第三章 复杂直流电路 第四讲 电源的等效变换-【单招零距离】电子电工专业综合（上）

总复习方案·参考答案 3.(1)U5=120V (2)1s=1.5A时，电流1=0 4.解：(1) 2.9 7 20 3 图(b) Us=40(V),Ro=20(2) (21=0.125((或日 图(c) (3)R=16.67()时，L取得最大功率：最大功率 为1/6(W)。 (I)将图(a)中的所有电源都不作用，得到无源二端网 (4)11= 号. 络，如图(b)所求。 =5(2) 5.解：断开待求支路，得到一个有源二端网络，如图 R。=2.9+3X2 3+7 (a)所示。 (2)画出图(a)的等效电路，如图(c)所示。 U 当R=10n时.1=R十R=0千-2A 解得：U=30(V) 当R=20n时，1= 30 R+R 20+5 =1.2(A) 2.1 (3)△1='-1=-0.8(A) 图(a) 第四讲 电源的等效变换 【变式训练】 1.解：等效图如下： 2.解：等效电路如下： ( (d ·382· 单招零距离·电子电工专业综合 3.解：(1)图(a)等效变换如下： (2)图(b)等效电路如下： 10 34 34) ①35N B (2)图(b)等效变换如下： 24 4.解：(1)图(a)等效电路如下： 10 10 12 30 2014A 221 5.解：(1)图(a)等效电路如下： 4 D20V B (2)图(b)等效电路如下： 20N 20V 10 5 ·383· 总复习方案·参考答案 2.51 10 6.B 7.-168W,-31W 8.解：原图可等效为： 12n 62 ①4v poh U=2×12=24(V) 9.(1)图简化成： -4A -10 GV 32 28V ∴.1=3(A) (2)U=31=3×3=9(V) PA=4×9=36(W)(吸收) 10.解：(1)原电路等效为： 25K0 25K U 30K2 30K BOK 20K2 30 60K 60K 60K2 60K2 120 8mA 60KΩL 10mA 20K亚 6001 50K2 8mA 40 ·384· 单招零距离·电子电工专业综合 25K01 10K 卡一 20 301 20+30 1=10十15十25=1(mA)U=25X1=25() (2)若把25k0的电阻换成理想二极管：1= 20+30=2(mA) 10+15 11.(1)解： 3 430 13 6 ①12v 32 .5n 62 4.5 ）12y 12 1=45-12 1.5+6 =-1(A) 6=号=1()1=1-，=2A) (2)P12=12L1=-12(W) 【实战演练】 2.不变，减小3.54.-2A,0A 一、选择题 5.22 6.-1,57.9,2 8.30,0 1.C2.D3.B4.C5.C6.B 四、分析计算题 二、判断题 1.(1)1.2mA:2mA 1.A2.A3.B4.B5.B6.B7.B8.A (2)大 9.B10.A 三、填空题 1.2A电流源，102、断路（开路）、短路 ·385· 总复习方案·参考答案 2.解：(1) 3 31 32 0.5y 30 4Ω 1= =0.1(A) (2) 3 22+3V 20 51 3 24V 1=IX3=0.1X3=0.075(A) 4 4 白t4 12=1+11=0.1+0.075=0.175(A) P=U5·12=3×0.175=0.525(W) ①2" 3.解：原图等效为： 34 31 b 2① 62 100 ①y 1.60 16 )20W 32 127 1.61 22.8V 12 1=2.8-12= 2+1.6 10.8=3(A) 3.6 ·386· 单招零距离·电子电工专业综合 4.解：(1) 第四章 电容和电容器 22 第一讲 电容 40 40 【变式训练】 1.C2.B3.A4.A5.C 6.20、607.6、118.30C、60C 7 【实战演练】 一、填空题 1.C1、C 当R=10Q时电阻R吸收的功率最大： 2.6uF、50V、150F、10V 最大功率为P= 302 4R=4×10=2.5(w) 3.增大、增大，增大 4.1×10"F、1×10*F、1V (2)要使R中电流为零，a、b间应并接一个恒流源，参 5.100C、200C.30aF、15V 数为3A 6.200C,200C.号F,37.5V 20, 20(2 7.1100C、30V 8.3.6.50 20 200 20 40 .9.87.5V 二、判断题 1.×2./3./4.×5.√6./7./8.× 9.× 5.(1)1=5.5(A) 3212 三、选择题 1.C2.A3.B4.B5.B6.C7.C 8.A9.D10.B11.D12.A13.C14.A 20n 15h 201 15.D16.C17.D18.A19.C20.D 5 20V 四、计算题 1.6V 2.1:2:36:3:1 3.1:23×102C3×102C 12 4.答：(1)要获得0.4F的电容.需5个电容串联：(2) 要获得1.2F的电容，需15个电容，每组5个串联，分三 (2)U=50V,P=-250(W) 组并联。（其他方法注意考虑耐压），图略 第二讲 RC电路的过渡过程 【变式训练】 1.B ·387·单招零距离·电子电工专业综合 第四讲 电源的等效变换 考纲要求 理解 电压源和电流源的概念 掌握 实际电压源与实际电流源之间的等效变换。 知识梳理 1.电源 把其他形式的能转换成电能的装置称为电源。电源有两种：电压源和电流源 2.理想电源 种类 理想电压源 理想电流源 特性 (恒压源) (恒流源) 图形符号 b 内阻 Ro=0 Ro=Do 端电压恒等于电源电压，与流过的电流无关 端电压的大小取决于外电路负载电阻的大小 端电压U U=Us U=IsR 输出电流的大小取决于外电路负载电阻的大小 输出电流恒等于电流1s,与端电压无关 端电流I 1-是 I=Is 外特性 等值互换关系 不可等效变换 ·94· 总复习方案·第一部分 电工基础 3.实际电源 种类 电压源 电流源 特性 图形符号 计白 U 内阻R, Ro =Us-U R=5-可 端电压U U=Ug-R。 U-IR 端电流I 1=品 1=k品 外特性 0 E 等值互换关系 等值电流源参数： 等值电压源参数： 6-是 Us IsRo R,=R' Ro'=Ro 4.电压源、电流源等效变换方法 (1)与理想电压源并联的元件开路，与理想电流源串联的元件短路。 (2)串联的电源都化为电压源合并，并联的电源都化为电流源合并。 5.电压源、电流源等效变换注意事项 (1)理想电压源和理想电流源不能等效变换。 (2)待求支路不能参与变换。 ·95· 单招零距离·电子电工专业综合 (3)等效是对外电路而言的，等效变换前后电源内部不等效。 (4)变换时，电压源与电流源的极性保持一致 题型讲解 【例1】将图1-3-141所示各电路等效成电压源。 报 201 o id) 图1-3-141 【分析】对外电路而言，与理想电压源并联的元件看成开路。图(a)中2A的恒流源、图(b)中5 的电阻，图(c)中5和2A构成的实际电流源，图(d)中5和20V构成的实际电压源均看成开路。 【解】等效电路如下： 10 【点拨】应用电源等效变换解题时，与理想电压源并联的元件看成开路。 【变式训练】1.将图1-3-142所示各电路等效成电压源。 10 图1-3-142 ·96· 总复习方案·第一部分 电工基础 【例2】将图1-3-143所示各电路等效成电流源模型。 0 5 51 5 10V 21 10A 54 03 B (a) (h) (c) d 图1-3-143 【分析】对外电路而言，与理想电流源串联的元件看成短路。图()中5的电阻、图(b)中 10V的电压源、图(c)中5和10V构成的实际电压源，图(d)中5的电阻和10V电压源构成的并 联电路均看成短路。 【解】等效电路如下： 0 24 5 10A 1 B (a] (h) ( (d) 【点拔】应用电源等效变换解题时，与理想电流源串联的元件看成短路。 【变式训练】2.将图1-3-144所示各电路等效成电流源模型。 101 R a (b) (c) 图1-3-144 ·97· 单招零距离·电子电工专业综合 【例3】将图1-3-145所示电路中的图(a)化为实际的电流源，将图(b)化简为实际的电压源。 20 -0B (a) ( 图1-3-145 【分析】本题属于两种电源的等效变换中最基本的题型，按照实际电压源与实际电流的等值 变换关系变换即可。 【解】 (1)图(a)等效变换如下： 50日 (2)图(b)等效变换如下： 50 【点拨】电压源化为电流源时，要注意电流源箭头由电压源的“一”极指向“十”极，与恒压源串 联的电阻变成与恒流源并联：同理，电流源化为电压源时，电压源的极性沿箭头的指向，从“一”到 “+”,与恒流源并联的电阻改为与恒压源串联。 【变式训练】3.将图1-3-146所示电路中的图(a)化为实际的电压源，将图(b)化简为实际的 电流源。 1u 3A B (bi 图1-3-146 ·98· 总复习方案·第一部分 电工基础 【例4】将图1-3-147所示各电路化简为实际的电压源。 5 10 ①1ov 2) 50 10V )30 二oB 图1-3-147 【分析】串联电源都化简为电压源合并，极性相同的电压源相加，极性相反的电压源相减。 【解】(1)图(a)等效电路如下： 0 30 120 )20 10 (2)图(b)等效电路如下： 0 30 【点拨】两种电源等效变换前，首先要分析电路的结构，搞清楚化简顺序。 【变式训练】4.将图1-3-148所示各电路化简为实际的电压源。 10 102 20 22 B 图1-3-148 ·99· 单招零距离·电子电工专业综合 【例5】将图1-3-149所示各电路化简为实际的电压源。 30 6 1 (a) () 图1-3-149 【分析】并联电源都化简为电流源合并，极性相同的电流源相加，极性相反的电流源相减。 【解】(1)图(a)等效电路如下： (2)图(b)等效电路如下： 40 122 n 21 【点拨】正确判断变换的顺序是解题的关键。 【变式训练】5.将图1-3-150所示各电路化简为实际的电压源。 20 42 122 20V (a) (b) 图1-3-150 ·100· 总复习方案·第一部分 电工基础 【例6】求图1-3-151()所示电路的等效电流源模型，并求出两种电源模型下在等效电源的 a,b端接上15Ω电阻时电路中的电流以及电源提供的功率。 15 10 () (b) 图1-3-151 【分析】本题考查的知识点是等效变换是对电源外电路而言的，对电源的内部是不等效的。 通过两种电源的等值关系变换后，计算出两种模型下的电源提供的功率。 【解】图(a)的等效电流源模型如图(b)所示。 5=总=号=2w Us 10 (1)电压源电路中：I=R干R=5十5=0.5(A) Ps=-Us1=-10×0.5=-5(W) (2)电流源电路中，1一RR,-55X2-0,5(W Ps=-UsI=-15×0.5×2=-15(W) 【点拨】两种电源模型下负载上的电流相等，负载获得的功率也相等，说明等效交换前后对 外电路效果是完全相等的：但电源内阻上消耗的功率不等，因而电源提供的功率也不相等，说明等 效变换前后，对电源内部是不等效的。 【变式训练】6.如图1-3-152所示电路，当开关S由闭合变为断开时，电路中发生变化的量是 A.电压源Us的功率 B.电流源Is的功率 C.R1消耗的功率 D.R消耗的功率 R,=32 R:=32 R:=42 U,-21V 口① 1 图1-3-152 图1-3-153 【变式训练】7.求图1-3-153所示电路中电压源及电流源的功率Ps= ,Pis ·101· 单招零距离·电子电工专业综合 【例7】电路和各元件参数如图1-3-154所示，试用电源等效变换法求电流1。 R.20 3 图1-3-154 【分析】本题待求支路在最右边，用电源等效变换求解时从最左边往右边化简。如下图所示， 将电路分为四部分，这四部分是并联的，所以将左边的三部分化为电流源合并。 R22 3A 【解】 R:20 21 R 20 12 3 31 1 306A3n4 30 I=1×1十2=3(A) 1 【点拨】等效变换首先要根据电路结构，确定变换顺序以及变换目标。若待求支路在最左边， 别从右边往左边化简：若待求支路在中间，则从两边往中间化简。 ·102· 总复习方案·第一部分 电工基础 【变式训练】8.求如图1-3-155所示电路中的电压U。 52 图1-3-155 【例8】 如图1-3-156所示电路中，E:=20V。试用电源等效变换法求电源E的功率。 30 5) 62 4 图1-3-156 【分析】如下图所示，将电路分为四部分，这四部分是串联的，所以将待求支路以外的三部分 都化为电压源合并，这三部分在变换过程中，首先将与恒压源并联的元件断路，与恒流源串联的元 件短路，然后再根据需要支换。 31 6 【解】 32 52 32 62 6 2 8 ·103·