电子电工学 第一章知识点

1、1.1 1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 (1) (1) 实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理一、一、 电路的作用电路的作用电路电路(electric circuit)(electric circuit)是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。一定方式组合而成。 第一章第一章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律电源电源: : 提供提供电能的装置电能的装置负载负载: : 取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传

2、递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电电动机电炉炉.输电线输电线二、二、 电路的组成部分电路的组成部分直流电源直流电源直流电源直流电源: : 提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源: : 提供信息提供信息放大器放大器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。和电流称为响应。1. 2 1. 2 电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的

3、电路模型例：手电筒例：手电筒R R+R Ro oE ES S+U UI I电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。一、定义：由一些理想电路元件所组成的电路，就是实际电路的电路模型一、定义：由一些理想电路元件所组成的电路，就是实际电路的电路模型电池电池是电源元件，其参数为电动势是电源元件，其参数为电动势 E E 和内阻和内阻R Ro o；灯泡灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻其参数为电阻R R；筒体筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是

4、无电阻的理想导体。认为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通断。用来控制电路的通断。电阻元件电阻元件 电感元件电感元件 电容元件电容元件 电源元件电源元件二、主要的理想电路元件：二、主要的理想电路元件：1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向一、一、 电压和电流的实际方向电压和电流的实际方向二、二、 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向在分析与计算电路时，任意假定的方向。在分析与计算电路时，任意假定的方向。实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流( (或电压或电压) )值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流( (或电压或电压

5、) )值为值为负值负值。三、三、 实际方向与参考方向的关系实际方向与参考方向的关系U U、I I 参考方向相同时，参考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，R RU U+ +I IR RU U+ +I I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号： 式前的正负号由式前的正负号由U U、I I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定； U U、I I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。 通常取通常取 U U、I I 参考方向相同。参考方向相同。U U = = I RI R U U =IRIR1.4 欧姆定律欧姆

6、定律电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。I/I/A AU/U/V Vo o线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：常数常数即：即： IUR 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。开关闭合开关闭合, ,接通电源与负载接通电源与负载RREI 0负载端电压负载端电压U U = = IRIR 特征特征: :一、有载工作状态一、有载工作状态I IR R0 0R R+

7、 + - -E EU U+ + - -或或 U U = = E E IRIR0 0电源的外特性电源的外特性E EU UI I0 0当当 R R0 0R R 时，则时，则U U E E ，表明当负载变化时，电源，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。的端电压变化不大，即带负载能力强。1.5 电路的工作状态电路的工作状态电源与负载的判别电源与负载的判别U U、I I 参考方向不同，参考方向不同，P P = = UIUI 0 0，电源电源；P P = = UIUI 0 0，负载负载。 U U、I I 参考方向相同，参考方向相同，P P = =UI UI 0 0，负载负载； P =

8、UIP = UI 0 0，电源电源。 1. 1. 根据根据 U U、I I 的实际方向判别的实际方向判别2. 2. 根据根据 U U、I I 的参考方向判别的参考方向判别电源：电源：U U、I I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”+”端流出，端流出，（发出功率）（发出功率）； 负载：负载：U U、I I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“- -”端流出。端流出。 （吸收功率）（吸收功率）。 额定值额定值: : 电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载( (轻载轻载) )： I II IN

9、N ，P PP II IN N ，P PP PN N ( (设备易损坏设备易损坏) )额定工作状态：额定工作状态： I = II = IN N ，P = PP = PN N ( (经济合理安全可靠经济合理安全可靠) ) 1. 1. 额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2. 2. 额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。电气设备的额定值电气设备的额定值 开关开关 断开断开I = I = 0 0电源端电压电源端电压 ( ( 开路电压开路电压 ) )负载功率负载功率U U = U= U0 0 = E = EP P = = 0 0I IR Ro oR R

10、+ + - -E EU U0 0+ + - -二、开路工作状态二、开路工作状态特征特征: :电源外部端子被短接电源外部端子被短接 特征特征: :0SREII 电源端电压电源端电压负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）U U = = 0 0 P PE E = = P = IP = I R R0 0P P = = 0 0IR0R - -EU0 - -三、短路工作状态三、短路工作状态 支路支路(branch)(branch)：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为一条支路流过一个电流，称为支路电流支路电流。

11、结点结点(node)(node)：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路回路(loop)(loop)：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔网孔(mesh)(mesh)：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I I1 1I I2 2I I3 3b ba a+ +- -E E2 2R R2 2+ + - -R R3 3R R1 1E E1 11 12 23 31. 6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律(Kirchhoffs law)一、基本概念一、基本概念1 1定律定律 或或: : 入入= = 出出任何时刻，对任一结点，所有支路电流的代数和恒等于零。任何时刻，对任一结点

12、，所有支路电流的代数和恒等于零。 = 0 = 0 （流入为正，流出为负；或流入为负，流出为正。）（流入为正，流出为负；或流入为负，流出为正。）I I1 1I I2 2I I3 3b ba a+ +- -E E2 2R R2 2+ + - -R R3 3R R1 1E E1 1对结点对结点 a a：或或 I I1 1+ +I I2 2 = = I I3 3I I1 1+ +I I2 2I I3 3= 0= 0电流定律可以推广应用于电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设包围部分电路的任一假设的闭合面。的闭合面。2 2推广推广例例: :A AB BC CI IA AI IB BI IC C二、

13、二、 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)I IA A + + I IB B + + I IC C = 0= 01 1定律定律 U U = 0 = 0 ( (电位降取正电位降取正, ,电位升取负；或电位降取负电位升取负；或电位降取负, ,电位升取正。电位升取正。) )任何时刻，沿任意闭合回路顺时针或逆时针循行一周，回路中各支路电压的代数和恒为零。任何时刻，沿任意闭合回路顺时针或逆时针循行一周，回路中各支路电压的代数和恒为零。对回路对回路1 1：对回路对回路2 2： 或或 E E1 1 = = I I1 1 R R1 1 + +I I3 3 R R3 3或或 I I2 2 R R2

14、 2+ +I I3 3 R R3 3= =E E2 2I I1 1 R R1 1 + +I I3 3 R R3 3 E E1 1 = 0 = 0 I I2 2 R R2 2+ +I I3 3 R R3 3 E E2 2 = 0 = 0 I I1 1I I2 2I I3 3b ba a+ +- -E E2 2R R2 2+ + - -R R3 3R R1 1E E1 11 12 2或：或： U U 降降= = U U 升升三、三、 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律) 电位升电位升 = = 电位降电位降 E E2 2 = =U UBE BE + + I I2 2R R2 2 U

15、U = 0 = 0 I I2 2R R2 2 E E2 2 + + U UBEBE = 0= 02. 2. 推广：开口电压可按回路处理推广：开口电压可按回路处理对回路对回路1 1：1 1E E1 1U UBEBEE E+ +B B+ +R R1 1+ +E E2 2R R2 2I I2 2_例：例：R R6 6a ad db bc cE E+R R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I I6 6I I1 1I I3 3I I电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，记为记为“V VX X” 。 通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。

16、一、一、 电位的概念电位的概念 电位的计算步骤电位的计算步骤: : (1) (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) (2) 标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算； (3) (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。1.7 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算求图示电路中各点的电求图示电路中各点的电位位: :V Va a、

17、V Vb b、V Vc c、V Vd d 。（以（以b b为参考点）为参考点）b ba ac c2020 4A4A6 6 10A10AE E2 290V90V - -E E1 1140V140V5 5 6A6A - -d d说明说明(1)(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；(2) (2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变。电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变。2. 举例举例 求图示电路中各点的电求图示电路中各点的电位位: :Va、Vb、Vc、Vd 。设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0VVb=Uba= 106= - -60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30 V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0VVa = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 1