电路与模拟电子技术.ppt

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1、第1章电路基本概念和定律1.1电路及电路模型1.2电路的基本物理量1.3电阻元件1.4电阻电路的等效变换1.5独立电源元件1.6基尔霍夫定律1.7本章小结1.1电路模型1.1.1实际电路1.定义:实际电路是由一些电气器件按一定的方式连接而构成的。组成实际电路的电气器件种类繁多、性能各异。常用的有电池、信号产生器、电阻器、电容器、电感器、开关、晶体管等。其中电池可以提供电能，信号产生器可以输出多种标准信号，电阻器可以消耗电能，电感器可以存储磁场能等等。2.电路的功能：（1）电能的传输、分配和转换，如电力系统中的输电线路（2）实现电信号的传送和处理，如电话线路、放大器电路

2、等（3）测量电路，例如万用表电路（4）存储信息，例如计算机的存储电路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。导线电池开关灯泡1.1.2电路模型电路图理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想元件电路模型(a)(b)电路组成:电源：提供电能量：如蓄电池、发电机、太阳能电池等——电压源、电流源负载：消耗能量而做功：如电灯、电机、电磁铁、电磁炉等(能量转换:光、声、热、磁、机械能)连接导线：提供电的通路（导体）开关：对电路状态进行控制（通、断）1.2电路的基本物理量1.2.1电流电荷在电场力作用下的定向移动形成电流。计量电流大小的物理量是电流强度，简称电流，记为i(

3、t)或i。电流强度的定义是：单位时间内通过路径中导体横截面的电荷量，即(1―1)电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。本章主要讨论的物理量是电流、电压和功率。电流单位为安培(A)。在电力系统中，通过设备的电流较大，采用安或千安(kA)作单位。而电子电路中的电流则较小，常用毫安(mA)或微安(μA)作单位，其换算关系是1kA=103A1A=103mA=106μA电流方向：规定为正电荷运动方向。实际应用时可任意指定一种方向作为参考方向。参考方向与实际方向区别?电流的正负：参考方向与实际方向一致为正，否则为负。电流表示：带箭头的符号标在电路中；也可以用

4、双下标。如iab表示参考方向为由a指向b。41A123410Visi→→→↓↓1.2.2电压定义是：电路中a、b两点间的电压，在数值上等于单位正电荷从a点沿电路约束的路径移至b点时电场力所作的功。用公式表示为单位：伏特（V），常用单位有kV、mV、μV电压也可用电位差表示，式中，ua和ub分别为a、b两点的电位。u=ua-ub电路中某点的电位是指将单位正电荷从该点移至参考点时电场力所作功的大小。电路中参考点可以任意选择一点，用符号“┷”表示，则该点电位为零。电压的方向：规定电位真正降低的方向为电压的实际方向，其高电位端，用“+”标记，称为正极性端；低电位端，用“-”标记

5、，称为负极性端。也可采用双下标方法，如uab表示a、b端分别为正、负极性端。电压实际方向表示如图1.4所示。图1.4电压的实际方向电压的参考方向是可以任意选择的，有两种不同的选择方式，如图1.1所示。对于一个元件或一段电路，其电流、电压的参考方向一致时，称为关联参考方向或关联方向。两者的参考方向相反时，称为非关联参考方向或非关联方向。为使电路图简洁了，一般采用关联方向，并在电路图上只标明电流或电压的参考方向。图1.1电流、电压的关联与非关联参考方向1A123410Visi→→→↓↓+-+--+例1电路如图1.2所示，图中矩形框表示电路元件。已知电流I1=-1A,I2=2

6、A,I3=-3A,其参考方向如图中所标；d为参考点，电位Ua=5V,Ub=-5V,Uc=-2V。求(1)电流I1、I2、I3的实际方向和电压Uab、Ucd的实际极性。(2)若欲测量电流I1和电压Ucd的数值，则电流表和电压表应如何接入电路?图1.2←→←+--+解(1)在指定电流参考方向后，结合电流值的正负就可判定其实际方向。已知I2为正值，表明该电流的实际方向应与它的参考方向一致；而I1和I3为负值，表明它们的实际方向与指定的参考方向相反。同理，根据Uab=Ua-Ub=5-(-5)=10VUcd=Uc-Ud=(-2)-0=-2V可知Uab＞0,电压实际方向由a指向b

7、，或者a为高电位端，b为低电位端。Ucd＜0，表明电压实际方向与参考方向相反，即d为高电位端，c为低电位端。(2)测量直流电流时，应将电流表串联接入被测支路，使实际电流从电流表的“+”极流入，“-”极流出。测量直流电压时，应把电压表并联接入被测电路，使电压表“+”极与被测电压的高电位端连接，“-”极与低电位端连接。图1.6中给出了具体连接方法。1.2.3电功率简单电路如图1.3所示，设电流i和电压u的参考方向与实际方向一致。不难看出，电阻元件上电流电压为关联参考方向，电压源元件的电流电压取非关联参考方向。正电荷从高电位端a,经电阻R移至低