2016电路与电子技术基础new 第01章 电路分析的基本概念

电路电子学技术绪论 一、目的、任务与研究对象 1、掌握电路电子学的基本理论知识 2、掌握电路电子学的分析方法 3、为后续课程的学习奠定必要的基础。 4、培养实验技能 研究对象： 电路电子学模型和理想元件 1 电路应用举例 1、电力工业（能源、电力、电工制造） 10kV 330kV 10kV 400V 电工理论学科是电力工业主要依靠的技术学科 2 电路应用举例 2、基础工业（运输、铁路、冶金、化工、机械 ） 电工 理论学科是基础工业 必不可少的支持技术 3 电路应用举例 3、高新技术 （生物、光学、半导体、卫星、空间站、核弹、导弹等） 电路是高新技术 必不可少的组成部分 4 二、参考书目： 1、 电路基本理论 狄苏尔 .葛守仁著 人民教育出版社 2、 电路理论基础 裴留庆编 北京师范大学出版社 3、 电子学 5 三、学习方法： 1、预习 2、听讲 3、复习、做作业 6 第一章 电路分析的基本概念 第一节 电路与电路模型 一、电路的分类（按功能） 1、进行能量的传输、分配及转换的电路。 如电力系统 2、信号的处理、传输和储存电路 。如调谐电路、放大电路。 7 实际电路的组成 由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传 输线、电池、发电机和信号发生器等 电气器件和设备连接而成的电路 ，称为实际电路 。 实际 器件和设备举例 : 8 电容器 电 池 晶体 管 电阻器 运算放 大器 线 圈 9 低频信号发生器的内部结构 10 11 二、电路的概念 电源：向电路提供电能或电信号。 负载：在电路中吸收电能或接受电信号。 传输控制器件 电路：为实现某种功能而把电源、负载和传 输控制器件进行适当组合的一个整体。 US RS R S 12 第二节电路的基本物理量 一、电路变量 1. 基本变量： 电压（ u）， 电流（ i）， 电荷（ q）， 磁链（ ） 13 u , i定义电阻元件； q , u定义电容元件； , i 定义电感元件； , q 定义忆阻元件。 u q i 14 2. 复合变量 能量 w（ W ）功率 p（ P大写表直流） 15 二、 电流： 单位： C/S=A(安） 常用单位 ： kA = 103A mA=10-3A uA=10-6A 单位时间内通过导体横截面的电量 大小： 1、电流的表征 方向：正电荷移动的方向。 16 + - US R S i A + - US R1 R2 R3R4 a b c d 电流： bd还是 db 17 2、电流的参考方向 A Bi i0,真实方向与参考方向相同，即：箭 头所示方向； i0,dw0,则 :A(+)、 B(-)。 21 2、电压的参考方向 A B u0,真实方向与参考方向相同，即：图 中所示方向； u 0 吸收功率（负载） 2） p 0 广义负载 吸收， 0， 正电阻 消耗能量 i u + u - i -R 线性 R0 1） i 0 P = -usi 0 吸收功率，负载状态 3） i= 0 P = 0 开路状态 u i 开路 i1 i2 充电 提供能量 62 二、 电流源 1定义及符号 二端电路元件，电流或等于常数或为确定的 时间常数，与负载大小无关。 i 对偶原则！ 63 2、伏安关系 u i 直流 伏安特性 u i 时变 64 3、电流源的特性 u=Ri R大， u变大 R小， u变小 1）、 i = is(t)与 外电路无关（独立源） 2）、电路工作时，流源两端的电压，由外电路决定。 i + - R 外电 路 65 4、工作状态 设 is0 1） u 0 P = -uis 0 吸收功率，负载状态 3） u= 0 P = 0 短路状态 u i 负载状态 电源状态 66 总结： 电压源 VS： 独立源、负载、开路。 电流源 CS： 独立源、负载、短路 。 说明： 2） Cs决不允许开路。 1） Vs决不允许短路 ！ 操作时容易出现情况 。 67 3、实际的电压源、电流源 i+ - RS iS RS 68 思考题： 1、当 R增大时， I2变不变？ R两端的电压会不会变？ 2、当 R增大时， U2变不变？ U1变不变？ + - +- R 10V 2V I2 I1 I3 题 1图 4 10A 2AR 4 + - U1 U2+ - 题 2图 69 第五节 理想元件 重要假设：当构成电路器件以及电路本 身的尺寸远小于电路工作时的电磁波的波长 （两个数量级），实际的元件可以看成理想 元件。 即：具体条件： L （ L:电路尺寸 ： 电磁波波长） 70 电磁现象电磁现象 理想元件理想元件 数学模型数学模型 定义式定义式 电能的消耗电能的消耗 存储磁场能存储磁场能 存储电场能存储电场能 例例 :线圈的几种电路模型 (a) (b) 线圈的电路模型 71 集总 参数电路（电路模型） 条件： 集总 参数电路 ： 由集中参数元件组成的 电路称为 集 总参数电路 1.流入一个元件电流等于流出该 元件的电流（任一时刻） 2.电压函数唯一确定 导致： 2.电磁波辐射忽略不计（似稳场） 1.电场，磁场可以分开，参数相对集中 72 第 6节 受控电源 73 一、为什么要引入受控源？ 74 二、受控源的分类 1 VCCS（ 电压控制电流源） + - + - g转移电导 + - 电压 转移比 + - + - 2 VCVS（ 电压控制电压源） Voltage Controlled Current Source mother Tone！ 75 3 CCCS（ 电流控制电流源 ） + - + - 电流放大倍数 + - 转移电阻 + - + - 4 CCVS（ 电流控制电压源） 76 理想受控源：输入端不耗功率，电流源不考 虑并联 R， 串联 R在电压源中不考虑。 77 小结点 放大电路 + - + - 78 例：计算独立源和受控源各自发出的功率 5V + - + - 三、受控源的特点 79 解： 80 得到： 1受控源是有源元件 2受控源受控制量摆布，与控制量共存。 3受控源与独立源区别 受控源是非独立源 受控源是反映电路耦合关系的电路模型 存亡：控制量消失？ 81 4受控源和 R的区别： 受控源为四端，两条支路关系； R为两端，本支路关系 受控源 耦合的、有源的、能够向外提供能量、电 阻性的 (即 U、 I成代数关系 )四端元件 电阻 R:无源的、二端元件 82 步骤： 1把受控源视为独立源列方程 2化去控制量，求解 四、受控源的计算 83 例 1 Us = 6V，求 U = ？ + - + U - I 2I I 2I Us 84 解：设 I1如图所示， 由 KCL （ 1） 对图示回路列 KVL （ 2） 由（ 1） ,（ 2）得 85 例 2 电路如图所示，求 Ix 3A I + - + -10V 86 解：设 I方向如图 KCL （ 1） 选回路方向如图 KVL （ 2） 由（ 1）（ 2）得 Ix = 1.4A 87 备注：当电路中出现多个控制源作用时， 可采用 “叠加性 ” 此时电路中的 在其他源作用于 单独作用时 但注意受控源由于