直流电路(2013.05.09)

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1、医学电子学授课教师：高媛媛课程简介1.课程名称：《医学电子学》MedicalElectronics2.课程性质：必修课3.总学时：（本）30学时4.适用专业：医学影像、检验专业5.修读期：第一学期6.内容简介：电路基础、放大器的基本原理、生物医学常用放大器、集成运算放大器、振荡电路和直流电源、数字电路基础等内容。7.考核形式：考试＋平时成绩8.使用教材：《医学电子学基础》，2版，陈仲本，人民卫生出版社9.参考书目：《模拟电子技术基础》第一章电路基础本章内容包括四部分：首先介绍常用电路变量即电流、电压、电阻等的定义及基尔霍夫、戴维南等定律，包括它们的基本陈述和推广；然后介绍电

2、路的暂态过程及交流电路的一些基本知识，最后介绍常用滤波电路。内容提要1.电流定义：电荷在电场作用下的定向移动形成电流。设在时间段内,通过某截面的电荷量的代数和为,则极限称为电流（用符号i或I表示），其方向规定为正电荷运动的方向。单位：安[培]（A）单位：库[仑](C)单位：秒（s）1.1电路的基本概念参考方向:任意假设的电流的方向i的量值和方向不随时间变化的电流称为直流（DC）。i随时间作周期性变化且平均值为零的电流称为交流（AC）。电流符号、参考方向及真实方向的关系i>0真实方向与参考方向一致；i<0真实方向与参考方向相反。2.电压、电位和电动势是电场力将单位正电荷由a点

3、沿路线l移动到b点所作的功，称为由a点到b点沿路线l的电压。试探电荷q在电场中所受到的电场力为——库仑电场强度；——感应电场强度；——局外电场强度电场力F将试探电荷q从a点沿路线l移动到b点所做的功为电压：在电路中，可以选择不包括感应电场和局外电场而只包含库仑电场的路径。在此条件下，a,b两点之间的电压与计算路径无关，称为端电压,记作：电动势：单位正电荷在局外电场和感应电场的作用下从a点沿路线l移动到b点这些力所作的功称为从a到b沿路线l的电动势，即电压、电位、电动势具有相同的单位：V（一个元件上的电压和电流的参考方向取成相同的，并称为关联参考方向。）任选一点p作为电位参考

4、点，电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位，用电位：表示。有了电位的概念，两点之间的电压便等于这两点的电位之差。固定电阻可变二端电阻三端电阻可变电阻实际电阻器示例实际电阻器示例3.电阻及电阻元件欧姆定律(Ohm’sLaw)U、I参考方向相同电阻，单位:欧[姆]，符号Ω电导,单位:西[门子],符号S对同一电阻RG=1电阻吸收的功率和能量耗能元件无源元件非线性电阻：电压、电流关系不是过u-i平面原点的直线，称为非线性电阻(nonlinearresistance)。1.2基尔霍夫定律电路结构电源提供电能，产生信号的设备负载将电能转换为其他形式能量的设备中间环节连接电源和负载的

5、设备。导线、开关、仪表UIR0+-ERL1.基本概念支路（每个二端元件称为一条支路）节点：三条或三条以上支路的连接点回路：闭合的路径网孔：内部不含其他支路的回路支路节点回路网孔将电路画在平面上，如果能够做到除节点之外，各支路都不相交，这种电路称为平面电路；否则称为非平面电路。2.基尔霍夫电流（第一）定律基尔霍夫电流定律(Kirchhoff‘sCurrentLaw，简称KCL)表述为：在电路中，任一时刻流入（或流出）任一节点的电流代数和为零，即(ik表示第k条支路电流)规定：ik参考方向为流入节点时，ik前面取“＋”号;流出节点时，ik前面取“－”号。KCL的其他表述①在电路

6、中,任一时刻，流出任一节点(或闭合边界)电流的代数和等于流入该节点电流的代数和。②任一时刻,流出(或流入)任一闭合边界S的支路电流代数和等于零。或根据右图，列写KCL方程（1）基本表述方式——对节点节点①：节点②：节点③：节点⑤：①②④③⑤12345671i2i3i4i5ii67i基尔霍夫电流定律示例电路如图所示。根据已知支路电流求出其它支路电流。依次对图中节点列KCL方程得节点①：节点②：节点③：节点④：节点⑤：若此题只求电流i5，对闭合边界S列写KCL方程，一步便得3.基尔霍夫电压（第二）定律(Kirchhoff‘sVoltageLaw，简称KVL)表述为：在电路中，任

7、一时刻沿任一回路各支路电压的代数和等于零，即规定：(电势升高者为“＋”，降低者为“-”)①当电阻R中的电流方向与选定的回路绕行方向相同时，电势增量为-IR,相反时，电势增量为+IR;②若电动势E从负极到正极的方向与选定的绕行方向相同，则电势增量为+E，相反时，电势增量为-E.（Uk表示第k条支路电压)或者写成对于回路l1：对于回路l2：例题1.2(书上的例1-1)如图所示的电路是由两个直流电源并联给一个负载电阻R3供电的情况，设试计算I1，I2，I3的值。f．b．acde假设电流方向如图所示，对于节点a,运用KCL