电子电路基础 第1章 电路的基本概念.ppt

1、2020年8月12日星期三，49-1，1.1电路和电路模型，1.2电压和电流的参考方向，1.3电功率和能量，1.4欧姆定律，1.5基尔霍夫定律，1.6电压源和电流源，1.7电源有载运行，开路和短路，第1章电路的基本概念和定律，2020年8月12日星期三，44-2。理解电路的基本规律并正确应用；3.了解电路的有载运行、开路和短路状态，了解电功率和额定值的意义；4.将计算电路中每个点的电势。第1章，电路的基本概念和定律，2020年8月12日，星期三，49-3，1.1电路和电路模型，(1)实现电能的传输、分配和转换，(2)实现信号的传输和处理，1 .电路的功能是电流的路径，由电气设备或电路元件以某种

2、方式组成，以满足某些需求。2020年8月12日，星期三，49-4，2。电路组件，电源：提供电能的装置，负载获取电能的装置：中间环节：传输、分配和控制电能的功能，1.1电路和电路模型，2020年8月12日，星期三，49-5，DC电源：励磁产生的电压和电流称为响应。1.1电路和电路模型，2020年8月12日星期三，49-6，手电筒的电路模型。为了用数学方法对电路进行分析，通常需要对实际电路进行建模，并用能够反映其电磁特性的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而形成与实际电路相对应的电路模型。手电筒由电池、灯泡、开关和管子组成。理想的电路元件主要包括电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件。

3、1.1电路和电路模型，2020年8月12日星期三，49-7，手电筒的电路模型，电池，电线，灯泡，开关，电池是电源组件，其参数是电动势e和内阻ro；灯泡主要具有消耗电能的特性，是一个电阻元件，其参数为电阻r；圆柱体是用来连接电池和灯泡的，它的电阻被忽略了，所以它被认为是没有电阻的理想导体。开关用于控制电路的通断。未来分析指的是电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。1.1电路和电路模型，2020年8月12日星期三，49-8，电位：从电路中某一点到参考点的电压，记录为“VX”。通常假设参考点的电势为零。第一，电路中电压和电势的概念，电势的计算步骤： (1)选择电路中的某

4、一点作为参考点，并将其电势设置为零；(2)标记每个当前参考方向并计算；(3)计算每个点和参考点之间的电压作为每个点的电势。某一点的电位为正，表明该点的电位高于参考点；某一点的电势为负，表明该点的电势低于参考点。1.2电压和电流的参考方向，电压：电路中两点之间的电位差，记录为“Uab”。电路中的参考点发生变化，每个点的电位值也随之变化；任意两点之间的电压值不随参考点的变化而变化。例如，2020年8月12日星期三，49-9，计算电路中每个点的电位：Va、Vb、Vc、Vd。解决方法：设A为参考点，即VA=0V，VB=UBA=106=60V，VC=UCA=420=80V，VD=UDA=65=30V，B

5、为参考点，即Vb=0V。Va=Uab=106=60伏Vc=Ucb=E1=140伏Vd=Udb=E2=90伏，b，a，Uab=106=60伏Ucb=E1=140伏Udb=E2=90伏，Uab=106=60伏Ucb=E1=140伏Udb=E2=90伏，1.2电压和电流的参考方向，2020年8月12日，星期三，49-10，结论：(1)电压和电流的参考方向(2)电路中两点之间的电压值是固定的，不会随参考点的不同而变化，即与零电位参考点的选择无关。借助电势的概念，可以简化电路图。1.2电压和电流的参考方向。在2020年8月12日，星期三，49-11，示例1:说明了电路，并计算了开关打开和闭合时点A处的电

6、势VA。解决方案3360 (1)当开关S打开时，(2)当开关闭合时，电路如图(B)所示，电流I2=，电流I1=I2=0，电势VA=6V。电流在闭合路径中流动，1.2电压和电流的参考方向，2020年8月12日，星期三，49-12，例2:解决方案：(1)电路如左图所示，零电位参考点是12V电源的“”端子和12V电源的“”端子之间的连接点。当电位计RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流I减小，因此点A的电位增加，点B的电位减小。(2) VA=IR1 12 VB=IR2 12，电路如下图所示，(1)零电位参考点在哪里？画一张电路图并展示出来。(2)当电位计RP的滑动触点向下滑动时，A点和B点的电位是增

7、加还是减少？2020年8月12日，星期三，49-13，1.2电压和电流的参考方向，物理学中基本物理量的规定方向，1。电路基本物理量的实际方向，2。电压和电流的参考方向，2020年8月12日星期三，49-14，(2)参考方向的表示方法，电流：2。电路基本物理量的参考方向，1.2电压和电流的参考方向，2020年8月12日星期三，49-15，实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。(3)实际方向和参考方向之间的关系。注：选择参考方向后，电流(或电压)值将为正或负。如果I=5A，电流从a流向b；如果I=5A，电流将从B流向A。如果U=5V，电压的实际

8、方向从A指向B；如果U=5V，电压的实际方向从B指向A，1.2电压和电流的参考方向，2020年8月12日星期三，49-16，1.3电力和能源，1。电力的符号和含义为了反映电路中各元件的不同工作状态，功率值用 和 符号来区分。当任何组件的功率值为正时，它被定义为消耗功率，当它为负时，它被定义为提供功率。2.能量计算在从t0到t的时间内，根据电压的定义，元件吸收的电能可以计算为2020年8月12日，星期三，49-17，1.3的电能和能量(A点和B点之间的电压大小等于电场力将单位正电荷从一点移动到另一点时所做的功)。因此，功率是能量的导数，能量是功率对时间的积分。3。功率计算p=ui，4。功率和能量

9、的法定单位制：能量单位是焦耳；功率的单位是w(瓦特)，当1J的能量转换为1s时，功率是1w。2020年8月12日，星期三，49-18点，当U和I有相同的参考方向时，当U和I有相反的参考方向时，表达式中有两组符号：表达式前的符号由U和I参考方向之间的关系决定；u和I的正值和负值表示实际方向和参考方向之间的关系。一般来说，u和我有相同的参考方向。U=1R，U=I R，1.4欧姆定律，对于线性电阻元件：U=IR，2020年8月12日星期三，49-19，解决方案：对于图(a)，U=IR，例如，使用欧姆定律列出以下电路的公式并计算电阻R.对于图(b)，U=IR，1.4欧姆定律，2020年8月12日星期三

10、，49-20，电路端子电压和电流之间的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，这意味着电路中的电压与电流之比是恒定的。线性电阻的概念线性电阻的伏安特性是一条穿过原点的直线。1.4欧姆定律，2020年8月12日，星期三，49-21，1。5基尔霍夫定律，分支：电路中的每个分支。电流流经一个分支，这就是所谓的分支电流。node:三个或更多分支的连接点。环路：由分支组成的封闭路径。网格：内部没有分支的环。，2020年8月12日，星期三，49-22，示例1:分支：ab，bc，ca(共6个)，循环：abda，abca，adbca(共7个)，节点：A，B，C，D(共4个)，网格：abd，abc 1

11、。基尔霍夫电流定律(KCL定律)，即： in=out，1定律，在任何时刻，流向任何节点的电流等于流出该节点的电流。电流连续性的体现。或：=0，对于节点A:I1I2=I3，或I1 I2I3=0，基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一节点处各支路电流之间的相互限制。基尔霍夫定律，2020年8月12日，星期三，第49-24页。当前的定律可以扩展到电路周围的任何假设的闭合表面。2升职，我=？示例：广义节点，I=0，IA IB IC=0，1。5基尔霍夫定律，2020年8月12日，星期三，49-25，在任何时刻，沿着任何回路的行进方向，回路的每个部分中的电压的代数和总是等于零。2.基尔霍夫电压定律(K

12、VL定律)，也就是说，U=0，1的定律在任何时刻从回路中的任何一点开始，并沿回路循环一次，那么在这个方向上电位上升的总和等于电位下降的总和。对于环路1:对于环路2:E1=I1R1i3r3，I2R2i3r3=E2，或I1 R1 I3 R3 E1=0，或I2I3R3 E2=0，基尔霍夫电压定律(KVL)反映了任何电路中电压之间的相互限制。1。5基尔霍夫定律，2020年8月12日，星期三，49-26，1在标记环路方向之前的方程组；电位上升=电位下降E2=ubei2r 2，u=0i2r2ube=0，2当应用U=0列方程时，项前符号的确定：如果指定的电位下降采用正符号，则电位上升采用负符号。3。开路电压

13、可根据回路进行处理。注：对于回路1:1.5基尔霍夫定律，2020年8月12日，星期三，49-27，示例：对于网格abda:对于网格acba:对于网格BCDB:R6，I6R6 I3R3 I1R1=0，I2R2 I4R4 I4 R4 I3 R3 E=0，应用U=0列等式，1。5基尔霍夫定律，2020年8月12日星期三，49-28，对于环路adbca，遵循逆时针：I1 R1 I3 R3 I4 R4 I2 R2=0，对于环路cadc，遵循逆时针：I2 R2 I1 R1 E=0，R6，1。5基尔霍夫定律，2020年8月12日，星期三，49-29，1.6电压源和电流源，即电压源，电压源模型，从上面的电路，

14、我们可以得到3360U=E IR0，如果R0=0，理想的电压源是3360U E，U0。R0，R1，U，E，可以近似地认为是一个理想的电压源。理想电压源，0，电压源，2020年8月12日，星期三，49-30，理想电压源(恒压源)，示例1: (2)输出电压为某个值，始终等于电动势。对于DC电压，有(3)恒压源中的电流由外部电路决定。特性：(1)内部电阻R0=0，假设E=10 V，R1连接后，恒压源向外输出电流。当RL=1，U=10 V，I=10A，U=10 V，I=1A，电压O，IS不变，电流随负载变化，1.6电压源和电流源，2020年8月12日，星期三，49-31，2。电流源、U0=ISR0，可

15、以从上图的电路中获得。如果R0=，理想电流源是：IS，如果R0 RL，I IS，它可以近似认为是理想电流源。电流源1.6电压源电流源2020年8月12日星期三49-32理想电流源(恒流源)例1: (2)输出电流是一定值，它总是等于电流is；(3)恒流源两端的电压u由外部电路决定。特性：(1)内阻r0=；设置为=10a。R1连接后，恒流源向外输出电流。当RL=1时，I=10A，U=10伏，当RL=10时，I=10A，U=100伏，外部特性曲线、I、U、IS、O、恒定电流和电压随负载变化。1.6电压源和电流源，2020年8月12日星期三，49-33。3.电压源和电流源之间的等效转换，来自图a: u

16、=eir0，来自图b: u=isr0ir0，1.6电压源和电流源，2020年8月12日星期三，49-34，等效转换理想电压源和理想电流源之间没有等价关系。电压源和电流源之间的等效关系不是等效于外部电路，而是等效于内部电源。注：当RL=时，电源不会在电压源的内部电阻R0中损耗，而电源会在电流源的内部电阻R0中损耗。电动势e和电阻r串联的任何电路都可以转化为电流is和电阻r并联的电路。1.6电压源和电流源，2020年8月12日，星期三，49-35，例13360，计算下列电路的等效电源，求解：1.6电压源和电流源，2020年8月12日，星期三，49-36，例23360，尝试电压源和电流源之间的等效变换方法计算2个电阻，解360，可以从图(d)中得到，1.6电压源和电流源，星期三尝试通过电压源和电流源的等效变换来计算图中所示电路中1个电阻的电流。1.6电压源