浙江大学范承志电路原理课件第一章-基本概念
合集下载
电路原理第四版范承志
电路原理第四版范承志电路原理是电子工程领域中的重要基础课程，对于电子电路的设计、分析和应用具有重要意义。
其中，《电路原理第四版》是一本由范承志编写的经典教材，本文将从该教材的内容出发，对电路原理进行总结和探讨。
第一章：电路基本概念电路是电子器件的组合，通过电流的流动实现各种功能。
电路中的元件包括电源、电阻、电容和电感等。
在电路中，电流和电压是基本的物理量，其关系可以通过欧姆定律、基尔霍夫定律等来描述和分析。
第二章：基本电路分析方法电路的分析方法包括基本的电压、电流分析方法以及戴维南定理、诺顿定理等。
通过这些方法，可以对电路进行简化和等效处理，从而更好地理解和分析电路的工作原理。
第三章：电路的定常状态分析电路的定常状态是指在电路中各元件参数不随时间变化的情况下，电路的稳定工作状态。
通过对电路的定常状态分析，可以得到电路的直流工作点和交流工作点，从而进一步分析电路的性能和特性。
第四章：电阻器电阻器是电路中最常用的元件之一，它可以用来限制电流、分压和做功等。
在电路中，电阻器的等效电路模型可以通过串并联等效法进行分析和计算。
第五章：电容器电容器是电路中用来存储和释放电荷的元件，具有充电和放电的特性。
在电路中，电容器的充放电过程可以通过RC电路模型进行分析和计算。
第六章：电感器电感器是电路中用来储存和释放磁场能量的元件，具有电磁感应的特性。
在电路中，电感器的充放电过程可以通过RL电路模型进行分析和计算。
第七章：电源与电源电路电源是电路中提供电能的装置，可以分为直流电源和交流电源。
电源电路是将输入电能转化为输出电能的电路，常见的电源电路有稳压电源、开关电源等。
第八章：二端网络二端网络是指由两个端口连接的电路，可以通过传输特定的电信号或频率来实现特定的功能。
常见的二端网络有放大器、滤波器、功率放大器等。
第九章：小信号分析小信号分析是指在电路中对于小幅度信号进行线性化处理和分析。
通过小信号分析，可以得到电路的频率响应和增益等重要性能指标。
大学电路原理第一章课件
电 池
导线
导线(line)、开关（switch)： 将电源与负载接成通路.
电路的作用
转换、传输、分配电能 传输和处理各种信号
二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件： 由实际元件抽象出来具有某种单一电磁性质的假想元件。 导线： 电阻： 电感： 电容： 电源： 只流通电流，不消耗能量 表示消耗电能的元件 表示各种电感线圈产生磁场，储存电能的作用 表示各种电容器产生电场，储存电能的作用 表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
º + u1 _ º
i2
º º
i2=gu1 VCCS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电 压、电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。 (2) 独立源作为电路中“激励”，在电路中产生电压、电 流，而受控在电路中不能作为“激励”。 独立源 控制量 受控源
例1：
+
i
10k u1 + 20u1 VCCS 10k u0
d
ϕa=Uac， ϕb=Ubc， ϕd=Udc
c
性质： 参考点可任意选择，一但选定各点电位确定。 参考 点不同，各点电位数值不同。
两点间电压与电位的关系：
电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位差。 a b 例 ϕa–ϕd = Uac –Udc =Uac +Ucd= Uad d c 当 Uad > 0
E _
I V R U
0 E
-----------------
I r + U _ +
r=0时 实际电压源 理想电压源
I U=E–rI
i U=E–rI
二、理想电流源：电源输出电流为iS，其值与此电源的端电 压 u 无关。 直流：iS为常数 交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsinωt
电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律
1.2.3 电功率
1. 电功率的定义 电功率的定义 图1.11(a)所示方框为电路中的一部分a、b段，图中采用了关 联参考方向，设在dt时间内，由a点转移到b点的正电荷量为dq， ab间的电压为u，根据对式(13)的讨论可知，在转移过程中dq失去 的能量为
dω (t ) = u (t )dq (t )
I1 a b I3 I2 c
d
图1.4例1.1图
1.2.2 电压及其参考方向 电压及其参考方向 1. 电压的定义及单位
u=
dω dq
（1—3）
在电路中，电压的单位为伏特，简称伏(V)，实用中还有千 伏(kV)，毫伏(mV)和微伏(µV)等。 2. 用电位表示电压及正负电压的讨论 （1—4） （1）如果正电荷由a点移到b点，获得能量，由a点到b点为电 位升(电压升)，即 u ab = u a − ub < 0 （2）如果电荷由a点移到b点， 失去能量， 则a点为高电位端 (正极)， b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降)， 即 u ab = u a − ub > 0 3.直流电压的测量 直流电压的测量 在直流电路中， 测量电压时， 应根据电压的实际极性将直流 电压表跨接在待测支路两端 。
电路模型与电路图 所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所 构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件 符号画在平面上形成的图形称作电路图。 图1.1就是一个 最简单的电路图。
＋ US － RS RL
图1.1电路模型图
1.2 电路变量
电学中几个重要的物理量，如：电流 电压 电功率 电流、电压 电功率和 电流 电压、电功率 电能量等是研究电路过程中必然要涉及的电路变量。 电能量 1.2.1 电流及其参考方向 1. 电流的表达式及单位 dq i= （1—1） dt q （1—2） I= t 国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单 位是秒(s)，电流的单位是安培， 简称安(A)， 实用中还有 毫安(mA)和微安(µA)等。
第1章电路的基本概念与基本定律资料PPT课件
–
电池
S 开关
导线
R 灯泡
今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro；
灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R；
筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。
开关用来控制电路的通 断。
I
解 (1)电源
E1
+ _
U1 R01
+
+
+ _
E 2 U＝E1－U1＝E1－R01I
U _
+
E1＝U＋R01I＝220＋
R02
U2
-
0.6×5=223V 负载
电源 产生
内阻 消耗
③ 电源输出的功率由负载决定。 负载大小的概念:
功率 功率 功率
负载增加指负载取用的
电流和功率增加(电压一定)。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
例题1.5.1 如图，U＝220V，I＝5A，内阻R01＝R02＝0.6 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2； (2)试说明功率的平衡。
1.5.1 电源有载工作
I
开关闭合,接通E电源与负载来自UR特征:
R0
I
E
I
R0 R ① 电流的大小由负载决定。
U = IR 负载端电压 或 U = E – IR0
U
电源的外特性
② 在电源有内阻时，I U 。
E
当 R0<<R 时，则U E ，表明
当负载变化时，电源的端电压变
化不大，即带负载能力强。
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考
电池
S 开关
导线
R 灯泡
今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro；
灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R；
筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。
开关用来控制电路的通 断。
I
解 (1)电源
E1
+ _
U1 R01
+
+
+ _
E 2 U＝E1－U1＝E1－R01I
U _
+
E1＝U＋R01I＝220＋
R02
U2
-
0.6×5=223V 负载
电源 产生
内阻 消耗
③ 电源输出的功率由负载决定。 负载大小的概念:
功率 功率 功率
负载增加指负载取用的
电流和功率增加(电压一定)。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
例题1.5.1 如图，U＝220V，I＝5A，内阻R01＝R02＝0.6 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2； (2)试说明功率的平衡。
1.5.1 电源有载工作
I
开关闭合,接通E电源与负载来自UR特征:
R0
I
E
I
R0 R ① 电流的大小由负载决定。
U = IR 负载端电压 或 U = E – IR0
U
电源的外特性
② 在电源有内阻时，I U 。
E
当 R0<<R 时，则U E ，表明
当负载变化时，电源的端电压变
化不大，即带负载能力强。
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考
电路原理基础第一章课件
电路——由实际元器件构成的电流的通路。
电路组成
电源：可将其他形式的能量转换成电能、向 电路提供电能的装置。
负载： 可将电能转换成其他形式的能量、在 电路中接收电能的设备。
中间环节： 电源和负载之间不可缺少的连接、
控制和保护部件统称为中间环节， 如导线、开关及各种继电器等。
一些术语 响应： 由激励而在电路中产生的电压和电流。
第一章 电路的基本概念与电路的基本定律
§1-1 电路模型及参考方向 §1-2 常用电路元件及电功率 §1-3 电压源、电流源模型及其等效变换 §1-4 受控电源 §1-5 基尔霍夫定律 §1-6 电阻的串联和并联 §1-7 电阻电路的等效变换和输入电阻
§1-1 电路模型及参考方向
1.电路的组成及功能
如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的，而集成电路芯片 小的如同指甲。
在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研
究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，
即用抽象的理想电路元件及其组合近似地代替实际的器件，
从而构成了与实际电路相对应的电路模型。
中间环节
S
I
开关
电
源
负
导线
载
电源
… 线性：
体现在伏安特性为一条直线
课后作业： 1.实际使用的各种电阻型式（图
片）、性能及其使用场合 2.电阻的识别方法（器件上所标
数字或颜色的含义） ：直插式和贴片 式
2.功率和能量
功率： iR
+
u
p吸 –ui –(–R i ) i i 2 R –u(–u/ R) = u2/ R
能量：可用功表示。从t0 到 t电阻消耗的能量
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但 是任意两点间的电压不变。
第1章电路的基本概念和基本定理PPT课件
向将电流表串入待测支路中， 如图所示， 电流表两旁标 注的“+”“—”号为电流表的极性。子信 息R2－＋A2
工
I2＝ － 1A
程 系
ZSQ
R3
US
－
＋
R1 ＋
－
A1
I1＝ 2A
10
第一章 电路的基本概念和基本定理
二、电压
1. 电压的定义
嘉
应
学
电路中A、 B两点间的电压是单位正电荷在电场
院 电
力的作用下由A点移动到B点所减少的电能, 即
程
系
参考方向
ZSQ
元件
参考方向
元件
实际方向
I ＞0
实际方向
I ＜0
8
第一章 电路的基本概念和基本定理
例 如图所示， 各电流的参考方向已设定。 已知
嘉
I1=10A, I2=—2A, I3=8A。试确定I1、 I2、 I3
应 学 院
解 ：I1>0, 故I1的实际方向与参考方向相同， I1由a点流向 b点。
电 子 信
I2<0, 故I2的实际方向与参考方向相反， I2由b点流向 c点。
息 工 程 系
I3>0, 故I3的实际方向与参考方向相同， I3由b点流向 d点。
I1
b
I2
a
I3
c
ZSQ
d
9
第一章 电路的基本概念和基本定理
3. 直流电流的测量
嘉
应
在直流电路中， 测量电流时， 应根据电流的实际方
学 院 电
1.2 电路的主要物理量
一、 电流
嘉 应
1. 电流的定义
学
带电粒子（电子、离子等）的定向运动, 称为电流。
电路原理第-章直流PPT课件
VS
诺顿定理
任何一个线性有源二端网络，对其外部电 路而言，都可以等效为一个电流源和电阻 并联的电路模型。其中电流源的电流等于 网络的短路电流，电阻等于网络中所有独 立源置零后的等效电阻。
04 电路中的电源
电池的串联和并联
串联
当电池串联时，总电压是每个电池的 电压之和，电流保持不变。
并联
当电池并联时，总电流是每个电池的 电流之和，电压保持不变。
电阻的并联
当多个电阻在同一电路中各自首首或尾尾相接时，称为电阻 的并联。并联电阻的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。在 并联电路中，电压处处相等，电流的分配与电阻成反比。
电压源和电流源
电压源
能够输出恒定电压或电压与电流成一 定比例关系的电源称为电压源。电压 源在电路中起到提供电能的作用，可 以视为一个理想化的电源模型。
基尔霍夫定律
总结词
用于解决电路中节点和回路电流和电压关系的定律。
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分，即节点电流定律和回路电压定律。节点电流定律指出，对于电路中的任何一个节点， 流入的电流之和等于流出的电流之和。回路电压定律指出，对于电路中的任何一个闭合回路，沿回路绕行方向， 电压降之和等于电压升之和。
电路原理第-章直流ppt课件
目录
• 直流电路的基本概念 • 欧姆定律和基尔霍夫定律 • 电阻电路的分析 • 电路中的电源 • 电路分析方法 • 电路的暂态分析
01 直流电路的基本概念
电路的组成
电源
导线和开关
提供电能，将其他形式的能量转换为 电能。
连接电源和负载，控制电路的通断。
负载
消耗电能，将电能转换为其他形式的 能量。
THANKS FOR WATCHING
电路原理 完整 第一章ppt课件
i
①电压、电流参考方向非关联；
+
+
物理意电义流：（正电荷 ）由低电位向高
uS
_
u 电位移动，外力克服电场力作功，电
_ 源发出功率。
i
PuSi 发出功率，起电源作用
②电压、电流参考方向关联；
+ +
uS
u 物理意义：电场力做功，电源吸收功率
_
_ PuSi
吸收功率，充当负载
.
返 回 上 页 3下4 页
例 计算图示电路各元件的功率
吸收功率，充当负载
iS
u
_
iS
u
_
.
返 回 上 页 3下8 页
例 计算图示电路各元件的功率
解
iiS2A
u5V
+
i
+
2A
5V u
-_
P 2AiSu251W 0 发出
P 5 V u S i 5 ( 2 ) 1W 0发出
满足：P（发）＝P（吸）
.
返 回 上 页 3下9 页
实际电源
1. 干电池和钮扣电池（化学电源）
1
6
I1
－
+
+
2 U2
U4 4
－+ + U3 － I2
3
U5 5 －
I3
解
P 1 U 1 I1 1 2 2 W （ 发 ） 出
P 2 U 2 I1 ( 3 ) 2 6 W （ 发 ） 出
P3U3I1821W 6（吸收
P 4 U 4 I2 ( 4 ) 1 4 W （ 发 ） 出 P 5 U 5 I3 7 ( 1 ) 7 W （ 发 ） 出
电路原理(第1章)89页PPT文档
_ E1 +E2
R3
-E2
R2
R3
参考点
注意：电位和电压的区别。
电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路 中其它各点的电位也将随之改变；
电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因 参考点的不同而改变。
例
设c点为电位参考点，则 c= 0
a
b
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
Uab = a- b
第1章 电路的基本定律和电路元件
重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 基尔霍夫定律 3. 电路元件的特性
1.1 电路的基本概念
一、实际电路
实际电路是将若干电气设备
或电器件按一定方式联结起来 电
灯
构成的电流通路。
池
泡
电路的作用
(1) 进行能量的传送和转换。 (2) 进行信号的传递和处理。
电路原理的研究对象
结论
在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联， 则 P= UI,如果 U、I 正方向非关联，则 P= -UI。
按此，计算出 P > 0 时, 说明此部分电路消耗电
功率，为负载。
计算出 P < 0 时, 说明此部分电路产生电功率，为
电源。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的作用，
是电源，还是负载。
小结
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包 括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。
(3) 关联参考方向和非关联参考方向。
+
U
+
U
I 关联参考方向
I 非关联参考方向
电路基础知识要点PPT课件
第23页/共118页
功率和能量
一、功率（power) • 电场力在单位时间内所做的功（瓦特Watt），等于1焦耳／秒。
•
式
中
，
p
(
t
)
为p元(件t )吸收
dw
的功
率，ddww为•元d件Q在dt
时u i间
内
所
吸
收
的
能
量
。
dt dQ dt
• P表示不随时间变化的功率（如直流电路功率）
• p表示表示随时间变化的功率。
第24页/共118页
• 关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。p＝ui 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致 。 P=-ui
• 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。
第25页/共118页
二、能量（energy） • The transfer of energy from one physical system to another,
（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 （ 伏 特 Vo l t ） 。
• 上式中，dQ为通过ab段电路的电荷量（库仑），dw为电荷在运动中获得
u dw 或失去的能量（焦耳Joule）。 dQ
第18页/共118页
图1-2-2 关联参考方向
第19页/共118页
路。
第55页/共118页
电容的分类
• 按容量是否可调，分为可变电容器和固定电容器。
第56页/共118页
固定电容的分类
根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容几种。 • 陶瓷电容：体积小，自体电感小。 • 云母电容：性能优良，高稳定，高精密。 • 纸质电容：价格低，容量大。 • 薄膜电容：体积小，但损耗大，不稳定。 • 电解电容：以金属极板上一层氧化膜为介质，金属极片作为正极，固体或非固体的电
功率和能量
一、功率（power) • 电场力在单位时间内所做的功（瓦特Watt），等于1焦耳／秒。
•
式
中
，
p
(
t
)
为p元(件t )吸收
dw
的功
率，ddww为•元d件Q在dt
时u i间
内
所
吸
收
的
能
量
。
dt dQ dt
• P表示不随时间变化的功率（如直流电路功率）
• p表示表示随时间变化的功率。
第24页/共118页
• 关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。p＝ui 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致 。 P=-ui
• 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。
第25页/共118页
二、能量（energy） • The transfer of energy from one physical system to another,
（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 （ 伏 特 Vo l t ） 。
• 上式中，dQ为通过ab段电路的电荷量（库仑），dw为电荷在运动中获得
u dw 或失去的能量（焦耳Joule）。 dQ
第18页/共118页
图1-2-2 关联参考方向
第19页/共118页
路。
第55页/共118页
电容的分类
• 按容量是否可调，分为可变电容器和固定电容器。
第56页/共118页
固定电容的分类
根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容几种。 • 陶瓷电容：体积小，自体电感小。 • 云母电容：性能优良，高稳定，高精密。 • 纸质电容：价格低，容量大。 • 薄膜电容：体积小，但损耗大，不稳定。 • 电解电容：以金属极板上一层氧化膜为介质，金属极片作为正极，固体或非固体的电
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
14
2）独立电流源
独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的 电流，与电流源端部电压无关。
电路原理
1
电路原理课程介绍
1）电路原理是研究电路中发生的电磁现象，利用电路基本 理论和基本定律进行分析计算，是理工类本科生的一门重要 基础课程；
2）电路研究内容一般分类及应用方向：
a>.强电部分：电能输送分配、电网、电功率计算、效 率、电气安全等；
b>.弱电部分：电信号传输、处理、调制解调、滤波、畸 变分析、模拟和数字信号、电路特性等；
VCC
Titl e Siz e
B D a te : File : 5
7
2）为了对实际电路进行分析研究，把各种各样的实际电路 元件根据其主要物理性质，抽象成理想化的电路模型元件， 这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元 件、受控源元件、二端口和多端元件等。
3）电路计算基本物理量及单位：
R A 3 /A N 3 / V R EF+R C 4 /SD I/ SD A
6 7
R A 4 /T0 C K I
R C 5 /SD O
R A 5 /A N 4 / SS
R C 6 /TX /C K
21
R B 0 /IN T
R C 7 /R X / D T
22
RB1
RB5
23
2
24 25
RB2 R B 3 /PG3M RB4
本课程学习所需的准备知识包括物理学、微积分、微分 方程、复变函数、线性代数、矩阵等。
3
电路原理课程介绍
主要教材：《电路原理》 机械工业出版社 范承志等
主要参考书：《Fundamentals of Electric Circuits》 Charles K. Alexander 清华大学出版社
《电路原理》 浙江大学出版社 周庭阳等 《电路》 高教出版社 邱关源
电流（安培） 1安培=1库仑/秒
1A=103mA= 106A
电压（伏特） 1伏特=1焦尔/ 1库仑 1V=103mV= 106V
电功率（瓦特）1瓦特=1安培*1伏特 1KW=103W
电能 （焦尔）1焦尔=1瓦特*秒
电能 （度） 1度= 1千瓦小时（ KW•h）=3.6×106J
8
1.1 电阻元件
(Wb)
i(A)
13
1.4 独立电源元件
1）独立电压源
独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的 电压，与流过电压源的电流无关。
右图是电压源的常用符 号，Us 表示电压源从正到 负有Us 伏压降。
Us
Us
非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时，相当于一根短路线。
4
第一章 电路的基本概念和基本定律
主要内容: 1> 电路元件; 2> 电压电流的参考方向; 3> 基尔霍夫定律; 4> 无源电阻网络的简化; 5> Y－变换.
5
第一节 电路和电路元件
1）由电气设备以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒，包括电池、灯泡、开关及连线
开关
灯炮
电池
Us
R B 6 /PG C R B 7 /PG D
PIC 1 6 F8 7 3
C 11
10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 27 28
4
U1
C LK R ST CS CK DA OE IN T WV S GND
VDD VDD
UT VT WT UB VB WB GND
SM 2 0 01
2
VCON 3
4
VC C5
U2
O SC 1 /C LK IN O SC 2 /C LK O U T
M C LR / V PP/ TRHCV0 /T1 O SO /T1C K I
R A 0 /A N 0
R C 1 /T1 O SI/C C P2
R A 1 /A N 1
R C 2 /C C P1
R A 2 /A N 2 / V R EF-R C 3 /SC K / SC L
电阻：端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其它 形式能量的二端器件，用字母 R 来表示，单位为欧姆 。实 际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻元件。
U=f (I)
I
IR
U
U
表示符号
伏安特性
伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的 关系，当电压电流成比例时（特性为直线），称为线性电 阻，否则称为非线性电阻。
9
线性电阻的电压电流特性符合欧姆定律 U=R×I
电阻:
R=
U I
电导:
G=
I U
IR U
电阻元件消耗的功率：P=U×I=I2×R=
U2 R
t
电阻元件消耗的能量：W= pdt =P×t= I2R t 0
10
1.2 电容元件
1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示，
其单位为法拉 （F）。
ic C
Uc
Vcc Vo
记忆单元物理模型
12
1.3 电感元件
1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示，
其单位为亨利 （F）。
磁链 W
2）电感交链的磁通链 与电流 i
之间有
=Li
iL UL
iL L
3）当电压和电流如图方向时，有
uL d L diL
dt dt
UL
R
复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系 统、高压电网等。
6
PR EC
3
2
VCC R1
11 4
U1A 1
VCC Q1
5
+ C1 6 R5
VCC R2
U1B 7
10 9 R3
U1C 8
12
13 D1
C2 VCC
R4
U1D 14 VCON
C 10
Y1
m a x 80 9
3 2 1
9 VCC 1
2）电容上储存的电荷q与端电压 U
之间关系
ic C
q cuC
Uc
3）当电压和电流如图方向时，有
E
ic dq c duc
dt dt
电容电压与电流具有动态关系.
ic
Q
11
4) 电容电压具有“记忆”功能
uc
(t
)
u(0)
1 c
t
0 icdt
5) 分布电容和杂散电容概念 导体间电位差 电场 电荷积累 电容效应
应用研究领域包括电气驱动、自动化工程、电力电子、
电气信息工程、通信工程、电子仪器及测量、计算机、光
电工程等.
2
电路原理课程介绍
3）课程特点： 本课程定位为理工类本科生的基础课，课程知识是对实
际问题的抽象研究。课程不涉及具体电器元件，主要讲述电 路的一般分析计算方法，具有较强的理论性。
本课程研究内容是电子线路、信号处理、高频电子线路、 自动控制理论、微机控制、计算机、电气驱动、电力电子、 电力系统等后续课程的基础。
2）独立电流源
独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的 电流，与电流源端部电压无关。
电路原理
1
电路原理课程介绍
1）电路原理是研究电路中发生的电磁现象，利用电路基本 理论和基本定律进行分析计算，是理工类本科生的一门重要 基础课程；
2）电路研究内容一般分类及应用方向：
a>.强电部分：电能输送分配、电网、电功率计算、效 率、电气安全等；
b>.弱电部分：电信号传输、处理、调制解调、滤波、畸 变分析、模拟和数字信号、电路特性等；
VCC
Titl e Siz e
B D a te : File : 5
7
2）为了对实际电路进行分析研究，把各种各样的实际电路 元件根据其主要物理性质，抽象成理想化的电路模型元件， 这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元 件、受控源元件、二端口和多端元件等。
3）电路计算基本物理量及单位：
R A 3 /A N 3 / V R EF+R C 4 /SD I/ SD A
6 7
R A 4 /T0 C K I
R C 5 /SD O
R A 5 /A N 4 / SS
R C 6 /TX /C K
21
R B 0 /IN T
R C 7 /R X / D T
22
RB1
RB5
23
2
24 25
RB2 R B 3 /PG3M RB4
本课程学习所需的准备知识包括物理学、微积分、微分 方程、复变函数、线性代数、矩阵等。
3
电路原理课程介绍
主要教材：《电路原理》 机械工业出版社 范承志等
主要参考书：《Fundamentals of Electric Circuits》 Charles K. Alexander 清华大学出版社
《电路原理》 浙江大学出版社 周庭阳等 《电路》 高教出版社 邱关源
电流（安培） 1安培=1库仑/秒
1A=103mA= 106A
电压（伏特） 1伏特=1焦尔/ 1库仑 1V=103mV= 106V
电功率（瓦特）1瓦特=1安培*1伏特 1KW=103W
电能 （焦尔）1焦尔=1瓦特*秒
电能 （度） 1度= 1千瓦小时（ KW•h）=3.6×106J
8
1.1 电阻元件
(Wb)
i(A)
13
1.4 独立电源元件
1）独立电压源
独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的 电压，与流过电压源的电流无关。
右图是电压源的常用符 号，Us 表示电压源从正到 负有Us 伏压降。
Us
Us
非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时，相当于一根短路线。
4
第一章 电路的基本概念和基本定律
主要内容: 1> 电路元件; 2> 电压电流的参考方向; 3> 基尔霍夫定律; 4> 无源电阻网络的简化; 5> Y－变换.
5
第一节 电路和电路元件
1）由电气设备以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒，包括电池、灯泡、开关及连线
开关
灯炮
电池
Us
R B 6 /PG C R B 7 /PG D
PIC 1 6 F8 7 3
C 11
10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 27 28
4
U1
C LK R ST CS CK DA OE IN T WV S GND
VDD VDD
UT VT WT UB VB WB GND
SM 2 0 01
2
VCON 3
4
VC C5
U2
O SC 1 /C LK IN O SC 2 /C LK O U T
M C LR / V PP/ TRHCV0 /T1 O SO /T1C K I
R A 0 /A N 0
R C 1 /T1 O SI/C C P2
R A 1 /A N 1
R C 2 /C C P1
R A 2 /A N 2 / V R EF-R C 3 /SC K / SC L
电阻：端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其它 形式能量的二端器件，用字母 R 来表示，单位为欧姆 。实 际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻元件。
U=f (I)
I
IR
U
U
表示符号
伏安特性
伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的 关系，当电压电流成比例时（特性为直线），称为线性电 阻，否则称为非线性电阻。
9
线性电阻的电压电流特性符合欧姆定律 U=R×I
电阻:
R=
U I
电导:
G=
I U
IR U
电阻元件消耗的功率：P=U×I=I2×R=
U2 R
t
电阻元件消耗的能量：W= pdt =P×t= I2R t 0
10
1.2 电容元件
1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示，
其单位为法拉 （F）。
ic C
Uc
Vcc Vo
记忆单元物理模型
12
1.3 电感元件
1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示，
其单位为亨利 （F）。
磁链 W
2）电感交链的磁通链 与电流 i
之间有
=Li
iL UL
iL L
3）当电压和电流如图方向时，有
uL d L diL
dt dt
UL
R
复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系 统、高压电网等。
6
PR EC
3
2
VCC R1
11 4
U1A 1
VCC Q1
5
+ C1 6 R5
VCC R2
U1B 7
10 9 R3
U1C 8
12
13 D1
C2 VCC
R4
U1D 14 VCON
C 10
Y1
m a x 80 9
3 2 1
9 VCC 1
2）电容上储存的电荷q与端电压 U
之间关系
ic C
q cuC
Uc
3）当电压和电流如图方向时，有
E
ic dq c duc
dt dt
电容电压与电流具有动态关系.
ic
Q
11
4) 电容电压具有“记忆”功能
uc
(t
)
u(0)
1 c
t
0 icdt
5) 分布电容和杂散电容概念 导体间电位差 电场 电荷积累 电容效应
应用研究领域包括电气驱动、自动化工程、电力电子、
电气信息工程、通信工程、电子仪器及测量、计算机、光
电工程等.
2
电路原理课程介绍
3）课程特点： 本课程定位为理工类本科生的基础课，课程知识是对实
际问题的抽象研究。课程不涉及具体电器元件，主要讲述电 路的一般分析计算方法，具有较强的理论性。
本课程研究内容是电子线路、信号处理、高频电子线路、 自动控制理论、微机控制、计算机、电气驱动、电力电子、 电力系统等后续课程的基础。