电路与模拟电子技术_第1章 电路的基本概念和基本定律
《电工电子学》第一章电路的基本概念与基本定律(课时).总结
1 1 1 1 R R1 R2 Rn
分流公式
+
i i1
R1
i2
R2
R2 i1 i R1 R2
R1 i2 i R1 R2
理想电流源的串联与并联：
IS1 IS2 IS3 IS
并联
IS= ISk
注意参考方向
IS= IS1+ IS2 － IS3
串联
电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流 源的端电压均由它本身及外电路共同决定。
想想
US
练练
在电路等效 的过程中，与理 想电流源相串联 的电压源不起作 用；与理想电压 源并联的电流源 不起作用。 is=is2-is1
KVL通常用于闭合回路，但也可推 广应用到任一不闭合的电路上。 例：列出下图的KVL方程
a + uab b － + us3 －
i1
+ us1 －
R1
i4
+ us2 －
i2
R2
uab us3 i3 R3 i2 R2 us 2 i1R1 us1
uab us3 i3 R3 i2 R2 us 2 i1R1 us1 0
导线 理想化 电源
I
电 池
灯 泡
+
_ 电源 E
R
U
理想化 元件
负载
今后我们分析的都是 电路模型，简称电路。
1-１电路中的物理量及其正方向
电路分析的主要任务在于分析求解电路物理 量，其中最基本的电路物理量就是电流、电 压和功率。
一、电流
电荷的定向移动形成电流。
电流的大小用电流强度表示，简称电流。
电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。
电路与电子技术 第1章 电路基本概念
负反馈电路 信号的运算与处理电路
数字电子技术-分析和设计
逻辑代数 组合逻辑电路 时序逻辑电路
二、课程结构和任务 前序课程
高等数学，大学物理
后续课程
计算机组成原理，微机原理等
课程任务
理论学习 实验学习
四、实验内容
1、基尔霍夫定律验证 2、戴维南，诺顿定理验证 3、仪器仪表的使用 4、单级放大电路
U ab
dW dq
(1.3)
式中dW是电场力所作的功，单位是焦耳（J）。
4、电位
点的电位，用符号V表示。
定义：电路中任选一点作为参考点，则其他各点与参考点的电压叫做该
例如，电路中a、b两点的电位分别表示为Va和Vb ，并且a、b两点间的电压 与该两点电位有以下关系： Uab = Va - Vb （1.4）
注意：对关联欧姆定律表达式写成I=U/R；对非关联欧姆定律表 达式写成I=-U/R（两套正负号：一是公式本身的，二是U.I的正负）
1.2.3 功率与能量
1、电功率
电能对时间的变化率即为电功率，简称功率。用p或P表示。功率的表达式 为： dW dW d q p u i (1.5)
dt
dq dt
解： 根据题目所给已知条件可得 P1 = U1 I1 = 1×1 = 1 W （吸收功率1 W，负载） P1+ P2 + P3= P4 + P5=35W P2 = U2 I2 = （-6）×（-3） = 18 W 结论：电路中各元件发出的功率 （吸收功率18 W，负载） 总和等于吸收功率总和，这就是 P3 = -U3 I3 = -（-4）×4 = 16 W 电路的“功率平衡”。 （吸收功率16W，负载） 功率平衡是能量守恒定律在电路 P4 = U4 I4 = 5×（-1） = -5 W 中的体现。 （发出功率5 W，电源） P5 = -U5 I5 = -（-10）×（-3） = -30 W （发出功率 30W，电源）
电工电子技术习题答案
第1章 电路的基本概念和基本定律1-1 电路就是电流流通的路径，是各种电气元件按一定方式连接起来组成的总体。
电路由四部分组成，分别为电源，导线，负载，控制和保护装置。
1-2 电压表示电源力对电荷做功，实际方向由高电位指向低电位电压降方向。
电动势表示电源力对电荷做功的能力。
实际方向由低电位指向高电位，电位升方向。
电位表示电荷所具有的位能。
对参考点而言，正值表示某点电位比参考电位高，负值表示某点电位低于参考点。
1-3 (a)V A =6V ，V B =2V ，V C =0V ；(b)V A =4V ，V B =0V ，V C =-2V ；(c)V A =6V ，V B =6V ，V C =0V ；(d)V A =12V ，V B =4V ，V C =0V ；(e)V A =6V ，V B =-2V ，V C =-6V1-4 (a)U=2I+1；(b)U=-3I+4；（c ）U=3V ；(d)U=3V1-5 UAB=-100V ，UBA=100V1-6 U=-5V1-7 (a)U ab =10V ；U ba =-10V ；(b) U ab =5V ，U ba =-5V ；(c)U ab =15V ，U ba =-15V ；(d)U bc =-4V ，U cb =4V ，I=2A ；(e)Us=0V1-8 5V ；17V ；65V ；43V1-9 0.2A ；1.1A ；1.8A ；2.7A1-10 (a)20W ，耗能元件；(b)-20W ，电源；(c)20W ，耗能电源；(d)-20W ，电源 1-11 U=600V ，P=180W1-12 -18W ，-18W ，4W1-13 2A ，5Ω；7A ，2Ω；20V ，4Ω；20V ，2Ω第2章 线性电路的分析的基本方法2-1 I=1A ，I=5A2-2 I=3A ；I=-3A ；I=02-4 1A ；5A ；6A ；2A ；8A 2-5 A 1518 2-6 70W ；0W2-8 5A,-9V2-9 I=4A ，U=6V2-10 16V ，4Ω；-7V ，12Ω2-11 3A第3章 交流电路分析的基本方法3-1（1）ω=314rad/s ，f =50Hz ，T =0.02s ，U m =311V ，U =220V ，φu =45°（2）u （0）=220V（3）u （0.01）=-220V3-2 U 1=219.94V ，U 2=379.77V ，u 1超前u 230°3-3（1）u 1=50sin （100t +30°）V ，u 2=-100sin （100t -150°）V（2）△φ=180°3-4 13.660.34A B j ， 2.3411.66A B j ，808.31A B ，/ 1.2598.1A B3-5 236.9IA ，1436.9U V ，27.219.4U V ，图略 1245I ，2245I 40UV ，图略3-6 u （t ）=220sin ωt V ，0220220j Ue V ，20sin 45i t t （）（）A 4511010102j I e A ；282sin 90i t t （）（）A ；90288890I j ej A3-7 u 0滞后u 1arctanωRC 3-8 1112I A ；211I A ；11I A ；20C X A ；C=159μF ；R=10Ω；L=0.0318H3-9 I =5A ，R =，X C =，X L.=3-10 R =100Ω，L =17.7μF ，C =573mH3-11（1）18.8272.9I A ，213.426.6I A ，20.544.7I ； （2）P 1=311W ，P 2=1437W ，P =1748W ；（3）Q 1=1011var ，Q 2=718var ，Q =1729var ；（4）S I =1058V ⋅A ，S 2=1608V ⋅A ，S =2460V ⋅A3-12 245ZΩ 3-13 A 1=20A ，A 2=20A ，A =28.28A3-14 R =6.05Ω，L =0.033H ，C =152μF 3-15 （a ）236.9I A ，1436.9U V ，27.219.4U V ，图略（b ）1245I A ，2245I A ，40U V ， 图略3-16 L 1=1H ，L 2=0.33H3-17 P =880W ，Q =660var ，S =110 V ⋅A ，4436.9Z Ω 3-18 cos φ=0.6，R =30Ω，X L =40Ω，P =580W ，Q =775var3-19 P 1=-22.3W ， Q 1=12.9var ；P 2=22.3W ，Q 2=12.9var3-20 C =15.5pF ，R =129Ω，Q =5510W3-21 cos φ1=0.5，cos φ2=0.85，3-22 （1）I =263A ，S =100k V ⋅A ，Q =92kvar（2）cos φ=0.88，C =2916pF第4章 三相电路及其应用4-1()..1202206012022060A A U V U =∠-=∠-=∠;()..12022060120220180C A U V U =∠-=∠+=∠()60A u t ω=+;()60B u t ω=-;()180C u t ω=+ 4-2 u U=220sin(314t-30°)V;u V=220sin （314t-150°）V;u=220sin(314t+90°)V4-3 (1)各相电流为Ｉp ＝11A （2）线电流为I l=Ip=11A （3）因为负载对称，故中线电流为零。
电路与模拟电子技术技术基础_图文
线性：VCR曲线为通过原点的直线。 否则，为非线性。
非时变(时不变)： VCR曲线不随时间改变而 改变。 否则，为时变。 即： VCR曲线随时间改变而改变。
电阻元件有以下四种类型：
u-i特性 时不变 时变
线性 u
i u t1 t2
i
非线性 u i
u t1 t2 i
电阻实物
精密型金属膜电阻器
金属氧化皮膜电阻器
直流电流——大小、方向恒定， 用大写字母 I 表示。
参考方向--人为假设，可任意设定，但 一经设定，便不再改变。
参考方向的两种表示方法：
1 在图上标箭头； i
2 用双下标表示
a
b
在参考方向下，若计算值为正，表明
电流真实方向与参考方向一致；若计
算值为负，表明电流真实方向与参考
方向相反。
1.2.2 电压和电压的参考方向
信号处理 (中间环节)
接受转换信 号的设备
(负载)
1.2 电 路 变 量
1.2.1 电流和电流的参考方向
电流方向—正电荷运动的方向
电流参考方向—任选一方向为电流正方向。
如：
a
I
ba
I
b
正值
负值
严格定义：电荷在导体中的定向移动形 成电流。电流强度，简称电流i(t)，大 小为：
单位：A ， 1安 = 1 库 / 秒
当
(R=0)时，相当于导线,“短路”
注意：u与 i 非关联时 ，欧姆定理应改写为
例 分别求下图中的电压U或电流I。
3A 2 +U 解：关联
I2 + -6V -
非关联
瞬时功率：
电阻是耗能元件，
是无源元件。
电工电子 第1章 电路基本概念和定律
1-3
电阻元件
有源器件 ：需能（电）源的器件 。
有源器件一般用来信号放大、变换等。 IC、模块等都是有源器件 。 无源器件 ：无需能（电）源的器件 。 无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性 进行“信号放大” 。 容、阻、感都是无源器件 。
38
例1.3-1 阻值为2Ω的电阻上的电压电流参考方向关联， 已知电阻上电压 u(t)=4costV,求其上电流 i(t)、消耗的 功率p(t)。 解：因电阻上电压、电流参考方向关联，所以其 上电流
11
1-2
电路变量
若dq(t)/dt为常数， 即是直流电流，常用大写字母I
表示。电流强度的单位是安培(A)， 简称“安”。
1kA 10 A
3
1mA 10 A 1uA 10 A
规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 12
6
3
1-2
1.2.2 电压
电路变量
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电
荷电场力所做的功为 1J。常用千伏(kV)、 毫伏(mV)、微伏(μV)作电压单位。 电路中，规定电位真正降低的方向为电 压的实际方向。（选定任意点为参考点，规定电位为0） 14
1-2
一、问题提出：
电路变量
在复杂的电路里，电流、电压的实际方向是
不易判别的，或在交流电路里，两点间电流、电
压的实际方向是经常改变的，这给实际电路问题 的分析计算带来困难。
c 点移动至 b 点，电场力做功应为-12J，所以计算 c 点电位
时算式中要用-12。应用电压等于电位之差关系，求得
U ab Va Vb 2 0 2V U bc Vb Vc 0 ( 3) 3V
23
计算机电路基础(第1章 电路的基本概念和分析方法)
二、电流源 1、理想电流源（简称电流源）的端电流不变，而端 电压要随负载的不同而不同。 两个特点： （1）输出电流为恒定值（直流电流源）或固定的时 间函数（交流电流源），与所接外电路无关； （2）电流源的端电压随外电路的不同而变化。
I Is
0
U
理想电压源
2、实际的电流源
输出电流则要随端电压的变化而变化。（因为实际电流源存在 内阻）。 ' R 实际电流源可以用一个理想电流源IS和内阻 i 相并联的模型 来表示，如图1-13（a）所示，图（b）是它的电压电流关系。 由图可以看出，实际电流源的输出电流I 为：
三、电流的参考方向 在分析电路时往往不能事先确定电流的实际方向，而且 时变电流的实际方向又随时间不断变化。因此在电路中很难 标明电流的实际方向。为此，我们引入电流的“参考方向” 这一概念。 参考方向的选择具有任意性。在电路中通常用实线箭头 或双字母下标表示，实线 箭头可以画在线外，也可以画在线 上。为了区别，电流的实际方向通常用虚线箭头表示，如图 1.3所示。 规定：若电流的实际方向与所选的参考方向一致，则 电流为正值，即i＞0；若电流的实际方向与所选的参考方向相 反，则电流为负值，即i＜0。如图1.3所示。这样以来，电流 就成为一个具有正负的代数量。
U I IS Ri
（1-10）
1.3.3 受控源 一、受控源的特点 输出电压或电流受电路其他部分电压或电流的控 制，因此称为“受控源”。受控源又称为非独立源， 也是有源器件。
例如，在电子电路中，晶体三极管的集电极电流 受基极电流的控制，场效应管的漏极电流受栅极电压 的控制；运算放大器的输出电压受到输入电压的控制； 发电机的输出电压受其励磁线圈的电流的控制等。这 类电路器件的工作性能可用受控源元件来描述。
第1章电路分析基础
三. 短路工作状态
当电源两端由于某种原因而 联在一起时，称电源被短路。
IS a
c
短路时，可将电源外电阻视 E
R
为零，电流有捷径流过而不 通过负载。
R0
由于R0很小，所以此时电流
b
d
很大，称之为短路电流 Is 。
U=0
电路短路时的特征为
I = Is = E / R0
P = P = I2 R0
P5 例1－1
Eba
W电源力 q
方向：电动势的实际方向是由电源低电位端指向电 源高电位端。在分析问题时可设参考方向。
单位：电动势与电压的单位相同。为伏特(V)
标量性：电动势与电压和电流都是标量。
电动势
例题
I=0.28A I =-0.28A
如图所示
电动势为E=3V
E=3V + U=2.8V
方向由负极指向正极 电压为U=2.8V 由指向 R0
例
I1 I2
I3
广义节点
例
I=?
R
R
+
+R
+
_U1 _U2
R1
_ U3
I1+I2=I3
I=0
P7例1－3
a
I3
该图为直流电桥电路。已知
I6
R1 I1
+
U- S b
I5
R3
I1=10mA,I2=20mA,I3=15mA, 电流的参考方向如图中箭头
G d 所示。求其余支路的电流。
R2 I2
R4
I4
c
解：从结点a得I6=I1+I3=25mA 从结点b得I5=I1-I2=-10mA 从结点d得I4=I3+I5=5mA
电工的基本知识
第一章：电路的基本概念和基本定律1，一般电路是由电源、负载、连接导线、控制和保护装置等四个部分按照一定方式连接起来的闭合回路；2，电路的工作状态一般有三种：通路、开路和断路；3，电荷在电路中有规律的定向移动形成电流，产生电流有两个基本条件：第一，导体内有可作定向移动的自由电荷；第二，要有使自由电荷做定向移动的电场；4，电流是表示带电粒子定向移动强弱的物理量，它表示单位时间（1秒）通过导体截面电荷的多少，即电流I=电荷（q）/时间（t）；5，电流用I表示。
电流的单位是安培，用符号A表示，1安培(A)表示一秒钟通过导体截面的电荷是1库伦（C）;6，规定正电荷运动的方向为电流方向，这和导体中电子运动的方向正好相反；7，电流的大小和方向不随时间改变的电流称为直流电流，电流的大小和方向随时间做周期变化称为交流电流；8，实际电路中电流的大小可以用电流表来测量，测试量时将电流表串联在电路中，并使电流从正端流入，负端流出。
测量前一定要选择好量程，使其大于实际电流的数值，否则可能烧坏电流表；9，严禁用电流表（或万用表电流档）测量电压，这样肯定烧坏电流表或万用表；10，电压表示单位正电荷在电场中从一个位置A移动到另一个位置B，电场力所做的功，记做：电压U=W(功)/q（电量）；11，电压用U表示。
电压的单位是伏特，用V表示；12，电路中，某一点到参考点的电压叫该点的电位，任意两点之间的电位差就是这两点之间的电压；13，电能即电流做功的过程，它和加在这段电路两端的电压、通过这段电路的电流以及通电时间成正比，即：（电能做功）W=UIt;14，电能的单位常用千瓦时，就是我们说的1度电；15，电功率表示电路中单位时间内电流所做的功，即：电功率（P）=W/t=UI; 16，电压可以用电压表来测量，测量时电压表的正负极和被测电压一致且并联在电路两端，同时将电压表放在适当的量程上；17，电能是一段时间内电流所做的功，或者说是一段时间内负载消耗的能量；电功率是指单位时间内电流所做的功，或者说是单位时间负载消耗的电能。
电路与模拟电子技术技术基础
在动态分析中，电路中的电压和电流被视为随时间变化的函数。通过建立电路的一阶常微分方程或二 阶常微分方程，可以求解出电路中电压和电流的变化规律，进一步分析电路的瞬态响应和稳定性。
04
模拟电子技术的应用
在通信系统中的应用
信号放大和处理
模拟电子技术用于放大和调整通 信信号的幅度、频率等参数，确
电功率
单位时间内消耗的电能，单位为瓦特 （W）。
电路的基本元件
电阻器
限制电流的元件，主要作用是进行电压和电 流的转换。
电感器
存储磁能的元件，主要作用是进行磁场能的 存储和转换。
电容器
存储电荷的元件，主要作用是进行电场能的 存储和转换。
电源
提供电能和电信号的元件，如电池、发电机 等。
电路的基本定律
交流分析
总结词
交流分析是研究电路在交流电源作用下的工作状态，主要关注电路的阻抗、感抗、容抗 等参数。
详细描述
在交流分析中，电路中的电容和电感被视为有效元件，因为交流信号的频率不为零。通 过使用交流分析方法，可以计算出电路的阻抗、感抗和容抗等参数，进一步分析电路的
性能和稳定性。
动态分析
总结词
动态分析是研究电路中电压和电流随时间变化的规律，主要关注一阶常微分方程和二阶常微分方程的 求解。
建和调试技巧。
LED闪烁电路
设计并制作一个LED闪烁电路，学习 数字逻辑电路的基本原理和应用。
音频功率放大器设计
设计并制作一个音频功率放大器，学 习功率放大电路的基本原理和应用。
模拟电子钟
设计并制作一个模拟电子钟，综合应 用模电子技术和数字电子技术的知 识。
THANKS
感谢观看
02
模拟电子技术基础
电工基础电路的基本概念和基本定律教案
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案第一章：电路的基本概念1.1 电流定义：电流是电荷的流动，单位是安培（A）电流的产生：电压使电荷发生移动形成电流1.2 电压定义：电压是电场力推动电荷移动的能力，单位是伏特（V）电压的产生：电源提供电压，使电荷在电路中流动1.3 电阻定义：电阻是电路对电流阻碍作用的大小，单位是欧姆（Ω）电阻的计算：R = V/I，其中V为电压，I为电流第二章：电路的基本元件2.1 电源定义：电源是提供电压的装置常见电源：电池、发电机、电源适配器等2.2 负载定义：负载是电路中消耗电能的装置常见负载：电灯、电动机、电阻等2.3 开关定义：开关是控制电路通断的装置常见开关：手动开关、自动开关等第三章：基本电路定律3.1 欧姆定律定义：电流I与电压V成正比，与电阻R成反比，公式为I = V/R 应用：计算电路中的电流、电压和电阻3.2 基尔霍夫电压定律（KVL）定义：电路中任意闭合回路电压的代数和等于零应用：分析电路中的电压关系，解决电压问题3.3 基尔霍夫电流定律（KCL）定义：电路中任意节点流入电流的代数和等于流出电流的代数和应用：分析电路中的电流关系，解决电流问题第四章：简单电路分析4.1 串联电路定义：电路中元件依次连接，电流相同，电压分配特点：电流相同，电压分配应用：计算串联电路中的电流、电压和电阻4.2 并联电路定义：电路中元件并行连接，电压相同，电流分配特点：电压相同，电流分配应用：计算并联电路中的电流、电压和电阻第五章：电路测量与实验5.1 测量工具电流表：测量电路中的电流电压表：测量电路中的电压电阻表：测量电路中的电阻5.2 实验步骤与方法实验设计：确定实验目的、电路连接方式等实验操作：按照实验步骤进行测量和数据记录实验分析：根据测量数据进行分析，得出结论第六章：电路的进阶概念6.1 交流电与直流电定义：交流电是电压和电流方向周期性变化的电，直流电是电压和电流方向不变的电特点：交流电有频率和相位，直流电稳定6.2 频率与周期定义：频率是单位时间内交流电变化的次数，周期是一次完整变化所需的时间关系：f = 1/T，其中f为频率，T为周期6.3 相位差定义：交流电中两个电压或电流波形的相对时间差应用：分析电路中波形的相位关系第七章：电路图的绘制7.1 电路图符号电源符号：电池、发电机等负载符号：电灯、电动机、电阻等开关符号：手动开关、自动开关等7.2 电路图绘制规则清晰：符号清晰，连线准确简洁：简化电路，删除多余部分一致：符号一致，电压方向一致7.3 电路图的解读与绘制解读：分析电路元件和连接方式，理解电路功能绘制：根据电路元件和连接方式，绘制电路图第八章：电路仿真软件的使用8.1 电路仿真软件概述定义：电路仿真软件是一种用于电路分析和设计的工具作用：模拟电路运行，验证电路设计，分析电路性能8.2 常见的电路仿真软件Multisim：功能强大，操作简单，广泛应用于电路设计和实验教学Proteus：界面友好，兼容性好，支持多种硬件描述语言LabVIEW：基于图形化编程语言，适用于复杂电路系统的研究和开发8.3 电路仿真软件的使用方法打开软件，创建新项目绘制电路图，添加元件设置参数，运行仿真分析结果，优化电路设计第九章：磁路与电磁感应9.1 磁路定义：磁力线在电路中的路径磁阻：磁路对磁力线的阻碍作用磁通量：磁场穿过磁路的面积与磁场强度之积9.2 电磁感应定义：磁通量变化时，产生感应电动势法拉第电磁感应定律：ε= -dΦ/dt，其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间楞次定律：感应电流的方向是阻碍磁通量变化的方向第十章：电机的工作原理与控制10.1 直流电机工作原理：电流通过电枢产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、电流控制、转速控制等10.2 交流电机工作原理：电流通过线圈产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、频率控制、转速控制等10.3 电机控制系统定义：通过控制电机的工作原理和运行参数，实现对电机的控制应用：电动汽车、工业、风力发电等第十一章：电力电子技术11.1 电力电子器件定义：用于电力转换和控制的电子器件常见器件：二极管、晶体管、晶闸管、GTO、IGBT等11.2 电力电子电路定义：利用电力电子器件实现电能转换和控制的电路应用：变频调速、整流、逆变、斩波等11.3 电力电子技术的应用定义：电力电子技术在电力系统和电气设备中的应用应用领域：电源、电机控制、电力系统、可再生能源等第十二章：电气设备12.1 概述定义：用于发电、输电、变电、配电和用电的设备分类：发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备12.2 发电设备定义：将机械能、热能等转化为电能的设备常见设备：汽轮机、水轮机、风力发电机、太阳能光伏板等12.3 输电设备定义：将电能从发电站输送到用户的设备常见设备：输电线路、变压器、断路器等第十三章：电力系统分析13.1 电力系统的基本组成部分定义：电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成作用：实现电能的生产、传输、分配和消费13.2 电力系统的稳定性分析定义：分析电力系统在受到扰动时的稳定运行能力稳定性指标：暂态稳定性、静态稳定性、暂态过程中的电压稳定性等13.3 电力系统的经济性分析定义：分析电力系统的运行成本和效率经济性指标：发电成本、输电损耗、用电成本等第十四章：电力系统的保护与控制14.1 电力系统的保护定义：对电力系统进行故障检测和隔离，保护设备和人员安全保护装置：继电保护、差动保护、距离保护等14.2 电力系统的控制定义：对电力系统的运行参数进行调节和控制，保证系统稳定运行控制方法：开关控制、调节控制、最优控制等14.3 电力系统自动化定义：利用计算机技术和自动化装置实现电力系统的运行控制和管理应用：发电控制、输电控制、变电控制、配电控制等第十五章：可再生能源与电力系统15.1 可再生能源概述定义：指在自然界中不断补充的能源，如太阳能、风能、水能等优点：清洁、可再生、减少化石能源依赖等15.2 可再生能源并网技术定义：将可再生能源发电装置接入电力系统，实现电能的互补和利用技术难点：波动性、不稳定、电能质量等15.3 电力系统的可持续发展定义：在满足人类需求的保证电力系统的长期稳定和发展措施：发展可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染等重点和难点解析本文主要介绍了电工基础-电路的基本概念和基本定律，包括电路的基本概念、基本元件、基本电路定律、简单电路分析、电路测量与实验、电路的进阶概念、电路图的绘制、电路仿真软件的使用、磁路与电磁感应、电机的工作原理与控制、电力电子技术、电气设备、电力系统分析、保护与控制以及可再生能源与电力系统等方面的知识。
《电工电子技术基础》教案
《电工电子技术基础》教案第一章：电路基本概念与定律1.1 电路的基本元素电源开关电阻电容电感1.2 电路的基本连接串联电路并联电路混联电路1.3 欧姆定律电流（I）电压（V）电阻（R）1.4 功率与能量功率（P）能量（E）第二章：简单电路分析2.1 基尔霍夫定律电流定律（KCL）电压定律（KVL）2.2 电阻的测量伏安法欧姆表的使用2.3 电路的简化串联电阻的计算并联电阻的计算2.4 电路的功率分析电功率的计算电能的计算第三章：交流电路3.1 交流电的基本概念交流电的定义交流电的表示方法3.2 交流电路的电阻分析电阻对交流电的影响电阻的阻抗计算3.3 交流电路的电容分析电容对交流电的影响电容的阻抗计算3.4 交流电路的电感分析电感对交流电的影响电感的阻抗计算第四章：磁路与变压器4.1 磁路的基本概念磁通量磁感应强度4.2 变压器的基本原理变压器的工作原理变压器的构造4.3 变压器的特性变压器的变压比变压器的效率4.4 变压器的应用电压变换电流变换第五章：半导体基础5.1 半导体的基本概念半导体的定义半导体的分类5.2 PN结的形成与特性PN结的形成过程PN结的特性5.3 半导体器件晶体二极管晶体三极管5.4 半导体电路的基本分析直流电路分析交流电路分析第六章：数字电路基础6.1 数字电路的基本概念数字信号与模拟信号数字电路的组成6.2 逻辑门电路与门（AND Gate）或门（OR Gate）非门（NOT Gate）与非门（NAND Gate）或非门（NOR Gate）6.3 逻辑函数与逻辑表达式逻辑函数的定义逻辑函数的表示方法逻辑函数的简化6.4 逻辑电路的设计半加器全加器译码器编码器第七章：触发器与计数器7.1 触发器的基本概念触发器的定义触发器的作用7.2 常见的触发器SR触发器JK触发器T触发器D触发器7.3 计数器的基本概念计数器的定义计数器的作用7.4 常见的计数器二进制计数器十进制计数器双向计数器第八章：模拟电子技术8.1 放大器的基本概念放大器的定义放大器的作用8.2 放大器的类型静态放大器动态放大器功率放大器8.3 放大器的分析方法微变等效电路分析法交流等效电路分析法8.4 反馈在放大器中的应用反馈的定义反馈的类型反馈的作用第九章：电力电子技术9.1 电力电子器件晶闸管整流器逆变器9.2 电力电子电路的应用电力控制电力调节电力转换9.3 电力电子技术的优势与挑战优势挑战9.4 电力电子技术的发展趋势发展历程未来发展趋势第十章：电工电子技术实验与调试10.1 实验基本知识与技能实验仪器的使用实验操作步骤数据处理与分析10.2 电工实验电阻测量电压与电流测量功率测量10.3 电子技术实验逻辑门电路测试触发器与计数器测试放大器测试10.4 综合实验与调试电路设计与搭建故障诊断与排除性能测试与优化重点和难点解析一、第二章的电路简化与功率分析：理解和应用串并联电路的简化方法，以及电功率的计算。
电路与模拟电子技术
i
线性电阻
非线性电阻 u
单位：西门子(S) 种类：碳质电阻、碳膜电阻 、金属陶瓷电阻、 金属膜 电阻、线绕电阻。功率W：1/16、1/8、1/4、1/2 、1 、 2 、3 、5 、10 、20 、50。 误差% ：0.1 、 0.25 、 0.5 、 1 、 5 、 10 、 20。 10%：101/12，5%：101/24。可变电阻器。
端电压或流出的电流保持一恒定值或确定的时间函 i u 数的一种元件—电源 + 独立源，受控源。 + Us Us u 1.电压源 端电压与流过的电流无关— 0 理想电压源 理想压源及其伏安特性 us为定值的电压源—恒压源Us 流过恒压源的电流与电压值无关，由外电路决定，即 可提供电能，也可吸 U＝－I R＝－2A×6Ω＝－12V 图1.12（c）非关联 U＝－I R＝－2A×6Ω＝－12V
计算结果图1.12（a）电压是正值，说明图1.12（a）中的电压实
际方向与所标的参考方向一致；图 1.12（b）、（c）电压为负值，
说明图1.12（b）、（c）中的电压实际方向与所标的参考方向相反。
电 源 间 环 节 负 载
图1.1.1 电路组成
忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规 定的电气图形符号表示所组成的电路，称为电路
+ US R0 S R
图1.1.2 手电筒电路模型
1.2 电流、电压、功率
1.2.1 电流
电荷的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I。 方向和大小都变化为交流 i。
习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。 电压实际方向和电压参考方向
U 参考方向 实际方向 U>0 U<0 U 参考方向 实际方向
a I
电路与模拟电子技术基础
信号发生器实验
了解信号发生器的原理和应用，通过 实验掌握信号发生器的使用方法和性 能指标。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
02
03
数据记录与分析
误差分析
能够准确记录实验数据，并运用 科学方法对数据进行处理和分析， 以得出实验结论。
了解误差的来源和其对实验结果 的影响，能够进行误差分析和修 正。
电路设计
电路原理图绘制
掌握电路原理图的绘制方法和规范，能够根据电路要 求设计出合理的电路图。
元件选择与参数计算
根据电路性能要求，选择合适的电子元件，并计算元 件参数，以确保电路性能稳定可靠。
电路与模 模拟电子技术 • 元件与器件 • 电路与模拟电子技术的应用 • 实验与设计
01
电路分析基础
电路的基本概念
01
电路
由电源、负载、开关和导电路径组 成的闭合回路。
电压
电场中两点之间的电位差。电压是 推动电流流动的力。
03
02
电流
电荷在导体中流动的现象。电流的 大小和方向是时间的函数。
模拟通信系统
模拟通信系统是指利用模拟信号传输 信息的通信系统，如无线电广播、电 视广播等。
数字通信系统
数字通信系统是指利用数字信号传输 信息的通信系统，如移动通信、光纤 通信等。
应用场景
通信系统广泛应用于电话、电视、广 播、卫星通信等领域。
05
实验与设计
基本实验技能
01
实验操作
掌握基本的实验操作技能，如使 用万用表、示波器等测量工具， 以及正确连接电路。
负反馈放大器
负反馈的作用
电路与模拟电子技术_1
i C
2. 单位 法拉（F）
q Cu
1F=106 µF 1F=1012 p F
电容元件
3.电压与电流关系
dq d (Cu) du i C dt dt dt
1 t 1 0 1 t 1 t u( t ) idt = idt + idt = u(0) + idt C - C - C 0 C 0
2.实际电压源
US
_
u _
外 电 路
US
0
i/A
若 R0<< RL ，U US ，可近似为是理想电压源
i
u/ V
R0 US_
u
_
RL
US
0
u U S iR0
i/A
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内阻R0越小，实际电压源越接近于理想电压源
二 电流源
1.理想电流源
i
u /V
IS
0
0.2
2 4 6
t/ms
u/V
0
2 4 6
t/ms
可见: (1) 电流增大时，u为正； -0.4 电流减小时，u为负。
(2)电流的变化率di/dt大，则u大； (3)电感两端 u 和通过它的 i 的波形是不一样的。
1.4.4 有源电路元件
一 电压源
1.理想电压源
i
u/ V
注：理想电压 源不可短路
+ E1 _
I3
结点 电路中三条或三条 + 以上支路连接的点 E2 _ 如a b
电工电子技术基础-第1章 电路基本概念及基本定律
对于简单电路，可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以 外的电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律揭示了回路中各 部分电压之间和结点上各个电流之间的规律。
（1）支路
电路中通过同一电流的分支电路
有源支路
无源支路
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第1章 电路基本概念与定律——基尔霍夫定律
a
(2)结点 (3)回路 (4)网孔 (5)网络
性质和外特性；
接着从分析复杂电路角度出发，讨论约束电路中回路电压和结点电流基尔霍夫定律，
为下一章推导电路分析方法莫定基础。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
1.1 电路模型
一、实际电路的组成和作用 电路 由实际电气元件按一定方式连接而成的一个整体，以 形成电流通路，从而实现某种特定的功能。
• （3）在电子测量和信号检测中的应用
示 波 器
万 用 表
虚 拟 仪 器
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教材及参考书
教材： 《电工学简明教程》（第三版）. 秦曾煌. 2015年. 高等教育出版社
参考书： 1.《电工学》. 唐介. 高等教育出版社 2.《电工与电子学》. 叶挺秀. 高等教育出版社 3.《电工学（上下册）》(第六版). 秦曾煌. 高等教育出版社 上册《电工学上电工技术》，下册《电工学下电子技术》 4.《电子技术基础-模拟部分》(第六版)康华光. 高等教育出 版社; 《电子技术基础-数字部分》(第六版)康华光. 高等教 育出版社
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电路技术 §1- 5
电子技术 §6- 11
课程部分简介
直流电路 交流电路 模拟电子技术 数字电子技术
电路基本概念与基本定律 电路的分析方法 电路的暂态分析
(高玉良 一到十一章)《电路与模拟电子技术》第3版_课后习题答案_全版
第一章 电路的基本概念和基本定律1.1 在题1.1图中，各元件电压为 U 1=-5V ，U 2=2V ，U 3=U 4=-3V ，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载？解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI ；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI 。
P>0时元件吸收功率是负载，P<0时，元件释放功率，是电源。
本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向，元件3上电压和电流为关联参考方向，因此P 1=-U 1×3= -（-5）×3=15W ； P 2=-U 2×3=-2×3=-6W ； P 3=U 3×（-1）=-3×（-1）=3W ； P 4=-U 4×（-4）=-（-3）×（-4）=-12W 。
元件2、4是电源，元件1、3是负载。
1.2 在题1.2图所示的RLC 串联电路中，已知)V 33t t C e e (u ---= 求i 、u R 和u L 。
解：电容上电压、电流为非关联参考方向,故()()33133t t t t c du di ce e e e A dt dt--=-=-⨯-=- 电阻、电感上电压、电流为关联参考方向()34t t R u Ri e e V --==-()()3313t t t t L di du Le e e e V dt dt----==⨯-=-+1.3 在题1.3图中，已知I=2A ，求U ab 和P ab 。
解：U ab =IR+2-4=2×4+2-4=6V ， 电流I 与U ab 为关联参考方向，因此P ab =U ab I=6×2=12W1.4 在题1.4图中，已知 I S =2A ，U S =4V ，求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压U及它们的功率，验证电路的功率平衡。
解：I=I S =2A ，U=IR+U S =2×1+4=6V P I =I 2R=22×1=4W ，U S 与I 为关联参考方向，电压源功率：P U =IU S =2×4=8W ，+U 4-题1.1图ba题1.3图+u L-1/题1.2图题1.4图U 与I 为非关联参考方向，电流源功率：P I =-I S U=-2×6=-12W ，验算：P U +P I +P R =8-12+4=01.5 求题1.5图中的R 和U ab 、U ac 。
电工学第一章D
R
IR
a+
UR
解： (1) 假定电路中物理量的参考方向如图所示；
+
-
Us
b
-
(2) 列电路方程：
Uab UR US
U R Uab U S
IR
UR R
Uab US R
(3) 数值计算
U ab
3V时
IR
3 - 2 1A 1
图c，U与I是非关联参考方向，则
I＝2A
a
-
元件
U=5V
+
b
(b)
P UI 52 10W 0
a
b
该元件发出功率，是电源，供电。 + U=5V - (c)
图d，U与I是关联参考方向，则
P UI 52 10W 0
该元件吸收功率，是负载，充电。
小结：
I＝2A
a
b
- U=5V + (d)
kV 、V、mV、 μV
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电路分析中的物理量参考方向(假设正方向)
问题的提出：在复杂电路中难于判断元 件中物理量实际方向， 电路如何求解？
解决方法:
(1) 在解题前先设定一 个正方向，作为参考
电流方向
AB？
A IR
电流方向 BA？
B
方向；
(2) 根据电路的定律、 定理，列出物理量间相 互关 系的代数表达式；
例：一只220V, 60W的白炽灯, 接在220V的电源 上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作 时的电阻。如果每晚工作3h(小时)，问一个月消耗 多少电能?
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Ub＝Ubd＝I3R3＝2A×5Ω＝10V Ua＝Uab＋Ubd＝I1R1＋Ubd＝3A×10Ω＋10V＝40V
或
Ua＝Uad＝E1＝40V
Uc＝Ucb＋Ubd＝I2R2＋Ubd＝－0.5A×10Ω＋10V＝5V
1kW×1h＝1度电
(1.3)
【例1.3】 有一个电饭锅，额定功率为750W，每天使用 2小时；一台25吋电视机，功率为150W，每天使用4小时； 一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作 8小时。计算每月（30天）耗电多少度？ 解： （0.75kW×2 h＋0.15kW×4h ＋0.12kW×8h）×30天 ＝（1.5度＋ 0.6度 ＋0.96度）×30
P＝U I＝3V×80mA＝240mW＝0.24W
结果为正，说明收录机是吸收功率。 电池 流与压是非关联参考方向 P＝－U I＝－3V×80mA＝－0.24W 结果为负，说明电池是发出功率。
【例1.2】 如果例 1.1 题中的电池已经降为 2V, 现将收录 机换为充电器 , 充电电流为－ 150mA ，问此时电池的功率 为多少，是吸收功率还是发出功率？充电器的功率为多少， 是吸收功率还是发出功率？ 解：电池为非关联 P＝－U I＝－2V×（－150mA）＝0.3W 结果为正吸收功率，电池是充电器的负载。 充电器为关联 P＝U I＝2V×（－150mA）＝－0.3W 结果为负发出功率，充电器是电路中的电源。 规定：1千瓦的用电设备使用1小时消耗的电量为1度电。
图1.12（b）非关联 U＝－I R＝－2A×6Ω＝－12V 图1.12（c）非关联 U＝－I R＝－2A值，说明图1.12（a）中的电压
实际方向与所标的参考方向一致；图 1.12（b）、（c）电压为负值，
说明图1.12（b）、（c）中的电压实际方向与所标的参考方向相反。
电压等于电路中两点间的电位差 Uab＝Ua－Ub
电位是电路中某点到参考点之间的电压
参考点是任意选择的一点“⊥”（零电位点，“接地” 点），
选b点为参考点Ub＝0， Uab＝Ua－Ub＝Ua。
3.电动势E
E是电源力将单位正电荷从低电位点b移动 到高电位点a所做的功
E的方向是从低电位（电源负极）指向高
第 1章 电路的基本概念和基本定律
电路是学习电子技术的基础。
本章主要介绍：
三个物理量 （电流、电压、功率）
三种状态 （开路、负载和短路） 三个定律（欧姆定律、电流定律和电压定律） 一个概念（电位）
1.1 电路
电路是电流流通的路径 1.1.1 电路的作用 电路的作用是进行电能的传输和转换，或是实现信号的 传递和处理。 1.1.2 电路的组成 电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。 电路可分成电源、负载和中间环节三个部分 电源是提供电能的设备，是电路工作的能源，电源的作 用是将非电能转换成电能。 负载是用电设备，是电路中的主要耗电器件。负载的作 用是将电能转换成非电能。 中间环节是指电源与负载之间的部分。
《电路与模拟电子技术》 绪论
本课程是一门实践性较强的专业基础课。 学习目的：掌握电路基础知识和模拟电子的基本理 论及分析方法，为后续课打基础，为工程实践培养 操作技能。
共11章， 1-5章 电路基础知识、6-10章 模拟电 子技术、11章 技能训练及应用实践三个部分。章 末有小结和习题便于自学。
上篇 电路基础知识
电位（电源正极）
1.2.3 功率
电场力在单位时间内所做的功，单位 瓦 W。 关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。 P＝U I （1.1） 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致 。 P＝－U I （1.2） P＞0 吸收功率（消耗功率）为负载； P＜0 发出功率（产生功率）为电源。
【例1.1】 有一个收录机供电电路，用万用表测出收 录机的供电电流为80mA，供电电源为3V，忽略电源的内阻 ，收录机和电源的功率各是多少？根据计算结果说明是发 出功率还是吸收功率？ 解：收录机 流与压是关联参考方向
忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规 定的电气图形符号表示所组成的电路，称为电路
1.1.3 电路模型
1.2 电流、电压、功率 1.2.1 电流
电荷的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I。 方向和大小都变化为交流 i。
1A＝103 mA＝106μA， 1 kA＝103A
规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。
＝91.8度
答:每月耗电91.8度
1.3 欧姆定律
流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻本身成反比。 U I＝ (1.4) R 式中 R 为电阻，单位为欧姆 Ω ，常用的单位还有 kΩ 和 MΩ （兆 欧），1MΩ＝106Ω。 电阻一定时，电压愈高电流愈大；
电压一定，电阻愈大电流就愈小。
根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为： P＝U I＝I
假设的电流流向称为电流的参考方向。
1.2.2 电压 1.电压
电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b点所做的功， 称其为a、b两点间的电压。直流电压Uab，交流电压uab。 1V＝103mV＝106μV， 1kV＝103V
习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。 电压实际方向和电压参考方向
2.电压与电位
【例1.5】 一个100W的灯泡，额定电压为220V， 求灯泡的电流和电阻？
P 解： I＝ U
R＝
＝
100 220
＝0.45A
U ＝ 220 ＝ 489Ω I 0.45
【例1.6】
电路如图1.13 所示，E1＝40V、E2＝5V、R1＝R2＝10Ω、R3＝5Ω、
I1
＝3A、I2＝－0.5A、I3＝2A。取d点为参考点，求各点的电位及电压Uab 和Ubc。 解：各点的电位 d点为参考点，Ud＝0V
U2 2 R＝ R
（1.5）
在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非 关联参考方向时，如图1.12 (b)、(c)所示，欧姆定律的表达式为：
U I＝－ R
或 U＝－I R
（1.6）
【例1.4】 已知图 1.12 中的电阻为 6Ω ，电流为 2A ，求电阻两端 的电压U。
解：图1.12（a）关联 U＝I R＝2A×6Ω＝12V