计算机电路基础第一章

任意假设的电流方向称为 电流的参考方向。
（ａ）电流实际方向 （ｂ）电流实际方向 （ｃ）电流实际方向
a→b b→a
不能确定
1.2 电路中的主要物理量
1.2.2 电压和电位 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。 选择电路中某个点作为参考点，电路中其它各点到参考 点的电压称为相应点的电位，参考点的电位规定为零。
6Ω
a
4Ω
UO 0
b
U a U ao
24V
3Ω
36V 电压与电位的关系：
o
U ab U a U b
1.2 电路中的主要物理量
1.2.2 电压及其参考极性 电压的方向是从高电位端指向低电位端，即电压的方 向指示的是电位降落的方向。
A点至B点电场力做正功，则A点至B点电位降低，电压极性标为 A点至B点电场力做负功，则A点至B点电位升高，电压极性标为
学习环节
环节2－面授辅导 （重点难点、解题思路与方法，问题讨论） 环节3 网上讨论、答疑 电子邮件、电话答疑 lixl@mail.ahtvu.ah.cn
学习环节－作业和实验
作好习题是理解和巩固所学知识的重要环节。 《计算机电路基础作业与评价》 中央广播电视大学编制 ①可能有印刷错误 ② 可能有超纲或超考试范围的题目 措施：对原题作修正或删去。 作业书写请用钢笔、直尺等工具。 本课程是实践性较强的课程，结合实验有助于 对课程的理解。
应用KVL解题涉及了两套正负符号： 〔1〕列写KVL方程时根据各元件电压的参考方向 与回路的绕行方向是否一致而决定的正、负号； 〔2〕代入数值时各元件电压本身的正、负值。
如何直接求回路中某元件的未知电压
2 1
a
5 4
b
3
如何直接列写：u x =…，u y =... 某元件的未知电压等于从其假定的“＋”极性端沿 任一路径到其“－”极性端，其路径上各元件的电 压降的代数和。
U ab U 2 6 2I 6 2 (0.4) 6 6.8V
若6V电源电压改为10V，电压Uab的数值是（ ）。
a）0V
b）2V
c）10V
d）8V
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
1.5.1二端网络的等效 电路中的某个部分只有两个端钮与电路中的其他 部分连接，这部分电路称为二端网络。如果一个 二端网络与另一个二端网络端钮的伏安关系相同， 则称这两个二端网络互相等效。
1 2 3 5 6
电路的组成及电 路分析的概念
4
由支路构成的闭合路径称为回路. (4，2，5) (5，3，6) (1，2，3) (4，2，3，6)
1.4基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律 Kirchhoff’ Current law 简称KCL 基尔霍夫电压定律 Kirchhoff’ Voltage law 简称KVL
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
i 0
如何列写节点KCL方程
方法一
首先要规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
=？
i 0
方法二
i1 i2 i3 i4 i5 0

第一章电路分析的基础知识
电路中的主要物理量 掌握电流的参考方向、电压的参考极性等概念。 电路的基本元件 掌握电阻、电容、电感、电压源、电流源伏安关 系式。 基尔霍夫定律 掌握列写KCL、KVL的方法。 简单电阻电路的分析方法 掌握等效变换计算方法； 熟悉戴维南定理及叠加定理。
1.2 电路中的主要物理量
u x u 2 u1 (4) 3 7(V )
电路如图所示，试计算电压UX的值。
R1
－14V R2 3V
R3
2V
UX
R4 U4
怎样用KVL求解回路电流？
－ U2 ＋
I
2Ω
＋
U1 －
8Ω
求图示电路中的电流。
解：设电压U1,U2如图所示。
6V
10V
U1 8 I
U2 2 I
根据KVL列写方程： U 10 6 U 0 1 2
8I 2 I 4 0
I 0.4 A
－ U2
a 2Ω
I
＋
＋
U1 －
8Ω
＋
Uab 6V － b
如图所示电路中， 求电压Uab。 10V
U ab U1 10 8I 10 8 (0.4) 10 6.8V
•首先要规定回路的绕行方向是顺时针还是逆时针， 如选为顺时针，则根据回路中各个元件电压的参考 方向，列写KVL方程
u1 u 2 u x 0
u1 u y u3 0
如何列写回路KVL方程
u1 u 2 u x 0
u x u1 u 2 3 (4) 7(V )
只需计算复杂电路中某一支路的电流或电压时， 应用戴维南定理来求解最为方便。应用戴维南 定理求解某一支路的步骤如下： ①断开待求支路，其余电路为一个二端网络。 （画出二端网络） ②计算二端网络的开路电压UOC ③计算二端网络中所有电压源及电流源为零值时 的等效电阻RO （画出电压源及电流源为零值时 的二端网络）
u ab 2V
uba 2V
uac uab ubc
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。
(a),（c) 关联; (b),(d) 非关联
1.2 电路中的主要物理量
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，如μA ，mA，kV等。P36习题6，7。
1.3 电路的基本元件
1.3.4 电压源 理想电压源模型： 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 恒定值
（1）电压源吸收的功率
P U I
（2）特例US＝0，ａ、ｂ两点间相当于短路。
6Ω
a
4Ω 36V
24V
3Ω
o
6Ω ＋24V
a
4Ω ＋36V
i1 i2 i3 i4 i5
流入节点ａ的电流总和＝流出节点ａ的电流总和
如何列写节点KCL方程
=？
i1 i2 i3 i4 i5 0
i5 i1 i2 i3 i4 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。
1.3 电路的基本元件

电路的基本元件：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特性是由其 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 电路的基本元件
1.3.1电阻元件 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。 电阻的单位是欧姆(Ω)。
－
＋
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。
uab 0
实际极性与参考极性一致 实际极性与参考极性相反 ＋
6Ω 24V
uab 0
－
4Ω
a
b
36V
3Ω
(a) 从a点到b点为电压降 (b) 从a点到b点为电压升
a
_
+
b
c
我们常用电压符号下标的书写次序表示该电压 的参考方向。
计算机电路基础（1）
课程简介
文字教材、 参考书
学习者
面授辅导
作业、实验
音像教材、 网上学习
学习环节
环节1－自学利用好文字教材、音像教材、CAI课 件等教学资源进行自主学习，培养自我学习的 能力。文字教材： ①主教材《计算机电路基础（1）》 ②实验教材《计算机电路基础（1）实验》 音像教材：14 讲 CAI课件： 《数字电子电路》 CAI课件 参考书 《模拟电路与数字电路》自考教材 《模拟电路与数字电路同步辅导／同步训练》
3Ω
oLeabharlann Baidu
1.3 电路的基本元件
1.3.5 电流源 理想电流源模型： 它的端钮上的电流总是保持某个恒 定值，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 恒定值
（1）电流源吸收的功率
P U I S
（2）特例IS＝0，ａ、ｂ两点间相当于开路。
1.3 电路的基本元件
实际电压源模型：
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
R R1 R2 Rn
1 1 1 1 R R1 R2 Rn
R=R1∥R2=
R1 R2 R1 R2
分压、分流公式
R1 u1 uS R1 R2
R2 u2 uS R1 R2
R2 i1 iS R1 R2
R1 i2 iS R1 R2
a a
b
b
u1
R1 uS R1 R2 R3
G1 i1 iS G1 G2 G3
P23公式（1.5.10）
01年1月试题：电路如图所示， 试求电路I1、I2、I3的数值。
15Ω
78Ω
+
+
－
30V
U
－
51Ω
95Ω
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
1.4基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律 Kirchhoff’ Current law 简称KCL 基尔霍夫电压定律 Kirchhoff’ Voltage law 简称KVL KVL：对于电路中的任何一个回路，在任何时刻， 沿着该回路的所有支路的电压降的代数和为 零，即
u 0
如何列写回路KVL方程
I3 ?
•注意：等效变换过后只能用来求解外电路，不 能用来求解被等效的电路。
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 戴维南定理
戴维南定理：任何一个由电压源、电流源、电阻 组成的二端网络，总可以用一个电压源和一个 电阻的串联电路来等效。
其电压源的电压等于该二端网络的开路电压UOC ， 其串联电阻的电阻值等于从二端网络的端钮看 进去，该网络中所有电压源及电流源为零值时 的等效电阻RO 。
0
伏安关系
u R i u R i
i
u
1.3 电路的基本元件
1.3.1电阻元件 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
电导的单位是西门子（S）
1 G R
1.3 电路的基本元件
× ×
电路术语： 开路 使流过某个电路元件的电流为零，称为 把此电路元件开路。 短路 使某个电路元件两端的电压为零，称为 把此电路元件短路。
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
理想电流源与任何一个电路元件串联时等效为一个 理想电流源。
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
i1 i2 i3 i 0
i i1 i2 i3
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
u u3 u 2 u1
1.5
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
' ' ' u iR S u S u RS (iS i) iR S iS RS
R RS
' S
u S iS R
' S
uS iS RS
1.5
简单电阻电路的分析方法—— 等效变换
理想电压源与任何一个电路元件并联时等效为 一个理想电压源。
理想电压源与一个内阻RS的串联组合；
实际电流源模型：
理想电流源与一个内阻RS的并联组合。
1 2 3 5 6
电路的组成及电 路分析的概念
4
每一个二端元件称为一条支路 流过同一个电流的几个电路元件的串联组合称为 一条支路
电路的组成及电 路分析的概念
元件的连接点称为节点 三个及三个以上支路的连接点称为节点
④二端网络用戴维南等效电路代替，连接待求支 路并求解。（画出替代后的电路）
5Ω
01年3月试题：电路如图所示， 试求电路中电压U的数值。
10V ＋ － ＋ U 15Ω 15Ω
1.2.1 电流及其参考方向 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。
q i 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
电流的方向用箭头表示。
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。