简单电子电路基础(PPT57页)

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1.3 电路的基本元件
常见的电路元件：电阻元件、电容元件、电 感元件、电压源、电流源。
电路元件在电路中的作用或者说它的性质是
由其端钮上电压与电流的关系即伏安关系
（VAR）来决定的。
教材p8
1.3.1电阻元件
u
14
伏安关系
其电压与电流的比值是 一个常数，称为该电阻 元件的电阻，用符号 R 表示。 i 电阻的单位是欧姆(Ω)。
1.4 基尔霍夫定律
1.3.1电阻元件
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伏安关系
电阻元件另一个参数是电导，电导定义为电阻的倒数，用 符号G表示
G 1 R
电导的单位是西门子（S）
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1.3.2 电容元件
Cq u
电容元件所带的电荷量与其两端的电压的比值称为电 容元件的电容。电容的符号是Ｃ。电容的单位是法拉 （Ｆ）
iqCuCu
t t
t
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iqCuCu
一个实际的电压源是由理想电压源与一个内阻RS串联组 成的；一个实际的电流源是由理想电流源与一个内阻RS 并联组成的。
每 或 组 23 一 者合 个 把称 二 流为 端 过一 元 同条
件 一支 称 个路
为电 一流 条的
支几 路个
串 联 元 件 的
. .
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支 或称 路 者为Leabharlann Baidu
与 把节 支 三点
路个 的及 联三 接个 点以 称上 为支
PUs I
（2）特例US＝0，ａ、ｂ两点间相当于短路。
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1.3.5 电流源
电流源是理想电路元件。
它的端钮上的电流总是保持某 个恒定值，而与通过它两端的 电压无关。
电流源元件端钮的伏安关系可 写为
I IS
U 为任意值
（1）电流源吸收的功率 PUIS
（2）特例IS＝0，ａ、ｂ两点间相当于开路。
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i 0
基尔霍夫电压定律
Kirchhoff’ Voltage law 简称KVL
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列写节点KCL方程
方法一
i 0
首先要选定以电流流入节
点为正，还是以电流流出
节点为正，如取流入节点
=？
的电流为正，根据各支路电流的参考方向，列写ａ点
的KCL方程如下
i1i2i3i4i50
方法二
i1i2i3i4i5
流入节点ａ的电流总和＝流出节点ａ的电流总和
t t
t
从公式看出，只有电容上的电压变化时，电容 两端才有电流。
在直流电路中，电容上即使有电压，但ｉ＝０. 即在直流电路中电容相当于开路， 电容具有 隔直作用（隔断直流）。
u
iCuCu2 u1 18
t
t2 t1
t
i
t
电容上的电压不会跳变。
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1.3.3 电感元件
u L i t
当电流ｉ发生变化时，线圈本身就产生自感电动势 Ｌ称为电感元件的电感，电感的单位是亨利（Ｈ）
在电路中，从A点到B点两点间的电压定义为单位 正电荷由A点移至B点电场力所做的功。
大写 U 表示恒定电压（直流电压） 小写 u 表示电压的一般符号
A点至B点电场力做正功，则A点至B点电势降低，电压极性标为 A点至B点电场力做负功，则A点至B点电势升高，电压极性标为
－＋
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电路中对A、B两点任意假设的电压极性称为 电压的参考极性。
电路分析的目标是计算电路中各器件 上的电压和电流。
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1.2.1 电流的大小及参考方向
电荷的定向移动形成电流，电流的大小用电流 强度表示（电流强度简称电流）
电流(强度)：单位时间内通过导体截面的电荷量。
i q t
大写 I 表示恒定的电流（直流电流） 小写 i 表示电流的一般符号
电流的方向用一个箭头表示。
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i 5 i 1 i 2 i 3 i 4 3 ( 2 ) ( 1 ) ( 7 ) 7 A
应用KCL解题涉及了两套正负符号： 〔1〕列写KCL方程时由各支路电流的参考方向决定的正、 负号； 〔2〕代入数值时各支路电流本身的正、负值。
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I
I
KCL：5＋I＝0 KCL: I＝3＋(－4)＝－1A I＝－5A
uAB 0 真实极性与参考极性一致
uAB 0 真实极性与参考极性相反
真实极性与参考极性相反
8
(a) ua ub
(b) ua ub
9
a
_
+
b
c
电压符号下标的书写次序隐含了该电压的参考方向
uab 2V
uba 2V
电路中任意三点之间
uacuabubc 教材p5
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关联参考方向
在电路分析中,常采用关联参考方向的标注方法 所谓关联参考方向,是对某一元件而言,电压的参考极性与 电流的参考方向相一致。
4 正电荷在电场力作用下是从电势高处 向电势低处移动，所以 导体中电流的 方向是从电势高的一端流向电势低的 一端。
任意假设的电流方向称为 电流的参考方向。
5
（ａ）电流方向 a→b （ｂ）电流方向 b→a
（ｃ）电流方向 不能确定
1.2.2 电压的大小及参考极性
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电压的方向总是从高电势端指向低电势端，即电压的方向指示的 是电势降落的方向，所以电压也叫做电压降。
课程内容
电路理论
1
介绍电路的入门知识和电路的 基本定律和定理，讨论电路几 种主要的分析方法。
（第一章）
数字电子电路
介绍数字电子电路的基本理论、 基本知识和基本分析方法。 （第二章至第七章）
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第一章 电路分析的基础知识
1.1电路的组成及电路分析的概念 电路是由各种电路器件相互联接而构成的
电路的作用
电能的产生、传输、转换 信号的处理
节路 点的
联 接 点
1
2
3
由支路构 25 成的闭合 路径称为
回路.
(4，2，5)
4
5
6 (5，3，6)
(1，2，3)
(4，2，3，6)
1.4 基尔霍夫定律
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基尔霍夫电流定律
Kirchhoff’ Current law 简称KCL
KCL：对于电路中的任何一个节点，在任何时刻，流 入（或流出）该节点的电流的代数和为零，即
从公式看出，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。 在直流电路中，电感上即使有电流通过，但ｕ＝0。 即在直流电路中电容相当于短路。
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1.3.4 电压源
电压源是理想电路元件。
它的端钮电压总是保持某个恒 定值，而与通过它的电流无关。
电压源元件端钮的伏安关系可 写为
U US
I 为任意值 （1）电压源吸收的功率
(a),（c) 关联; (b),(d) 非关联
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1.2.3 功率
功率定义为单位时间内电路元件吸收或产生的 能量
关联参考方向下元件吸收的功率 p = u i 非关联参考方向下元件吸收的功率 p = - u i
教材p7：国际单位制中u、i、p的单位以及 辅助单位。 P36习题6，7
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功率的概念及计算