单独作用时,I3′≈3.95A;当US2单独作用时,I3\≈4.21A;I3≈8.16A (2)用戴维南定理:UOC≈34.44V,R0≈2.22Ω,I3≈8.16A
a I 2Ω b + 6V - 1Ω + 12V - 1Ω I1 R1 5Ω
+ US1 - a I3 R3 I2 R2 + US2 -
I a R2 I2 c R1 I1 b R3 A5 I5 A4 I4 图1.35
5 图1.36
4、求图1.38所示电路的入端电阻Ri。(10分)
0.99I I 25Ω Ri 100KΩ 100Ω b 图1.37
I 25Ω Ri 10KΩ
-90 I + 100Ω
图1.39
图1.38
解:首先求出原电路的等效电路如图1.39所示:解得:Ri?125I?90I?35? I5、应用戴维南定理求解图1.40中5Ω电阻上的电压U。(10分)
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