電路與模擬電子技術(shù)模電

課程課程概1、電路原理課程研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，研究電電子技術(shù)課程是一門研究由組成電子電路的2、2、電路研究內(nèi)容一般分類及應(yīng)用33、課程特點(diǎn)研研究方法主要參考書《電路原理》主要參考書《電路原理》（第3版）》范承等機(jī)械工業(yè)出浙江大學(xué)出版《電路原周庭陽《FundamentalsofElectricCircuitsCharlesK.清華大學(xué)出版《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第4版)童詩白,華成英主高等教育出版講義《電路分析與電子技術(shù)基考核要求平考核要求平時(shí)作業(yè)（包括研討）30％＋期中考試總成＝＋期末考試期中考試安排在考試周11月16日（周一）上午10：30，東2-第一實(shí)第一實(shí)際電路與電路模1、由電氣設(shè)備和元器件以一定的方式連接組成的總（電流通圖）都稱為電路簡單電路如手電筒，包括電池、燈泡、開關(guān)及連復(fù)雜的電路如高壓電網(wǎng)、超大規(guī)模集成電路、通網(wǎng)絡(luò)、自動控制系統(tǒng)等R32198RR+RCR39211/2346 RB0/INTI34576復(fù)雜的電路如高壓電網(wǎng)、超大規(guī)模集成電路、通網(wǎng)絡(luò)、自動控制系統(tǒng)等R32198RR+RCR39211/2346 RB0/INTI345761、1、電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)2、傳遞和處理信2、為了對實(shí)際電2、為了對實(shí)際電路進(jìn)行分析研究，把各種各樣的實(shí)際電路元根據(jù)其主要物理性質(zhì)，抽象成理想化的電路模型元件，這些理的電路元件構(gòu)成電路模型電路元實(shí)際電路元件電磁性質(zhì)的抽單一電磁u、具有精確的數(shù)學(xué)定這些元件包電阻元件、電感元件、電容元件、獨(dú)立電源件、受控源元件、二端口和多端元等cc集總參數(shù)和分布參好再視為集中參數(shù)、即視為所謂的分布參數(shù)3、電路計(jì)算基本物理量及單位3、電路計(jì)算基本物理量及單位電i(t)1C/s=1A電流（安培1安培=1庫侖/電電v(t)為焦耳（J）。電壓的單位為伏特（V）電壓（伏特1伏特=1焦?fàn)?1庫能量和功單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能即為電功率，記為能量和功單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能即為電功率，記為p(t)或pp(t)v(t)p(t)dw(t)v(t)dq(t)v(t)i(t)i(t)電功率（瓦特）1瓦特=1安培*1伏電能（焦?fàn)枺?焦?fàn)?1瓦特*1度=1千瓦小時(shí)（電能（度第二電路電信號第二電路電信號非電量電元信電信號基電信號：隨時(shí)間變化電信號基電信號：隨時(shí)間變化的電壓、電流描述方式：時(shí)間函數(shù)表達(dá)式、時(shí)間函數(shù)圖形（信號波形）直流信號T正弦交流信號：Utmsin(ωtuTUT UTUtmsin(ωt)U2Utsin(ωt電信電信號分最基本的分類：直流、交流時(shí)間重復(fù)性：周期信號、非周期信號時(shí)間取值性：連續(xù)信號、離散信號...電路元第三一、電端電壓與電流有確定函數(shù)電路元第三一、電端電壓與電流有確定函數(shù)關(guān)系，體現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量二端器件，用字母R來表示，單位為歐姆。實(shí)際器件如燈泡電熱絲，電阻器等均可表示為電阻元件U=f(IIIURU阻，否則稱為非線性電阻線性電阻的電壓電流特性符合歐姆定I線性電阻的電壓電流特性符合歐姆定IRUG=1/R稱為電導(dǎo)，單位西門子電阻元件消耗的功率W=P×t=I2R1度=1只消耗電能，既不存儲電能也不存儲磁非線性電非線性電阻電阻元件還有時(shí)變和非時(shí)變之二、電容C表示，其單位為法拉（F），常用的有F、pF。EU二、電容C表示，其單位為法拉（F），常用的有F、pF。EU之間關(guān)qQ當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，Cic當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，Cicicdqc在直流電路中icdqc在直流電路中，電壓對時(shí)間t的變化率為零，所電流為零，因此直流電流不能通過電容，電容具有離直流的作用實(shí)際電路中，電流為有限值，則電容電壓必定是間的連續(xù)函數(shù)，電容兩端電壓不能突1Ct tt C C0時(shí)刻的電壓有關(guān)，即具有記憶電容元件是儲能元件，它將外界輸電能儲存在它的電場tt tCpt電容元件是儲能元件，它將外界輸電能儲存在它的電場tt tCpttCCCCu()duC()ttp()d CCt12)duCuCCC[u2(t)u2(tC 1121Cu 2CCC22只儲存電能，既不消耗電能也不儲存磁三、電感電感元件是三、電感電感元件是體現(xiàn)磁場能量的二端元件，用字母來mH、H示，其單位為亨利（H），常用的電感交鏈的磁通之間=LUL當(dāng)電壓和電流如圖方向（關(guān)聯(lián)方向）時(shí)當(dāng)電壓和電流如圖方向（關(guān)聯(lián)方向）時(shí)，有LuLdL(t)tu(i(dL(t)tu(i(t)L LLt01121 LLL2L2只儲存磁能，既不消耗電能也不儲存電四、獨(dú)立電源四、獨(dú)立電源1、獨(dú)立電壓用符號，Us源從正到負(fù)有降伏非零電壓源不能直接短路，兩個(gè)不等值的電壓源不能并聯(lián)當(dāng)電壓源數(shù)值Us=0時(shí)，相當(dāng)于一根短路線實(shí)際電壓源具有內(nèi)阻r，如發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓電源、電池等。其端部動勢為US，實(shí)際電壓源具有內(nèi)阻r，如發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓電源、電池等。其端部動勢為US，外接負(fù)載R時(shí)，此時(shí)電源端電壓即為負(fù)載電R,隨負(fù)載而變RUIR當(dāng)r=0時(shí)rR02、獨(dú)立2、獨(dú)立電流右圖是電流源的常用符號，Is非零電流源不能開路，兩個(gè)不等值的電流源不能串聯(lián)當(dāng)電流源數(shù)值Is=0時(shí)，相當(dāng)于電路開路r負(fù)載電流I而變I,隨RsR際電流源內(nèi)阻很大，可視為理流源Ur負(fù)載電流I而變I,隨RsR際電流源內(nèi)阻很大，可視為理流源UISrIIRr0R干電太陽能干電太陽能電發(fā)電機(jī)直流穩(wěn)壓電信號電流計(jì)I1=Us1/I2=Us2/I3=(Us1電流計(jì)I1=Us1/I2=Us2/I3=(Us1＋Us2)/I11=I1＋I(xiàn)3I22=當(dāng)Us20V時(shí)I2=I22=當(dāng)電壓源數(shù)值Us=0時(shí)，相當(dāng)于一根短路線五、五、受控源元受控電源是一些實(shí)際電路器件的理想化模型，它們的輸出電壓和電流受到電路中其它部分電壓或電流的控制，故又稱非獨(dú)立電源。受控電源分受控電壓源和受控電流源，物理模型三極管集電極電IC受基極電流極管元件等效于一個(gè)電流物理模型三極管集電極電IC受基極電流極管元件等效于一個(gè)電流控制的電流源控制。實(shí)際Ic為三極管的電流放大系三極三極管元電流控制受控源模簡寫為受控源類型gUU電壓控制電壓控制受控源類型gUU電壓控制電壓控制電流控制電流控制電流控制電流控制含受控源電路計(jì)例圖示電路，已知=10，求R3上電壓為多少UIU解：控制含受控源電路計(jì)例圖示電路，已知=10，求R3上電壓為多少UIU解：控制 受控電壓源電壓R3上電 R2UR3例 圖示電路，已知Us=10V,R=10,=2，0，－2時(shí)，分別求I1為多少解：I=Us101III+I12例 圖示電路，已知Us=10V,R=10,=2，0，－2時(shí)，分別求I1為多少解：I=Us101III+I1221 R 11 當(dāng)=2I=RU11I31當(dāng)=0I1I111當(dāng)=-211特別當(dāng)=-1時(shí)I1為無窮大，電路無解第四電壓電流的參考方如圖電路，若I=1A，則表第四電壓電流的參考方如圖電路，若I=1A，則表示實(shí)際電流方向與參考方向一致，IabRUabRU2、電壓參考方向是指電壓降落的方向，可用－符號表示，2、電壓參考方向是指電壓降落的方向，可用－符號表示，也可以用帶箭頭線表示IabRabRUU達(dá)式、數(shù)值和電路中電流的參考方向是密切相關(guān)的支路電壓表達(dá)式UIRU的表達(dá)式IRU降之和IRUU支路電壓表達(dá)式UIRU的表達(dá)式IRU降之和IRUUIRUUIRUUIRU注意：熟練書寫一UIRUUIRU注意：熟練書寫一段支路的電壓表達(dá)式是寫各種電路方程的基礎(chǔ)，必須熟練掌a參考方向計(jì)算舉知R1=R2=R3=10，Is2=2AIs3=3A求Uad。a參考方向計(jì)算舉知R1=R2=R3=10，Is2=2AIs3=3A求Uad。=12＋1×10=22b2cId3a=12－3×10=－18Uad=22－(－8)a=12－3×10=－18Uad=22－(－8)=12b2cId3功率U功率的單位是：式中U、I均需設(shè)定參考I功率U功率的單位是：式中U、I均需設(shè)定參考IU表示該器件吸收功率表示該器件發(fā)出功率RI計(jì)計(jì)算時(shí)U表示該器件發(fā)出功率表示該器件吸收功率I注意：式中U、I均為對應(yīng)參考向下的電壓電流代數(shù)值UII功率計(jì)算例電路及方向如圖，已RUs=10V,Is=2A,R=10R,求電壓源電流I功率計(jì)算例電路及方向如圖，已RUs=10V,Is=2A,R=10R,求電壓源電流源和電阻的功率UUIS解URUI=－UR＋WPR=電阻功（消耗功率（消耗功率（發(fā)出功率PU=US×I=10×(－2)=－20PI=UI×IS=30×2=60最大功率傳如圖電路，R0和IR已知，負(fù)載R可變問當(dāng)R為多大時(shí)最大功率傳如圖電路，R0和IR已知，負(fù)載R可變問當(dāng)R為多大時(shí)它吸收的功率最大解：電阻吸收的功率UPIR2R(RR20當(dāng)R變化時(shí)，為求P的最大值，對P求導(dǎo)P解得R=R0，此時(shí)電阻R獲得最大功率最大功U4R0Pmax第五基爾霍夫定I2支路、節(jié)點(diǎn)、回路的概單個(gè)或若干個(gè)二端閉合路徑。回路內(nèi)不第五基爾霍夫定I2支路、節(jié)點(diǎn)、回路的概單個(gè)或若干個(gè)二端閉合路徑?；芈穬?nèi)不含有支路的回路稱為網(wǎng)1②③①23④6條支4個(gè)節(jié)3條網(wǎng)孔回注意：該電路除上述3條回路外，還可選擇條不同的回路1、基爾霍夫電流定律電路中任一節(jié)點(diǎn)電流i代數(shù)和為其中流1、基爾霍夫電流定律電路中任一節(jié)點(diǎn)電流i代數(shù)和為其中流出節(jié)點(diǎn)的電流取正號流入節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號②①③節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)④I1－I5－I6節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2、基爾霍夫電壓定律電路任一閉合回路中各路電壓（元件電壓）的1u2、基爾霍夫電壓定律電路任一閉合回路中各路電壓（元件電壓）的1u數(shù)和為②③①回路1回路2－U5U3－U123④U4＋回路注意：支路電壓方向取為與支路電流方向一1②③①把支路電壓用支件電流來表示1②③①把支路電壓用支件電流來表示23④回路1I3×R3I4回路2Us1－I5×R5I3×R3回路3I4×R4I6×R6I5上式可寫回路1I3×R3I4×R4回路2－I5×R5I3×R3回路上式可寫回路1I3×R3I4×R4回路2－I5×R5I3×R3回路3I4×R4I6×R6I5的另一個(gè)形式為RI電壓電壓1②致時(shí)，Us為負(fù)，反之為③①23④支路電流法概節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)支路電流法概節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)1②③①23④節(jié)點(diǎn)回路1I3×R3I4