电子电工学章

电子电工学课件章1第一页，共六十页，编辑于2023年，星期一电能机械能、热能、光能……2.便于输送3.便于控制电子技术的优点：计算机……二.课程安排理论课:54学时实验课:19学时(9个实验)绪论一.概述电的优点:1.便于转换水能、热能、原子能……电能2第二页，共六十页，编辑于2023年，星期一三.基本要求1.掌握所学内容2.重视实验3.做好习题:每次课后必有题，每星期交一次作业;注意：上课前交。迟交一小节作业扣13分。作业要求：(1)抄题抄图，字迹工整，清晰，字不要太小；(2)对于计算题：未知数=公式=代入数值=得数四.成绩评定方法1、原始平时成绩原始平时成绩=(作业总平均成绩+3次测验成绩之和+考勤成绩2+实验成绩2)83第三页，共六十页，编辑于2023年，星期一其中：(1)考勤成绩满分为100分。从第1周起，每旷课一大节扣18分(即每旷课一小节扣6分)。迟到20分钟以内扣分折半，迟到达20分钟或以上者视为旷课。因事请假扣分折半。病假扣分1/6(即每大节3分，每小节1分)。(2)期中测验期中测验共实行3次，闭卷。随堂考试。(3)作业总平均成绩

作业平均成绩=所有作业成绩的平均值2、最终平时成绩

将原始平时成绩从高到低排序，并按高分到低分及其一定的比例评定最终平时成绩。3、期评成绩期评成绩=最终平时成绩40%+期末考试成绩60%4第四页，共六十页，编辑于2023年，星期一实验名称(化药092)时间地点实验一:触电现场的紧急救护第4周第大节实验楼七楼电工实验室实验二:电位、电压与戴维南定理第9周第大节实验三:单相交流电路及功率因数的提高第12周第大节实验四:三相异步电动机正反转控制第13周第大节实验五:常用电子仪器的使用第15周第大节实验楼七楼电子实验室实验六:直流稳压电源第16周第大节实验七:集成运算放大器第17周第大节实验八:组合逻辑电路的设计与测试第18周第大节实验九:计数器第19周第大节5第五页，共六十页，编辑于2023年，星期一请班长、学习委员尽快到“电工学实验室”“电子学实验室”领：1、《电工技术实验》指导书2、《电子技术基础实验指导书》

以上每本5元左右。6第六页，共六十页，编辑于2023年，星期一实验安排结束7第七页，共六十页，编辑于2023年，星期一第一章直流电路重点:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解电路的基本定律并能正确应用；3.掌握实际电源的两种模型。会计算电路中各点的电位；4.

掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。8第八页，共六十页，编辑于2023年，星期一§1.1电路的作用和组成一.电路1.电源(供电装置)

变压器、开关、电线电灯二.电路的组成岩滩、大化等干电池符号(恒压源)恒流源符号Is恒压源符号+US-+

E-9第九页，共六十页，编辑于2023年，星期一3.中间环节

sTrER+_IS三、最简单的电路模型2.负载(用电设备)

+-IR线性电阻符号：10第十页，共六十页，编辑于2023年，星期一§1.2、§1.3、§1.4电路的基本物理量有方向:电流、电压、电动势无方向:功率、电能一、电流:定义：电荷有规律运动形成的电子流I、i大小:若：dq/dt＝常数，则用大写字母I

来表示

——称为恒定电流、直流单位：A、mA、uA、nA、kA1A=103mA=106uA=109nA1kA=103Adqdt

dqi＝—dt11第十一页，共六十页，编辑于2023年，星期一IRE+_用参考方向计算得到的结果，若：I＞0，则参考方向与实际方向相同；I＜0，则参考方向与实际方向相反；今后讲课、作业中的电流方向均为参考方向。电流方向的表示方法：用箭头表示方向:实际方向:正电荷的运动方向参考方向:任选方向12第十二页，共六十页，编辑于2023年，星期一二、电压、电位：u、U(直流电压)(1)电位

(2)电压两点之间的电位差:单位：V、mV、V、kV⊕·oAdq.B参考点则O点电位：uo＝0若将电荷dq自A点沿任意路径移到参考点O所做的功为dw，则A点电位：

dwuA＝—dq

dwABuAB＝uA-

uB＝——dq13第十三页，共六十页，编辑于2023年，星期一方向:实际方向:高电位“+”→低电位“-”参考方向:任意选择的方向用参考方向计算得到的结果，若：u＞0,则参考方向与实际方向相同；u＜0,则参考方向与实际方向相反；今后讲课、作业均为参考方向电压、电位参考方向的表示方法:

双下标Uab(高电位在前,低电位在后)-+正负号ab箭头ab14第十四页，共六十页，编辑于2023年，星期一四、功率

p、P(1)定义:在dt时间内电场力做功为dw，则功率：此外,uAB

则表示你选择的参考方向为A指向B。A点电位uA表示你选择的参考方向为A指向参考点。三、电动势e、E——恒压源两端的电压。如：+

E-15第十五页，共六十页，编辑于2023年，星期一(2)功率单位:W、mW、kW(3)电压、电流的关联正方向所耗电能：w＝pdt(J焦耳)＝u·i方向关联方向不关联IU+-IU-+16第十六页，共六十页，编辑于2023年，星期一(4)功率正负的意义参考方向关联用公式P=+u

i

参考方向不关联用公式P=－u

i

i+u

－i－u+当计算结果P>0时：该元件“吸收功率”(负载)当计算结果P<0时：该元件“发出功率”(电源)(5)功率平衡方程式在任一个电路中：|P吸收|＝|P产生|

或：P＝0结果＞0＜0结果＞0＜017第十七页，共六十页，编辑于2023年，星期一§1.6电路的基本定律一.欧姆定律流过线性电阻上的电流与该电阻两端的电压成正比,与电阻值成反比。RUI注意：使用欧姆定律时，一定要在图中标明参考方向。RUI方向关联：方向不关联：18第十八页，共六十页，编辑于2023年，星期一二.克希荷夫定律(基尔霍夫定律)1、名词注释支路：电路中每一个分支节点：三个或三个以上支路的联结点回路：电路中任一闭合路径网孔：没有支路穿过的回路例1支路：ab、ad、…...(共6条)节点：a、b、…...(共4个)回路：abda、bcdb、…...(共7个)网孔：abda、bcdd、adca(共3个)I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-19第十九页，共六十页，编辑于2023年，星期一2、克氏电流定律KCL(1)定义

对任何节点，在任一瞬间，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。I1＋I3＝I2＋I4

即：或：在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为0。I1I2I3I4例2I＝0

I入＝I出又：

I1＋I3－I2－I4＝0即：20第二十页，共六十页，编辑于2023年，星期一I1+I2=I3I=0(2)克氏电流定律的扩展应用电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。

I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R广义节点例3例421第二十一页，共六十页，编辑于2023年，星期一2、克氏电压定律KVL(1)定义：在任一瞬间，对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电压的代数和恒等于0。即：注意：U

：当U

的参考方向与绕行方向一致时取“＋”IR：当I的参考方向与绕行方向一致时,IR取“＋”电动势:当作电压看待(＋→－)写在方程左边。当方向与绕行方向一致时取“＋”例如：回路a-d-c-aI3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-

+E4－I5R5＋I3R3－I4R4－E3=0U＋IR＝022第二十二页，共六十页，编辑于2023年，星期一E+_RabUab=?I(2)克氏电压定律的扩展应用克氏电压定律也适合开口电路。例5Uab＋I·R－E＝0Uab＝E

－I·R23第二十三页，共六十页，编辑于2023年，星期一§1.5理想电路元件一、无源元件1.电阻R、r(1)图形符号R(或r)i+u-(3)伏安特性——元件上u~i关系iuui本课只讨论线性电阻(2)常用单位、k、M——线性电阻——非线性电阻24第二十四页，共六十页，编辑于2023年，星期一(4)电阻的串联RR=R1+R2+……分压公式……………UIR1R2…U1U2此外：25第二十五页，共六十页，编辑于2023年，星期一(5)电阻的并联R可写成：R＝R1//R2//……//Rn分流公式……I2In……R1R2RnUII126第二十六页，共六十页，编辑于2023年，星期一两电阻并联时分流公式:RR1R2UI1I2I——注意电流方向27第二十七页，共六十页，编辑于2023年，星期一N2.电感ui(1)图形符号L无铁心L有铁心＝constant若：称此线圈为线性定常电感元件。L——称为电感元件的自感系数。(2)单位H(亨)(Henry,亨利)，常用H,mH表示。28第二十八页，共六十页，编辑于2023年，星期一(3)电感中电流、电压的关系L＋

u－iL＋

u－i电磁感应定律∵

＝Li当i＝I(直流)时,在直流电路中电感相当于短路。u＝0di/dt＝0(4)电感的串联和并联电感串联时，总电感：L＝L1＋L2＋……电感并联时，总电感的倒数：29第二十九页，共六十页，编辑于2023年，星期一3.电容++++----+q-qui(1)图形符号(2)单位F(Farad，法拉),常用F，pF等表示。C无极性C+有极性称此元件为线性定常电容元件。C——称为电容器的容量。＝constant若：30第三十页，共六十页，编辑于2023年，星期一C＋

u－iC＋

u－i∵q＝Cu当u＝U(直流)时,在直流电路中电容相当于断路。电容有隔断直流作用。i＝0du/dt＝0(3)电容中电流、电压的关系(4)电容的串联和并联电容串联时，总电容的倒数：电容并联时，总电容：C＝C1＋C2＋……31第三十一页，共六十页，编辑于2023年，星期一二、电源元件1、电压源(1)实际电压源U＝E－IRo(2)理想电压源(恒压源)

——Ro=0时的电压源IE+_UUIRo+-E特点:(a)输出电压不变，其值恒等于电动势,即UE;(b)恒压源中的电流由外电路决定。

32第三十二页，共六十页，编辑于2023年，星期一2、电流源(1)实际电流源ISRoabUabI(2)理想电流源(恒流源)——Ro=时的电流源

特点:(1)输出电流不变,其值恒等于电流源电流,即:I=IS(2)恒流源两端电压由外电路决定。abIUabIs33第三十三页，共六十页，编辑于2023年，星期一电压源中的电流如何决定？电流源两端的电压等于多少？例1Uab=?原则：Is不能变，E不能变。电压源中的电流:I=IS恒流源两端的电压Uab＝I·R－EER_+abIsI=?34第三十四页，共六十页，编辑于2023年，星期一10V+-2A2I讨论题哪个答案对???××35第三十五页，共六十页，编辑于2023年，星期一E+-2RE+-R2RRR2R2R2R§1.7支路电流法对于简单电路，通过串、并联关系即可求解。如：I=?I总I总36第三十六页，共六十页，编辑于2023年，星期一对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，必须经过一定的解题方法，才能算出结果。如：E4-I4+_E3+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I337第三十七页，共六十页，编辑于2023年，星期一支路电流法

一、解题思路:根据克氏定律，列独立节点电流和回路电压方程，然后联立求解。二、支路电流法解题步骤:1.对每一支路假设一未知电流,并设参考方向。设网孔绕行方向。例1E4E3-+R3R6R4R5R1R2+_2.列电流方程若电路中有n个节点,则可列出(n－1)个KCL独立方程。例1电路节点数n=4，只能列3个KCL方程。I2I5I6I1I4I338第三十八页，共六十页，编辑于2023年，星期一E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_bacd节点a：I3＋I4＝I1节点c：I2＝I5＋I3节点b：I1＋I6＝I23.列电压方程若电路中有m个网孔,则可列出m个KVL独立方程。本电路有3个网孔，可列出3个KVL方程。abda:I4R4＋I1R1－I6R6－E4

＝0bcdb:I2R2＋I5R5＋I6R6＝0adca:－I4R4－I5R5＋I3R3－E3＋E4＝039第三十九页，共六十页，编辑于2023年，星期一4.解联立方程组电压、电流方程联立求得：I1~I6I3＋I4＝I1I1＋I6＝I2I2＝I5＋I3I4R4＋I1R1－I6R6－E4

＝0I2R2＋I5R5＋I6R6＝0－I4R4－I5R5＋I3R3－E3＋E4＝0三、支路电流法的优缺点:优点：能解决所有复杂电路。缺点：电路中网孔、节点数多时，所需方程的个数较多，求解不方便。40第四十页，共六十页，编辑于2023年，星期一n=4m=3例2四、支路中含有恒流源的情况电流方程:a：I1＋I3S＝I2b：

I4＋I5＝I2c：

I6＋I3S＝I4电压方程:abda:I1R1＋I2R2＋I5R5－E＝0bcdb:I4R4＋I6R6－I5R5＝0abca:I2R2＋I4R4－Ux

＝0结果:5个电流+1个电压=6个未知数,由6个方程求解。+Ux-dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1aI3sR641第四十一页，共六十页，编辑于2023年，星期一I2R1I1E1R2E2I3R3+_+_原电路+

§1.8迭加定理一、概念——在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流(或电压),都是各个电源单独作用时在此支路中所产生的电流(或电压)的代数和。I1＝I1'

－I1''I2＝-I2'

＋I2''I3＝I3'

＋I3''I1'+_E1I2'R1R2I3'R3E1单独作用I2''R1I1''R2E2I3''R3+_E2单独作用＝42第四十二页，共六十页，编辑于2023年，星期一二、迭加定理应用步骤(以求I1为例)1.画分电路。有几个独立电源就画几个分电路。每一个分电路只有一个独立电源单独作用，其余的恒压源短接，恒流源断开，电阻(包括内阻)留下。I2R1I1E1R2E2I3R3+_+_原电路+I1'+_E1I2'R1R2I3'R3E1单独作用I2''R1I1''R2E2I3''R3+_E2单独作用＝43第四十三页，共六十页，编辑于2023年，星期一2.求分电路中的分量I2R1I1E1R2E2I3R3+_+_原电路+I1'+_E1I2'R1R2I3'R3E1单独作用I2''R1I1''R2E2I3''R3+_E2单独作用＝44第四十四页，共六十页，编辑于2023年，星期一

3.求原电压或原电流。原电流(或电压)＝所有分电流(或电压)的代数和。代数和中分量的正负取法：当分量的参考方向与原量的一致时取“+”，相反时取“–”。如本例中：I1＝I1'

－I1''I2R1I1E1R2E2I3R3+_+_原电路+I1'+_E1I2'R1R2I3'R3E1单独作用I2''R1I1''R2E2I3''R3+_E2单独作用＝45第四十五页，共六十页，编辑于2023年，星期一例+-R210IIS4AE20VRS10R110迭加原理用求：I=?I=I'–I"=1A+R2I'ISRSR1解：+-R2I"ERSR146第四十六页，共六十页，编辑于2023年，星期一三、应用迭加定理要注意的问题1.迭加定理只适用于线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)。2.功率不能叠加(功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数)。P≠P'+P''+……3.电压(或电流)叠加时要注意各分量的参考方向。4.分电路不一定只含有一个独立电源。但每个独立电源在分电路必须出现一次，而且也只能出现一次。例如：47第四十七页，共六十页，编辑于2023年，星期一+－－+E1E2IS1R1R2R3R4IS2I4＝＋+－－+E1E2R1R2R4

I4'IS1R3R4IS2R1R2I4''48第四十八页，共六十页，编辑于2023年，星期一一、名词解释二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路相联，则该电路称为“二端网络”。§1.9等效电源定理

戴维南定理诺顿定理无源二端网络：二端网络中没有电源有源二端网络：二端网络中含有电源ABAB49第四十九页，共六十页，编辑于2023年，星期一二、戴维南定理1、概念任何一个有源二端线性网络都可用一个恒压源U0和一个内阻R0相串来等效。其中U0等于端口开路电压，R0等于端口的输入电阻(将有源二端网络的独立电源处理为0)。有源二端线性网络外电路AB外电路U0R0+_AB等效50第五十页，共六十页，编辑于2023年，星期一R0=从二端网络看进去的电阻。(恒压源短路，恒流源断路)U0=有源二端网络的开路电压；ES=0IS=0变成无源二端网络ABR0有源二端线性网络ABU0+－有源二端线性网络外电路AB外电路U0R0+_AB等效51第五十一页，共六十页，编辑于2023年，星期一(1)画等效电路用戴维宁定理求U例12、戴维南定理应用步骤+-UoRoABRL+U-R14R24R350RS533ABIS1AR