电子电工基础知识(1)

2. 信号的传递和处理
话筒
放大器
扬声器
将语音转换 为电信号
(信号源)
信号转换、放 大、信号处理
(中间环节)
接受转换信 号的设备
(负载)
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电路的模型
将实际元件理想化，由理想化的电路
元件组成的电路。 例如：
理想化 导线
理想化
I
电源
今后我们分析的都是 电路模型，简称电路。
+ E RU
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1.1 电路基本物理量
为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按 一定方式组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能：
• 一：进行能量的转换、传输和分配。 • 二：实现信号的传递、存储和处理。
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一. 电路的组成：
电源：将非电能转换成电能的装置 (干电池,蓄电池,发电机)或信号源。
+
Is
+
E
-
U
R0
-
短路电流
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1.5 基尔霍夫定律
电路中通过同一电流的每个分支称为支路。 3条或3条以上支路的连接点称为节点。 电路中任一闭合的路径称为回路。
功率与功率平衡
+ E_
P----电源输出的功率
R0
PE ----电源产生的功率 ∆P----电源内阻上消耗的功率 功率平衡方程式：
I a
S
RU
b
电源的发出功率=负载的取用功率+电源内阻上的消耗功率
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电源与负载的判别
在 U、 I 正方向选择一致的前提下：
aI
U b
aI
R或
UR
b
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电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向
例： 当ua =3V
ub = 2V时
u1 =1V
u2 =－1V
最后求得的u为正值，说明电压的实际方向
与参考方向一致，否则说明两者相反。
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对一个元件，电流参考方向和电压参考 方向可以相互独立地任意确定，但为了方便 起见，常常将其取为一致。
• U和 I 为同方向时： • U和 I 为反方向时：
• 线性电阻：遵循欧姆定律的电阻，其阻值的 大小和电流电压无关。
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I
I
I
U
R
U
R
U
R
注意：用欧姆定律列方程时，一定要在
图中标明正方向。
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1.4电路的工作状态 （开路、短路和有载工作）
电压源 实际电源
+ E _ U0
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解决方法
(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向； (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关
系的代数表达式并计算；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
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1.3欧姆定律
若 P = UI 0 “吸收功率”（负载） 若 P = UI 0 “发出功率”（电源）
根据能量守衡关系
P（吸收）= P（发出）
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额定值与实际值
额定值: 制造厂为了使电子设备能在给定的 工作条件下正常运行而规定的正常允许值。
UN 、IN 、PN 使用时，电压、电流、功率的实际值不一定 等于额定值。
1.2 电流电压及参考方向
电荷的定向移动形成电流。 电流的大小用电流强度表示，简称电流。 电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。
大写 I 表示直流电流 小写 i 表示电流的一般符号
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正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
当R>>R0时 U≈E
（注意：电源输出的功率 上式表明：当R变化时， 和电流由负载决定。） 电源端电压变化不大，则
此电源带负载的能力强。
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表示电源端电压与输出电流之间的关系 曲线，称为外特性曲线。
U = IR = E – IR0 U E
IR0
0
I
电源的外特性曲线
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I > IN 过载
I < IN 轻载
I = IN 额定工作状态
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电器使用时的实际值不等于额定值的原因： a.电器受外界影响——如电压波动。 b.负载变化时，电流、功率通常不一定处于 额定工作状态。
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开路（断路或空载）
电路特征： I=0
+S
E
_ U0
U = 0 U0 = E
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2020/11/28
电子电工基础知识(1)
课程的目的和学习方法 目的—获得电的基本理论知识，为 今后的学习和工程技术研究打下基础。 方法—掌握好物理概念（多看书）； 多做习题。
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第一章 电路的基本概念与基本定律
学习要点
• 电流、电压参考方向及功率计算 • 常用电路元件的伏安特性 • 基尔霍夫定律 • 支路电流法与节点电压法 • 叠加定理与戴维宁定理 • 电路等效概念及其应用 • 分析电路过渡过程的三要素法
_
理想化 元件
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电路分析的主要任务在于解得电路物理量， 其中最基本的电路物理量就是电流、电压和 功率。在已知电路结构与元件参数情况下研 究电路激励与响应之间的关系。 激励—推动电路工作的电源的电压或电流。 响应—由于电源或信号源的激励作用，在电 路中产生的电压与电流。
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R0
PE = P = 0
（其中：PE = EI、P = UI）
I=0 a
U R
b
开关S断开时，外电路的电阻无穷大, 电流为零， 电源的端电压U0等于电源电动势E。
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短路
电路特征： U=0 I=0
+ E_
R0
I=0 a
S
IS R
U
b
P=0
当R0 0时，Is ∞ （烧毁电源）。 注意：电压源不允许短路！
R0
电源
电流源
Is
R0
U0
理想电压源 理想电源
理想电流源
受控电源（后面介绍）
E （R0 =0） Is （R0 ∞）
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电源有载工作 一、电压和电流
电路特征： I = E/(R0+R)
aI
+S
E_
R
Uab
R0
U = IR = E – IR0
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b
将上式乘以I，得 P = PE - △P
中间环结：把电源与负载连接起来的部分 (连接导线,开关)
负载：将电能转换成非电能的用电设备 (电灯,电炉,电动机)
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二. 电路的作用 1. 电能传输和转换
发电机 升压变压器
降压变压器 电灯电炉
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电能转换 为光能,热 能和机械 能
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