计算机电路与电子技术 教学课件 作者 张玉环 第2章　常用电路元件及其特性.ppt

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1、计算机电路与电子技术主编张玉环第2章　常用电路元件及其特性2.1　电阻元件2.2　电容元件2.3　电感元件2.4　独立电源和受控源2.1　电阻元件2.1.1　电阻元件的伏安特性2.1　电阻元件图2-1　电阻元件符号2.1　电阻元件图2-2　电阻的伏安特性曲线2.1　电阻元件图2-3　晶体二极管伏安特性2.1.2　电阻元件的连接2.1　电阻元件在电工技术中，电阻的连接方式多种多样，最常见的有电阻的串联、并联及混联。1.电阻的串联　几个电阻一个接一个无分支地顺序相联，叫电阻的串联。图2-4　电阻串联a)3个电阻的串联电路　b)等效电路2.1　电阻元件4)每个电阻的端电压与总电压的关系可

2、表示为2.电阻的并联　若干电阻首尾连接在两个端点之间，使每个电阻承受同一电压，叫电阻的并联，图2-5所示电路是由3个电阻并联而成的。1)各电阻的端电压相同。2)几个电阻并联也可用一个等效电阻代替，等效电阻的倒数等于各电阻的倒数之和，即2.1　电阻元件2.1　电阻元件图2-5　电阻的并联a)3个电路的并联电路　b)等效电路2.1　电阻元件4)各个电阻中的电流与总电流的关系可表示为3)总电流等于各电阻电流之和，即2.1　电阻元件3.电阻的混联　既有电阻串联又有电阻并联的连接方式，称为电阻的混联。1)计算各串联和并联部分的等效电阻，再计算总的等效电阻。2)由总电压除总等效电阻得总电流。3

3、)根据串联电阻的分压关系和并联电阻的分流关系逐步计算各元件上的电压、电流及功率。2.1.3　电阻元件的功率2.1　电阻元件2.1.4　电阻元件的应用举例电阻串联应用较多，如在电工测量中，使用电阻串联的分压作用扩大电压表的量程；在电子电路中，常用串联电阻组成分压器，以分取部分信号电压。图2-6　例1图2.1　电阻元件例1　今有一万用表如图2-6所示，表头额定电流(又称表头灵敏度，是指表头指针从标度尺零点偏转到满标度时所通过的电流)Ia=50μA，电阻Ra=3kΩ，问能否直接用来测量U＝10V的电压？若不能，应串联多大阻值的电阻？解　步骤1：表头能承受的电压Ua为例2　仍用例1中那只表

4、头，Ia=0.05mA，Ra=3kΩ。现欲测I＝10mA的电流，应并接多大的电阻？解　设表头并联电阻为Rb，由图2-7可知2.1　电阻元件2.1　电阻元件例3　在图2-8电路中，一阻值为484Ω的白炽灯(R1)和一个阻值为96.8Ω的电阻炉(R2)，其额定电压均为220V，将它们并联接入220V的电源上，输电线电阻RL为2Ω。求总电流I、支路电流I1和I2、负载端电压Uab。解　并联部分的等效电阻(Rab)和总等效电阻(R)分别为2.1　电阻元件2.1　电阻元件2.1　电阻元件图2-7　例2图2.1　电阻元件图2-8　例3图2.1　电阻元件例4　将一个阻值为100Ω、功率为5W的碳

5、膜电阻连接到220V电压源上，试计算该电阻实际消耗的功率，并说明会引起什么后果。解　这个电阻实际消耗功率P为例5　教室中有40W荧光灯8只，每只耗电46W(包括整流器耗电)，每天用电4h，一个月按30d计算，问一个月耗电多少？如每kW·h收费0.5元，一个月应付多少电费？解　8只灯的总功率P为2.1　电阻元件2.2　电容元件2.2.1　电容元件的定义电路理论中的电容元件是实际电容器的理想化模型，它是一种动态元件。图2-9　电容元件符号2.2　电容元件2.2.2　电容元件的伏安特性2.2　电容元件图2-10　例6图2.2　电容元件例6　电容C=1μＦ，加在其上的电压uC的波形如图2-

6、10a所示，试求电流，并画出其波形。解　当0＜t＜0.5时，uC=2t；例7　考虑漏电现象，电容器可以用一个电容C与一个漏电阻R并联的电路作为模型。若某电容器的模型中C=0.1μＦ，R=150kΩ，外施电压如图2-11a所示，试绘出电容器电流波形。图2-11　例7图2.2　电容元件解　根据式(2-15)有2.2　电容元件2.2　电容元件2.2.3　电容电压的连续性质和记忆性质2.2　电容元件图2-12　1μＦ电容的电流及电压波形a)电流波形　b)电压波形2.2　电容元件1.电容电压连续性质　假定作用于1μＦ电容的电流波形如图2-12a所示，若u(0)=0，则根据电容的伏安关系可以得

7、到电容电压如图2-12b所示。2.2　电容元件图2-13　具有初始电压U的电容及其等效电路a)具有初始电压U的电容　b)等效电路2.电容电压记忆性质　因为电容电压取决于电流的全部历史，所以说电容电压有“记忆”电流的性质，电容是一种记忆元件。2.2　电容元件2.2.4　电容元件的贮能2.2　电容元件2.2.5　电容元件的串并联2.2　电容元件1.电容元件的串联及等效电容　初始电压分别为u1(0-)，u2(0-)，…，un(0-)的n个电容器，在t=0时串联，并与电压为u