第1部分 基本概念和基本定律.ppt

1、155-1,第一部分 基本概念和基本定律,1.5 基尔霍夫定律,1.4 电源模型介绍,1.3 电路中基本元器件,1.2 基本物理量,1.1 电路和电路模型,155-2,1.1电路和电路模型,1.1.1 实际电路,1.1.2 电路模型,教学目标： 1、掌握实际电路的组成三要素； 2、掌握电路的作用； 3、掌握理想元器件的定义； 4、掌握本课程常用电路元器件的符号。,155-4,一、电路的组成,电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。,组成：电源、负载和中间环节。,1.1.1 电路,日光灯实际电路,155-5,前者如电力供电电路、电器设备的控制电路等。,

2、后者如通信电路、测量电路、计算机存储电路等。,二、电路的作用,155-6,1.1.2 电路模型,实际电路的 分析方法,用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为电路模型，用电路理论进行分析、计算。,实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。,155-7,例如：一个线圈在有电流通过时,消耗电能 （电阻性）,产生磁场 储存磁场能量 （电感性）,忽略R,为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质,把它看成理想电路元件。,理想电路元件,将实际电路中的元件用理想电路元件表示，称为

3、实际电路的电路模型。,155-8,电路模型,155-9,手电筒电路模型,155-10,具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一电路模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。,例,电感线圈的电路模型,注意,155-11,电路图分为：原理图、装配图、电路模型图。 前两种用于工程中安装、检修和调试； 后者用于电路分析。 原理图：只表示线路的接法。图形符号见表1-1； 装配图：除表示电路的实际接法外，还画出有关部分 的装置与结构，反映出电路的几何尺寸和各 元件实际形状。 电路模型图：由理想电路元件通过一定的连接构成的 图。电路元件符号见表1-2。,

4、*关于电路图,155-12,155-13,155-14,三、电路的分类,按电路的几何尺寸l和电路的信号波长的 关系，电路可以分为集总参数电路和分布参数电路。,集总参数电路其电路的几何尺寸l远远小于电路的信号波长 ，即：,集总参数电路是由集总元件构成的电路。,集总元件：假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。,集总参数电路分线性电路、非线性电路,分布参数电路其电路的几何尺寸可以和电路信号波长 相比拟，即,155-15,1.2.1 电流,1.2.2 电压,1.2.5 电功率,1.2.3 电位,1.2.4 电能,1.2 电路基本物理量,教学目标： 1、掌握并熟练运用实际电流（电压）方向与参考电流（电

5、压）方向； 2、理解电能、电位的定义；掌握电位与电压的换算； 3、掌握电功率的计算；能对元器件吸收（发出）电功率作出判断；能根据元器件吸收（发出）电功率的情况判断元器件是电源还是负载。,155-17,1.2 电路的基本物理量,1.2.1 电流,国际单位制（SI）中，电流的单位为安培（A）,定义：带电粒子的定向移动称为电流。其大小用电流强度表示。,单位换算,电流强度：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，即,155-18,习题：,从1s至3s间，通过导体横截面的电荷量从100C 均匀增加到600C，则电流为多少？,答案：250A,155-19,方向 实际方向：规定为正电荷的移动方向。 参考方向：

6、人为规定。 二者关系：i0,相同，i0,相反。,电流参考方向与实际方向关系,如图：,155-20,在电路图中，元件的电流参考方向一般用箭头表示，在文字叙述时也可用电流符号加双下标表示，如 iab，它表示电流由a流向b。并有iab= -iba。, 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。, 用双下标表示：如 iab , 电流的参考方向由a指向b。,155-21,定义：单位正电荷由电路的a点移到b点所获得或失去的能量，称为a、b两点间的电压，即,1.2.2 电压,国际单位制（SI）中，电压的单位为伏特（V）, 单位换算,155-22,方向: 实际方向：若电场力做功,使正电荷从ab失去能量，方向为

7、ab，即a点为高电位(+) ，b点为低电位()。所以电压的实际方向为从高电位指向低电位。 参考方向：人为规定。 二者关系：u0,相同，u0,相反。,155-23,电压参考方向与实际方向关系,如图,155-24,在电路图中，电压的参考方向可以用箭头、“”、“”极性表示，还可以用双下标表示，如下图所示，并有uab= -uba。,(1) 用箭头表示：,(2)用正负极性表示,(3)用双下标表示,u,u,+,uab,155-25,电压电流的参考方向关系有4种：,*电压电流的关联参考方向,分两类:,（a）关联参考方向,（b）关联参考方向,（c）非关联参考方向,（d）非关联参考方向,（1）参考方向与实际方向

8、一致方向称为,（2）参考方向与实际方向不一致方向称为,关联参考方向,非关联参考方向,155-26,说明： 1.选用哪一种，原则上任意。习惯上：无源元件取一致方向；有源元件取不一致方向。 2.u、i 参考方向一经确定，计算过程中不得改变。 3.电路图中标出的方向均为参考方向。,155-27,关于参考方向几点说明： （1）电流、电压的实际方向是客观存在的，而参考方向是人为选定的。 （2）当电流、电压的参考方向与实际方向一致时，电流、电压值取正号，反之取负号。 （3）分析计算每一电流、电压时，都要先选定其各自参考方向，否则计算得出的电流、电压正负值是没有意义的。 （4）电路中某一支路或某一元件上的电

9、压与电流的参考方向的选定，可以选一致的参考方向，称关联参考方向；也可选择不一致的参考方向，称非关联参考方向。,155-28,判断题：,在一段电路中，没有电压就没有电流，没有电 流就没有电压。,答案：错误,155-29,定义：取电路中某一点为参考点，则电路中点a 到参考点的电压称为a点的电位。表为Va。,电位的单位与电压的单位相同:伏特(V)。,1.2.3 电位,电压与电位的关系：,方向：电位的参考方向规定为从某点指向参考点。 说明：电位是可正、可负的。 例如：V0 ，表示点电位高于参考点电位。,说明：参考点的选择是任意的。参考点的电位为零。 工程上常选大地或机壳为参考点。,155-30,如图所

10、示，以电路中的o点为参考点，则有 Va=Uao，Vb=Ubo。,电位表示图,电压:电路中两点之间的电位差.,155-31,判断题：,已知某电路中Uab-13V，说明a，b两点中a点 电位高。,答案：错误,155-32,判断题：,电路中电位参考点变动后,各点电位数值随之 而变,两点间的电位差也要发生变化。,答案：错误,155-33,例,已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J， 若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、U bc; 若以c点为参考点，再求以上各值。,解,(1),155-34,(2),结论,电路中电位参考点可任意选择；参考点一

11、经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。,155-35,对于任意一个二端元件，如下图中的元件A。当正电荷在电场力作用下，从元件A的电压“+”极端，经元件移到电压“-”极端，即从高电位端移到低电位端，这时，电场力对正电荷做了功，该元件吸收了电能，如图a所示。,元件吸收和发出能量,1.2.3 电能,（单位：焦耳J）,155-36,相反，正电荷从元件A的电压“-”极经元件移到电压的“+”极，是外力克服电场力做了功，该元件发出了电能，如图b所示。,元件吸收和发出能量,定义,电能为功率与时间 的乘积。,1度电=1kW.h=3.61

12、06J,155-37,单位换算：,1.2.5 电功率,国际制（SI）中，功率的单位为瓦特，简称瓦（W）。,定义：单位时间内元件吸收或发出的电能为该电路的功率，用p表示，即,155-38,（1）u、i 取关联参考方向时，p=ui： p0为吸收功率， p0为吸收功率， p0为发出功率；,所以，从 P 的正或负可以区分元器件的性质， 或是电源，或是负载。,u、i 方向与 p 的关系：,155-39,例1.1 如图所示，已知元件A的U= - 4V，I=2A；已知元件B的U=5V，I= - 3A，求元件A、B的功率是多少，并说明是吸收还是发出功率。,例1.1电路图,(1)对于元件A,U、I为关联参考方向

13、,PA=UI= （- 4）2W=-8W0， 元件A发出功率。,(2)对于元件B,U、I为非关联参考方向,PB= - UI= - 5（-3）W=15W0，元件B吸收功率。,155-40,例1.2 某电路中的一部分如图所示，三个元件中流过相同电流I= - 1A，U1=2V，（1）求元件a的功率P1，并说明是吸收还是发出功率；（2）若已知元件b吸收功率为12W，元件c发出功率为10W，求U2，U3。,P1U1I2（-1）W-2W0， 说明元件a发出功率2W。,（1）对于元件a，U1、I为关联参考方向,155-41,(2)元件b的U2、I为关联参考方向，且吸收功率，则P2为正值，即P2U2I12W ，

14、 所以U2=12/（-1）=-12V,(3)元件c的U3、I为非关联参考方向，且发出功率，则P3为负值，即P3-U3I-10W， 所以U3-10V,155-42,选择题：各元件发出和吸收功率情况 ？,A 元件A、D 吸收功率B、C发出功率,B 元件A 吸收功率B、C、D发出功率,C 元件A 发出功率B、C、D吸收功率,D 元件B、C吸收功率A 、D发出功率,答案：B,155-43,1.3 电路元件,1.3.2 电感,1.3.1 电阻,1.3.3 电容,155-44,5种基本的理想电路元件：,电阻元件：表示消耗电能的元件,电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件,电容元件：表示产生电场，储存电

15、场能量的元件,电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。,5种基本理想电路元件有三个特征： （a）只有两个端子； （b）可以用电压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。,注意,155-45,1.3.1 电阻元件,物体对电流的阻碍作用称为电阻。,单位欧姆（）,换算关系：1M=106 1k=103,物体对电流的传导作用称为电导。,单位西门子（S）,电阻与电导的关系：,材料的电阻率，因材料的不同而不同,155-46,u=Ri,欧姆定律,欧姆定律的表示和记忆：,(电阻的电压电流关系，也称元件约束）,欧姆定律,155-47,伏安特性曲线,线性电阻与非线性电阻,155-48,选

16、择题：,图中给出两个线性电阻Ra 和Rb 的伏安特性曲线。,ARa Rb BRa Rb CRa = Rb D不能确定,答案：B,由图可知 ：,155-49,注意： 应用欧姆定律时，要注意电压、电流的参考方向，取关联参考方向时，i=u/R ；若取非关联参考方向，i=-u/R。,电阻元件吸收的功率为：,155-50,判断题：,有时欧姆定律可写成U=-IR，说明此时电阻值 是负的。,答案：错误,155-51,填空题：,在电流一定的条件下，线性电阻元件的电阻值越大，消耗的功率（ ）。在电压一定的条件下，电阻值越大，消耗的功率（ ）。,答案：越大； 越小,155-52,电阻的功率,由于P大于N ，该电阻

17、将烧毁。,可见，要使该电阻正常工作，外加电压不能超过20V。,（1）根据欧姆定律，电流,（2）电阻功率,则：,例1.3 某一电阻元件为10，额定功率PN = 40W， （1）当加在电阻两端电压为30V时，该电阻能正常工作吗？（2）若要使该电阻正常工作，外加电压不能超过多少伏？,155-53,名称： RC、RCW型磁棒线圈 特性：输出电流大价格低结构坚实用途：杂波消除、滤波、扼流，广泛用于各种电子电路及电子设备,1.3.2 电感元件,155-54,名称： TC、TBC环型线圈 特性：价格低电流大损耗小 用途：扼流线圈，广泛用于各类开关电源，控制电路及电子设备。,155-55,名称： 空心线圈 特

18、性：体积小高频特性好滤波效果好 用途：BB机、电话机、手提电脑等超薄型电器,155-56,一、线性电感（L为常数）,i,N,N 匝数, 磁通, 磁链,电感,i,（安）A,韦伯（Wb）,亨利（H）,155-57,二、电感元件的电压电流关系,u、i、e（电动势）的参考方向为关联参考方向,155-58,三、电感元件储存的能量,电感 L 在任一瞬间吸收的功率：,电感 L 在 dt 时间内吸收的能量：,电感 L 从 0 到 t 时间内吸收的能量：,设i(0) = 0,（关联参考方向）,P 0 吸收能量,P 0 释放能量,即,155-59,例 电感电流 i = 100e-0.02t mA , L = 0.

19、5H , 求其电压 表达式、t = 0 时的电感电压和 t = 0 时的磁场能量。,解：,u 、i 参考方向一致时,155-60,1.3.3 电容元件,瓷介电容器,涤纶电容器,155-61,独石电容器,铝电解电容器,155-62,纸介电容器,空气可变电容器,金属化纸介电容器,155-63,一、 线性电容（C为常数）,二、 电容元件的电压电流关系（关联参考方向）,（电容元件的VCR）,u(0) :t = 0 时电压u的值，若u(0) = 0,155-64,三、 电容元件储存的能量,（关联参考方向）,电容 C 在任一瞬间吸收的功率：,电容 C 在 dt 时间内吸收的能量：,电容 C 从 0 到 t

20、 时间内吸收的能量：,设u(0) = 0,即,P 0 吸收能量,P 0 释放能量,155-65,例1.3 电容元件及其参考方向如图所示，已知u = 60sin100t V，电容储存能量最大值为18J，求电容C 的值及 t = 2/300 时的电流。,解：,电压 u 的最大值为60V，所以,155-66,1.4 电源,1.4.1 电流源,1.4.2 电压源,1.4.3 受控源,155-67,1.4.1 电压源,理想电压源简称电压源。其特点是：它两端的电压是一个定值Us或是一定的时间函数us（t），与流过它的电流无关；而流过它的电流由与之相联接的外电路共同确定。,电压源模型及直流电压源的外特性图,

21、电压源不能短路,短路时u=0，与电压源的特性不符合,155-68,电压源的功率,电压、电流参考方向非关联；,电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率。,发出功率，起电源作用,物理意义 :,电压、电流参考方向关联；,物理意义：,电场力做功，电源吸收功率,吸收功率，充当负载,155-69,例,计算图示电路各元件的功率,解,发出,吸收,吸收,满足：P（发）P（吸）,155-70,实际直流电压源模型及其外特性图,可见，实际电压源的内阻越小，其特性越接近于理想电压源。,155-71,1.4.2 电流源,理想电流源简称电流源。其特点是：它向外输出的电流是定值Is或是一定的时间

22、函数is（t），而与它的端电压无关；它的端电压由与之相联接的外电路确定。,电流源模型及直流电流源的外特性图,电流源不能开路,开路时i=0，与电流源的特性不符合,155-72,可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光电子被激发产生一定值的电流等。,实际电流源的产生：,电流源的功率,电压、电流的参考方向非关联；,发出功率，起电源作用,电压、电流的参考方向关联；,吸收功率，充当负载,155-73,例,计算图示电路各元件的功率,解,发出,发出,满足：P（发）P（吸）,155-74,实际直流电流源模型及其外特性,可见，实际直流源的内电导越小，内部分流越小，其特性就越

23、接近理想电流源。,155-75,流过电压源的电流I=1A。电压源的电压、电流为关联参考方向，其功率 PU=USI=3I=31W=3W0（吸收）,例1.4 电路如图所示，分析电路各元件的功率。,电流源的端电压U=3V。电流源的电压、电流为非关联参考方向，其功率 PI= -UIS= -USIS = -31W= -3W0（发出）,155-76,画出图示各电路的端电压Uab和电流I 的关系曲线。,练习题:,答案:,155-77,说明:,电源吸收功率，说明此电源在该电路中是负载，或许此时在进行充电。,电源发出功率，说明此电源在该电路中是为电路提供电能的电源，或者是储能元件在释放能量。,155-78,实际

24、电源,干电池,钮扣电池,1. 干电池和钮扣电池（化学电源）,干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。,钮扣电池电动势1.35V，用固体化学材料，化学反应不可逆。,155-79,氢氧燃料电池示意图,2. 燃料电池（化学电源）,电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。,155-80,3. 太阳能电池（光能电源）,一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上，形成一个从N区流向P区的电流。约 11%的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。,一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V,电流0.

25、1A,太阳能电池示意图,太阳能电池板,155-81,蓄电池示意图,4. 蓄电池（化学电源）,电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。,155-82,直流稳压源,变频器,频率计,函数发生器,155-83,发电机组,155-84,草原上的风力发电,155-85,电路符号,受控电压源,1.定义,受控电流源,电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源，称受控源。,1.4.3 受控源(非独立源）,155-86,电流控制的电流源 ( CCCS ), : 电流放大倍数,根据控制量和被控制量是电压u 或电

26、流i，受控源 可分四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压 源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。,2.分类,四端元件,输出：受控部分,输入：控制部分,155-87,g: 转移电导,电压控制的电流源 ( VCCS ),电压控制的电压源 ( VCVS ),: 电压放大倍数,155-88,电流控制的电压源 ( CCVS ),r : 转移电阻,例,电路模型,155-89,三极管的输入电阻,受控源实际上是有源器件的电路模型，如晶体管、电子管、场效应管、运算放大器等。,155-90,例1.5 图示电路为VCCS，已知I2=2U1，电流源的Is=1A，求电压U2。,先求出控制电压U1，从左方电路可

27、知,故有,155-91,例,求：电压u2,解,155-92,图示电路为CCVS，试求5电阻的电压U。,答案：U=5V,练习题:,155-93,3.受控源与独立源的比较,独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。,独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中不能作为“激励”。,155-94,* 电路的三种状态,一、开路,电源与负载未构成闭合电路，即电路处于开路状态。,因为实际电流源的内电导Gs一般都比较小，其开路电压Uoc将很大，会损坏电源设备，所以电流

28、源不应处于开路状态。,155-95,电源开路时的特征,I = 0,U = US,P = 0,当开关断开时，电源处于开路(空载)状态。,155-96,二. 短路,短路是指电路的两不同电位点由于某种原因而短接在一起的现象。,在实际工作中应经常检查电气设备和线路的绝缘情况，尽量防止短路事故的发生。,155-97,U,IS,U = 0,I = IS = US/ RS,P = 0,PS = P = RSIS2,US,RS,R,b,c,d,+,_,电源短路时的特征,a,当电源两端由于某种原因连在一起时，电源 则被短路。,为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断路器，用以保护电路。,155-98,三.

29、额定工作状态,电路器件和电气设备所能承受的电压和电流有一定的限度，其工作电压、电流、功率都有一个规定的正常使用的数值，这一数值称为设备的额定值，电气设备在额定值工作时的状态称为额定工作状态。,155-99,电源的外特性曲线,当 RS R 时， 则 U US,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。,U = RI,或 U = US RSI,电源有载工作,155-100,例1. 有一个阻值为2k，额定功率为1/5W的碳膜电阻，试求其额定电流IN和额定电压UN值。,得,根据,155-101,1.5 基尔霍夫定律,1.5.3 KVL,1.5.2 KCL,1.5.3 相关名词,155-1

30、02,1.5.1 几个有关的电路名词,结点：三个或三个以上 支路的联结点,支路：电路中每一个分支,回路：电路中任一闭合路径,网孔：内部不含支路的回路,网络：一般把较复杂的电路称为网络,155-103,支路：ab、ad、 . （共6条）,回路：abda、 abcda、 . （共7 个）,结点：a、 b、 . (共4个）,网孔：abda、 bcdb、 . （共3个）,155-104,内容：任一时刻在电路的任一结点上，所有支路电流的代数和恒等于零，即,1.5.2 基尔霍夫电流定律（KCL）,I=0,（若规定流入结点的电流为正，流出的为负）,整理为,对图示电路，对结点a有,155-105,KCL实际上

31、是电流连续性原理在电路结点上的体现，也是电荷守恒定律在电路中的体现。,表明： 在任一时刻，流入任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和，即,i入=i出,155-106,图示电路，试求电流I1、I2。,答案: 电流I1=5A，I2=3A,练习题:,155-107,图示电路中，通过2电阻的电流I等于（ ）。,A4A B2A C0 D-2A,练习题:,答案:D,155-108,图示是某电路的一部分，已知3上的电压由上到下为6V，试求电路中的I。,答案:电流I=-3A,练习题:,155-109,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,基尔霍夫电流定律的扩展,I=0,I=?,155-110,图示电路，

32、已知Ia=3A，Ib=1A，Uab=5V， 试求I1、I2、I3及Ubc、R。,答案： 电流I1=1A，I2=2A，I3= -2A。Ubc =6V。R=5.5,练习题:,155-111,图示电路，试求电流 I1、I2、I3。,答案：电流 I1=1A， I2=0， I3= -3A,练习题:,155-112,1.5.3 基尔霍夫电压定律,内容：在任一时刻，沿任一回路各段电压的代数和恒等于零。即,U=0,(与绕行方向一致时，该电压取“+”号，反之取“-”号。),整理得,155-113,表明：在任一时刻，在任一闭合电路中，所有电阻电压的代数和等于所有电压源电压的代数和。,写成一般形式,IR=Us,（列

33、方程时，若流过电阻的电流参考方向与绕行方向一致时，该电阻电压前面取“+”号，反之取“-”号；若电压源方向与绕行方向相反，该电压源取“+”号，反之取“-”号。）,155-114,例1.7 某电路中的一个回路，通过a、b、c、d四个结点与电路的其他部分相连接，图中已标注出部分已知的元件参数及支路电流，求未知参数R及电压Uac、Ubd。,设电流I1、I2、I3，列KCL方程。,得,节点b：,节点a：,得,节点c：,得,155-115,再按abcda绕行方向，列KVL方程。,根据KVL推论，可得,155-116,图示电路，试求电流I。,答案： 单个电阻5支路由上向下电流为（-6-I），（-6-I）5=

34、5I+10，解出I= -4A,练习题:,155-117,3A,图示电路，试求电压U和电流I。,答案：（a）I= 0；（b）U =10V,(b) （a）,练习题:,155-118,试求图示电路中电流源的电压U及电压源的电流I 。,答案：1支路由上向下电流为2A，U=22+2+22=10V， I=2-2=0,练习题:,155-119,试计算图中各独立电源的功率。,答案： 由于 15V电压源支路电流：I=,所以 15V电压源P=15（-1）= - 15 W，发出功率； 1 A电流源P=15（-1）= - 15 W，发出功率； 5V电压源P=51= 5 W，吸收功率。,练习题:,155-120,试求图

35、示电路中各支路的电流和电压。,练习题:,试题答案：,IDA = (3-1)A= 2 A,IAB = (2+2)A= 4 A,IBC = (4+1)A=5 A,UDA = (32)A= 6 V,UAB = (64)A= 24 V,UBC = (25)A= 10 V,UAC = UAB +UBC =34 V,UDB = UDA +UAB =30 V,UDC = UDA +UAC =40 V,155-121,开口电路,基尔霍夫电压定律的扩展,155-122,图示电路，试求开路电压Uab。,答案：Uab = -10V,练习题:,155-123,图示电路，试求开路电压Uab。,答案：Uab =2V,练习

36、题:,155-124,图示电路，已知Us=10V，Rs=10，RL=10，问开关S处于1、2、3位置时电压表和电流表读数分别是多少？,答案： 开关S处于1位置时电压表读数为5V，电流表读数为0.5A； 开关S处于2位置时电压表读数为5V，电流表读数为0A； 开关S处于3位置时电压表读数为0V，电流表读数为1A。,练习题:,155-125,图示电路中，当开关S闭合和断开时，20 V电压源产生的功率分别为多少。,答案： 1）开关S闭合时，20V电压源支路由下向上电流为：,=2.5A, 20V电压源发出功率为：202.5 W = 50 W,20V电压源发出功率为：20（-0.5）= -10 W,2）

37、开关S打开时，20V电压源支路由下向上电流为：,练习题:,155-126,图示部分直流电路中，三个负载吸收的功率各为：P1 = 1.2 kW，P2 = 3.6 kW，P3 = 9.6 kW 。试计算电流Ia 、Ib 和Ic 。,答案： 三个负载电流参考方向都由上向下。 I1=P1/ U1=10A， I2=P2/ U2=30A， I3= P3/(U1+ U2) = =40A， Ia=50A， Ib=20A， Ic= -70A,练习题:,155-127,*电路中电位分析,电位计算举例：,例1. 图示电路，分别选择d、c为参考零电位点，计算电路中各点电位和电源电压Us1、Us2。,图中d,Va15V

38、，,Vb35V，,Vc20V,Us1= Vb=35V,Us2= VC=20V,155-128,图中Vc,Va-5V，,Vb15V，,Vc-20V,Us1= VbVd =35V，,Us2= VCVd =20V,155-129,电子电路中的习惯画法,155-130,例1. 图示电路，已知Us1=20V，Us2=10V，R1=R2=100，求Vc和Ucb。,例1.电路图,解：改画电路（a）为（b）后有,补充：含有运算放大器的电阻电路,1 运算放大器的电路模型,2 比例电路的分析,3 含有理想运算放大器的电路分析,155-132,重点,（1）理想运算放大器的外部特性； （2）含理想运算放大器的电阻电路

39、分析； （3）一些典型的电路；,155-133,运算放大器,是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用。,1 运算放大器的电路模型,1. 简介,155-134,应用,信号的运算电路,比例、加、减、对数、指数、积分、微分等运算。,产生方波、锯齿波等波形,信号的处理电路,信号的发生电路,有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样保持电路。,155-135,电路,频带过窄,线性范围小,缺点：,扩展频带,减小非线性失真,优点：,高增益,输入电阻大，输出电阻小,155-136,集成运算放大

40、器,155-137,符号,8个管脚：,2：倒向输入端 3：非倒向输入端 4、7：电源端 6：输出端 1、5：外接调零电位器 8：空脚,单向放大,155-138,电路符号,a：倒向输入端，输入电压u,b：非倒向输入端，输入电压u+,o：输出端, 输出电压 uo,在电路符号图中一般不画出直流电源端，而只有a,b,o三端和接地端。,图中参考方向表示每一点对地的电压，在接地端未画出时尤须注意。,A：开环电压放大倍数，可达十几万倍。,: 公共端(接地端),注意,155-139,在 a,b 间加一电压 ud =u+-u-，可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下：,2. 运算放大器的静特性,155-140,分三个区域：,线性工作区：,|ud| 则 uo=Aud,正向饱和区：,反向饱和区：,ud 则 uo= Usat,ud- 则 uo= -Usat,是一个数值很小的电压，例如Usat