电路分析实验绪论
集成电路分析与设计PPT课件
Intel公司微处理 器—Pentium® 4
25
2 集成电路发展
Intel公司微处理 器—Pentium® 6
26
2 集成电路发展 Intel Pentium 4微处理器
27
2 集成电路发展 Intel XeonTM微处理器
28
2 集成电路发展 Intel Itanium微处理器
29
2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
30
2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
31
2 集成电路发展
晶体管数目
2003年一年内制造出的晶 体管数目达到1018个，相 当于地球上所有蚂蚁数量 的100倍
32
2 集成电路发展
芯片制造水平
2003年制造的芯片尺寸控制 精度已经达到头发丝直径的1 万分之一，相当于驾驶一辆 汽车直行400英里，偏离误差 不到1英寸！
33
2 集成电路发展
晶体管的工作速度
1个晶体管每秒钟的开关 速度已超过1.5万亿次。 如果你要用手开关电灯 达到这样多的次数，需 要2万5千年的时间！
34
2 集成电路发展
半导体业的发展速度
1978年巴黎飞到纽约的 机票价格为900美元，需 要飞7个小时。如果航空 业的发展速度和半导体业
1960年，Kang和Atalla研制出第一个利用硅半导体材料制成的MOSFET
1962年出现了由金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管组成的MOS 集成电路
早期MOS技术中，铝栅P沟MOS管是最主要的技术，60年代后期，多晶 硅取代铝成为MOS晶体管的栅材料
1970’s解决了MOS器件稳定性及工艺复杂性之后，MOS数字集成电路 开始成功应用
一个有关集成电路发展趋势的著名 预言，该预言直至今日依然准确。
(完整版)电路分析考试大纲
1、绪论，电路的基本概念及基本定律电路模型。
基本变量及参考方向。
电路元件，独立电源，受控源，基尔霍夫定律。
2、电阻电路的等效变换电路元件的联接，Y-Δ接互换。
电路的化简。
实际电压源、电流源的等效互换。
3、常用网络分析法支路电流法，结点电压法，网孔电流法，网络图论知识，回路分析法，割集分析法。
4、线性网络的几个定理叠加定理，替代定理，戴维南—诺顿定理，特勒根定理，互易定理，对偶原理。
5、含运算放大器的电路分析运算放大器，理想运算放大器，含理想运算放大器的电路分析与计算。
6、正弦稳态电路（1）正弦量的振幅、频率与相位及有效值。
相量分析法，正弦量的相量表示，相量图。
R、L、C元件的相量电路、相量表达式、相量图。
感抗、容抗、感纳，容纳的概念及与频率的关系。
复阻抗、复导纳的概念及其欧姆定律。
以阻抗或导纳判断电路的性质。
简单及复杂电路的分析计算。
（2）正弦稳态电路的功率和能量。
有功功率，无功功率，视在功率，复功率和功率因数。
最大功率传输。
（3）串联、并联谐振，串，并联谐振频率特性。
谐振电路的品质因数。
7、具有耦合电感的电路互感及互感电压，互感电压的参考方向。
电路的伏一安关系式。
同名端，耦合电感的串、并联、去耦。
空心变压器电路的分析。
理想变压器与全耦合变压器。
8、三相交流电路三相电源，相序，星形、三角形联接。
对称三相电路中相电压与线电压，相电流与线电流的关系。
对称三相电路的计算，有功功率，无功功率，瞬时功率，视在功率。
不对称三相电路的分析计算。
9、周期性非正弦电流电路周期性非正弦函数的付里叶级数，波形的对称性与付里叶级数系数的关系。
周期性非正弦量的有效值，绝对平均值及电路的功率。
周期性非正弦电路的计算。
10、双口网络双口网络概述。
双口网络的Z、Y、H、T参数。
双口网络的等效电路。
具有端接的双口网络。
双口网络的联接。
回转器。
负阻抗变换器。
11、一阶电路的时域分析电路的初始条件，换路定则。
一阶动态电路，RC、RL电路的零输入响应，零状态响应，完全响应，时间常数，三要素法。
电路分析基础第五版邱关源通用课件
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词
求解微分方程
详细描述
根据微分方程的特性和初始条件，求 解微分方程以获得电路元件的状态变 量随时间变化的规律。常用的求解方 法包括分离变量法、常数变易法、线 性化法等。
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词：分析响应
详细描述：根据求解出的状态变量，分析电路元件的响应特性。响应特性包括稳 态响应和暂态响应，其中暂态响应指的是电路从初始状态达到稳态的过程。
电路分析基础第五版邱关源 通用课件
目录
• 绪论 • 电路的基本定律和定理 • 电阻电路的分析 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析 • 正弦稳态电路的分析 • 三相电路的分析 • 非正弦周期电流电路的分析
01
绪论
电路分析的目的和任务
目的
电路分析是电子工程和电气工程学科中的基础课程，其目的是理解和掌握电路的基本原理、基本概念 和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下基础。
）
三相电源或三相负载的端点相互 连接，每相负载承受的电压为电 源线电压。
混合连接
在某些情况下，电路中可能同时 存在星形和三角形连接的负载， 这称为混合连接。
三相电路的电压和电流分析
1 2
相电压与线电压
在星形连接中，相电压等于电源电压；在三角形 连接中，线电压等于电源电压。
对称三相电路
当三相电源和三相负载对称时，各相的电压和电 流大小相等，相位互差120°。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
总结词：阶跃响应
详细描述：阶跃响应是指当输入信号为一个阶跃函数时，电路的输出响应。阶跃响应的特点是初始时刻电路输出突然跳变到 某一值，然后逐渐趋近于稳态值。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
0-电路分析基础绪论
0-电路分析基础绪论电路分析基础ClicktoaddTitle电路分析基础制作人:李丽敏1323佳木斯大学信息电子技术学院ClicktoaddTitleClicktoaddTitle0.绪论0.1电磁理论及相关科学技术的发展简史0.2电路理论的发展历史和最新动态电路分析基础课程和学习方法0.30.1电磁理论及相关科学技术的发展简史一、电磁学发展简史1600年英国物理学家吉尔伯特因发表《论磁》一书而被誉为“电学之父”。
1746年美国科学家富兰克林开始研究电现象，进一步揭示了电的性质，并提出了电流。
1785年法国物理学家库仑得出了历史上最早的静电学定律——库仑定律。
1800年意大利物理学家伏特制成伏特电池。
为动电研究打下基础，推动了电学的发展。
1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。
在电与磁之间架起了一座桥梁，这为电磁学的发展打下了基础。
1825年法国物理学家安培提出安培定律，为电动机的发明作了理论上的准备。
奠定了电动力学的基础。
1826年德国科学家欧姆在多年实验基础上，提出了著名的欧姆定律。
1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象。
这具有划时代的意义，开创了电气化时代的新纪元。
1832年美国科学家亨利发现了电的自感现象。
亨利还发明了继电器、无感绕组等。
1833年俄国物理学家楞次发现了确定感生电流方向的定律──楞次定律。
说明电磁现象也遵循能量守恒定律。
1837年美国人莫尔斯发明了有线电报，有线电报的发明具有划时代的革命意义。
1845年德国物理学家基尔霍夫提出了电路中的基本定律——基尔霍夫定律。
基尔霍夫被称为“电路求解大师”。
1853年德国物理学家亥姆霍兹提出电路中的等效发电机原理。
论证了能量转换的规律性。
1864年英国特理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，为电路理论奠定了坚定的基础。
1866年德国工程师西门子提出了发电机的原理，完成了第一台直流发电机，从此电气化时代开始了。
1879年美国发明家爱迪生发明了灯泡。
数字电路绪论
第四章 触发器
概述 4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 边沿触发器 4.4 触发器的电气特性 4.5 触发器的VHDL语言描述及仿真 小结
第五章 时序逻辑电路
概述 5.1 时序电路的基本分析和设计方法 5.2 计数器 5.3 寄存器和读/写存储器
5.4 顺序脉冲发生器
5.5 可编程逻辑器件和时序逻辑电路 的VHDL语言描述及仿真小结Βιβλιοθήκη 第六章 脉冲产生与整形电路
概述 6.1 施密特触发器 6.2 单稳态触发器 6.3 多谐振荡器 小结
第七章 数模与模数转换电路
概述 7.1 D / A 转换器 7.2 A / D 转换器 小结
附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
1. MAX+PLUSⅡ的环境 2. 设计过程简介 3. 设计方法举例
目录
第一章 逻辑代数基础与EDA技术的基础知识 第二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 触发器 第五章 时序逻辑电路 第六章 脉冲产生与整形电路 第七章 数模与模数转换电路 附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
第一章 逻辑代数基础
概述 1.1 基本概念、公式和定理 1.2 逻辑函数的化简方法 1. 3 逻辑函数的表示方法及
其相互之间的转换 1. 4 EDA技术的基础知识 小结
第二章 门电路
概述
2.1 半导体二极管、三极管和MOS 管的开关特性
2.2 分立元器件门电路 2.3 CMOS集成门电路 2.4 TTL集成门电路 2.5 门电路的VHDL语言描述及仿真 小结
第三章 组合逻辑电路
概述
3.1 组合电路的分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器和译码器 3.4 数据选择器和分配器 3.5 用 MSI 实现组合逻辑函数 3.6 只读存储器 3.7 组合电路中的竞争冒险 3.8 组合电路的VHDL语言描述及仿真 小结
电路分析与电子线路 绪论
电子电路分析的量——描述电路模型电磁性能的量 ➢电路模型上的偏置——直流电压、电流和功率 ➢电路模型上的信号——交流电压、电流和功率
习惯上，电压、电流和功率分别用i(t)、u(t)和p(t)表示，简记 为i、u和p
第0章 绪论
Δq dq ①电流 i(t) = lim
Δt0 Δt dt
p dw dw dq ui dt dq dt
或写为 p吸 ui
式中，功率p的单位为W（瓦）
直流电流直流电压——用P=UI表示
40
第0章 绪论
功率的计算
➢关联参考方向，经计算，p > 0，电路实际吸收正功率；
p < 0，电路吸收负功率，实际发出功率
➢非关联参考方向，电路实际吸收或发出功率情况与之相 反
在分析电路问题时，常在电路中选一个点为参考点 (reference point)，把任一点到参考点的电压（降）称为该点的电位。
a
b
设c点为电位参考点，则 c 0
a Uac , b Ubc , d Udc
d
c
34 a b c
a
b
c
第0章 绪论
两点间电压与电位的关系 例：已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V，计算Uac (1) 以a点为参考点，a =0
P发= 10 W， P吸= 5+5=10 P发=P吸 （功率守恒）
练习
第0章 绪论
+ U1 － + U6 －
1
6
I1
－
++2 Fra bibliotek2U4 4
－+ + U3 － I2
3
U5 5 － I3
电力电子技术(含实验)第1章_绪论
1-4
课程内容简介
1-1 电力电子技术概述
电力电子技术（power electronics）：指利用电力 电子器件对电能进行变换和控制，把从电网获取的“ 粗电”变换成负载所需要的“精电”的技术。
电子技术包括：
信息电子技术 和 电力电子技术。
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术。
电力电子技术主要用于电力变换，而信息电子技术
电力电子器件
①分立器件
②模块
③IGBT单管
④IGBT模块
电力电子器件的发展趋势
高频化：提高开关频率，降低设备体积，节约资源
模块化：功率部分、控制、驱动、保护集成一体
数字化：数字控制技术广泛应用 绿色化：谐波污染小、功率因数高、电磁辐射小
1-3 电力电子技术应用
电力电子技术广泛用于一般工业、交通运输、 电力系统、不间断电源和开关电源、家用电器、以 及新能源的开发及应用领域。在解决全球能源危机、 资源危机和环境污染方面发挥着重要作用。经过至 少一次电力电子装置处理以后使用的电能所占比例 已经成为一个国家经济发展水平的重要指标。
导通和关断控制的有效信号。
3.电力电子技术的研究分支及特点
研究分支:
电 力 电 子 器 件 （ element) 技 术 、 变 流 技 术 (power conversion)和控制技术（Control)三个分支。 特点:
电力电子器件是整个电力电子技术的基础，电力电子技术 的发展集中体现在电力电子器件的发展上，器件一般均工 作在开关状态，这是重要特征； 变流技术是电力电子技术的主体，控制技术是电力电力电 子技术的灵魂；
５.家用电器
照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电 子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源， 通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯 和日光灯。
非线性电子电路第一章绪论课件
解决方案：
发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。
调制是远距离传输的基础。在通信系统中起着至关重要的作 用。它的主要技术作用是将基带信号变换成符合特定信道传输要 求的信号形式；同时，也是为在一个物理通路中传输多路信号 （实现信道多路复用）以及非线提性电高子电信路第号一章抗绪论干扰能力的技术基础。
书山有路勤为径
学海无崖苦作舟
非 线 性 电 子 电 路
非线性电子电路第一章绪论
先修课程
• 电路分析基础 • 线性电子电路 • 信号与系统等
非线性电子电路第一章绪论
1.1 非线性电子线路的作用
一、线性电子电路与非线性电子电路
电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现 的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：
跟踪 fc。
可见，有用信号在不
同频率上进小行信放号大放大—器—超
实用通信系统的实现得依靠三个方面的技术支持：
传感器技术、信号处理技术、信号传输技术
非线性电子电路第一章绪论
进入框图
通信系统的基本模型
现代通信系统在传输信息的技术手段和方法上有了 显著的进步，但通信系统仍可概括地用下图来表示：
输入信息 输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
非线性电子电路第一章绪论
调为幅小信接号谐收振放机大器的，作组成框图为多：级固定调
用：选频（选有用抑制无
谐的小信号放
用信号）放大（有用信号
大器，作用： 放大中频信号。
解调，从 中频调幅 波还原所 传送的调 制信号。
产生频率为
fL =|fc + fI |(或 fL = fc - fI ) 的高频等幅
电路原理绪论PPT课件
国内习惯的归类与统称
各学科领域
国外习惯的归类与统 称
电气工程
电力工程
控制工程
通信工程
电气工程
信息科学与技术
电子工程
(或电子信息科学与技术)
……
计算机科学与技术
计算机科学 计算机工程
统称：电气工程与信息科学 统称：电气工程与计算机科学
（或电气电子信息科学）
（简称EECS、ECE）
四、电路都有哪些作用？
• 处理能量
– 电能的产生、传输、分配……
• 处理信号
– 电信号的获得、变换、放大……
五、电路原理的后续课程
电路原理
信号与系统
模拟电子线路
电力电子技术
(关注大功率)
通信电路
(关注高频段)
数字电子线路
微电子技术
(集成芯片设计)
公共 基础
专门 技术
电力系统
控制系统
通信系统
信号处理系统* 计算机系统
(能量传输与处理)(信号反馈与处理) (信号传输与处理)
x 1
T
x(t) dt
T0
返回目录
1.5 电路用于能量处理
一、 功率（power） 单位时间内电场力所做的功。
p dw , u dw , i dq
dt
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位名称：瓦[特] 符号：W （Watt， 瓦特； 1736 –1819 ， British） 能量的单位名称： 焦[耳] 符号：J （Joule，焦耳； 1818 – 1889， British）
例
I 10V
A I1
10
B I2
电路中电流 I 的大小为1A, 其方向为从A流向B。 （此为电流的实际方向）
电路分析第一章课件
A
+q
-q
＋
u
－
B
A
-q u
+q
B
＋
－
q(t ) 0
q (t )
q (t )
q(t ) 0
5.电流和电压的常见波形
①恒定电流:量值和方向均不随时间变化的电流, 称为恒定 电流,简称为直流(dc或DC),一般用符号I 表示。 ②时变电流:量值和方向随时间变化的电流,称为时变电流, 一般用符号i 表示。时变电流在某一时刻t 的值i(t),称为瞬 时值。 ③交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变 电流,称为交流电流,简称为交流(ac或AC)。
运算放大器
1.2 电流和电压的参考方向
(reference direction) 一.概述
1.电路变量及基本变量
为了定量地描述电路元件的电磁性能和电路所处的状 态，以及电路中发生的物理过程，引入了大量的物理量作 为电路变量，如电流、电压、电荷、磁链、磁通、功率、 能量、电源的电动势、感生电动势、电流源的电激流等。 众多的变量中有几个是基本变量，通过它们能方便地表示
出其它电路变量，如i、u、q、φ.etc.等。而其它电路变量
则可以通过基本变量表示出来，入电路吸收的功率 p=iu。
2.电路变量的重要特点（双向标量）
电路变量不仅具有数值大小，而且具有方 向（或极性、状态），但是这种方向（或极性、 状态）又不同于空间矢量，它们仅有两个彼此相 反的方向、极性或状态。因此我们把电路变量叫 做双向标量。
1. 电流的参考方向 (current reference direction)
电流 电流强度
def
带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
测控电路绪论实验报告
一、实验目的1. 理解测控电路的基本概念和组成。
2. 掌握测控电路的基本原理和常用测量方法。
3. 学习使用测控仪器和设备。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理测控电路是一种用于测量和控制的电子电路，其主要功能是对各种物理量进行精确测量，并将其转换为电信号输出。
测控电路通常由传感器、信号调理电路、显示电路和执行电路等组成。
传感器将各种物理量（如温度、压力、流量等）转换为电信号；信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波、转换等处理；显示电路将处理后的信号以图形、数字等形式显示出来；执行电路根据显示的信号控制相应的执行机构，实现对物理量的调节。
三、实验仪器与设备1. 传感器：温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 信号调理电路：放大器、滤波器、转换器等。
3. 显示电路：示波器、数字万用表、记录仪等。
4. 执行电路：继电器、电机、电磁阀等。
5. 实验平台：测控实验台。
四、实验内容1. 传感器性能测试- 测试传感器的灵敏度、线性度、稳定性等参数。
- 分析传感器在不同工作条件下的性能变化。
2. 信号调理电路设计- 设计放大器、滤波器、转换器等信号调理电路。
- 测试电路的性能指标，如增益、带宽、失真等。
3. 测控系统搭建- 搭建测控系统，将传感器、信号调理电路、显示电路和执行电路连接起来。
- 调整系统参数，使系统达到最佳工作状态。
4. 测控系统性能测试- 测试测控系统的精度、响应速度、稳定性等性能指标。
- 分析系统在不同工作条件下的性能变化。
5. 数据分析与处理- 对实验数据进行采集、处理和分析。
- 根据实验结果，优化测控系统设计和参数。
五、实验步骤1. 准备工作- 熟悉实验原理和实验仪器。
- 检查实验设备是否完好。
2. 传感器性能测试- 根据实验要求，选择合适的传感器。
- 测试传感器的各项参数，记录实验数据。
3. 信号调理电路设计- 设计信号调理电路，确定电路参数。
- 搭建电路，测试电路性能。
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。
HXD3型电力机车电路分析
HXD3型电力机车电路分析摘要随着交流技术，微机控制技术的发展，交流传动系统的研究和开发已引起世界各国的高度重视。
交流传动系统无论是在性能指标，装置体积，设备维护还是节能乃至环保等均体现出巨大优势。
HXD3型电力机车主传动系统和副主传动系统均采用了交流传动技术和微机网络控制技术，整个电气系统的设计起点高，技术领先的原则，并充分考虑大型货运电力机车的实际需要，采用先进，成熟，可靠的技术，按照标准化，系列化，模块化，信息化的总体要求，进行全方位设计的。
本文对HXD3型电力机车电气系统的组成做了简要的阐述，对机车整体的电路部分按照主电路，辅助电路，控制电路分类做了系统的分析，并对其中关键电气部件做了说明。
关键词：HXD3; 电路分析；电力机车；交流传动技术HXD3型电力机车电路图目录摘要 ....................................................................................................................................... - 0 -第一章绪论 ........................................................................................................................... - 3 -1.1电力机车的概念 ......................................................................................................... - 3 -1.2历史沿革..................................................................................................................... - 4 -1.3电力机车的类型 ......................................................................................................... - 4 -1.4选题意义..................................................................................................................... - 5 -第二章HXD3电力机车电气系统的组成 ............................................................................ - 6 -2.1电气系统的设计概念 ................................................................................................. - 6 -2.2电气系统的组成 ......................................................................................................... - 6 -2.3HXD3电力机车的电气线路 ........................................................................................ - 7 -2.3.1主电路及其部件 ...................................................................................................... - 8 -(1)网侧电路................................................................................................................... - 9 -(2)主变压器................................................................................................................. - 10 -(3)牵引变流器和牵引电动机电路............................................................................. - 10 -(4)保护电路................................................................................................................. - 11 -2.3.2辅助电路................................................................................................................ - 11 -(1)三相辅助电路......................................................................................................... - 11 -(2)辅助变流器............................................................................................................. - 12 -(3)辅助变流器供电电路............................................................................................. - 13 -(4)辅助电动机电路..................................................................................................... - 13 -(5)辅助电动机电路的保护系统................................................................................. - 13 -2.3.3控制电路................................................................................................................ - 15 -(1)控制电源电路（DC110V电源装置）................................................................... - 15 -(2)DC110V电源装置电气系统构成........................................................................... - 16 -(3)电源输入电路......................................................................................................... - 17 -(4)DC110V输出回路................................................................................................... - 18 -(5)控制电路................................................................................................................. - 19 -(6)DC110V电源装置控制系统................................................................................... - 20 -HXD3型电力机车电路图分析(7)司机指令与信息显示电路..................................................................................... - 22 -(8)机车逻辑控制和保护电路..................................................................................... - 23 -(9)辅助变流器控制电路............................................................................................. - 23 -(10)牵引变流器控制电路........................................................................................... - 24 -(11)机车照明电路和辅助设备控制........................................................................... - 24 -结论 ................................................................................................................................. - 25 -致谢 ................................................................................................................................. - 26 -参考文献 ......................................................................................................................... - 27 -HXD3型电力机车电路图第一章绪论1.1电力机车的概念英文名称：Electric locomotives电力机车是指从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车，电源包括架空电缆、第三轨、电池等。
电路分析公式总结
电路分析公式总结一、教学目的、任务电路分析是高等学校电类各专业的基础课程之一，通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本原理和基础知识，熟悉电路的基本概念和基本定律，掌握电路分析的基本方法，正确分析各种电路的工作状态。
为学习后续课程和从事专业技术工作打下基础。
二、课程教学的基本要求本门课程理论性较强，要求学生较扎实的数学基础，能正确理解电路常用名词，掌握电路基本定律，熟练灵活应用各种电路分析的基本方法，在教学过程中，着重培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，以及会正确熟练地使用计算工具进行运算的能力。
三、教学内容和学时分配1 / 9精品文档总论 1 学时主要内容:绪论，课程定位教学要求:总体介绍电路分析主要内容和课程结构，学习电路分析的基础和该学科在以后的应用;把课程所涉及的参考方向和重要定理知识强调到位。
其它教学环节:第一章电路模型和电路定理学时主要内容:1、电路模型和理想电路元件，其中包括电阻、电容、电感的伏安关系。
,、独立源和受控源。
,、参考方向，关联与非关联，及其发出功率和吸收功率的判断。
,、基尔霍夫电流定律和电压定律。
教学要求:掌握参考方向的设置，基尔霍夫定律，电源与负载。
其它教学环节:1学时习题课第二章电阻电路的等效变换学时主要内容:1、电阻的串并联和混联等效电阻的计算2 / 9精品文档2、电阻Y联接和电阻Δ型联接的等效变换3、电源的等效变换4、输入电阻和等效电阻教学要求:掌握电路混联问题的求解，尤其是二端网络的等效电阻。
其它教学环节:1学时习题课第三章电阻电路的一般分析学时主要内容:1、有向图的概念，并会列,,,和,,,的独立方程2、网孔法和回路法求解电路3、节点法求解电路教学要求:掌握电路方程的建立、求解，灵活应用电路分析方法。
其它教学环节:1学时习题课第四章电路定理学时主要内容:1、叠加定理求解电路2、替代定理的概念3、戴维南定理求解电路※4、特勒根定理的基本概念※5、互易定理求解电路3 / 9精品文档教学要求:掌握电路分析的特殊求解方法，提高分析效率。
电路第五版-(邱关源-罗先觉-著)-绪论
从实际情况来看
（1）电路原理是许多高级课程的先修课程。
（2）熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。
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什么是电路(electric circuits)?
由若干电气元件（electrical elements）相互连
接构成的电流的通路。
本课程中要接触的电气元件有:
电阻、电容、电感、二极管、理想运算放
电路理论
TEL:28182989
E-mail:
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1
教材与参考书
一. 教材
邱关源,罗先觉主编.电路(第5版).高等教育出版社
二. 参考书
1.邱关源主编.电路(第4版).高等教育出版社
2.李翰荪编.电路分析基础(第3版).高等教育出版社
3.吴锡龙编.电路分析.高等教育出版社
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ห้องสมุดไป่ตู้
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引入很多重要概念
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工程思想的有效载体
（1）方法、答案不是唯一的
（2）计算结果用小数表示
（3）结果不是越精确越好
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和0.05谁大？
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从学术的观点来看
（1）电路是电气工程（Electrical Engineering）
的基础。
（2）电路是计算机科学（Computer
Science）的基础。
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手机通讯系统
调制器、
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模数转换
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数字信号
电磁波
中心
天线、
解调器
数模转换
声音
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二、元器件的认识与测量
2.1 电阻
104：表示电阻为10 0000 Ω ，即100KΩ
3/30/2014 华东师范大学微电子电路与系统研究所 3
电阻的种类
排阻
3/30/2014 华东师范大学微电子电路与系统研究所 4
电位器的种类
电位器（potentiometer）是一种阻值可变的电阻器。
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电路实验板（面包板）
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内部结构图
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举例（1）
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举例（2）
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举例（3）
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一种最为常用的电子测试
工具，主要用于电压、电 流、电阻等参数的测量。
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电压的测量
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电流的测量
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万用表对电感的测量
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华东师范大学微电子电路与系统研究所
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电阻的阻值（1）
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
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电阻的阻值（2）
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
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光敏电阻
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
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电容
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
户设定。
3/30/2014
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数字式万用表
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
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Agilent 数字示波器
3/30/2014
华东师范大学微电子电路与系统研究所
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四、Multisim仿真软件的使用
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电容的容量
标记电容容量的方法： 1. 电容表面印有容量的数值和单位 2.容量加单位缩写 3.纯数字
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无极性电容的种类
无极性电容的种类：瓷片电容（ceramic）、云母电容 （mica）、涤纶电容（polyester）、镀金属塑料膜电容 （metallised plastic film）、聚丙烯电容 （polypropylene）、纸介电容（paper）等。
一、实验室规范、用电安全
1、遵守实验室规范，不允许带饮料等进入实验室； 2、认真接线，互相检查，确定无误后才能接通电源； 3、注意观察，发现异常现象（如元件冒烟、发烫或有 异味）应立即关断电源，保持现场，报告实验教师。找 出原因、排除故障，经指导教师同意后再继续实验。 4、如需改接线，应关断电源后才能拆、接线。 5、做完实验后，关闭电源，并将仪器、设备、工具、 导线等按规定整理。
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接插件
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开关
开关（switch）是一种控制电流是否通过的器件。
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28
三、常用仪器仪表的使用
1、直流稳压电源 2、信号发生器 3、万用表 4、交流毫伏表 5、示波器
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End！
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电感的感值
有一类电感也具 有色环指示的电 感量，比如色环： 黄-紫-黑-银，表 示的电感量数值 为47，单位都是 µ H，误差为 ±10%。
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手持式万用表
万用表（multimeter）是
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无极性电容的种类
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极性电容
极性电容（器）与非极性电容的最大区
别在于管脚有正、负极之分，在电路中
不能混用。极性电容除了隔直通交特性
外，更多体现的是储能特性。
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极性电容－铝电解电容
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极性电容－钽电解电容
钽电解电容（tantalum），简称钽电解，是另 一种极性电容。它与铝电解相比，具有较高的 稳定性、较小的误差、较小的漏电流等特点。
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电感的种类
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直流稳压电源
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直流稳压电源
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信号发生器
信号发生器（function generator）可以产生正弦
波、方波等信号，且信号的频率、幅度等可由用
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五、电路基础实验
1、元器件的识别与测量 2、仪器使用
3、Multisim仿真（叠加、戴维南、RC、RLC）
4、叠加定理验证
5、戴维南定理
6、一阶RC电路
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六、实验报告要求
1、实验目的 2、实验原理 3、实验器材 包括实验仪器名称、型号；实验用的元器件等 4、实验内容 包括具体的实验步骤、方法、仿真结果、测试结果等 5、实验总结和分析 对实验结果进行分析和总结。
电路分析及实验
石春琦 副教授 cqshi@
华东师范大学微电子电路与系统研究所
2013年12月
主要内容
一、实验室规范、用电安全
二、元器件的认识与测量
三、常用仪器仪表的使用
四、NI Multisim仿真
五、电路基础实验
六、实验报告要求
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