电子理论基础知识

直流电 Direct Current

电压

U

高电位与低电位的电位差，方向是电位降的方向

P5

U = IR 单位：伏特（V ）

电动势 E 实际方向由电源内部的负极指向正极 P6 电位

V

电路中任一点与参考点之间的电压

P20

电流和电压的实际方向总是一致的，或设为关联方向 U = IR ;当两者设为非关联的参考方向时，U = -IR

功：正电荷Q （ =It ）在电场力作用下，由a 点通过R 移到b 点。

W = UQ = UIt = |2Rt = U 2

t / R 单位：焦耳（J ）

1 千瓦小时为 1 度电：1kWh = 1000瓦X 3600秒=3.6 X1O 6

J

功率：P = W / t = UI = U 2/ R = I 2R

单位：瓦 （W ）

P >0组件吸收功率（电阻）

P< 0组件发出功率（电源）

基尔霍夫电流定律 KCL :任一瞬间，流入一个节点的电流总和等于从该节点流邮的电流总和。

P14

刀I = 0 任一时刻，电路中节点处电流的代数和为零。

基尔霍夫电压定律 KVL :任一时刻，电路中任一回路，各段电压的代数和等于零。

P15

刀U = 0

凡电压的参考方向与绕行方向一致时此电压前取正号，与绕行方向相反时此电压前取负号。

刀IR =E E 任一回路，电阻电压降的代数和等于电动势的代数和。电动势参考方向与绕行方向一致时，前面取正号。

电压源：电压U S 与低值内阻R 0串联组成。U = U S —IR 0

P24

在电压源内阻R 0=0理想情况下，电源两端电压 U 三U s ,该电压源称为恒压源，其输出电流I 由外电路负载决定：I = U S /R L

电流源：电激流I s 与高值内阻R s 并联组成。I = I S — U / R S

P25

在电流源内阻R s =*理想情况下，输出电流I 三I s ，该电流源称为恒流源，其两端电压U 由外电路负载决定：U = I S R L

刀当+E Is

:（弥尔曼定理） U = —;

分子刀（U s/R ）+X I s ：各支路电压源与本支路电阻相除后的代数和，电源参考方向依下列规则:

①恒流源流向节点时取正号②电动势正极指向节点时取正③恒压源与节点电压参考方向一致时取正号

分母刀1/R : 两节点之间各支路的恒压源为零（短路）后的电阻的倒数和，均为正值；但不计与恒流源串联的电阻

叠加原理：在线性电路中，如有多个线性独立电源同时作用时，则每一组件中的电流或电压等于各个独立源单独作用于 该组件所产生的

电流或电压的代数和。

当其它电源不作用时：若是恒压源，则 Us = 0在电路中作短路处理；若是电流源，则 Is = 0,在电路中作开路处理。

戴维南定理：任何一个线性有源二端网络对外电路而言， 可用一个电压源和电阻 R 0串联的电路等效代替。

P33

等效电压源的电动势E 等于有源二端网络开路电压U 0 （将负载开路）；

等效电压源的内阻R 0等于有源二端网络除源后（恒压源短路、恒流源开路）所求得的无源二端网络的等效电阻。

诺顿定理：任何一个线性有源二端网络对外电路而言，可用一个恒流源 I s 和电阻R s 并联的电路来等效。

P35

等效电流源的恒流源I s 的大小等于有源二端网络的短路电流（将负载短路）

等效电源源的内阻R s 等于有源二端网络除源后（恒压源短路、恒流源开路）所得的无源二端网络的等效电阻。

负载获得功率：P L = I L 2R L = （U 02

/ （R ^+R L ）） 2

R L

P36

当满足R L = R 0，负载获得取大功率 P Lmax = U 。2 / 4R °= U 。2 / 4R L ，但电源输出功率的效率仅有 50%

电阻串联电路：通过串联电阻的电流是同一电流

U = IR 1+ IR 2+ …+ IRn

电阻并联电路：各并联电阻两端电压是同一电压

I = U / R i + U / R 2+ …+ U / Rn

I,串联电阻两端的总电压等于各电阻上电压的代数和【串联分压】 R = R 1+ R ?+…+ Rn

U,总电流等于各并联电阻中电流的代数和【并联分流】 R= R 1 // R 2// …// Rn

1 / R= 1 / R 1 + 1 / R 2+…+ 1 / Rn

P17

P18

节点电压法 P29-31

交流电 Alternating Current

交流电的参考方向设定为正半周时的方向

相位差：两个同频率的正弦交流电在任何瞬时的相位之差。 相位差△ w =0°时，称为同相；

相位差△ w =180。时，称为反相

相量的加减可用代数式，相量乘除则用极座标式。相量相乘，模相乘，幅角相加；相除时，模相除，幅角相减 相量 A = a + jb = r

（cos W + jsin W ） = rd w

= r Z W

模 r =, a 2 + b 2 实部 a= r cos^

幅角 W = arctg (b / a) 虚部 b = rsin W

电阻R = p l / s 单位：欧姆（Q ） （p 为电阻率（Q- m ） > l 长度、s 截面积）

P48

衡量一个电阻器是否线性的，应看它的电压一电流关系是否为线性函数 一个二端电阻器，不管其电压值是多少，只要其电流值恒等于零，就称为开路。 一个二端电阻器，不管其电流值是多少，只要其电压值恒等于零，就称为短路。

电导G = 1 / R 单位：西门子（S ）（电阻的倒数称为电导）

P8

电容充放电的规律：

电容器两端电压不能突变，在外在电压突变瞬间，电容器相当于”短路" 电容器充放电结束时，流过电容的电流为零，此时电容器相当于

"开路"

RC 电路的充放电过程都需要一定的时间才能完成，充放电时间在

3-5T 以后，可认为充放电基本结束

充放电过程的快慢决定于电路本身的时间常数 （T = RC ），而与其它的因素无关 充放电过程中，V c 、I c 、U R 均按指数规律变化

根据电路规律列写电压、电流的微分方程，若微分方程是一阶的，则该电路为一阶电路

（一阶电路中一般仅含一个储能元件。）

T =RC T 越大，过渡过程曲线变化越慢，u C 达到稳态所需要的时间越长

-t

一阶微分电路通用方程：f （t ） = f （g ） + [f （0+

） — f （s ）]e — f （t ）可代表电压u （t ）或电流i （t ）

初始值 f （0+） : u c （0+）= u c （0—

）

i L （0+）= i L （0—

）

稳态值f （*）:画出等效电路，令C 开路

时间常数T :对于一个电阻直接用RC 求得；对于复杂的电路，要先求其等效内阻R'

电路串联谐振时，电流最大，谐振时电感器和电容器上的电压彼此相等但相位相反。

RLC 串联电路出现的谐振称为串联谐振，又称电压谐振 谐振条件：3L — 1/3 C = 0

谐振频率：3 0= 1 / (LC)0.5

RLC 并联电路的谐振既称并联谐振，又称电流谐振。

谐振条件：3 C — 1/3 L =0

谐振频率：3 0= 1 / (LC)0.5

P39

e = E m sin( 31 +书) u = U m sin(3 t + 书) i = I m sin( 3 t +书)

最大值（幅值）：E m 、U m 、I m 正弦电流/电压的有效值是其幅值的 E = 0.707E m

U = 0.707U m

1 /20.5(〜0.707倍 I = 0.707I m

P44

周期 T 正弦量变化一次所需的时间

T = 1/f = 2 n / 3 单位：秒（s ） 频率

f 单位时间内正弦量重复变化的次数

f = 1/T

单位：赫兹（Hz ）

角频率 3 交流电在单位时间内变化的弧度

3 = 2 n /T = 2 n f

单位：弧度/秒（rad/s ） 初相位 W t = 0时的相位角

度=弧度X 180° / n

P47

P55-58

容抗 X C = 1 / (3 C) = 1/ (2n fC)

单位：欧姆（Q ） 有功功率

P C = 0 I = U C 3 C

电流超前于电压90o

无功功率

Q C = U C I

单位：乏（var ）

电容对于直流电路视作开路，起隔直作用。

X C = 1 / (2n fC)=

=1 / 0=x Q （对于直流，f = =0)

Z = R + (X L — X C )= R

电容 C = Q / Uc = e S / d 单位：法拉（F ） （ e 介质介电常数（F / m ）、d 极板间距、S 极板的面积）