电路分析与电子电路基础
电工电子学 电路分析基础
b
I4
U 对回路 adbca，沿逆时针方向循行： – I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 – I2 R2 = 0
–
对网孔bcdb： I3 R3 + I4 R4 –U = 0
对回路 cadc，沿逆时针方向循行： – I2 R2 – I1 R1 + U= 0 上页 下页
第2章
KVL的扩展应用——用于开口电路。
a
+ _ US1
b
c _ US6
+
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第2章 例1： I1 a
I2
c
IG d
G I3 I
+
支路：ab、bc、ca、… （共6条） 结点：a、 b、c、d (共4个） 回路：abda、abca、 adbca … （共7 个） 网孔：abd、 abc、bcd （共3 个）
b E
I4
–
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第2章
叠加原理只能用于求电压或电流，不能用 于求功率。
I3
US1
I 3 I 3 ' I 3" U 3 U 3 'U 3"
＋ U3 － ＋ －
US2
+ _
R3
P3 U 3 I 3 U 3 'U 3 "I 3 ' I 3 " U 3 ' I 3 'U 3 " I 3 " 少 U 3 " I 3 'U 3 ' I 3 "
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第2章 或：在任何电路中，形成任何一个回路的所有支路 沿同一循行方向电压的代数和在任何时刻都等于零。 US5 _ + I 1R1 I 2 R 2 I 3R3 U S1 0 a
电路与电子技术基础
放大电路的性能指标
放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带等是衡量放大电路性能的 重要指标。
数字逻辑门电路
逻辑门电路的基本概念
01
逻辑门电路是实现逻辑运算的电子元件，具有真值表、表达式
和逻辑图等描述方法。
基本逻辑门电路
计算机系统中的应用
中央处理器（CPU）
存储器
计算机系统的核心是中央处理器， 它由大量的晶体管组成，电路与 电子技术是实现这些晶体管的关 键技术之一。
存储器是计算机系统中用于存储 数据的元件，电路与电子技术能 够实现高速、大容量的存储器的 设计和制造。
输入输出设备
计算机系统的输入输出设备如鼠 标、键盘、显示器等都离不开电 路与电子技术的应用。这些设备 中的信号传输和处理都需要电路 与电子技术的支持，以确保信号 的稳定性和可靠性。
总结词
电路的基本物理量包括电流、电压、电阻、电容和 电感。
详细描述
电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，用符号I表示， 单位是安培（A）；电压是指电场中两点之间的电位差，用符 号U表示，单位是伏特（V）；电阻是指电流在导体中受到的 阻碍作用，用符号R表示，单位是欧姆（Ω）；电容是指电容 器存储电荷的能力，用符号C表示，单位是法拉（F）；电感是 指线圈在磁场中存储磁场能量的能力，用符号L表示，单位是 亨利（H）。
控制系统设计
电路与电子技术是自动控制系统 设计的基础，能够实现控制系统 的信号采集、处理和控制输出等
功能。
传感器与执行器
传感器和执行器是自动控制系统中 的关键元件，电路与电子技术能够 实现这些元件的设计和制造，提高 系统的精度和稳定性。
电路基础原理电路分析的基本步骤
电路基础原理电路分析的基本步骤电路分析是电子工程中必不可少的一环，它用来研究电路中电流和电压的关系。
在进行电路分析之前，我们需明确电路分析的基本步骤，以确保分析的准确性和可靠性。
步骤一：确定电路拓扑结构在进行电路分析之前，我们需要明确电路的拓扑结构，即电路中各个元件之间的连接方式及其节点之间的连线。
这一步骤可以通过绘制电路图来实现，电路图能够直观地展示电路中各个元件的连接关系，有助于我们更好地理解电路的拓扑结构。
步骤二：应用基本电路定律在电路分析中，基本电路定律是我们分析电路的基石。
基本电路定律包括欧姆定律、基尔霍夫定律和基尔霍夫电流定律。
欧姆定律规定了电流、电压和电阻之间的关系，基尔霍夫定律则用来描述电流和电压在电路中的分布情况。
这些定律能够帮助我们计算电路中各个节点的电流和电压值，从而进一步分析电路的工作状态。
步骤三：选择合适的分析方法在电路分析中，我们可以应用不同的分析方法，如节点分析法、支路分析法和简化法等。
节点分析法基于基尔霍夫电流定律，通过列写节点电流方程并解方程来确定电路中各个节点的电压。
支路分析法则基于基尔霍夫定律，通过列写支路电流方程并解方程来确定电路中各个支路的电流。
简化法包括串并联电路简化法和星角变换法等，它们能够将复杂的电路转化为简单的等效电路，从而简化电路分析的过程。
步骤四：应用电路定理除了基本电路定律，我们还可以应用一些电路定理来分析电路。
常用的电路定理包括戴维南定理、超级节点和超级支路定理、母线法等。
这些定理能够帮助我们简化电路分析的过程，提高分析的效率。
步骤五：验证分析结果在完成电路分析之后，我们需要对分析结果进行验证。
这可以通过使用模拟电路软件进行电路仿真实验来实现。
通过与仿真实验结果进行对比，我们可以验证分析结果的准确性和可靠性。
如果分析结果与仿真实验结果一致，那么我们可以确定我们的电路分析是正确的。
电路分析是电子工程领域中非常重要的一项技能。
它能够帮助我们了解电路中电流和电压的分布情况，进而优化电路设计和解决电路故障。
电路与电子技术基础 第1章
第一章 电路与元件
关联参考方向：电流参考方向与电压参 考方向一致（假定电流方向与假定电压 降方向一致）。
注意： 电压、电流的参 考方向可任意假定互 不相关，但为了分析 电路时方便，常常采 用关联参考方向。
第一章 电路与元件
关联参考方向举例 (associated reference direction)
第一章 电路与元件
第一章 电路与元件
主要内容： 1、电路变量（电流、电压、功率） 2、电路基本定律（欧姆定律、KCL、 KVL） 3、电阻、电源（独立源、受控源） 4、电路的三种状态（开路、短路、 带负载） 注意：电位（电势）
第一章 电路与元件
电路分析的主要任务在于求解电路物 理量，其中最基本的电路物理量就是 电流、电压和功率。
第一章 电路与元件
1.4 理 想 电 源 不管外部电路如何，其两端电压 总能保持定值或一定的时间函数的电 源定义为理想电压源。
图 1.4-1 理想电压源模型
第一章 电路与元件
(1) 对任意时刻t1, （直流）理想电压源 的端电压与输出电流的关系曲线(称伏安特 性)是平行于i轴、其值为us(t1)的直线，如图 1.4-2 所示。 理想电压源的内阻多大？ 内阻＝伏安曲线斜率
第一章 电路与元件
kW·h读作千瓦小时，它是计量电 能的一种单位。1000W的用电器具加电 使用1h，它所消耗的电能为1kW·h， 即 日常生活中所说的1度电。有了这一概 念，计算本问题就是易事。
第一章 电路与元件
开路和短路
• 开路：两点之间的电阻为无穷大。 根据i = u/R，开路时无论电压多大，电 流恒为零。 • 短路：两点之间的电阻为零。 根据u = i R，短路时无论电流多大，电 压恒为零。
电路分析与电子电路基础第七八章复习(北邮)
30uI 1 30uI 2 uO1 5uI 1 10uI 2 6 3
uO uO1 5uI 1 10uI 2
7-23 含理想运算放大器电路如图所示，已知R1=10kΩ， R2=10kΩ， Rf=5kΩ，写出输出电压uO与输入电压uI1和uI2的关系式。当输入 电压uI1和uI2的波形分别如题图 (b)所示，试在图中画出输出电压 uO-t的波形。 Rf u u u
N P i3 i4
A
i1
C
duO u I dt R
uO
1 1 u dt u dt I 3 6 I RC 10 10 0.110
uO 103 u I dt
7-32 试分别求解题图7-26所示各电路的运算关系。
uI1 uI 2
R1
10k
i1
C
1 F
i4 2 k
A
R4
i1 R1
uO
uI 50 k
N
P R 4 2 k
A
uO
R5
R3 uo u I 2u I 4V R1
7-15 电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为 14V ，uI 为2V的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。 (1)R2短路；(2)R3短路；(3)R4短路；(4)R4断路。 R2 i2 R2 i2 M R3 i3 (2)R3短路：
第七八章复习
北京邮电大学电子工程学院 2012.1
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7-12 电路如图，集成运放输出电压的最大幅值为 14V ， 填写下表。
Rf
R
Rf
R
U o1
100 k
A
100 k
A
U i 10 k
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电气工程中的重要基础知识，它涉及电路元件、电流、电压等方面的理论和计算。
通过电路分析，我们可以了解电路的性质和特点，为电路的设计与故障排除提供基础。
一、电路基本概念1. 电路：由电源、电路元件以及导线等组成的闭合路径，用于电流的传输与控制。
2. 电源：提供电流与电压的装置，如电池、发电机等。
3. 电路元件：用于改变电流与电压的元件，如电阻、电容、电感等。
二、基本电路定律1. 欧姆定律：描述电流、电压和电阻之间的关系，其数学表达式为V=IR，其中V为电压，I为电流，R为电阻。
2. 基尔霍夫定律：分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
前者表示在电路节点处，进入和离开该节点的电流之和为零；后者表示在闭合回路中，电压的代数和为零。
三、电路分析方法1. 等效电路法：将复杂电路化简为等效电路，通过替换与合并元件简化分析过程。
2. 串并联法：将电路中的元件按照串联和并联的方式组合，简化电路分析。
3. 特定电路分析法：对于特定类型的电路，可以采用特定的分析方法，例如交流电路中的复数法、矩阵法等。
四、常见电路元件1. 电阻：用于限制电流的元件，单位为欧姆，常用于控制电流大小。
2. 电容：用于储存电荷的元件，单位为法拉，常用于滤波与储能。
3. 电感：用于储存磁能的元件，单位为亨利，常用于电磁感应与频率选择性。
4. 二极管：一种具有单向导电性质的元件，常用于整流和开关。
5. 晶体管：一种电子器件，具有放大和开关功能，常用于电子电路中。
五、电路分析实例以下是一个简单的电路分析实例：假设有一个由电压源（V）和电阻（R1、R2、R3）串联而成的电路，如图所示。
\[示意图]我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律来分析该电路。
首先，根据欧姆定律，我们可以得到以下公式：\[V = I \cdot R_1\]\[V = I \cdot R_2 + I \cdot R_3\]接下来，我们可以根据基尔霍夫定律，得到以下公式：\[I = \frac{V}{R_1}\]\[I \cdot R_2 + I \cdot R_3 = V\]将上述两个公式代入前面的欧姆定律公式中，可以得到：\[\frac{V}{R_1} \cdot R_2 + \frac{V}{R_1} \cdot R_3 = V\]整理得到：\[\frac{R_2 \cdot R_3}{R_1} = 1\]通过这样的分析，我们可以获得电路中各个元件之间的关系，为电路设计和故障排除提供参考。
电子技术基础
电子技术基础电子技术基础是现代科技的基础之一，是指电子学的基本理论和电子元器件的基本知识。
电子技术基础的主要内容包括电路分析、数字电路、模拟电路、通信电路、微处理器、数字信号处理、电磁场和波导、量子力学等。
本文将对电子技术基础的主要知识点进行详细的介绍。
一、电路分析电路分析是电子技术基础中的一个重要知识点。
电路分析的主要内容包括基本电路定律、戴维南等效电路、史密斯图和电感等。
在电路分析中，需要掌握基本电路定律，包括欧姆定律、基尔霍夫定律和电压-电流特性等。
戴维南等效电路的内容比较复杂，主要是用一个定电源替换一个电路的一部分，从而简化电路分析。
史密斯图是通信工程中常用的一个图形工具，它可以表示阻抗匹配电路和传输线中的反射现象。
学习电路分析还需要了解电感的性质。
电感是指导体中储存磁能量的物理量，具有阻抗变化、滤波、放大和相移等作用。
通过电路分析的知识，可以更好地了解电子电路设计的基本原理和方法。
二、数字电路数字电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。
数字电路的主要内容包括布尔代数、逻辑门、触发器和计数器等。
布尔代数是一种基本数学方法，以一种抽象方式描述逻辑表达式的运算。
逻辑门是实现布尔代数运算的电路元件。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门和与或非门等。
触发器是一种逻辑电路元件，由多个逻辑门构成，可以存储和输出1或0的二进制数字信号。
计数器是能够记录电子数据的设备，可以用来计算时间、频率和速度等信息。
数字电路在电子技术中的应用非常广泛，包括数字信号处理、数字逻辑设计、计算机电路和数字通信系统等。
通过数字电路的知识，可以更好地理解和设计数字电子系统。
三、模拟电路模拟电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。
模拟电路的主要内容包括放大器、滤波器、振荡器和功率放大器等。
放大器是模拟电路中最常见的元件，有增益、放大和滤波等作用。
滤波器是对信号进行滤波和去噪的电路，可以减少杂音和干扰等。
振荡器是一种元件，可以产生稳定的交流电信号。
电路与电子学基础内容
电路分析导论
仔细理解下面的例题
• 图示电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U为 5V，求电流I。 U I
解
P －20 I= = 5 = －4A U
+
元件
• 图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U 为10V，求电功率P。并说明元件性质。 U I +
解 P = UI = 10×(-100) = 1000W
返节目录
电路分析导论
利用电路模型研究问题的特点
1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种 真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数
电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都 集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流 出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象 可以用数学方式来精确地分析和计算。
返节目录
电路分析导论
1.1 电路及其模型
1.1.1 电路的作用、组成与模型
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
返节目录
电路分析导论
电路的组成
• 电路的组成
电源
火线 零 线
..
连接导线和其余 设备为中间环节 负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
返节目录
电路分析导论
电路的功能
电路与电子学基础
返章目录
电路分析导论
欢迎学习电路与电子学基础
电路与电子学基础是通信、信息工程、计算机、自动 控制等专业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可 使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路 实验的基本技能，为后续专业课程打下必要的基础。
电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学 生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能 养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重 要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。
第一章内容,电路与电子技术基础
+
E3
_
R3
回路：abda、 bcdb、 … ... （共7 个）
一、基尔霍夫电流定律(KCL) 对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于
由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节
点上电流的代数和为 0。 例
即： I =0
I2
I1 I 3 I 2 I 4
I3
或：
I1
I4
I1 I 3 I 2 I 4 0
电能： 电路元件在一段时间内消耗的能量为电能。
A Pt UIt
当电压选用伏特、电流选用安培、时间选用秒时，能量的单位为焦耳。
学习中注意：额定值和实际值的区别！
第二节 电压源、电流源及其等效转换
一、电压源 1.理想电压源 （恒压源）: RO= 0 时的电压源. I a Uab 伏安特性
+
US
+
I=?
- E3
R4
Is
应 用 举 例
R5
E1 I1 R1 E3 I3 R3
R1 I1
R2
I
I3
R3 R4
Is
Ed I1 I 3 R1 // R2R // R 5 3 R d R1 // R2 // R3 E4 I S R4
R1 R2
I
(接上页) R5 Rd Is + Ed R5 I R4 I R4 E4 + -
三、电路的几种工作状态 1. 有载工作状态 I a RO + -E Uab RL
E I R R
0
L
RL越小，I越大，RL小称为 负载重、RL大称为负载轻
b
E
L O
Uab
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点，它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前，我们需要了解一些基本概念。
1. 电流（I）：电流是电子在电路中的流动方向，它的单位是安培（A）。
2. 电压（V）：电压是电子在电路中的能量差异，它的单位是伏特（V）。
3. 电阻（R）：电阻是电路元件对电流的阻碍程度，它的单位是欧姆（Ω）。
4. 电路：电路由电子器件和电源组成，它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中，有几种常见的电路模型，它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成，其中串联电路是电阻依序连接，而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路，其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路，其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中，我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具，它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出，在电路的任何一个节点处，进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出，在电路中沿着任意一个回路，从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法，其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出，电阻上的电压与电阻上的电流成正比，即V = IR，其中V是电压，I是电流，R是电阻。
功率定律指出，电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比，即P = I²R，其中P是功率，I是电流，R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法，其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
电路与电子学基础_电路的动态分析
解: t<0,S闭合时: iL(0-)=4(a), uc(0-)=4(v) t>0,S打开时,根据换路定律有: uc(0+)=uc(0-)=4(v), iL(0+)=iL(0-)=4(a) t=0+时的等效电路如图（b）所示，由图可知 ic(0+)=6-uc(0+)/1=2(a) i(0+)=ic(0+)+iL(0+)=6(a) uL(0+)=6-3iL(0+)=-6（v） diL/dt(0+)=(1/L)uL(0+)=-1.5(a/s) duC/dt(0+)=(1/C)ic(0+)=0.4(v/s) t→∞时，由图(c)可知 iL(∞)=i(∞)=6/3=2(a), uc(∞)=6(v)
5.2 RC电路的动态分析 5.2.1 RC电路的零输入响应 RC(duc∕dt)+uc=0 uc=U0e-t∕RC , i=(U0∕R) e-t∕RC , τ=RC
5.2.2RC电路的零状态பைடு நூலகம்应 RC(duc∕dt)+uc=Us uc=Us(1- e-t∕RC) , i=(Us∕R) e-t∕RC
第5章 电路的动态分析
• • • • • • • 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 换路定律、初始值、稳态值 RC电路的动态分析 微分电路和积分电路 一阶电路的三要素法 RL电路的动态分析 阶跃信号和阶跃响应 二阶电路的动态分析
5.1 换路定律、初始值、稳态值
5.1.1 换路定律
5.2.3RC电路的全响应 全响应=零输入响应+零状态响应 uc=U0e-t∕RC +Us(1- e-t∕RC)=Us+(U0-US )e-t∕RC
电工电子第1章电路与电路分析基础
1.2 电路的基本物理量
其代数和即为该点的电位。从待求点参考点到参考点的路 径往往不止一条，但对同一参考点而言，某一点的电位值 具有唯一性。一般尽量选择简单的路径进行计算。 1.2.3 电动势
电动势反映了电源把其他形式的能量转换为电能本领 的大小。电源常用符号E或US表示。电动势的实际方向为 由电源负极经电源内部到电源正极，即电源内部电位升高 的方向。
1.2 电路的基本物理量
图1-8 例1-1图 例1-1 电路如图1-8所示，已知E1=6V，E2=4V，R1=4Ω， R2=2Ω。 如果以B点为参考点，求A、C点电位。
1.2 电路的基本物理量
解：各电阻中电流的参考方向如图1-8所示。通过观察，R1、R2、 E1形成一个简单的串联回路，R3没有形成回路。以B点为参考点，
P
U I
U
U R总
39.5
220 4.84 1.06
1.47kW
通过计算说明，线路长度仅仅为1km，导线截面已增 大到50平方毫米，线路上仍然有39.5V的电压降，负载端 电压降低到180.5V，造成了电能大量浪费的同时，负载甚 至将无法正常工作。
1.3 电路中的电阻 图1-14 线路的功率损耗
1.3.2 欧姆定律与电阻的串并联
1.一段电路的欧姆定律
I
Uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR
图1-12一段含有电阻的电路 图1-13线性元件的伏安特性曲线
1.3 电路中的电阻 伏安特性曲线：元件的电压与电流的关系曲线。 线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线。 线性电路：由线性元件构成的电路。 非线性电路：含有非线性元件的电路叫做。 2.全电路欧姆定律
则有 UB＝0，I3＝0
电工基础-电路分析
03
CATALOGUE
交流电路分析
正弦交流电
1 2
正弦交流电的定义
正弦交流电是指电流随时间按正弦函数规律变化 的电路。
正弦交流电的表示方法
通常用相量图或三角函数形式表示正弦交流电的 电压和电流。
3
正弦交流电的频率
正弦交流电的频率是指电流每秒钟变化的次数， 单位为赫兹（Hz）。
交流电路的元件
电阻器
使二阶电路快速达到稳态的阻 尼状态。
超阻尼
二阶电路在某个时刻停止振荡 的状态。
05
CATALOGUE
电路的频率响应
频率响应的基本概念
频率响应
描述电路对不同频率信号的响应能力，通常用频率特性和传递函 数表示。
频域分析
通过将时域电路转换为频域表示，可以更方便地分析电路的频率 响应。
带宽
描述电路对高频信号的响应能力，通常用上限和下限截止频率表 示。
在交流电路中，电阻器对 电流具有阻碍作用，其阻 值不变。
电感器
电感器具有阻止电流变化 的特性，在交流电路中， 它会产生感抗。
电容器
电容器具有储存电荷的特 性，在交流电路中，它会 产生容抗。
交流电路的分析方法
相量法
通过引入相量来描述正弦交流电的电压和电流，简化计算过程。
有效值和平均值
在交流电路中，电流和电压有瞬时值、有效值和平均值三种表示方 法，它们之间有一定的换算关系。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，在任意一个封闭的电路中，流入节点的电流总和等于 流出节点的电流总和。基尔霍夫电压定律指出，在任意一个封闭的电路中，沿 着闭合回路的电压降总和等于零。
叠加定理
总结词
叠加定理是线性电路分析中的一个重要定理，它描述了多个 电源共同作用时电路中各部分电压和电流的分配关系。
电路与电子技术基础-郝晓丽
电路与电子技术基础-郝晓丽引言电路与电子技术是现代社会不可或缺的基础知识。
本文将介绍电路与电子技术的基础概念、原理和应用，并解答一些常见问题。
通过学习本文，读者将对电路和电子技术有更深入的了解和应用。
一、电路基础概念1.1 电路的定义电路是由电子元件（如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等）和导线组成的，用于流动电子的路径。
1.2 电流、电压和电阻•电流（I）是电荷在单位时间内通过导线的数量，单位为安培（A）。
•电压（V）是电荷在电路中从高电位到低电位的势能变化，单位为伏特（V）。
•电阻（R）是阻碍电流流动的元件特性，单位为欧姆（Ω）。
1.3 基本电路图符号•电源符号：表示电流的起点和终点。
•电阻符号：表示抵抗电流的元件。
•电容符号：表示储存电荷的元件。
•电感符号：表示储存电磁能量的元件。
•二极管符号：表示只能单向导电的元件。
•晶体管符号：表示可以放大或开关电路的元件。
二、电路分析方法2.1 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的基础。
根据基尔霍夫定律，电流在节点上的代数和为零，电压在回路上的代数和为零。
2.2 罗尔定律罗尔定律是电路分析的另一个基本工具。
根据罗尔定律，对于只包含线性电阻的电路，电流与电压成正比。
2.3 电压分压与电流分流电压分压是指将总电压按照电阻的比例分配到不同的电阻上。
电流分流是指将总电流按照电阻的比例分配到不同的电阻上。
三、常见电子元件和电路3.1 二极管二极管是一种只能单向导电的元件。
常见的应用有整流器、开关、放大器等。
3.2 晶体管晶体管是一种半导体元件，可以放大和开关电路。
常用于放大器、开关、逻辑门等。
3.3 电容电容是一种储存电荷的元件。
常见的应用有滤波器、定时器等。
3.4 电感电感是一种储存磁能的元件。
常用于电源滤波器、振荡电路等。
四、常见问题解答4.1 电路中为什么会有电阻？电路中的电阻是为了限制电流的流动，防止电路过载损坏。
4.2 为什么电压可以分压？电压分压是通过串联不同的电阻，按照一定比例分配总电压到各个电阻上。
电子电路基础
2022 电路原理一、 绪论1.1 EECS:1.2 电路的组成:源(发电厂,光电池,麦克风等),负荷(电动机,扬声器,屏幕等),能量和信号处理电路(变压器,放大器等),导线与开关(输电线路,电路板等). 1.3 电路的变量:1.3.1 电流current:电荷的时间变化率(单位时间内从A 到B 的正电荷量)I =dQ dt1.3.2 电压voltage:电场力移动单位电荷做的功(电场力将正电荷从A 移动到B 所作的功)(电位的降低)Uab =dW abdq=−Uba =φa −φb1.3.3电位potential:从某点到参考节点的电压参考点(reference point)的电位是零.两点间的电压等于两点之间的电位差.两点间的电压与参考节点的选取无关.1.3.4 电动势eletromotive force:非电场力将单位正电荷从B 移动到A 所作的功(电位的升高)e BA =dW BAdq=φA −φB1.4 变量的大小写:不变的量大写,可能变化的量小写. 1.5 电压和电流的参考方向:电压或电流的方向未知;电压或电流的方向随时间变化.表示电流参考方向的两种方法：箭头；双下标(i AB )-参考方向从A 指向B二端元件上电压参考方向和电流参考方向之间的关系关联参考方向associated reference directions:u =Ri 均正端流入,负端流出非关联参考方向non-associated reference directions:u =−Ri1.6 电路的功率Power:单位时间内从A 到B 所做的功(元件吸收)P =dw dt =dw dq dq dt=ui1.6.1功率的计算:或全部按关联方向进行计算电阻总是吸收功率,电源可能吸收也可能发出功率.电路中被吸收功率之和一定等于发出功率之和.1.7总结:电压,电流都是参考方向;电动势是电源的本质参数;电压-电流有关联/非关联两种情况—功率有两种计算方法二、 电阻电路的基本分析方法:2.1 电阻器(Resistor): 2.1.1 电阻符号:2.1.2 G 电导(Conductance):G =1RUnit:S(西)(Siemens 西门子) 2.1.3 欧姆定律:电压电流采用关联参考方向:u =RiR- resistence Unit-Ω(欧姆)电压电流采用非关联参考方向:u =−Ri or i =−Gu2.1.4 开路与短路:当R=0(G=∞),视其为短路.u=0,i 由外电路决定； 当R=∞(G=0),视其为开路,i=0,u 由外电路决定电阻消耗的功率:p 吸=ui =i 2R =u2RP 发=ui =(−Ri )i =u(−u R )=−i 2R =−u2R阻值和功率是电阻器最重要的两大指标.R =ρL S2.2 独立电源(independent source):2.2.1 理想独立电压源(ideal independent voltage source):电路符号:特性:独立电压源两端的电压与电路其余部分无关.独立电压源的电流由外电路决定直流:u s为常数(Us)正弦交流:u s随时间变化,可以表示为u s=U m sinϖtu-i特性:零值电压源等效于零值电阻,等效于短路线.2.2.2理想独立电流源(independent current source):电路符号:特性:流经独立电流源的电流与电路的其余部分无关电流源上的电压由外电路决定直流:i s为常数(Is)正弦交流:i s随时间变化,可以表示为i s=I s sinωtu-i特性:零值电流源等效于零值电导(无穷大电阻),等效于开路线.2.2.3独立电源的短路和开路:理想电流源不能被开路(Is=C(C≠0));理想电压源不能被短路(Us=C=C(C≠0)).2.2.4独立电源的功率:先算支路量(电压U,电流I),再算功率(P).2.2.5实际电源:2.3受控元件:2.3.1受控电阻:开关:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流二端元件自然构成一端口理想开关的u-i特性:一个压控电阻的实例:MOSFETU DS较小时,MOSFET等效为电阻;U DS较大时,MOSFET等效为电流源.2.3.2受控电源(Dependent source):定义:受控电压源:该电压源的电压由电路中某电压或电流控制.受控电流源:该电流源的电流由电路中某电压或电流控制.线性受控源的分类:压控电流源(Voltage Controlled Current Source(VCCS)):流控电流源(Current Controlled Current Source(CCCS)):流控电压源(Current Controlled Voltage Source(CCVS)):压控电压源(Voltage Controlled Voltage Source(VCVS)):进一步讨论:受控源不是二端元件;独立源电压/电流由电源本身决定,而受控源电压/电流直接由控制量决定独立源是真正电路中的”源”,受控源在电路中是能量或信号处理元件. 2.4基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Laws):2.4.1术语:支路(branch):若干元件无分叉地首尾相连构成一个支路(b)节点(node):3个或更多支路的连接点(n)路径(path):两个节点间包含的支路回路(loop):由支路组成的闭合路径(l)网格(mesh):平面电路中不与其余支路相交的回路也有教材认为:二端元件构成一个支路;两个元件之间的接线端构成一个节点2.4.2Kirchhoff’s Current Laws(KCL):∑i(t)=0流出节点的电流的代数和为零/流入节点的电流的代数和为零∑i in(t)=∑i out(t)注意事项:只适用于集总参数电路;对有参考方向的电流仍然有效广义KCL:2.4.3Kirchhoff’s Voltage Laws(KVL):∑u(t)=0回路中所有电压(降)的代数和为零两种方向:顺时针/逆时针∑u drop(t)=∑u rise(t)广义KVL:电路中任意两点间的电压等于两点间任意一条路径经过的各元件电压的代数和U AB(沿l1)=U AB(沿l2)电压的唯一性:U AB=U2+U3U AB=U s1+U1−U S2−U4对于外部电路而言,电流源串联元件与否无影响2.52b法求解电路:b各独立元件约束,n-1个独立KCL,b-n+1个独立KVL;三、电路的等效变换:3.1电阻等效变换:3.1.1串并联可能改变的量应当以斜体表示.二端网络:与外部只有两个接线端相连的网络.无独立源二端网络:网络内部没有独立源的二端网络一个无独立源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来等效:两个电路等效:两个电路u-i关系的形式和参数均一样电阻元件串联(无分叉的首尾相接):等效电阻Req:等效的相对性:除了选定电路之外的电路来说,这两个电路是等效的(相同的u-i形式和参数),对于被等效的两个电路内部来说,并没有什么关系.串联电阻元件的分压:电阻越大,压降越大.Us:电压形式表示的信号源负载电阻R L相对越大,负载上得到的信号越大电压源内阻R S相对越小,为负载提供信号的能力越强(带载能力强) 并联电阻元件(元件共用两个接线端):并联电阻器的分流:电导越大(电阻越小),电流越大Is:电流形式表示的信号源负载电阻R L相对越小,负载上得到的信号越大电流源内阻R S相对越大,为负载提供信号的能力越强串并联的判断:方法1:节点的移动,元件的拉伸方法2:去掉已知(串联短路,并联开路)3.1.2平衡电桥等电位点:A-B间(开路)电压为0等电位点间接任意电阻(含开短路)不影响电路的电压电流分布3.1.3Y-∆变换∆倾向于使用广义KCL,Y倾向于使用广义KVL来进行判断.化成相同的形式,比较对应的参数用∆参数表示Y:用Y参数表示∆:总结:∆型,Y型网络的变形:3.1.4含受控源二端网络的入端电阻求入端等效电阻—求端口上的电压电流关系—加压求流/加流求压加压求流:等效于把理想电压源短路进行运算加流求压:等效于把理想电流源开路进行计算3.1.5总结3.2电源等效变换3.2.1理想独立源等效变换理想独立源的串联:和电流源串联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电流源,仅改变电流源的电压/功率理想独立源的并联:和电压源并联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电压源,仅改变电压源的电流/功率3.2.2实际独立源等效变换实际独立电压源:i与u是非关联:i从正端流出,负端流入;u从正端至负端存在压降/将Us与Rs看成单个元件进行判断实际独立电流源:电源等效变换:例子:和电流源串联等效于电流源—电压源转换成电流源—电流源叠加—均分电流电流源转换成电压源—KVL电阻匹配四、运算放大器4.1运算放大器(Operational Amplifier)及其外特性4.1.1电路符号:a:反相输入inverting input, u-b:同相输入noninverting input, u+u d=u+-u-;o:输出output,u o±V CC:供电电压working voltageA:开环电压增益open-loop voltage gain, 10^5~10^8Op Amp需要直流电源供电才能工作本质上说就是将u d放大A倍输出为u o对于图二,省略供电模块,使用KCL时要加上供电端4.1.2运算放大器外特性:在可接受的误差范围内,常常将非线性化为线性进行分析分三个区域:线性工作区:|u d |<U ds ,则u o =Au d 正向饱和区: u d >U ds ,则u o =U sat 反向饱和区: u d <−U ds ,则u o =−U sat运算放大器消耗的功率一般小于W 运算放大器的输入和输出电阻:MΩ和Ω4.1.3 电压型信号处理电路3个最重要的性质:电压放大倍数:A u =u o u i输入电阻:从u 1两端向输出端看的等效电阻(接或不接负载)( MΩ级) 输出电阻:从u o 两端向输入端看的等效电阻(u s 短路)( Ω级)4.1.4 电路模型:模型抽象化:Ri:运算放大器两输入端间的输入电阻(MΩ) Ro:运算放大器的输出电阻(Ω)工程观点:与运算放大器连接的电阻保持在KΩ级:输入电阻(KΩ)很大--∞;输出电阻(Ω)很小—0负反馈电路:工程观点:A 足够大u 0u i =−R f R i原有的直接接在信号源与负载间的问题:ui 的取值范围太小—允许输入电压范围小不同的Op Amp 的A 差别很大—设计好的放大器只能针对某个Op Amp 使用 Op Amp 的A 随温度变化较大—设计好的放大器只能在某个温度下使用 三个问题全被解决4.2理想运算放大器(Ideal Op Amp)及其外特性4.2.1电路符号:4.2.2电压转移特性(外特性):在线性放大区,将运放电路作如下的理想化处理:A→∞:u0为线性区(如10V)→u0=A u d→u d→0→(虚短):负相输入端与正相输入端等电位.R i→∞从输入端看进去,元件相当于开路(虚断):负相输入端与正相输入端无电流4.3负反馈理想运算放大器电路分析4.3.1电压跟随器:分析:虚短→A点电位为ui→B点电位为ui→C点电位为ui(uo)(放大倍数) 将运算放大器改画:输入电阻:从ui两端向输出端看的等效电阻→开路→无穷大(则无所谓接/不接负载) 输出电阻:从uo两端向输入端看的等效电阻→电压源置零→加流求压→uo=0综上,其参数指标:电压放大倍数:1输入电阻:无穷大输出电阻:0应用:要满足:u 2=R 2R 1+R 2u 1需要使用电压跟随器:从A-B 往电压跟随器看,其电阻无穷大,则分压由R2决定;从C 往电压跟随器看,其输出电阻为0,则负载获得R2全部分压.说明:电压型信号处理电路的输入电阻越大越好:因为电压跟随器从前级采样电压,其输入电阻越大,对前级的影响越小(1/∞为0,不影响前级分压);电压型信号处理电路的输出电阻越小越好,当输出电阻小至0时,不受任何负载影响,亦即不会与负载进行分压4.3.2反相比例放大器:信号接在反相输入端与地,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚短:u+=u−=0虚断:i−=0,i+=0,i2=i1i1=u1R1,i2=−u oR f因此:u o=−R f R1u i注意:当Rf和R1确定后,为使uo不超过饱和电压(即保证工作在线性区),对ui有一定的限制Rf接在输出端和反相输入端,称为负反馈负反馈的噪声抑制作用:输出端有微小正扰动→u-端有微小正扰动→u+-u-变小→输出值变小4.3.3同相比例放大器:信号接在同相输入端,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚断:i+=i−=0虚短:由于i+=0,因此u+=u i,u−=u+由于i−=0,因此A点以上无分压,则A点电压为:u i=u A=R2R1+R2u ou o=(1+R1R2)u i4.3.4反相加法器:虚短:i+=i−=0虚断:u C=u B=u A=0对C点使用KCL:i1+i2+i3=i f,又因为uc为零,因此u1 R1+u2R2+u3R3=−u oR fu o=−(R fR1u1+R fR2u2+R fR3u3)4.3.5改进的减法器:在同相输入端加装一个简单分压器分析:u=R fR1+R fu2u1−u R1=u−u oR f即:u o=−R fR1(u1−u2)4.3.6电流源:分析:由于没有电流,因此u A=u B=u c=u i,也即i=u iR1,因此流过负载R L的电流完全由ui决定,与R L的值无关i=u i R14.3.7负电阻:负反馈电路:u2=−Ri2欧姆定律u1=u2虚短R1i1=R2i2虚短,虚断,KVL因为虚短,A,B,C三点可看成一点;从ABC三点其中一点到D运用KVL进行求解即:R1=u1i1=−R1R2R五、二端口网络(Two-Port Network):5.1二端口网络的参数和方程(根据给定电路求二端口参数):5.1.1定义:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流(端口条件)二端口(two-port):当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络.二端口网络的两个端口之间一般不能有支路直接相连,否则可能破坏端口条件导致二端口不能成立回忆一端口网络的电压电流关系:应当用两个电压电流关系方程来描述二端口网络,用两个物理量来表示另外两个物理量5.1.2 用电压表示电流:G 参数和方程i 1=G 11u 1+G 12u 2 i 2=G 21u 1+G 22u 2即:i 1i 2=G 11G 12G 21G 22 u 1u 2G 参数的实验测定:一侧接电源,另一侧短路G 11=i 1u 1|u 2=0 自电导G 12=i 1u 2|u 1=0 转移电导G 21=i 2u 1|u 2=0 转移电导G 22=i 2u 2|u 1=0 自电导G 为短路电导参数矩阵5.1.3互易二端口:激励无论加在哪侧,另一侧产生的响应都一样因此,互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的.由线性电阻组成的二端口→互易定理→互易二端口例子:u1直接接在Gb上,形成非关联流入节点的电流等于流出节点的电流G =[G a +G b−G b−G b G b +G c]对于A,B 两点,运用KCL 和KVL 进行求解i 1=u 1G a +(u 1−u 2)G b KCL(A),KVL(A →B)i 2=u 2G c +(u 2−u 1)G b5.1.4 对称二端口:两个端口的外特性完全一样对称二端口只有两个参数是独立的 结构对称的二端口→对称二端口5.1.5含受控源的二端口网络:求解G11时,对A点进行KCL；求解G21时,对B点进行KCL;求解G12与G21时,零值电流源等效于开路等效于G=0;5.1.6用电流表示电压:R参数和方程称R为开路电阻参数矩阵R参数的实验测定:一端加电流源,另一端开路。
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电路分析与电子电路基础
一、基本概念题：
1、电路包括、和三个组成部分。
2、电源或信号源的电压或电流，称为，它推动电路的工作；由它在电路各部分产生的电压和电流称为响应。
3、习惯上规定运动的方向为电流的实际方向。
4、选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向一致，称为参考方向。
选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向相反，称为非关联参考方向。
5、若电阻元件的伏安特性可以用一条通过平面坐标原点的直线来表征，称为线性电阻元件。
若电阻元件的伏安特性可以用一条通过、平面坐标原点的曲线来表征，就称为非线性电阻元件。
6、在电压和电流的关联参考方向下，欧姆定律表示为在电压和电流的非关联参考方向下，欧姆定律表示为u=-Ri 。
7、基尔霍夫电流定律(KCL)：任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律（KVL）：任何时刻，沿任一回路各支路电压的代数和恒等于零。
8、下图所示电路中，I1=2 A，I2=3 A, I3=-2 A；I4=。
9、下图所示电路中，已知I1=1 A，I2=10A，I3=2 A，I4=
10、1度=1KWh=6 J
11、将放大电路中的一部分或全部回送到输入回路的过程称为。
12、整流的目的是将电变成电。
13、串联型稳压电路中的调整管必须工作在状态。
14、多级放大电路中输入信号为零时，输出信号电压不为零的现象称为移，能够抑制此现象的放大电路是差动放大电路。
15、在时间上和数值上均作连续变化的电信号称为在时间上和数值上离散的信号叫做数字信号。
16、数字电路中机器识别和常用的数制是。
17、（365）10＝（101101101）2＝（555）8＝（16D）16
18、在正逻辑的约定下，“1”表示电平，“0”表示电平。
19、数字电路中，输入信号和输出信号之间的关系是逻辑关系，所以数字电路
也称为逻辑电路。
在逻辑关系中，最基本的关系是与逻辑、或逻辑和非逻辑。
20、BCD码是最常用也是最简单的一种BCD代码，各位的权依次为8 、
4 、2 、1 。
21、使用门可以实现总线结构；使用门可实现“线与”逻辑。
22、一般TTL集成电路和CMOS集成电路相比，集成门的带负载能力强，
集成门电路的输入端通常不可以悬空。
二、选择填空题
1、电源或信号源的电压或电流，称为，它推动电路的工作。
A、激励B、响应
2、习惯上规定运动的方向为电流的实际方向。
A、正电荷B、自由电子
3、选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向相反，称为方向。
A、关联参考B、非关联参考
4、在电压和电流的非关联参考方向下，欧姆定律表示为。
A、u=Ri B、u=-Ri
5、若电阻元件的伏安特性可以用一条通过、平面坐标原点的曲线来表征，称为电阻元件。
A、线性
B、非线性
6、能够抑制“零点漂移”现象的放大电路是。
A、共发射极放大电路
B、共集电极放大电路
C、差动放大电路
7、理想运放工作在非线性区存在A、虚短和虚断B、虚短C、虚断8、集成运放的线性应用电路均采用
A、正反馈
B、负反馈
C、深度负反馈9、能使输入电阻提高的是反馈。
A、串联负
B、串联正
C、并联负
D、并联正10、十进制数100对应的二进制数是
A、1011110
B、1100010
C、1100100
D、11000100 11、符合“或”逻辑关系的表达式是
A、1＋1＝2
B、1＋1＝1
C、1＋1＝10 12、具有“相同出1，相异出0”功能的逻辑门是
A、与非门
B、异或门
C、同或门
13、已知逻辑函数F AB BC AC，变量ABC分别取值时，函数值为1。
A、010 B、001 C、101 14、存在“空翻”问题触发器是
A、D触发器
B、基本RS触发器
C、可控RS触发器15、具有保持和翻转功能的触发器是
A、D触发器
B、JK触发器
C、T触发器器16、组合逻辑电路的输出取决于
A、输入信号的现态
B、输出信号的现态
C、输入信号和输出信号的现态17、译码电路的输入量是。
A、二进制代码
B、十进制代码
C、某个特定的控制信息18、二进制计数器的容量是28，则最少应取触发器的个数是。
A、4个B、5个C、6个19、构成四位二进制计数器需用触发器。
A、2个
B、4个
C、16个20、下列电路中，其中A、计数器
B、译码器
C、运算放大器
三、问答题：
1、下图所示电路中，有多少支路和结点? Uab和I是否等于零?
答：有3条支路和2个结点，Uab和I都等于零。
2、说明下图(a)和(b)两个电路中: (1) u、i的参考方向是否
(2) 如果在图(a)中u＞0，i＜0，图(b)中u＞0、i＞0，则元件
答：(1) 图（a）关联，图(b)非关联。
(2) 在图(a)中，p=ui＜0，元件实际发出功率。
图(b)中，p=-ui ＜0，元件实际发出功率。
3、集成运放的理想化条件主要有哪些？
答：集成运放的理想化条件有四条：①开环差模电压放大倍数AU0=∞；②差模输入电阻rid=∞；③开环输出电阻r0=0；④共模抑制比KCMR=∞。
4、整流的作用主要是什么？主要采用什么元件实现？最常用的整流电路是哪一种？
答：整流的作用主要是将幅值合适的交流电转换为脉动的直流电。
主要利用二极管的单向导电性实现整流，最常用的整流电路是桥式整流电路。
5、带放大环节的三极管串联型稳压电路是由哪儿部分组成的？其中稳压二极管的稳压值大小对输出电压有何影响？。