电路理论基础——答疑库

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1、■答疑库问题1:电位和电压有什么区别？解答：电场中某一点的电位等于单位正电荷在这一点所具有的电势能，而电压等于两点Z间的电位Z差。电位的高低■参考点的选择有关，参考点一旦确定，各点的电位数值就是恒定的，当参考点选择不同时，同一点的电位也就不同，但是两点之间的电压与参考点的选择无关。问题2:电压和电动势有什么区别？为什么参考方向不一致？解答：（1）电动势等于把单位正电荷从电源的负极经电源内部移到止极电极电源力（非静电力）所做的功；血两点间的电压等于把单位正电荷从一点经过任一路径移到另一点电场力F所做的功。注意前者是电源力做功，后者是电场力做功。（

2、2）电动势是用來衡量电源力移动电荷做功本领的物理量，也就是衡量电源把其它形式的能量转换成电能的本领的量；而电压是用来衡量电场力移动电荷做功的本领的物理量，也就是衡量电场把电能转换成其它形式能量的本领的量。（3）电动势是电源木身的属性，它取决于电源木身的性质，如结构、材料等。一般来说与电路的负载无关；而电压与电路的负载有关。（4）电动势仅存在电源的内部；而电压不仅存在电源的内部，而且还存在于外电路。（5）电动势的方向规定在电源内部从低电位（负极）指向高电位（止极）；而电压U的方向规定从高电压（正极）指向低电位（负极）。问题3:电能和电功率在概念上

3、有什么区别？解答：电能即电场的能量，它等于一段时间内电场力（或电源力）所做的功，电能反映了电场做功的本领；I何电功率等于单位时间内电场力（或电源力）所做的功，它反映了电场做功的快慢。时间一定时，电器件消耗或发出的电能与电功率成正比。电能的单位为千瓦时（KW・h）,电功率的单位则为千瓦（KW）o问题4:对于同一个电路，根据基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律分别能列写多少个方程？解答:对于一个含有b条支路、n个节点的电路，它具有n-1个独立节点，b-(n+l)个独立回路，因此最多可以列写n・l个相互独立的基尔霍夫电流方程，b・(n+l)个独立的基尔

4、霍夫电压方程。问题5:独立电源和受控电源有什么区别？解答:独立电源和受控电源虽然都是电源，都能对外提供电能，但本质上有很大区别。独立电源输出是恒定的，不受外界影响；而受控电源的输岀要受到电路屮某一条支路上电流或电压的控制，当这条支路上电流或电压发生变化时，受控电源的输出也相应地发生变化。问题6:支路电流法、回路电流法和节点电压法这三种方法有什么区别？解答:支路电流法、回路电流法和节点电压法分别采用支路电流、回路电流和节点电压作为变量来求解电路，对丁——个含有b条支路、n个节点的电路，所需要列写的方程个数分别为b个、b-(n+l)个和n・l个。问

5、题7:对于一个给定的电路，如何选择求解方法，怎样判断支路电流法、回路电流法和节点电压法这三种方法中哪种更简单？解答:对于一个含有b条支路、n个节点的电路，由于回路电流法在引入回路电流作为变量过程中隐含应用了基尔霍尔电流定律，节点电压法在引入节点电压作为变量过程屮隐含应用了基尔霍夫电压定律，因此这三种方法所需要列写的方程个数分别为b个、b・(n+l)个和n・l个。从所需要列写的方程个数多少的角度看，回路电流法和节点电压法耍比支路电流法简单，如果电路含有支路数相对较多、而节点数相对较少，则采用节点电压法耍比回路电流法简单；相反，若电路含有支路数相对

6、较少、而节点数相对较多，则采用回路电压法要比节点电流法简单。问题8:采用回路电流法求解电路时怎样引入回路电流，回路电流的数目如何确定？解答：回路电流的选取原则有两条：(1)保证每条支路上都有回路电流流过；(2)回路电流数目为(b-n+1)个。此外，若电路中含有单电流源支路，一般将此支路放在一个单独的冋路中，此电流源的输出电流即为该回路的回路电流，可以减少一个变量。问题9:采用节点电压法求解电路时，怎样确定参考节点？解答:采用节点电压法求解电路时，对于参考节点的选取一般没有特殊的要求，任意选择一个节点作为参考节点，对其它节点列写节点电压方程,需要

7、指出的是，若电路中含有单电压源支路，可以将该支路屮电压源负极所在节点作为参考节点，则电压源正极所在节点电压即为电压源输出电压，可以减少一个变量。问题10:运算放大器的输入电流、差动输入电压为零，为什么还有输出电压和电流？解答:运算放大器的开环增益很大，为了便于分析电路的工作原理，可将运算放大器理想化，即无穷人的开环增益，无穷大的输入电阻和零输出电阻，这样就可以得出它的端口特性：（1）因为输入电阻无穷大，所以输入电流为零。（虚断）（2）因为开环增益无穷大，所以差动输入电压为零。（虚短）问题11:在线性电路中应用叠加定理是不是都能使电路分析简单化？

8、解答:在分析一个包含多个独立电压源和电流源的复杂电路时，如果一次考虑一个独立源的影响，需求解的方程通常数量少I何且简单，即应用叠加定理可以简化分析。但