答 疑 庫問題1:電位和電壓有什么區別?解答:電場中某一點的電位等于單位正電荷在這一點所具有的電勢能，而電壓等于兩點之間的電位之差。電位的高低與參考點的選擇有關，參考點一旦確定，各點的電位數值就是恒定的，當參考點選擇不同時，同一點的電位也就不同，但是兩點之間的電壓與參考點的選擇無關。問題2:電壓和電動勢有什么區別?為什么參考方向不一致?解答:（1）電動勢等于把單位正電荷從電源的負極經電源內部移到正極電極電源力（非靜電力）所做的功；而兩點間的電壓等于把單位正電荷從一點經過任一路徑移到另一點電場力F所做的功。注意前者是電源力做功，后者是電場力做功。（2）電動勢是用來衡量電源力移動電荷做功本領的物理量，也就是衡量電源把其它形式的能量轉換成電能的本領的量；而電壓是用來衡量電場力移動電荷做功的本領的物理量，也就是衡量電場把電能轉換成其它形式能量的本領的量。（3）電動勢是電源本身的屬性，它取決于電源本身的性質，如結構、材料等。一般來說與電路的負載無關；而電壓與電路的負載有關。（4）電動勢僅存在電源的內部；而電壓不僅存在電源的內部，而且還存在于外電路。（5）電動勢的方向規定在電源內部從低電位（負極）指向高電位（正極）；而電壓U的方向規定從高電壓（正極）指向低電位（負極）。問題3:電能和電功率在概念上有什么區別?解答:電能即電場的能量，它等于一段時間內電場力（或電源力）所做的功，電能反映了電場做功的本領；而電功率等于單位時間內電場力（或電源力）所做的功，它反映了電場做功的快慢。時間一定時，電器件消耗或發出的電能與電功率成正比。電能的單位為千瓦時（KWh），電功率的單位則為千瓦（KW）。問題4:對于同一個電路，根據基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律分別能列寫多少個方程?解答:對于一個含有b條支路、n個節點的電路，它具有n-1個獨立節點，b-(n+1)個獨立回路，因此最多可以列寫n-1個相互獨立的基爾霍夫電流方程，b-(n+1)個獨立的基爾霍夫電壓方程。問題5:獨立電源和受控電源有什么區別?解答:獨立電源和受控電源雖然都是電源，都能對外提供電能，但本質上有很大區別。獨立電源輸出是恒定的，不受外界影響；而受控電源的輸出要受到電路中某一條支路上電流或電壓的控制，當這條支路上電流或電壓發生變化時，受控電源的輸出也相應地發生變化。問題6:支路電流法、回路電流法和節點電壓法這三種方法有什么區別?解答:支路電流法、回路電流法和節點電壓法分別采用支路電流、回路電流和節點電壓作為變量來求解電路，對于一個含有b條支路、n個節點的電路，所需要列寫的方程個數分別為b個、b-(n+1)個和n-1個。問題7:對于一個給定的電路，如何選擇求解方法，怎樣判斷支路電流法、回路電流法和節點電壓法這三種方法中哪種更簡單?解答:對于一個含有b條支路、n個節點的電路，由于回路電流法在引入回路電流作為變量過程中隱含應用了基爾霍爾電流定律，節點電壓法在引入節點電壓作為變量過程中隱含應用了基爾霍夫電壓定律，因此這三種方法所需要列寫的方程個數分別為b個、b-(n+1)個和n-1個。從所需要列寫的方程個數多少的角度看，回路電流法和節點電壓法要比支路電流法簡單，如果電路含有支路數相對較多、而節點數相對較少，則采用節點電壓法要比回路電流法簡單；相反，若電路含有支路數相對較少、而節點數相對較多，則采用回路電壓法要比節點電流法簡單。問題8:采用回路電流法求解電路時怎樣引入回路電流，回路電流的數目如何確定?解答:回路電流的選取原則有兩條:（1）保證每條支路上都有回路電流流過；（2）回路電流數目為(b-n+1)個。此外，若電路中含有單電流源支路，一般將此支路放在一個單獨的回路中，此電流源的輸出電流即為該回路的回路電流，可以減少一個變量。問題9:采用節點電壓法求解電路時，怎樣確定參考節點?解答:采用節點電壓法求解電路時，對于參考節點的選取一般沒有特殊的要求，任意選擇一個節點作為參考節點，對其它節點列寫節點電壓方程，需要指出的是，若電路中含有單電壓源支路，可以將該支路中電壓源負極所在節點作為參考節點，則電壓源正極所在節點電壓即為電壓源輸出電壓，可以減少一個變量。問題10:運算放大器的輸入電流、差動輸入電壓為零，為什么還有輸出電壓和電流?解答:運算放大器的開環增益很大，為了便于分析電路的工作原理，可將運算放大器理想化，即無窮大的開環增益，無窮大的輸入電阻和零輸出電阻，這樣就可以得出它的端口特性:（1）因為輸入電阻無窮大，所以輸入電流為零。（虛斷）（2）因為開環增益無窮大，所以差動輸入電壓為零。（虛短）問題11:在線性電路中應用疊加定理是不是都能使電路分析簡單化?解答:在分析一個包含多個獨立電壓源和電流源的復雜電路時，如果一次考慮一個獨立源的影響，需求解的方程通常數量少而且簡單，即應用疊加定理可以簡化分析。但應該注意到，有時應用疊加定理實際上會使分析復雜化，與其他方法相比，將會產生更多要求解的方程。問題12:如何應用疊加定理計算電路元件的功率?解答:因為功率不是激勵的線性函數，因此不能用每個獨立電源作用時的功率疊加來求得總功率。但可用疊加定理求得總電壓和（或）總電流，然后再求出功率。問題13:線性一端口網絡的開路電壓和等效電阻與未被等效部分有無關系?解答:沒有關系。應用戴維南定理進行的等效就是對未知一端口網絡的等效，與外接電路無關。問題14:線性含源一端口網絡都能應用戴維南定理和諾頓定理等效成簡單電路么?解答:不全是。有些網絡只能等效成戴維南電路，有些只能等效成諾頓電路。問題15:互易定理是否只適用于由一個獨立電源和若干線性二端電阻組成的電路?解答:互易定理反映某些網路所具有的性質，即互易性。這種網絡稱為互易網絡。除二端電阻外，電容、電感、互感和理想變壓器組成的網絡也是互易網絡。如果存在多個獨立電源，對其應用互易定理，可先應用疊加定理，將其等效成各獨立電源分別單獨作用。再應用互易定理。問題16:對非線性直流電路而言，第三章介紹的電路定理哪些適用，哪些不再適用?解答:由于非線性直流電路方程是非線性代數方程，因此第三章基于線性代數方程建立的電路定理，例如齊性定理與疊加定理、等效電源定理及互易定理不能用于非線性直流電路。而特勒根定理仍然成立，因為該定理與元件性質無關。問題17:列寫非線性直流電路方程的一般規則是什么?解答:對只含一個非線性電阻的直流電路，可先將非線性電阻以外的線性電路用等效電源定理進行等效，然后再列寫非線性電路方程。當電路中含有多個非線性電阻時，按下列規則選擇方程的列寫方法:所有非線性電阻都是電壓控制型:宜列寫節點電壓方程；所有非線性電阻都是電流控制型:宜列寫回路電流方程；既存在電壓控制型又存在電流控制型:宜列寫改進節點法方程。問題18:對含有兩個及以上非線性電阻的非線性直流電路，應用分段線性法應如何求解?解答:應分別求出各非線性電阻的分段線性模型，再分別計算多個線性電路，只有所算出的結果，都在各個元件線性化的適用范圍以內時，才是真正的解答。問題19:若元件的電壓與電流特性是直線關系，則該元件即為線性電阻，否則為非線性電阻。這樣定義是否正確?解答:不正確。線性電阻的電壓電流關系滿足歐姆定理，為過原點的一條直線；非線性電阻是指電壓、電流關系不滿足歐姆定律的電阻。當電阻元件的電壓電流變化規律為一條直線，但不過原點，則該元件仍為非線性電阻元件。問題20:應用數值分析法求解非線性直流電路方程，應注意哪些問題?解答:以牛頓-拉夫遜法為例，主要包括初值選取和迭代過程。初值選取很重要。如果函數是單調連續的，矛盾并不突出。如果函數不是單調變化的，存在起伏，就有可能因初值選取不當而迭代失敗。不同的初值可能出現收斂（趨于解答）、振蕩（迭代值循環）和發散（迭代值無休止地進行）等不同情況。振蕩和發散都是迭代失敗。如發生這種情況，應停止迭代，另選初值，重新開始。迭代的原理就是在迭代的每一步用切線近似代替曲線。在迭代過程中迭代收斂的判據就是相繼兩次迭代值之差的絕對值在容許誤差范圍內時才結束。問題21:電容元件和電感元件與我們前面講過的電阻元件有何區別?解答:電阻元件端口的電壓、電流關系方程為代數方程，電容元件和電感元件端口的電壓、電流關系不再是代數方程而是微積分關系，稱為動態元件。它們能夠儲存能量，又稱為儲能元件。電容元件的電壓對電流的歷史具有“記憶”特性，電感元件的電流對電壓歷史具有“記憶”特性，所以又稱為記憶元件。問題22:理想變壓器和互感元件有何區別?解答:理想變壓器和互感元件可以看作是基于同一物理現象即磁耦合現象。互感元件是磁耦合線圈的電路模型，是動態元件。而理想變壓器是對磁耦合過程進行了理想化（線圈電阻為零，介質磁導率為無限大，全耦合，介質無損耗），導致與互感元件存在質的區別，理想變壓器的電壓與電流關系為一組代數方程，因而它不是動態元件。同時理想變壓器既不耗能也不儲能，又稱為非能元件。問題23:當改變互感元件端口電壓、電流的參考方向時，同名端是否相應改變?為什么?解答:不改變。一個實際的互感器，其線圈繞向確定以后，同名端也就確定了。不同于參考方向，同名端不是計算電路時人為規定的。問題24:在計算電容和電感元件串并聯問題時，應注意哪些問題?解答:電感串聯時，等效電感等于各電感之和；電感并聯時，等效電感的倒數等于各電感倒數之和。串聯等效電容的倒數等于各電容的倒數之和；并聯等效電容等于各電容之和。從電路模型上講，電感在串聯或并聯之前可以假設存在一定的磁鏈或電流。這樣，串聯或并聯聯接后，除須計算等效電感外，還須計算等效電感的初始磁鏈或初始電流。同樣，如果在并聯或串聯前電容上存在電荷，則除了須計算等效電容外還須計算等效電容的初始電壓。問題25:對于互感元件兩個端口并聯情況，可以采用消去互感法，等效電感的磁鏈和能量與消去前有何異同?解答：對并聯情況，消去互感前后總磁場能量保持不變，但總磁鏈則有可能發生改變。如下圖(a)至(c)所示。各電路磁鏈分別為可見，磁鏈并不相等。這是因為對于磁鏈守恒，應該在回路內比較磁鏈，非同一回路電感的磁鏈相加無意義。即:對（a）電路對（b）電路對（c）電路問題26:為什么正弦量可以用相量來表示?解答:若激勵是正弦量，則電路的響應也是同頻率的正弦量，正弦量的各階微分和積分仍然是同頻率的正弦量。所以，我們只需關心電路響應的有效值和初相位，可以不理睬正弦量的角頻率。所以只要確定結果的初相位和有效值(或最大值)就行了。一個復數的極坐標形式包含了模和輻角，所以可以用相量來表示正弦量。問題27:如何判斷同時含有電阻、電感和電容元件的正弦電流電路電壓和電流的相位關系?解答:根據RLC元件的特性，電阻元件上電壓電流同相位，電感元件上電壓超前電流90度，電容元件上電壓滯后電流90度。那么當不同元件組合形成串聯、并聯或更復雜的聯結關系時，可依據元件串聯關系時電流相同、并聯關系時電壓相同的特點分別以電流或電壓為對應的參考量對串聯關系元件上的電壓相量進行相加，對并聯關系元件上的電流相量進行相加，當不需要精確的相位關系時可用來簡單的判斷電壓、電流相位的超前與滯后關系。問題28:有幾種方式可以較為直觀的確定功率因數解答:可以通過功率因數角（功率三角形）、阻抗角（阻抗三角形）及電壓超前于電流的相位角三種方法求余弦值確定，即問題29:在含有耦合電感的電路中，列寫回路電流法方程時，應注意哪些問題?解答:首先在選取回路時每個回路盡量只包含一個互感線圈，并且在列寫方程時應把互感線圈當成獨立電壓源來處理，即把互感元件每個線圈上的電壓作為變量列入到回路電流方程中，然后補充耦合電感元件的方程。問題30:一個不含源的一端口正弦電流電路所消耗平均功率是否就是該電路中所含電阻所消耗的平均功率解答:是。由于理想的電感元件和電容元件只進行能量交換而無能量消耗，所以一個不含源的一端口正弦電流電路所消耗平均功率就是電阻元件所消耗的平均功率，這也為平均功率的求取提供了一種思路。問題31:正弦電流電路中的功率守恒嗎?解答:平均功率守恒；無功功率守恒；復功率守恒；視在功率不守恒。問題32:無功補償可以用串聯電容的方式嗎?解答:從原理上講串聯電容的方式也可以進行無功補償，但此種方式增加線損，降低了電源的利用率；增大了負載電壓；另外負載的損耗增加了，所以不建議采用此種方式。問題33:理想的耦合電感元件消耗平均功率嗎?解答:對于耦合電感的每個線圈而言是消耗平均功率的，但若對整個耦合電感元件來講線圈所消耗的平均功率與所發出的平均功率正好相抵，所以總的來說耦合電感不消耗平均功率。問題34:為什么實際應用中三相電源星形接法多于三角形接法，負載的三角形接法較星形接法有什么優點?解答:電源若采用三角形接法一旦三相電源不是非常對稱或是將某個電源接反了，則會在三角形接法的回路中形成較大的電流造成電源的損壞。負載采用三角形接法時會從電源獲得較大的功率。問題35:對稱三相電路為何可以用三相化單相的思路分析?不對稱三相電路用什么方法分析較為方便?解答:對稱三相電路無論有無中性線，電源和負載的中性點之間的電壓都為零，相當于短路，三相的每個單相都可獨立來分析，所以對稱三相電路可用三相化單相的思路分析。不對稱三相電路往往要根據具體情況來確定分析方法，通常來講節點電壓法比較有效。問題36:對稱三相電路的瞬時功率為常量，是否說明此類電路中不存在能量交換呢?解答:對稱三相電路的瞬時功率雖為常量，但能量交換一直都存在，只是任意時刻發出的無功功率與消耗的無功功率正好相等，所以才導致對稱三相電路的瞬時功率為常量。問題37:三相電路中如何考慮瓦特表的讀數問題?解答:無論是在什么電路中瓦特表的結構是不變的，變的只是瓦特表在電路中的接法，三相電路中瓦特表的讀數同樣由電流線圈上的電流和電壓線圈兩端的電壓來獲得，利用平均功率的求取公式即可求出瓦特表的讀數。問題38:各次諧波相量為什么不能直接相加?解答:表示各次諧波的相量是代表不同頻率的正弦量，它們對應不同相量方程的解答，所以不能將這種相量直接相加，而應將相量變換為瞬時值表達式形式，然后再用瞬時值表達式相加。問題39:怎么判斷電路是非正弦周期的?解答:從電源上看如果電源本身是非正弦周期的或是由不同角頻率的多個獨立源供電則電路是非正弦周期電流電路；另外，如果電路中有非線性元件也可形成非正弦周期電流電路，如整流電路等。問題40:非正弦周期電流電路如何求解?解答:已知非正弦周期性激勵和電路參數，可按如下三個步驟計算電路的非正弦周期響應(1) 把給定的非正弦周期性激勵分解為恒定分量和各諧波分量。(2) 分別計算電路在上述恒定分量和各諧波分量單獨作用下的響應。求恒定分量響應要用計算直流電路的方法；求各次諧波分量的響應，則要應用計算正弦電流電路的方法。(3) 根據疊加定理，把恒定分量和各諧波分量的響應進行疊加。在第(2)步中通常用相量法計算各諧波分量的響應，疊加時應將相量變換為瞬時表達式，用瞬時表達相加，得到響應的時間函數。問題41:非正弦周期電流電路的求解應注意什么?應注意兩點：1、因為電感、電容對不同頻率的諧波呈現不同的電抗，所以必須分別計算各次諧波的響應。電感L對基波(角頻率為)的電抗為，對k次諧波的電抗則為，電容C對基波的電抗為，對k次諧波的電抗為，；2、疊加時應將相量變換為瞬時表達式，用瞬時表達相加，不可以直接用相量疊加。問題42:網絡函數與什么有關，怎么確定?解答:基本的可用定義求解網絡函數：響應相量與激勵相量之比稱為網絡函數，即。網絡函數與外加激勵的相量無關，僅由網絡的結構和參數決定。問題43:為什么要研究網絡函數的頻率特性?解答:研究網絡函數的頻率特性就是要找到網絡函數隨頻率變化的變化情況，即研究當頻率不同時同樣的網絡會對響應產生何影響。問題44:研究網絡函數的頻率特性有何實際應用?解答:利用網絡函數的頻率特性可以做成信號的濾波電路，對有用的信號讓其通過，對不需要的雜波和干擾讓其截止。問題45:什么是諧振?解答:含有和的無獨立電源的一端口網絡，當端口電壓與電流同相位時，稱為諧振。問題46:怎么產生諧振，方法哪些?解答:一端口網絡發生諧振的條件是端口輸入阻抗或導納的虛部為零，呈電阻性，由此可以通過改變電源頻率或改變電路參數來實現電路諧振。問題47:是不是所有電路在換路后都要進入暫態過程?解答:不是。電阻電路換路后將直接進入下一個穩態不經歷暫態。