电子理论基础知识

合集下载
  1. 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. 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. 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)。

直流电 Direct Current

电压 U

高电位与低电位的电位差,方向是电位降的方向 U =IR 单位:伏特(V )

电动势 E 实际方向由电源内部的负极指向正极 电位

V

电路中任一点与参考点之间的电压

电流和电压的实际方向总是一致的,或设为关联方向U =IR ;当两者设为非关联的参考方向时,U =-IR

功:正电荷Q (=It )在电场力作用下,由a 点通过R 移到b 点。

W =UQ =UIt =I 2

Rt =U 2

t ∕R 单位:焦耳(J ) 1千瓦小时为1度电:1kWh =1000瓦× 3600秒= × 106

J

功率:P =W ∕t =UI =U 2

∕R =I 2

R 单位:瓦 (W )

P ﹥0组件吸收功率 (电阻) P ﹤0组件发出功率 (电源)

基尔霍夫电流定律KCL :任一瞬间,流入一个节点的电流总和等于从该节点流邮的电流总和。

∑I =0 任一时刻,电路中节点处电流的代数和为零。

基尔霍夫电压定律KVL :任一时刻,电路中任一回路,各段电压的代数和等于零。

∑U =0 凡电压的参考方向与绕行方向一致时此电压前取正号,与绕行方向相反时此电压前取负号。

∑IR =∑E 任一回路,电阻电压降的代数和等于电动势的代数和。电动势参考方向与绕行方向一致时,前面取正号。

电阻串联电路:通过串联电阻的电流是同一电流I ,串联电阻两端的总电压等于各电阻上电压的代数和【串联分压】

U =IR 1+IR 2+…+IRn R =R 1+R 2+…+Rn

电阻并联电路:各并联电阻两端电压是同一电压U ,总电流等于各并联电阻中电流的代数和【并联分流】

I =U ∕R 1+U ∕R 2+…+U ∕Rn R =R 1∥R 2∥…∥Rn 1∕R =1∕R 1+1∕R 2+…+1∕Rn

电压源:电压U S 与低值内阻R 0串联组成。U =U S -IR 0

在电压源内阻R 0=0理想情况下,电源两端电压U ≡U S ,该电压源称为恒压源,其输出电流I 由外电路负载决定:I =U S ∕R L

电流源:电激流I S 与高值内阻R S 并联组成。I =I S -U ∕R S

在电流源内阻R S =∞理想情况下,输出电流I ≡I S ﹐该电流源称为恒流源,其两端电压U 由外电路负载决定:U =I S R L

节点电压法:(弥尔曼定理)

分子∑(U s /R )+∑I s :各支路电压源与本支路电阻相除后的代数和,电源参考方向依下列规则:

①恒流源流向节点时取正号 ②电动势正极指向节点时取正 ③恒压源与节点电压参考方向一致时取正号

分母∑1/R : 两节点之间各支路的恒压源为零(短路)后的电阻的倒数和,均为正值;但不计与恒流源串联的电阻

叠加原理:在线性电路中,如有多个线性独立电源同时作用时,则每一组件中的电流或电压等于各个独立源单独作用于

该组件所产生的电流或电压的代数和。

当其它电源不作用时:若是恒压源,则Us =0在电路中作短路处理;若是电流源,则Is =0,在电路中作开路处理。

∑ +∑

Is Us 1 U =

戴维南定理:任何一个线性有源二端网络对外电路而言,可用一个电压源和电阻R0串联的电路等效代替。

等效电压源的电动势E等于有源二端网络开路电压U0(将负载开路);

等效电压源的内阻R0等于有源二端网络除源后(恒压源短路、恒流源开路)所求得的无源二端网络的等效电阻。诺顿定理:任何一个线性有源二端网络对外电路而言,可用一个恒流源I S和电阻R S并联的电路来等效。

等效电流源的恒流源I S的大小等于有源二端网络的短路电流(将负载短路)

等效电源源的内阻R S等于有源二端网络除源后(恒压源短路、恒流源开路)所得的无源二端网络的等效电阻。负载获得功率:P L=I L2R L=(U02∕(R0+R L)) 2R L

当满足R L=R0﹐负载获得取大功率P Lmax=U02∕4R0=U02∕4R L ﹐但电源输出功率的效率仅有50﹪

交流电 Alternating Current

交流电的参考方向设定为正半周时的方向。

e = E m sin (ωt +ψ) u = U m sin (ωt +ψ) i = I m sin (ωt +ψ)

最大值 (幅值):E m 、U m 、I m

正弦电流/电压的有效值是其幅值的1/ (≈倍 E = U = I =

相位差:两个同频率的正弦交流电在任何瞬时的相位之差。 相位差Δψ=0°时,称为同相; 相位差Δψ=180°时,称为反相 周 期 T 正弦量变化一次所需的时间

T =1/f =2π/ω 单位:秒(s ) 频 率 f 单位时间内正弦量重复变化的次数 f =1/T 单位: 赫兹(Hz )

角频率 ω 交流电在单位时间内变化的弧度 ω=2π/T =2πf 单位:弧度/秒(rad/s ) 度=弧度×180°/π 初相位 ψ t =0时的相位角

相量的加减可用代数式,相量乘除则用极座标式。相量相乘,模相乘,幅角相加;相除时,模相除,幅角相减。

电阻R =ρl ∕s 单位 :欧姆(Ω) (ρ为电阻率(Ω·m) 、 l 长度、 s 截面积 )

衡量一个电阻器是否线性的,应看它的电压-电流关系是否为线性函数 一个二端电阻器,不管其电压值是多少,只要其电流值恒等于零,就称为开路。 一个二端电阻器,不管其电流值是多少,只要其电压值恒等于零,就称为短路。

电导G =1∕R 单位 :西门子(S ) ( 电阻的倒数称为电导 ) 电容C =Q ∕Uc =εS ∕d 单位:法拉(F ) (ε介质介电常数(F ∕m) 、d 极板间距、S 极板的面积) 容抗X C =1∕(ωC)=1∕(2πfC) 单位 :欧姆(Ω) I =U C ωC 电流超前于电压90º

有功功率 P C =0

无功功率 Q C =U C I 单位:乏(var )

电容对于直流电路视作开路,起隔直作用。X C =1∕(2πfC) =1∕0=∞Ω (对于直流, f = 0)

电容充放电的规律:

电容器两端电压不能突变,在外在电压突变瞬间,电容器相当于"短路" 电容器充放电结束时,流过电容的电流为零,此时电容器相当于"开路"

RC 电路的充放电过程都需要一定的时间才能完成,充放电时间在3-5τ以后,可认为充放电基本结束

充放电过程的快慢决定于电路本身的时间常数(τ=RC),而与其它的因素无关

充放电过程中,V C 、I C 、U R 均按指数规律变化

根据电路规律列写电压、电流的微分方程,若微分方程是一阶的,则该电路为一阶电路(一阶电路中一般仅含一个储能元件。)

相量 A =a +jb = r(cos ψ+j sin ψ) = re j ψ

= r∠ψ

i =C u c = i dt

du c 1

相关文档
最新文档