电路与电子学基础 教学课件 作者 陈利永 第一章.ppt

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1、第1章直流电路分析基础第一章直流电路分析基础学习要点：1.物理量的定义和参考方向的概念。2.KCL和KVL的概念和支路电流法的解题方法3.，用叠加定理，节点电位和戴维南定理解题的异同点，注意通过一题多解的练习来体会用不同的方法求解同一个问题的思路和技巧。1.1引言1.1.1电路电子学基础课程研究的问题电路电子学基础课程研究的内容是：处理各类信号的电子系统的基本组成和工作原理。信号是信息的载体，描述信号的基本方法是写出它的数学表达式，此表达式通常是时间的函数，根据此函数绘制的图像称为信号的波形。按照时间函数取值的连续性与离散性可将信号分为连续时间信号和离散时间信号

2、。连续时间信号的幅度变化可以是连续的，也可以是不连续的。在电子电路中，将幅度的变化是连续的连续时间信号称为模拟信号；将幅度的变化是离散的离散时间信号称为数字信号。1．1．2电路和电路模型电路是电流流通的路径。电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。电源是指电路中可将其他形式的能量转换成电能，并向电路提供能量的那些设备，如干电池，发电机等。电源通常被分成两类，一类为电压源（为电路提供电压的器件），另一类为电流源（为电路提供电流的器件）。在课程中除了有电压源和电流源之外，还有受控电压源（输出电压受外界输入信号控制的电压源）和受控电流源（输出电流受外界输入信号控制的

3、电流源。负载是指电路中能将电能转换为其他形式的能量并对外作功的用电器，如电灯、电动机、电热器等，负载在电路中通常表示成电阻，用字母R来表示。中间环节是指将电源与负载连接成闭合电路的导线、开关、保护设备，测量仪表等。搭建各种电路都有一定的目的但它们的功能大致可概括为两大类：一是作为能量的传输或转换，如，照明和动力电路等；二是作为信号的传递和处理，如，计算机和通信电路等。1．1．3描述电路工作状态的几个物理量1、电流电荷的定向运动形成电流，习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的流动方向。电流大小称为电流强度，简称电流，用英语字母I来表示。电流强度的定义为：单位时间内通

4、过导体横截面的电量。如果任一瞬间，通过导体横截面的电量是大小和方向均不随时间变化的Q，则电流强度I的表达式为交流电流强度的表达式为电流强度的单位为安培，简称安（A）。大型电力变压器中的电流可达几百到上千安培，而晶体管电路中的电流往往只有千分之几安培，对于很小的电流可用毫安（mA）或微安（μA）来表示电压也常写成电位差的形式式中的Ua和Ub分别表示电场中a、b两点对零电压点的电压。电场中a，b两点间电压Uab的定义为：Uab在数值上等于把单位正电荷从a点移到b点时，电场力所作的功。电压的定义式为2、电压在物理学课程中已知，电荷在电场中移动时，电场力将对电荷做功。描

5、述电场力对电荷做功能力大小的物理量是电压。在国际单位制中电压的单位为伏特（V），简称伏。1伏电压在数值上等于将1库仑的正电荷从a点移到b点，电场力作了1焦耳的功。在课程中，通常将处在高电压的a端用“+”号来表示，而用“-”来表示处在低电压的b端，电压的方向是由高电压点指向低电压点。即，由a指向b。电动势的方向由低指向高。随时间变化的电压表达式为3.电动势表征电源特征的物理量是电动势E注意区分电压和电动势概念的异同点4、电位电位又称电势，它是描述电场中某一点与零电位参考点之间电位差的物理量。在电子电路课程中，常用电位的概念来分析电路中元件的工作状态。应用电位的概念

6、还可以简化电路图的画法，便于分析计算。5、电荷电荷是物质的一种属性。它描述了带电荷的物体具有吸引轻小物体的性质。电荷在电路分析的课程中用符号Q来表示。某带电体在t时刻所带的电荷量q（t）为电路中用来储存电荷的容器称为电容器。电容器由电介质隔开的两金属电极片组成，电容器在电路中常用的符号是“”。电容的单位为法拉（F），常用的为微法拉（μF）和微微法拉（pF）。电容器在电路中是一个储能元件，电容器中所储存的电能为表征电容器性质的物理量称为电容器的电容，用字母C来表示。电容C的定义为：电容器上所储存的电荷量Q与两极板的电位差Uab之比，即6、电感将导线绕制成N匝螺线管

7、，就构成一个电感线圈。没有铁磁物质的线圈称为线性电感线圈，线性电感线圈通常用符号为“”。电感线圈在电路中也是一个储能元件，电感线圈内所储存的电能为当线圈中通有电流I时，线圈内部就会产生磁通Ф。对于N匝线圈，乘积NФ称为线圈的磁通匝链数，简称磁链，用字母Ψ来表示。实验表明线性电感线圈的磁链Ψ与流过线圈中的电流I成正比的关系，其比值为式中的L称为自感系数，简称电感。它是表征线圈性质的物理量，表示单位电流在线圈中所产生磁链数的大小。电感的单位用亨利（H），常用的是毫亨（mH），微亨（μH）。1．1．4电流、电压和电动势的参考方向中学物理在分析和计算电路问题的时候，电流

8、、电压和电动势的方向是统