如图1-52所示,任何一个有源二端线性网络都可以用一个电流为IS 的理想电流源和内阻R0 并联的电源来等效代替。等效电源的电流IS 就是有源二端网络的短路电流ISC,即将a、b两端短接后其中的电流,等效电源的内阻R0 等于有源二端网络中所有电源均除去(理想电压源短路,理想电流源开路)后所得到的无源网络a、b两端之间的等效电阻。这就是诺顿定理。
图1-52 诺顿定理电路图
由图1-52b的等效电路可计算电流为
因此,一个有源二端网络既可用戴维南定理化为图1-45所示的等效电压源,也可用诺顿定理化为如图1-52b所示的等效电流源。两者对外电路来讲是等效的,关系是
[思考题]
1.试用戴维南定理求解例1-14。
2.欲求有源二端网络的戴维南等效电路,现有直流电压表、直流电流表各一块,电阻一个,如何用实验的方法求得?
3.有一电源,两端短路时测出短路电流为10A,空载时测出端电压为24V,试画出其两种电源模型图,并求出相应参数。
习 题
1-1 电路如图1-53所示,试计算a点和b点之间的电压。
图1-53 题1-1图
1-2 电路如图1-54所示,已知Uab=9V,Uac=6V。(1)若取a点为参考点,则b点和c点的电位是多少? (2)若取b点为参考点,则a点和c点的电位是多少? (3)若取c点为参考点,则a点和b点的电位是多少?
图1-54 题1-2图
1-3 如图1-55所示是一个常用的电阻分压器电路。已知直流电源电压U=18V,滑动触头c的位置使R1=600Ω,R2=400Ω,试求输出电压U2。若用内阻为1200Ω 的电压表去测量此电压,试求电压表的读数。
图1-55 题1-3图
1-4 如图1-56所示电路中,试分析图a中电流源的电压U 和图b中电压源的电流I。
图1-56 题1-4图
1-5 一个实际电源的电路和外特性曲线分别如图1-57a、b所示,试求采用电压源模型来表示该电源时,US、R0 和RL 各为多少,画出相应的电路模型。
图1-57 题1-5图
1-6 求如图1-58所示电路中a点电位。
图1-58 题1-6图
1-7 试求如图1-59所示电路中a点和b点的电位。如将a、b两点直接连接或接一电阻,对电路工作有何影响?
图1-59 题1-7图
1-8 如图1-60所示电路中,已知I1=0.01μA,I2=0.3μA,I5=9.61μA,求电流I3、I4 和I6。
图1-60 题1-8图
1-9 如图1-61所示电路中,已知I1=0.3 A,I2=0.5 A,I3=1 A,求电流I4。
图1-61 题1-9图
1-10 将如图1-62所示各电路变换成电压源等效电路。
图1-62 题1-10图
续图1-62
1-11 将如图1-63所示各电路变换成电流源等效电路。
图1-63 题1-11图
1-12 电路如图1-64所示,用电源等效变换法求U。
图1-64 题1-12图
1-13 电路如图1-65所示,用电源等效变换法求U。
图1-65 题1-13图
1-14 在图1-66的两个电路中,要在12V 直流电源上使6V、50mA 的电珠正常发光,应该采用哪一个连接电阻?
图1-66 题1-14图
1-15 图1-67是电源有载工作的电路。电源的电动势US=220 V,内阻R0=0.2Ω;负载电阻R1=10Ω,R2=6.67Ω;线路电阻Rl=0.1Ω。试求负载电阻R2 并联前后:(1)电路中电流I;(2)电源端电压U1 和负载端电压U2。当负载增大时,总的负载电阻、线路中电流、电源端的电压是如何变化的?
图1-67 题1-15图
1-16 一只110V、8 W 的指示灯,现在要接在380V 的电源上,问要串联多大阻值的电阻? 该电阻应选用多大瓦数的?
1-17 有50个彩色的白炽灯接在24V 的电源上,每个白炽灯为60W,求每个白炽灯的电流及总电流,另外消耗的总功率是多少?
1-18 电路如图1-68所示,已知US1=15V,US2=5V,IS=1A,R=5Ω,求各元件的功率值,并说明各元件是吸收功率还是发出功率。
图1-68 题1-18图
1-19 在图1-69中,H1 和H2 的额定功率分别为60 W、100 W,额定电压为220V。请问:
图1-69 题1-19图
(1)电源电压US 应为多少?
(2)开关S闭合前、后,电源供出的电流及各灯通过的电流为多少? S闭合时,I1 是否被分去一些?
(3)60 W 和100 W 的灯哪个电阻大?
(4)不慎将100 W 的灯两端短接,当S闭合时,后果如何? 100 W 的灯丝是否会烧断?
(5)设电源的额定功率为125 W,当只接一个220V、60 W 的电灯时该灯会不会被烧坏?(www.daowen.com)
*1-20 电路如图1-70所示,Uab=2V,试求R。
图1-70 题1-20图
1-21 用支路电流法求如图1-71所示电路中a点的电位。
图1-71 题1-21图
1-22 电路如图1-72所示,已知US1=30V,US2=24V,US3=4V,IS=1A,R1=6Ω,R2=R3=12Ω,用支路电流法求各支路电流。
图1-72 题1-22图
1-23 列出图1-73a、b 所示各电路在用支路电流法求解时所需要的独立方程。
图1-73 题1-23图
1-24 电路如图1-74所示,试用节点电压法求:(1)节点电位Va、Vb;(2)电压Uab;(3)各元件的功率,并说明功率平衡关系。
图1-74 题1-24图
1-25 电路如图1-75所示,试用节点电压法求:(1)节点电位Va、Vb;(2)电流I。
图1-75 题1-25图
1-26 电路如图1-76所示,试用节点电压法求:(1)节点电位Va、Vb;(2)电压Uab;(3)电流I。
图1-76 题1-26图
1-27 电路如图1-77所示,试用节点电压法求:(1)节点电位Va、Vb;(2)1V电压源的功率,并说明是发出还是取用的。
图1-77 题1-27图
1-28 用叠加原理求如图1-78所示电路中的U。
图1-78 题1-28图
1-29 在图1-79所示电路中,当US=20V 时,Uab=10V,利用叠加原理求US=0时的Uab。
图1-79 题1-29图
1-30 用叠加原理求如图1-80所示电路中的电压U,并求电流源的功率。
图1-80 题1-30图
1-31 如图1-81所示电路,(1)当开关S合在a点时,求电流I1、I2 和I3;(2)将开关S合在b点时,利用(1)的结果,用叠加原理计算电流I1、I2 和I3。
图1-81 题1-31图
1-32 应用叠加原理计算如图1-82所示电路中各支路的电流和各元件(电源和电阻)两端的电压,并说明功率平衡关系。
图1-82 题1-32图
1-33 电路如图1-83所示,试求Uab。
图1-83 题1-33图
1-34 用戴维南定理求如图1-84所示电路中的电流I。
图1-84 题1-34图
1-35 利用戴维南定理求如图1-85所示电路中的电流I。已知US=10V,IS=2A,R1=R2=R3=10Ω。
图1-85 题1-35图
1-36 利用戴维南定理求如图1-86a、b电路所示二端网络的等效电路。
图1-86 题1-36图
1-37 电路如图1-87所示,利用戴维南定理求40Ω 电阻中的电流I。
图1-87 题1-37图
1-38 在如图1-88所示电路中,N 为有源二端网络,当开关S断开时,电流表读数为I=1.8A,当开关S闭合时,电流表读数为1A。试求有源二端网络的等值电压源参数。
图1-88 题1-38图
1-39 在图1-89中,已知US1=15V,US2=13V,US3=4V,R1=R2=1Ω,R3=R4=1Ω,R5=10Ω。(1)当开关S断开时,试求电阻R5 上的电压U5 和电流I5;(2)当开关S闭合后,试用戴维南定理计算I5。
图1-89 题1-39图
*1-40 计算图1-90所示电路的诺顿等效电路。
图1-90 题1-40图
*1-41 电路如图1-91所示,试利用诺顿定理求:(1)电压U;(2)1A 电流源的功率P1A。
图1-91 题1-41图
1-42 试求图1-92所示电路中的电流I。
图1-92 题1-42图
1-43 电路如图1-93所示,试用本章所学多种方法求电路中的电流I3。
图1-93 题1-43图
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