1.集总参数电路与分布参数电路概念?
答:如果实际电路的几何尺寸远小于工作信号波长时,可以认为电流传送到电路的各处是同时到 达的,即没有时间延迟,这种条件下的电路称为集总参数电路,否则称为分布参数电路。
2.基尔霍夫电流定律(KCL)与基尔霍夫电压定律(KVL)
答:KCL:在集总参数电路中,在任一时刻,流入与流出任一节点或封闭面的各支路电流的代数 和为零,即∑i(t)=0。 KVL:在集总参数电路中,在任一时刻,沿任一回路巡行一周,各元件电压的代数和为零,即∑u (t)=0。
3.电压源与电流源的概念及实际电源的模型和等效?
答:如果一个二端元件接到任意外电路以后,该元件两端的电压始终保持不变,其输出电流随负 载的变化而变化,则此二端元件称为电压源。 如果一个二端元件接到任意外电路以后,该元件两端的电流始终保持不变,其输出电压随负载的 变化而变化,则此二端元件称为电流源。 实际电源模型可以用两种形式表示:一种是电压源串联电阻形式,一种是电流源并联电阻形式。 根据等效概念,当电压源模型与电流源模型的外部伏安特性(VCR)相同时,二者可以相互等效。
4.受控源的概念?
答:受控源的电流和电压是电路中某一支路上的电流和电压的函数。
5.KCL 与 KVL 方程的独立性?
答:一般来说,对于有 n 个节点的电路图,其独立的 KCL 方程为 n-1 个,这些节点称为独立节 点。一般来说,若电路中有 n 个节点和 b 条支路,则平面电路的网孔数为 b-n+1 个,而独立的 KVL 方程数也为 b-n+1 个,因此网孔是独立回路。
6.平面电路分析方法一——支路电流法?
答:以电路中各支路电流为独立变量的解题方法成为支路电流法。其一般步骤为:①假设合支路 电流的参考方向和网孔的巡行方向。②对 n-1 个节点列 KCL 方程,对 b-n+1 个网孔列以电流变 量表示的 KVL 方程。③求解各支路电流,进而求解其他量。
7.平面电路分析方法二——网孔分析法?
答:利用网孔电流的概念以及欧姆定律,列写以网孔电流为变量的网孔方程,称为网孔分析法。 其一般步骤为:①选定一组网孔,并假设各网孔电流的参考方向。②以网孔电流的方向为网孔的 巡行方向,列写各网孔的 KVL 方程。③由网孔方程解出网孔电流,原电路中非公共支路的电流就 等于网孔电流,公共支路的电流等于网孔电流的代数和。
8.平面电路分析方法三——节点分析法?
答:以独立的节点电压为未知量的节点方程,当从方程求得节点电压后,再回到原图利用欧姆定
律求出各支路电流,这种分析方法就是节点分析法。其一般步骤为:①首先将电路中所有电压源
模型转换成电流源模型。②在电路中选择一合适的参考点,以其余独立节点电压为待求量。③列
出所有未知节点电压的节点方程,其中自电导恒为正,互电导恒为负。④联立求解节点电压,进
而求出其余量。
9.理想运算放大器的特性?
答:①输入电阻 Rin=∞。②电压增益 K=∞。③虚短特性 U+=U-。④虚断特性 I+=I-。
10.同相放大电路和反向放大电路、同相求和运算电路和反向求和运算电路、基本积分电路和基本 微分电路?
11.电路定理之一——叠加定理及应用?
答:叠加定理:在由两个或两个以上的独立电源作用的线性电路中,任意支路的电流或任意两点 间的电压,都可以认为是电路中各个独立电源单独作用而其他独立电源为零(其他电压源短路, 电流源开路)时,在该支路中产生的各电流或两点间的各电压的代数和。
应用说明:①叠加定理只适用于线性电路,不适用于非线性电路。②不同电源所产生的电压或电 流,叠加时要注意按参考方向求其代数和。③若运用叠加定理计算功率,必须在求出某支路的总 电压或总电流后进行。
12.电路定理之二——替代定理?
答:任一具有唯一解的网络,若某支路的电压 u 或电流 i 在任一时刻为确定值,则该支路可用方 向与大小与 u 相同的电压源替代或用方向和大小与 i 相同的电流源替代,不会影响外电路的解答。
13.电路定理之三——戴维宁定理?
答:任何线性有源二端网络 N,对其外部而言,都可以等效成一个戴维宁电源,该电源的电压值 等于网络 N 二端子间的开路电压 Uoc,其串联的电阻 Ro(称输出电阻或等效电阻)等于网络 N 内部独立电源为零(电压源短路,电流源开路)时二端子间的等效电阻。其解题的一般步骤为: ①断开所要求解的支路或局部网络,求出二端有源网络的开路电压 Uoc。②令二端网络内独立电 源为零时,求等效电阻 Ro。③将待求支路或网络接入等效后的戴维宁电源进行解答。
14.电路定理之四——诺顿定理?
答:诺顿定理是戴维宁定理的对偶。任何一个线性有源的二端网络 N,对其外部而言,都可以等
效成一个诺顿电源,其电流源的取值等于网络 N 二端子短路时的电流 Isc,而等效内阻 Ro 等于网
络 N 内部独立电源为零(电压源短路,电流源开路)时二端子间的等效电阻。
15.最大功率传输定理?
答:设一负载 Rl 接于电压源上,若该电源的电压和内电阻 Ro 保持恒定,则当 Rl=Ro 时,负载 Rl 可获得最大功率,并且此时电源的有限传输效率为 50%。
16.电容元件的定义及电压与电流的关系和储能情况?
答:定义:一个二端元件如果在任一时刻 t,它的电荷 q 与电压 u 的关系可以唯一地用 u—q 平面 上的一条曲线所表征,则此二端元件称为电容元件,若为过原点的一条直线,则称为线性时不变 电容,简称电容。
电流与电压关系:i=dq/dt 又 q=Cu,则 i=Cdu/dt。对于直流,电容元件相当于开路。同时,u (t)=1/C∫t i(x)dx,因此,某一时刻 t 电容上电压的值与 t 时刻以前电流的全部历史有关, 故常称电容为记忆元件。 储能情况:在 t 时刻电容的储能 W=½Cu²(t)。因此,电容在任一时刻 t 的储能仅取决于 t 时刻 的电压 u(t)。
17.电感元件的定义及电压与电流的关系和储能情况?
答:定义:一个二端元件如果在任一时刻 t,它的电流 i 与磁通 Φ 的关系可以唯一地用 i—Φ 平面 上的一条曲线所表征,则此二端元件称为电感元件,若为过原点的一条直线,则称为线性时不变 电感,简称电感。
电流与电压关系:u=dΦ/dt 又 Φ=Li,则 u=Ldi/dt。对于直流,电感元件相当于短路。同时,i (t)=1/L∫t u(x)dx,因此,某一时刻 t 电感上电流的值与 t 时刻以前电压的全部历史有关, 故常称电感为记忆元件。 储能情况:在 t 时刻电感的储能 W=½Li²(t)。因此,电感在任一时刻 t 的储能仅取决于 t 时刻的 电流 i(t)。
18.电容与电感的并、串联等效?
答:两电容并联等效:两电容 C1 与 C2 并联连接时,其等效电容 C=C1+C2。
两电容串联等效:两电容 C1 与 C2 串联连接时,其等效电容 1/C=1/C1+1/C2。
两电感串联等效:两电感 C1 与 C2 串联连接时,其等效电感 L=L1+L2。
两电感并联等效:两电感 C1 与 C2 并联连接时,其等效电感 1/L=1/L1+1/L2。
19.换路定律?
答:在换路瞬间,电容的电流值有限时,其端电压 Uc 不能跃变,Uc(0+)=Uc(0-),电感上 电压值有限时,其电流 I 不能跃变,I(0+)=I(0-)
20.零输入响应与 RC 和 RL 的放电电路?
答:零输入响应:从观察的起始时刻 to 起,不再加输入信号(零输入),仅由 to 以前的历史输 入或 to 时刻动态电路的储能状态引起的响应,称为零输入响应(或储能响应)。
电容的放电电路就是一个零输入响应:电容端电压 Uc(t)=Uo e∧(-t/RC)(以指数规律下 降),RC 电路放电的快慢取决于时间常数 τ=RC。
电感的放电电路也是一个零输入响应:电感电流 I(t)=Io e∧(-t/τ)(以指数规律下降),RL 放电快慢取决于时间常数 τ=L/R。
21.零状态响应与 RC 和 RL 的充电电路?
答:当电路中初始状态为零时,由外加激励信号产生的响应(电压或电流),称为零状态响应 (或受激响应)。
电容的充电电路就是一个零状态响应:Uc(t)=Uo(1-e∧-t/RC)(以指数规律上升),I(t) =Uo/R e∧-t/RC(以指数规律下降),因此电容元件在电路中的作用由开始的短路逐渐变成一个 开路元件。
电感的充电过程也是一个零状态响应:I=Uo/R (1-e∧-Rt/L)(以指数规律上升),U(t) =Uo e∧-Rt/L(以指数规律下降),因此电感元件在电路中的作用由开始的开路元件逐渐变成一 个短路元件。
22.一阶电路分析法——三要素法?
答:设一阶电路的激励信号为直流或阶跃信号,则其完全响应(电流或电压)的三要素公式:y (t)=y(∞)+[y(0+)-y(∞)]e∧-t/τ,三要素分别为 y(0+)(换路定理求)、y(∞) (作 t→∞时的稳态等效电路)、时间常数 τ(t>0 时电路微分方程求)。
23.二阶 RLC 串联电路的零输入响应?
答:当 R>2√L/C 时,为过阻尼情况,系统将有两个不相等的负实根,系统表现为单调衰减。当 R=2√L/C 时,为临界阻尼情况,系统将有两个相等的负实根,系统表现为单调衰减。R<2√L/C 时,为临界阻尼情况,系统将有两个负实部的共轭复根,系统表现为衰减振荡。
24.正弦交流电的等效电流与等效电压?
答:当一正弦交流电和直流电分别通过两个想等的电阻时,如果在相同的时间 t(t 可以取为交流 电的周期 T)内,两个电阻消耗的电能相等,则称该直流电的数值为正弦交流电的有效值。其 中:I=Im/√2,U=Um/√2(Im 和 Um 分别为正弦交流电的电流和电压的幅值)。
25.相量法的概念以及 KCL 和 KVL 的相量表示?
答:用复数来分析交流电路的方法成为相量法。KCL 相量表示:∑I=0,KVL 的相量表示: ∑U=0。
26.基本元件的相量模型以及阻抗?
答:电阻元件相量模型:U=RI,电流和电压的大小关系和初相关系为:U=RI,θu=θi,表明电压 与电流为同相。阻抗 Z=R。
电感元件的相量模型:U=jwLI,电流和电压的大小关系和初相关系为:U=wLI,θu=θi+90º,表明 电压比电流超前 90º。阻抗 Z=jwL(感抗 Xl=wL)。
电容元件的相量模型:U=1/jwC I,电流和电压的大小关系和初相关系为:U=1/wC I,θu=θi90º,表明电流比电压超前 90º。阻抗 Z=1/jwC(容抗 Xc=1/wc)。
27.交流电路的分析方法——相量法?
答:具体分析方法有网孔分析法,节点分析法,戴维宁等效法,和直流电路基本原理相同,只不 过各元件电阻用阻抗来代替,并电流和电压用相量分析。
28.基本元件在正弦交流电下的平均功率和无功功率?
答:平均功率是指元件经过一个周期 T 的时间所消耗的功率,无功功率是指功率在一个周期 T 内 瞬时功率的最大值。
电阻元件的平均功率 P 和无功功率 Q 相等,P(Q)=UI=RI²=U²/R。
电感元件的平均功率 P=0,表示纯电感元件是不耗电的,其无功功率 Q=UI=I²Xl=U²/Xl。
电容元件的平均功率 P=0,表示纯电容元件是不耗电的,其无功功率 Q=UI=I²Xc=U²/Xc。