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文档简介
1、,电路分析基础,主讲人:卢小光E-mail:办公地点:北12-107办公电话:2409451,lyhan线电路分析的基础(第4版),教材和教学参考书,参考经典教材: qiuguan源编辑电路Li hansun是简明电路分析的基础,电路分析的基础(教材),相关学习指导,教室:学习状态和出席情况,总成绩的85%,课程位置和功能专业基础课程特性内容,基本概念,练习多课程学习方法课程开发,电路分析基础,电路分析基础,非专业课程,专业基础课程,专业课程,信号和信息处理,通信和信息系统,电路分析基础,经典电路理论形成于20世纪初至60s。30s初期制作的经典时域分析根据电力、通信、三大系统控制要求发展为频
2、域分析和电路合成。从20世纪60年代到70年代,现代电路理论发展到现在。电子革命和计算机革命突飞猛进,其特点是将频域与时间域结合起来,生成拓扑、状态、逻辑、开关电容、数字滤波器、主动网络合成、故障诊断等新领域。作为第一个电气技术基础课程,为学习电气专业的专业基础课程奠定基础。也是电气电子工程师的必备知识。学习这门课程还将有助于其他能力的培养,如严格的科学风格、抽象思维能力、实验研究能力、总结归纳能力等。电路分析标准,电路的基本概念电路的基本定理或定律电路的基本分析方法,研究内容,电路分析标准,聚合参数电路是电路变量基尔霍夫定律多个电路元素(电压-电流关系VCR)分压公式,分流公式两种类型的约束
3、分支分析,Ch.1电路元件和电路定律,主要内容,电压,电流的基准方向,基尔霍夫定律,主要内容,Ch.1电路元件和电路定律,电路元件性质,分压电路,分流电路,电路和电路模型,提供能源:电网、电池、传输和处理信号:音频、视频、放大、测量电路:电流表、电压表、电压表、电阻表、存储信息:EPROM、RAM、电路的作用和配置、测量电路、电路和电路模型、聚合假设、电阻器、电容器、线圈、电池、运算放大器、晶体管、电路和电路模型、聚合假设、电路:由电气设备组成的完整、提供电流流通路径的电路配置:主要由电源、中间链路、负载组成;电源:能源或信号(电池、发电机、信号发生器)负载(source)这称为电路模型。电路
4、模型由理想的电路元件组成。电气图、电路(电路模型)、电路和电路模型、集总假设、集总参数分量和集总参数电路(Lumped)、集总参数分量:只反映一种基本电磁现象,可以用数学方法准确定义。集总参数电路:由集总参数元件组成的电路。总假设设定(理想化):不考虑电场和磁场的相互作用,不考虑电磁波的传播现象。设置总假定条件:实际电路的大小应远远小于电路工作频率中电磁波的波长。(如果不满足,则分布参数电路、微波组件、微波电路)。,电路和电路模型、集总假设、波长和频率关系、电力电、低频电路、高频电路、VHF和更高频率电路、通过电路和电路模型、集总假设、电路分析和电路合成、对电路模型的分析计算,预测实际电路的特
5、性,改进实际电路的电气特性,设计新电路。电路模型抽象了实际电路,大致反映了实际电路的电气特性。SI单位:an (Pei) A(安培),电流(current),电流定义:可以表示为描述回路变量电流、电压、功率和回路变量回路电气性能的时间函数的变量。一般:电流、电压、电力;一些名词:恒定电流、直流(DC)、时变电流、交流电流、交流(AC);方向:正电荷的移动方向,电流的基准方向,参考方向:随机选取的方向作为电流的基准方向。I基准方向,示例,I1=1A,I1=-1A,回路变量电流,电压,功率,I,a,b,电压,电路变量电流,电压,功率,SI单位:伏特(t) V(Volt),电压定义:多个名词:恒电压
6、,直流电压,时变电压,交流电压,是,U1=10V,电压的基准方向或基准极性,回路变量电流,电压,功率,摘要,在电路分析之前,必须选择电压和电流的基准方向。选取参照方向后,必须在图中指定相应的位置尺寸(包括方向和符号),在计算过程中不能随意更改。关联参照方向和非关联参照方向。关联参照方向、非关联参照方向、参照方向也称为正向假设,后续讨论将沿参照方向进行,而不考虑实际方向。电路变量电流、电压、功率、电源(power)、单位:w (t) w、电路变量电流、电压、电源、吸收(消耗或存储)电源、供给(产生)电源、能量、单位:焦点(耳,功率计算,1.u,I连接参考方向,p=ui,p0为5W电源,2.u,I
7、为非关联参考方向,p=-ui,P0吸收5W电源负载。范例U=5V、I=-1A、P=UI=5(-1)=-5W、范例U=5V、I=-1A、P=-UI=-5(),3a,-5a,2v,4v,(a) (b) (c),PC=(4v) (-5a)=-20w,-2v,-2V、电路变量电流、电压、功率、查找电路变量电流、电压、功率、是、图标电路的每个框表示的组件消耗或产生的功率。已知项目:u1=1v、U2=-3v、u3=8v、U4=-4v、u5=7v、U6=-3vi1=2a、I2=1a、i3,KirchhoffsLaws,整个电路的基本定律:kirchhoff定律是适用于所有聚合参数电路的基本定律,是总聚合电路
8、中电荷保存和能量保存的表现法,包括约束总电路中电流和电压的电流定律和电压定律。电路的基本定律电路完全服从的定律:基尔霍夫定律电路的每个元件性质:元件性质、基尔霍夫定律和元件性质是电路分析的核心。kirchhoff定律,几个名词,分支:两个结束元件被视为一个分支,节点3360分支的连接点也称为节点,回路:由分支组成的所有封闭路径,网面,基尔霍夫电流定律(KCL),物理基础:电荷守恒,电流连续性。i1 i2i 3 I 4=0,i1 i210 (12)=0i 2=1a,47i 1=0i 1=3a,是,kirchhoff的法则,i1 i3=i2 i4,符号,分支电流约束,kirchhoff的法则,示例
9、,3式加法:KCL不仅适用于节点,还适用于包含多个节点的闭合面。注释,节点1:节点2:节点3:KCl的推广,两个分支电流大小相同,一个流入,一个流出。如果只有一个分支连接,则i=0。基尔霍夫定律。基尔霍夫定律,能量守恒,电荷守恒。U1US1 U2U3 U4US20、kirchhoff电压定律(KVL)、kirchhoff定律指定电路的绕道方向。首先:规定:如果电压的参考方向与回路绕道方向匹配,则取“-”,反之亦然。(正电压降,负电压上升),回路电压约束,kirchhoff定律,范例,请参阅p1714,两组符号。估计:回路两点之间的电压等于两点之间的路径通过的元件电压的对数总和。基尔霍夫定律,是
10、,KVL不仅可以一般化回路,还可以一般化应用于任意虚闭合的回路(一般化回路)。UAB、促销、基尔霍夫定律、KCL,KVL摘要,(2)KCL对节点(或闭合面)的每个分支电流的线性约束,(3)KVL对所有环路(或闭合节点序列)的分支电压的线性约束,(4)KCL,KVL是构成分支的组件的特性,以及KVL是电压的单个值(两点之间的电压与路径无关)的具体表示:(5)KCL,KVL仅适用于聚合总参数的电路,kirchhoff的法则,电阻元件、各种常用的电阻、电阻器、晶体二极管、电阻系数(resistor),请参见:电压和电流的连接参考方向;电阻单位:EUR (m)符号3360,G1/R,G表示电导,欧姆定
11、律以iGu表示,单位为西,通常定义,在任意时间点以对数关系表示电压和电流的端子称为电阻系数。也就是说,此关系可以由u-i平面中的一条曲线确定。分类、路线和非线性阻力、时变或时变(常数)阻力、阻力(resistor)、电阻元件、实验结果表明,电阻器的电压和电流关系是低频操作条件下通过坐标原点的ui平面的直线。使用晶体管特性图示器测量端子电阻器的电压和电流关系。电阻元件,实验表明,在低频操作条件下,晶体二极管的电压和电流关系是通过坐标原点的ui平面上的曲线。使用晶体管特性图示器测量晶体二极管的电压和电流关系。开放和段落,R=0(G=)被视为段落时。如果I是有限值,则u=0。R=(G=0)时,假定打
12、开。如果u是有限值,则i=0。阻力,功率、电阻元件、被动和主动元件,通常电阻的功率不是负值。换句话说,阻力是能量消耗因素。被动,主动,电阻系数(resistor);对于示例图标回路,其名称为R1=12、R2=8、R3=6、R4=4、R5=3、R6=1和i6=1A。尝试a、b、c、d每个点的电位和每个阻力的吸收力。阻力,阻力,独立源,常用电池和充电电池,使用独立源、实验室中使用的直流电源和示波器观察直流电源随时间的电压变化波形。示波器、电源、理想电压源,特性,(a)端电压由电源本身决定,与外部电路无关。(b)通过它的电流是任意的,由外部电路确定。独立源、电压电流属性、符号、理想电压源的开路和短路
13、,(1)开路i=0,(2)理想电压源不允许短路。独立源(independentsource),电力,I,us关联p吸气=uSip头发=uSi,I,uS非关联p头发=uSip吸气=-uSi,独立源(independentsource),示例p2717、8、9,独立源,理想电流源,特性:(a)电源电流由电源本身确定,与外部电路无关。(b)电源的两端电压是随机的,由外部电路确定。独立源、电压电流属性、符号、异常电流源的短路和开路,(2)异常电流源不允许开放。,(1)段落回路:i=iS,u=0,独立源,电力,p头发=uisp吸气=uis,p吸气=uisp头发=uis,u,is关联性,u,is非关联,独
14、立源,例如p 3010、11、12、独立源(independentsource)、电子电路中广泛使用各种晶体管、运算放大器等多端设备。这些多端设备的某些结束按钮的电压或电流由其他结束按钮电压或电流控制。要模拟多端设备的电压和电流之间的这种耦合关系,需要定义一些多端回路组件(型号)。本节描述的控制源是一种非常有用的电路组件,通常用于模拟包含多端设备(例如晶体管或运算放大器)的电子电路。电子通信专业人员必须掌握具有受控源的电路分析。“受控源”(controlledsource),在特定条件下,在图(b)中显示的模型中可以表示受控源(controlledsource)、图(a)中显示的晶体管。该模型
15、由受控源和电阻组成,受控源与电阻并行控制开路,控制电压为ube,受控源的控制系数为传输电导GM。受控源(controlledsource)、图(d)表示用图(c)中的晶体管模型替换图(b)中的晶体管的电路模型。电路符号、受控源、受控源:电子设备抽象的模型,是双端口组件。一个是控制分支(或开路或短路),另一个是控制分支(具有电压或电流源的特性),其电压或电流由控制分支电压(或电流)控制。控制电压源、控制电流源、电流控制电流源,电流放大,r:传输电阻,电流控制电压源,控制源,G:传输电导,电压放大,电压控制的电流源,电压控制的电压源,注意、u1、_、U2、I2、_、u1、i1、-、“受控源”(controlledsource)、VCR曲线、受控源、双端口电阻、两条路径的电压、电流、电源、受控源仅反映主动组件、受
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