醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)課件

醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系電子電工與醫(yī)用設(shè)備學(xué)教研室主講xx1謝謝觀賞2019-6-9醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系主講xx1謝謝觀賞2019-6-教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)及考試內(nèi)容：理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)45，其中理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)21學(xué)時(shí)?？荚嚕洪]卷考查，理論內(nèi)容60％， 實(shí)驗(yàn)操作考核20％，實(shí)驗(yàn)平時(shí) 20%。2謝謝觀賞2019-6-9教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)及考試2謝謝觀賞2019-6-9第一章電路基礎(chǔ)目的：學(xué)習(xí)電路直流電路、ＲＣ充放電、交流電路、濾波電路等重點(diǎn)：ＫＣＬ、ＫＶＬ及電路分析方法。3謝謝觀賞2019-6-9第一章電路基礎(chǔ)目的：學(xué)習(xí)電路直流電路、ＲＣ充放電、交流電路第一節(jié)直流電路1.電流current電流的原始定義電流大小表示電流方向一、電路的基本概念4謝謝觀賞2019-6-9第一節(jié)直流電路1.電流電流的原始定義電流大小表示電流方向一2.電路circuit所謂電路就是指電流所通過的路徑。主要由導(dǎo)線及電路元件組成。5謝謝觀賞2019-6-92.電路circuit所謂電路就是指電流所通過的路徑。主要由3.電流、電壓及電阻的單位電流的單位：A、mA、μＡ電壓的單位：Ｖ、mV、μV電阻的單位：Ω、ＫΩ、ＭΩ6謝謝觀賞2019-6-93.電流、電壓及電阻的單位電流的單位：A、mA、μＡ6謝謝觀二、基爾霍夫定律是分析電路最基本的工具之一，是本章的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容7謝謝觀賞2019-6-9二、基爾霍夫定律是分析電路最基本的工具之一，是本章的重點(diǎn)與1.幾個(gè)相關(guān)名詞支路（branch):節(jié)點(diǎn)（nodepoint):回路（loop):4.網(wǎng)孔：不含支路的回路支路：ab、ad、…...

（共6條）回路：abda、bcdb、

…...

（共7個(gè)）結(jié)點(diǎn)：a、b、…...(共4個(gè)）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-8謝謝觀賞2019-6-91.幾個(gè)相關(guān)名詞支路（branch):支路：ab、ad、…2.KCL(基爾霍夫第一定律）ＡI1I2I39謝謝觀賞2019-6-92.KCL(基爾霍夫第一定律）ＡI1I2I39謝謝觀賞201KCL有二種表述方法：流入節(jié)點(diǎn)的電流和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流和。任一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和等于零。備注：必須規(guī)定電流的方向10謝謝觀賞2019-6-9KCL有二種表述方法：備注：必須規(guī)定電流的方向10謝謝觀賞23.KVL(基爾霍夫第二定律）KVL研究的是任一閉合回路上的所有元器件的電壓降（或電壓升）之間的關(guān)系，核心內(nèi)容：任一閉合回路上的所有元器件的電壓降（或電壓升）的代數(shù)和等于零。11謝謝觀賞2019-6-93.KVL(基爾霍夫第二定律）KVL研究的是任一閉合回路上的應(yīng)用KVL列方程之前必須要注意的二個(gè)方向：預(yù)先標(biāo)出支路電流方向；預(yù)先標(biāo)出回路繞行方向；在上述二個(gè)方向確定后，列方程時(shí)，對(duì)于電阻上的電壓降采取電流方向與繞行方向“相同取正，相反取負(fù)”；對(duì)于電源或電壓源采取電壓方向與繞行方向“相同取正，相反取負(fù)”。12謝謝觀賞2019-6-9應(yīng)用KVL列方程之前必須要注意的二個(gè)方向：12謝謝觀賞201例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)電壓方程？13謝謝觀賞2019-6-9例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分基爾霍夫電流方程：結(jié)點(diǎn)a：結(jié)點(diǎn)b：獨(dú)立方程只有1個(gè)基爾霍夫電壓方程：#1#2#3獨(dú)立方程只有2個(gè)aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1網(wǎng)孔網(wǎng)孔14謝謝觀賞2019-6-9基爾霍夫電流方程：結(jié)點(diǎn)a：結(jié)點(diǎn)b：獨(dú)立方程只有1個(gè)基爾霍思考題1列出回路方程與節(jié)點(diǎn)方程15謝謝觀賞2019-6-9思考題1列出回路方程與節(jié)點(diǎn)方程15謝謝觀賞2019-6-9思考題2如圖求Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3及ＵAB16謝謝觀賞2019-6-9思考題2如圖求Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3及ＵAB16謝謝觀賞2019-電路中電位的計(jì)算

電位的概念：

⑴零電位：計(jì)算電位的起點(diǎn)，V＝0⑵零電位的選擇：可以任意選擇，通常設(shè)以接地點(diǎn)。

⑶電位：電路中該點(diǎn)與零電位點(diǎn)之間的電壓稱為該點(diǎn)的電位。17謝謝觀賞2019-6-9電路中電位的計(jì)算電位的概念：17謝謝觀賞2019-6-9三、電壓源與電流源電壓源與電流源是電源對(duì)外特性的二種不同表達(dá)方式。18謝謝觀賞2019-6-9三、電壓源與電流源電壓源與電流源是電源對(duì)外特性的二種不同表達(dá)1實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源的定義實(shí)際電壓源的輸出特性理想電壓源19謝謝觀賞2019-6-91實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源的定義19謝謝觀賞2019-6-92實(shí)際電流源實(shí)際電流源的定義實(shí)際電流源的輸出特性理想電流源20謝謝觀賞2019-6-92實(shí)際電流源實(shí)際電流源的定義20謝謝觀賞2019-6-93電壓源與電流源的等效21謝謝觀賞2019-6-93電壓源與電流源的等效21謝謝觀賞2019-6-9四疊加原理（復(fù)雜電路分析方法）

在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABE2I3''R3+_E2單獨(dú)作用+_AE1BI2'R1I1'R2I3'R3E1單獨(dú)作用22謝謝觀賞2019-6-9四疊加原理（復(fù)雜電路分析方法）在多個(gè)電源同時(shí)I2'I1'AI2''I1''+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_E1+B_R1R2I3'R3R1R2ABE2I3''R3+_23謝謝觀賞2019-6-9I2'I1'AI2''I1''+BI2R1I1E1R2AE2例+-10

I4A20V10

10

用疊加原理求：I=?I'=2AI"=-1AI=I'+I"=1A+10

I′4A10

10

+-10

I"20V10

10

解：將電路分解后求解24謝謝觀賞2019-6-9例+-10I4A20V1010用疊加原理求：I=?I應(yīng)用疊加定理要注意的問題1.疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。分解電路時(shí)只需保留一個(gè)電源，其余電源“除源”：即將恒壓源短路，即令E=0；恒流源開路，即令I(lǐng)s=0。電路的其余結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變，3.解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。=+25謝謝觀賞2019-6-9應(yīng)用疊加定理要注意的問題1.疊加定理只適用于線性電路（電4.疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來求功率。如：5.運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。

設(shè)：則：I3R3=+26謝謝觀賞2019-6-94.疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來5.運(yùn)五、戴維南定理名詞解釋：無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)：若一個(gè)電路只通過兩個(gè)輸出端與外電路相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)”。ABAB27謝謝觀賞2019-6-9五、戴維南定理名詞解釋：無源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)R注意：“等效”是指對(duì)端口外等效核心內(nèi)容：有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。

RO+_RE28謝謝觀賞2019-6-9有源R注意：“等效”是指對(duì)端口外等效核心內(nèi)容：有源二端網(wǎng)絡(luò)用等效電壓源的內(nèi)阻（R0）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。（除源：電壓源短路，電流源斷路）等效電壓源的電動(dòng)勢（E）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0；有源二端網(wǎng)絡(luò)R有源二端網(wǎng)絡(luò)AB相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)ABABER0+_RAB29謝謝觀賞2019-6-9等效電壓源的內(nèi)阻（R0）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后相應(yīng)的無源二端已知：R1=20

、R2=30

R3=30、R4=20

E=10V求：當(dāng)R5=10時(shí)，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)例30謝謝觀賞2019-6-9已知：R1=20、R2=30R1R3+_R2R4第一步：求開端電壓U0第二步：求輸入電阻R0U0R1R3+_R2R4EABCDCR0R1R3R2R4ABD=2030+3020=24

31謝謝觀賞2019-6-9第一步：求開端電壓U0第二步：求輸入電阻R0U0R1R3++_ER0R5I5等效電路R5I5R1R3+_R2R4E32謝謝觀賞2019-6-9+_ER0R5I5等效電路R5I5R1R3+_R2R4E32第三步：求未知電流I5+_ER0R5I5E

=U0

=2VR0=24

時(shí)33謝謝觀賞2019-6-9第三步：求未知電流I5+_ER0R5I5E=U0求：U=?4

4

50

5

33

AB1ARL+_8V_+10VCDEU例34謝謝觀賞2019-6-9求：U=?4450533AB1ARL+_8第一步：求開端電壓U0。_+4

4

50

AB+_8V10VCDEU01A5

此值是所求結(jié)果嗎？35謝謝觀賞2019-6-9第一步：求開端電壓U0。_+4450AB+_8V1第二步：求輸入電阻R0。R04

4

50

5

AB1A+_8V_+10VCDEU04

4

50

5

36謝謝觀賞2019-6-9第二步：R044505AB1A+_8V_+10第二步：求輸入電阻R0。R04

4

50

5

AB1A+_8V_+10VCDEU04

4

50

5

37謝謝觀賞2019-6-9第二步：R044505AB1A+_8V_+10第三步：求解未知電壓Ｕ+_ER057

9V33

Ｕ38謝謝觀賞2019-6-9第三步：求解未知電壓Ｕ+_ER0579V33Ｕ38謝謝觀第二節(jié)電路的暫態(tài)過程暫態(tài)過程：是指電路中的電壓（或電流）從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的過程。其特征是電壓（或電流）的數(shù)值是一個(gè)隨著時(shí)間在變化的物理量。39謝謝觀賞2019-6-9第二節(jié)電路的暫態(tài)過程暫態(tài)過程：是指電路中的電壓（或電流）從1.ＲＣ充電充電回路方程：40謝謝觀賞2019-6-91.ＲＣ充電充電回路方程：40謝謝觀賞2019-6-9代入電流與電容的定義公式，再加上初始條件時(shí)可得電容兩端電壓時(shí)間常數(shù)τ＝ＲＣτ對(duì)充電快慢的影響充電電流大小表示41謝謝觀賞2019-6-9代入電流與電容的定義公式，再加上初始條件2.ＲＣ放電回路放電回路方程：對(duì)于電容器有42謝謝觀賞2019-6-92.ＲＣ放電回路放電回路方程：對(duì)于電容器有42謝謝觀賞201對(duì)于電容器初始條件有t=0時(shí)，uC=E電容放電時(shí)，得電壓與電流分別為：43謝謝觀賞2019-6-9對(duì)于電容器初始條件有電容放電時(shí)，得電壓與電流分別為：43謝謝電容器充放電flash動(dòng)畫演示44謝謝觀賞2019-6-9電容器充放電flash動(dòng)畫演示44謝謝觀賞2019-6-9第三節(jié)交流電路幾個(gè)名詞：直流電(directcurrent,DC)交流電(alternatecurrent,AC)正弦交流電45謝謝觀賞2019-6-9第三節(jié)交流電路幾個(gè)名詞：45謝謝觀賞2019-6-91.正弦交流電正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式46謝謝觀賞2019-6-91.正弦交流電正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式46謝謝觀賞2019-6交弦交流電的三要素：幅值Um角頻(或頻率）ω（f）初位相（φ）有效值與幅值之間的關(guān)系47謝謝觀賞2019-6-9交弦交流電的三要素：有效值與幅值之間的關(guān)系47謝謝觀賞2012.RLC在交流電路中的特性2.1純電阻電路48謝謝觀賞2019-6-92.RLC在交流電路中的特性2.1純電阻電路48謝謝觀賞20結(jié)論：電阻在交流電路中也符合歐姆定律。i與u同相位。49謝謝觀賞2019-6-9結(jié)論：電阻在交流電路中也符合歐姆定律。i與u同相位。49謝謝2.2純電容電路50謝謝觀賞2019-6-92.2純電容電路50謝謝觀賞2019-6-9結(jié)論：電容用容抗XC表示后，電容在交流電路中也符合歐姆定律。i比u超前90°。其中稱為容抗51謝謝觀賞2019-6-9結(jié)論：電容用容抗XC表示后，電容在交流電路中也符合歐姆定律。2.3純電感電路52謝謝觀賞2019-6-92.3純電感電路52謝謝觀賞2019-6-9結(jié)論：電感用感抗XL表示后，在交流電路中也符合歐姆定律。u比i超前90°。其中稱為感抗53謝謝觀賞2019-6-9結(jié)論：電感用感抗XL表示后，在交流電路中也符合歐姆定律。u比3.RLC串聯(lián)電路及其諧振IRIXLIXCOIUＩXL－IXC54謝謝觀賞2019-6-93.RLC串聯(lián)電路及其諧振IRIXLIXCOIUＩXL－IXZ：為交流電路的總阻抗Xl-Xc：稱為電抗。3.相位角55謝謝觀賞2019-6-9Z：為交流電路的總阻抗3.相位角55謝謝觀賞2019-6-9名詞：諧振當(dāng)XL=XC時(shí)，U與I同相，電路呈純電阻性。Z有最小值R。諧振頻率特征：①Z=R，且最小，②Φ=0，③UL與UC反相。56謝謝觀賞2019-6-9名詞：諧振諧振頻率特征：①Z=R，且最小，②Φ=0，③UL與4.RLC并聯(lián)電路及其諧振ICILOUＩC－IL57謝謝觀賞2019-6-94.RLC并聯(lián)電路及其諧振ICILOUＩC－IL57謝謝觀賞諧振條件：IL＝IC總電流：諧振時(shí)，I＝0，Z＝∞特征：Z=∞為最大，總電流為零。58謝謝觀賞2019-6-9諧振條件：IL＝IC總電流：諧振時(shí)，I＝0，Z＝∞特征：Z=5.RC串聯(lián)電路IURUCUOΦRΦC59謝謝觀賞2019-6-95.RC串聯(lián)電路IURUCUOΦRΦC59謝謝觀賞2019-可見：總阻抗，分壓比等都隨頻率而變化。60謝