簡單電子電路基礎

1、1介紹電路的入門知識和電路的基本定律和定理，討論電路幾種主要的分析方法。電路理論電路理論數(shù)字電子電路數(shù)字電子電路（第一章）課程內容介紹數(shù)字電子電路的基本理論、基本知識和基本分析方法。（第二章至第七章）2第一章 電路分析的基礎知識1.1電路的組成及電路分析的概念電路是由各種電路器件相互聯(lián)接而構成的電路的作用信號的處理電能的產生、傳輸、轉換電路分析的目標是計算電路中各器件上的電壓和電流。31.2.1 1.2.1 電流電流的大小及參考方向大小及參考方向 電流(強度)：單位時間內通過導體截面的電荷量。tqi大寫 I 表示恒定的電流（直流電流）小寫 i 表示電流的一般符號電流的方向用一個箭頭表示。電荷的

2、定向移動形成電流，電流的大小用電流強度表示（電流強度簡稱電流）4正電荷在電場力作用下是從電勢高處向電勢低處移動，所以 導體中電流的方向是從電勢高的一端流向電勢低的一端。任意假設的電流方向稱為電流的參考方向。5（）電流方向（）電流方向（）電流方向abba不能確定不能確定61.2.2 電壓的大小及參考極性在電路中，從A點到B點兩點間的電壓定義為單位正電荷由A點移至B點電場力所做的功。大寫大寫 U 表示恒定電壓（直流電壓）表示恒定電壓（直流電壓） 小寫小寫 u 表示電壓的一般符號表示電壓的一般符號A點至點至B點電場力做正功，則點電場力做正功，則A點至點至B點電勢降低，點電勢降低，電壓極性電壓極性標為

3、標為A點至點至B點電場力做負功，則點電場力做負功，則A點至點至B點電勢升高，點電勢升高，電壓極性電壓極性標為標為電壓的方向總是從高電勢端指向低電勢端，即電壓的方向指示的是電勢降落的方向，所以電壓也叫做電壓降。7電路中對A、B兩點任意假設的電壓極性稱為電壓的參考極性。0ABu0ABu真實極性與參考極性一致真實極性與參考極性相反真實極性與參考極性相反8(a)(b)bauu bauu 9電壓符號下標的書寫次序隱含了該電壓的參考方向cVuab2Vuba2bbcabacuuu教材p5_+a電路中任意三點之間10關聯(lián)參考方向 (a),（c) 關聯(lián)關聯(lián); (b),(d) 非關聯(lián)非關聯(lián)在電路分析中,常采用關聯(lián)

4、參考方向的標注方法所謂關聯(lián)參考方向,是對某一元件而言,電壓的參考極性與電流的參考方向相一致。111.2.3 功率功率定義為單位時間內電路元件吸收或產生的能量關聯(lián)參考方向下元件吸收的功率 p = u i非關聯(lián)參考方向下元件吸收的功率 p = - u i教材p7：國際單位制中u、i、p的單位以及輔助單位。 P36習題6，712 功率的概念及計算131.3 電路的基本元件常見的電路元件：電阻元件、電容元件、電感元件、電壓源、電流源。電路元件在電路中的作用或者說它的性質是由其端鈕上電壓與電流的關系即伏安關系（VAR）來決定的。教材p8141.3.1電阻元件伏安關系其電壓與電流的比值是一個常數(shù)，稱為該電

5、阻元件的電阻，用符號 R表示。電阻的單位是歐姆()。iu151.3.1電阻元件伏安關系電阻元件另一個參數(shù)是電導，電導定義為電阻的倒數(shù)，用電阻元件另一個參數(shù)是電導，電導定義為電阻的倒數(shù)，用符號符號G表示表示RG1電導的單位是西門子（電導的單位是西門子（S）161.3.2 電容元件uqC 電容元件所帶的電荷量與其兩端的電壓的比值稱為電容元件的電容。電容的符號是。電容的單位是法拉（）tuCtuCtqi17tuCtuCtqi從公式看出，只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但. 即在直流電路中電容相當于開路， 電容具有隔直作用（隔斷直流）。18ttui1212ttu

6、uCtuCi電容上的電壓不會跳變。電容上的電壓不會跳變。191.3.3 電感元件tiLu當電流發(fā)生變化時，線圈本身就產生自感電動勢稱為電感元件的電感，電感的單位是亨利（）從公式看出，只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但0。即在直流電路中電容相當于短路。201.3.4 電壓源電壓源是理想電路元件。它的端鈕電壓總是保持某個恒定值，而與通過它的電流無關。電壓源元件端鈕的伏安關系可寫為SUU I 為任意值（1）電壓源吸收的功率（2）特例US0，、兩點間相當于短路。IUPs211.3.5 電流源電流源是理想電路元件。它的端鈕上的電流總是保持某個恒定值，而與通過

7、它兩端的電壓無關。電流源元件端鈕的伏安關系可寫為U 為任意值（1）電流源吸收的功率（2）特例IS0，、兩點間相當于開路。SII SIUP22一個實際的電壓源是由理想電壓源與一個內阻RS串聯(lián)組成的；一個實際的電流源是由理想電流源與一個內阻RS并聯(lián)組成的。23組合稱為一條支路或者把流過同一個電流的幾個串聯(lián)元件的每一個二端元件稱為一條支路24稱為節(jié)點.或者把三個及三個以上支路的聯(lián)接點支路與支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點.25由支路構成的閉合路徑稱為回路.(4，2，5)(5，3，6)(1，2，3)(4，2，3，6)12345626基爾霍夫電流定律1.4 基爾霍夫定律KCL：對于電路中的任何一個節(jié)點，在任何時刻，

8、流入（或流出）該節(jié)點的電流的代數(shù)和為零，即0iKirchhoff Current law 簡稱KCL基爾霍夫電壓定律Kirchhoff Voltage law 簡稱KVL27列寫節(jié)點KCL方程首先要選定以電流流入節(jié)點為正，還是以電流流出節(jié)點為正，如取流入節(jié)點的電流為正，根據(jù)各支路電流的參考方向，列寫點的KCL方程如下054321iiiii54321iiiii流入節(jié)點的電流總和流出節(jié)點的電流總和方法一方法二0i=？28應用KCL解題涉及了兩套正負符號：1列寫KCL方程時由各支路電流的參考方向決定的正、負號；2代入數(shù)值時各支路電流本身的正、負值。Aiiiii7)7() 1()2(34321529I

9、IKCL：5I0 I5A KCL: I3(4)1A301.4 基爾霍夫定律KVL：對于電路中的任何一個回路，在任何時刻，沿著該回路的所有支路的電壓降的代數(shù)和為零，即0u基爾霍夫電流定律0iKirchhoff Current law 簡稱KCLKirchhoff Voltage law 簡稱KVL基爾霍夫電壓定律31首先要選定回路的繞行方向是順時針還是逆時針，如選為順時針，則根據(jù)回路中各個元件電壓的參考方向，列寫KVL方程021xuuu032yxuuuu32)(7)4(321Vuuux應用KVL解題涉及了兩套正負符號：1列寫KVL方程時根據(jù)各支路電壓的參考方向與回路的繞行方向是否一致而決定的正、

10、負號；2代入數(shù)值時各支路電壓本身的正、負值。33如何直接求回路中某元件未知電壓如何直接列寫：u x=;u y=.某支路未知電壓等于從其假定的“”極性端沿任一路徑到其“”極性端，其路徑上各元件的電壓降的代數(shù)和。)(73)4(12Vuuux12345p2234電路中的某個部分只有兩個端鈕與電路中的其他部分連接，這部分電路稱為二端網(wǎng)絡。如果一個二端網(wǎng)絡與另一個二端網(wǎng)絡端鈕的伏安關系相同，則稱這兩個二端網(wǎng)絡互相等效。1.5.1二端網(wǎng)絡的等效二端網(wǎng)絡的等效35SSSSSSSSRuRuiRiu5.1 等效變換等效變換SSuiRu)(SSSSSRiiRiiRuSSRR 36理想電壓源與任何一個電路元件并聯(lián)時

11、等效為理想電壓源本身。37理想電流源與任何一個電路元件串聯(lián)時等效為理想電流源本身。38321iiii39123uuuu40nRRRR 21p2241nRRRR111121 p22R=R1R2=2121RRRR42SuRRRu2111SuRRRu2122SiRRRi2121SiRRRi2112p2343SnkkkiGGGGGi21SnkkkuRRRRRu21P23公式（1）44等效電路的應用求 I 、IR、 Ia注意：等效變換方法只能用來求解外電路，不能用來求解等效電路本身。45u求圖示電路中的電流 I3。46_47 電位的概念（ p4 ）可以選擇電路中任意一個節(jié)點（例如O點）作為參考節(jié)點，電路

12、中從其他各個節(jié)點到參考節(jié)點的電壓稱為相應節(jié)點的電位。參考點的電位規(guī)定為零。0OUaoaUUbobUUcocUU 電壓與電位的關系：baabUUU485.3 戴維南定理戴維南定理：任何一個由電壓源、電流源、電阻組成的二端網(wǎng)絡，總可以用一個電壓源和一個電阻的串聯(lián)電路來等效。其電壓源的電壓等于該二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC ，其串聯(lián)電阻的電阻值等于從二端網(wǎng)絡的端鈕看進去，該網(wǎng)絡中所有電壓源及電流源為零值時的等效電阻。4950_ _51P28P28525.4疊加定理疊加定理：電路中任何一個支路的電壓或電流都可以看成是電路中各個電源單獨作用時，在這個支路所產生的電壓或電流的和。某個電源單獨作用時，其他電源都不作用。所謂電源不作用是指其電壓或電流值為零。53546.簡單RC