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介绍电路的入门知识和电路的 基本定律和定理，讨论电路几 种主要的分析方法。 电路理论 数字电子电路 （第一章 ） 课程内容 介绍数字电子电路的基本理论 、基本知识和基本分析方法。 （第二章至第七章） 1 第一章 电路分析的基础知识 1.1电路的组成及电路分析的概念 电路是由各种电路器件相互联接而构成的 电路的作用 信号的处理 电能的产生、传输、转换 电路分析的目标是计算电路中各器件 上的电压和电流。 2 1.2.1 电流的大小及参考方向 电流(强度)：单位时间内通过导体截面的电荷量。 大写 I 表示恒定的电流（直流电流） 小写 i 表示电流的一般符号 电流的方向用一个箭头表示。 电荷的定向移动形成电流，电流的大小用电流 强度表示（电流强度简称电流） 3 正电荷在电场力作用下是从电势高处 向电势低处移动，所以 导体中电流的 方向是从电势高的一端流向电势低的 一端。 任意假设的电流方向称为 电流的参考方向。 4 （）电流方向 （）电流方向 （）电流方向 ab ba 不能确定 5 1.2.2 电压的大小及参考极性 在电路中，从A点到B点两点间的电压定义为单位 正电荷由A点移至B点电场力所做的功。 大写 U 表示恒定电压（直流电压） 小写 u 表示电压的一般符号 A点至B点电场力做正功，则A点至B点电势降低，电压极性标为 A点至B点电场力做负功，则A点至B点电势升高，电压极性标为 电压的方向总是从高电势端指向低电势端，即电压的方向指示的 是电势降落的方向，所以电压也叫做电压降。 6 电路中对A、B两点任意假设的电压极性称为 电压的参考极性。 真实极性与参考极性一致 真实极性与参考极性相反 真实极性与参考极性相反 7 (a) (b ) 8 电压符号下标的书写次序隐含了该电压的参考方向 c b 教材p5 _ + a 电路中任意三点之间 9 关联参考方向 (a),（c) 关联; (b),(d) 非关联 在电路分析中,常采用关联参考方向的标注方法 所谓关联参考方向,是对某一元件而言,电压的参考极性与 电流的参考方向相一致。 10 1.2.3 功率 功率定义为单位时间内电路元件吸收或产生的 能量 关联参考方向下元件吸收的功率 p = u i 非关联参考方向下元件吸收的功率 p = - u i 教材p7：国际单位制中u、i、p的单位以及 辅助单位。 P36习题6，7 11 功率的概念及计算 12 1.3 电路的基本元件 常见的电路元件：电阻元件、电容元件、电 感元件、电压源、电流源。 电路元件在电路中的作用或者说它的性质是 由其端钮上电压与电流的关系即伏安关系（ VAR）来决定的。 教材p8 13 1.3.1电阻元件 伏安关系 其电压与电流的比值是 一个常数，称为该电阻 元件的电阻，用符号 R 表示。 电阻的单位是欧姆()。 i u 14 1.3.1电阻元件 伏安关系 电阻元件另一个参数是电导，电导定义为电阻的倒数，用 符号G表示 电导的单位是西门子（S） 15 1.3.2 电容元件 电容元件所带的电荷量与其两端的电压的比值称为电 容元件的电容。电容的符号是。电容的单位是法拉 （） 16 从公式看出，只有电容上的电压变化时，电容 两端才有电流。 在直流电路中，电容上即使有电压，但. 即在直流电路中电容相当于开路， 电容具有 隔直作用（隔断直流）。 17 t t u i 电容上的电压不会跳变。 18 1.3.3 电感元件 当电流发生变化时，线圈本身就产生自感电动势 称为电感元件的电感，电感的单位是亨利（） 从公式看出，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。 在直流电路中，电感上即使有电流通过，但0。 即在直流电路中电容相当于短路。 19 1.3.4 电压源 电压源是理想电路元件。 它的端钮电压总是保持某个恒 定值，而与通过它的电流无关 。 电压源元件端钮的伏安关系可 写为 I 为任意值 （1）电压源吸收的功率 （2）特例US0，、两点间相当于短路。 20 1.3.5 电流源 电流源是理想电路元件。 它的端钮上的电流总是保持某 个恒定值，而与通过它两端的 电压无关。 电流源元件端钮的伏安关系可 写为 U 为任意值 （1）电流源吸收的功率 （2）特例IS0，、两点间相当于开路。 21 一个实际的电压源是由理想电压源与一个内阻RS串联组 成的；一个实际的电流源是由理想电流源与一个内阻RS 并联组成的。 22 组合称为一条支路 或者把流过同一个电流的几个串联元件的 每一个二端元件称为一条支路 23 称为节点. 或者把三个及三个以上支路的联接点 支路与支路的联接点称为节点. 24 由支路构 成的闭合 路径称为 回路. (4，2，5) (5，3，6) (1，2，3) (4，2，3， 6) 1 2 3 4 5 6 25 基尔霍夫电流定律 1.4 基尔霍夫定律 KCL：对于电路中的任何一个节点，在任何时刻，流 入（或流出）该节点的电流的代数和为零，即 Kirchhoff Current law 简称KCL 基尔霍夫电压定律 Kirchhoff Voltage law 简称KVL 26 列写节点KCL方程 首先要选定以电流流入节 点为正，还是以电流流出 节点为正，如取流入节点 的电流为正，根据各支路电流的参考方向，列写点 的KCL方程如下 流入节点的电流总和流出节点的电流总和 方法一 方法二 =？ 27 应用KCL解题涉及了两套正负符号： 1列写KCL方程时由各支路电流的参考方向决定的正 、负号； 2代入数值时各支路电流本身的正、负值。 28 I I KCL：5I0 I5A KCL: I3(4)1A 29 1.4 基尔霍夫定律 KVL：对于电路中的任何一个回路，在任何时刻，沿 着该回路的所有支路的电压降的代数和为零，即 基尔霍夫电流定律 Kirchhoff Current law 简称KCL Kirchhoff Voltage law 简称KVL 基尔霍夫电压定律 30 首先要选定回路的绕行方向是顺时针还是逆时针，如选 为顺时针，则根据回路中各个元件电压的参考方向，列 写KVL方程 31 应用KVL解题涉及了两套正负符号： 1列写KVL方程时根据各支路电压的参考方向与回 路的绕行方向是否一致而决定的正、负号； 2代入数值时各支路电压本身的正、负值。 32 如何直接求回路中某元件未知电压 如何直接列写：u x=;u y=. 某支路未知电压等于从其假定的“”极性端沿任一路径 到其“”极性端，其路径上各元件的电压降的代数和。 1 2 34 5 p22 33 电路中的某个部分只有两个端钮与电路中的其 他部分连接，这部分电路称为二端网络。如果 一个二端网络与另一个二端网络端钮的伏安关 系相同，则称这两个二端网络互相等效。 1.5.1二端网络的等效 34 5.1 等效变换 35 理想电压源与任何一个电路元件并联时等效为 理想电压源本身。 36 理想电流源与任何一个电路元件串联时等效为 理想电流源本身。 37 38 39 p22 40 p22 R=R1R2= 41 p23 42 P23公式（1） 43 等效电路的应用 求 I 、IR、 Ia 注意：等效变换方法只能用来求解外电路， 不能用来求解等效电路本身。 44 u求图示电路中的电流 I3。 45 _ _ 46 电位的概念（ p4 ） 可以选择电路中任意一个节点（例 如O点）作为参考节点，电路中从 其他各个节点到参考节点的电压称 为相应节点的电位。 参考点的电位规定为零。 电压与电位的关系： 47 5.3 戴维南定理 戴维南定理：任何一个由电压源、电流源、电 阻组成的二端网络，总可以用一个电压源和一 个电阻的串联电路来等效。其电压源的电压等 于该二端网络的开路电压UOC ，其串联电阻的电 阻值等于从二端网络的端钮看进去，该网络中 所有电压源及电流源为零值时的等效电阻。 48 49 _ _ _ _ 50 P28 51 5.4叠加定理 叠加定理： 电路中任何一个支路的电压或电流都可以看成 是电路中各个电源单独作用时，在这个支路所 产生的电压或电流的和。 某个电源单独作用时，其他电源都不作用。 所谓电源不作用是指其电压或电流值为零。 52 53 6.简单RC电路的 过渡过程 过渡过程：电路从一