电路分析基础.ppt

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1、2017学年第1学期电路分析及实验《电路分析基础及实验》是一门既有理论性，又有实践性的课程，是电类专业的第一门专业基础课。课程主要分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及的电路分析方法。绪论绪论电路原理相互融合的信息系统(无处不在的IT产业)公共基础专门技术应用领域电力系统(能量传输与处理)控制系统(信号反馈与处理)通信系统(信号传输与处理)信号处理系统计算机系统电力电子技术(关注大功率)通信电路(关注高频段)微电子技术(集成芯片设计)模拟电子线路数字电子线路信号与系统课程主要内容：电路集中参数模型及变量；电路分析的两类基本依据－基尔霍夫定理和元件伏安特性；三大分析方法—叠加

2、方法、分解方法和变换域方法。按照电路分析对象，依次讲解电路的直流分析、动态分析和正弦交流稳态分析。另外，介绍仿真软件Multisim的使用。绪论绪论两种不同的分析研究方法：电磁场理论的方法——“场”电路理论的方法——“路”满足以下3个假设，就可以利用电路理论研究电路形式的物理系统：1、集中参数系统2、KCL3、KVL第一章基本概念和基本规律本章介绍电路的基本概念及基尔霍夫定律。重点研究集中参数电路模型、理想化元件、电路变量、基尔霍夫定律等。第一篇电阻电路1.1.1实际电路与电路模型1、电路电路（electriccircuit）是由电气器件互连而成的电流通路装置。电路常借助电流、

3、电压完成电能的传输转换和电信号的运算处理等功能。电源——电能和电信号的发生器电源有时又被称为激励或者输入负载——用电设备负载有时又被称为响应或者输出由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路。随着微电子技术的发展，已可将上亿个元器件制作在一块硅片上完成电气连接，形成所需的电路或系统，即集成电路。分立器件集成电路电路的载体——PCB电路的载体——实验板2、电路模型电路模型——反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。模型（model）：客观事物的理想化表示，是对客观事物主要性能和变化

4、规律的一种抽象。电路模型导线电池开关灯泡实际电路理想电路元件——有某种确定的电磁性能的理想元件。电路理论（circuittheory）为了定量研究电路的电气性能，将组成实际电路的电气器件在一定条件下按其主要电磁性质加以理想化，从而得到一系列理想化元件，如电阻元件、电容元件和电感元件等。由于没有任何一种实际器件只呈现一种电磁性质，而能把其它电磁性质排除在外，所以器件建模是有条件的，一种近似表示只有在一定的条件下适用，条件变了，电路模型的形式也要作相应的改变。如：不同工作频率下的电阻模型集中参数元件当实际电路的尺寸远小于其使用时的最高工作频率所对应的波长时，可以无须考虑电磁量的空间

5、分布，相应的电路元件称为集中参数元件。由集中参数元件组成的电路，称为实际电路的集中参数电路模型或简称为集中参数电路。描述电路的方程一般是代数方程或常微分方程。1.1.2集中参数电路和集中参数元件集中参数电路中u、i可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流；端子间的电压为单值量。如果电路中的电磁量是时间和空间的函数，使得描述电路的方程是以时间和空间为自变量的代数方程或偏微分方程，则这样的电路模型称为分布参数电路。电路集中化条件：实际电路的各向尺寸d远小于电路工作频率所对应的电磁波波长λ，即d<<λ电路的这种近似处理的方

6、法和物理力学中将物体看成质点是相仿的。例1.1.1我国电力用电的频率是50Hz，则该频率对应的波长可见，对以此为工作频率的实验室设备来说，其尺寸远小于这一波长，因此它能满足集中化条件。而对于数量级为103km的远距离输电线来说，则不满足集中化条件，不能按集中参数电路处理。例1.1.3对无线电接收机的天线来说，如果所接收到信号频率为400MHz，则对应的波长为因此，即使天线的长度只有0.1m，也不能把天线视为集中参数元件。音频信号f：20Hz~25kHz，λ=3×108/25×103=12000m对实验室仪器而言，可不必考虑分布参数。实验室电子仪器的尺寸l：3~30cm，允许信

7、号波长λ=300~3000cm，则f=c/λ=3×1010/λf：107Hz~108Hz（10兆~100兆）在实验室，一般情况下50兆频率的信号，可作集中参数电路来处理。信号频率继续升高，分布参数将上升到主导地位。信号频率到微波波段（称超高频或射频）f>1010Hz（10GHz），λ≤3mm在这种情况下，电路概念完全被破坏，只能用电磁场理论分析各种现象。如天线，它的下端有电流，顶端电流为零。补例设联接于电视接收天线与电视机间的平行双导线(称传输线)没有损耗，并延伸至无限长(这样可不涉及反射