西电电路教案第1章

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西电王松林版教案

1.1 引言西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

1.5 电源一、电压源二、电流源三、受控源

一、电路模型二、电路的分类

1.2 电路变量一、电流二、电压三、功率

1.6 不含独立源电路的等效一、电路等效的概念二、电阻的串联与并联等效三、电阻的Y形电路与△形电路的等效变换四、等效电阻

1.3 基尔霍夫定律一、电路图二、基尔霍夫电流定律三、基尔霍夫电压定律

1.7 含独立源电路的等效一、独立源的串联与并联二、实际电源两种模型及其等效三、电源的等效转移

1.4 电阻元件一、电阻元件与欧姆定律二、电阻元件吸收的功率三、举例四、分立电阻与集成电阻

1.8 运算放大器一、运放的外部特性和电路模型二、理想运放三、含运放的电路分析第 1-1 页前一页下一页退出本章

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1.1 引言

1、何谓电路(circuit)?西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

由电器件相互连接所构成的电流通路称为电路。

2、实际电路的组成 ①提供电能的能源,简称电源；②用电装臵，统称其为负载。它将电源提供的能量转换为其他形式的能量；①

10BASE-T wall plate

开关

②

③连接电源与负载而传输电

③

能的金属导线，简称导线。

手电筒电路

电源、负载、导线是任何实际电路都不可缺少的三个组成部分。第 1-2 页前一页下一页返回本章目录

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1.1 引言

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3、实际电路的功能实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概括为两个方面：

发电机

输电线

变电站

① 进行能量的传输与转换；如电力系统的发电、传输等。

②实现信号的传递与处理。如电视机、通信电路等。第 1-3 页前一页下一页返回本章目录

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1.1 引言

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4、为什么要引入电路模型实际电路在运行过程中的表现相当复杂，如：制作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，然而当电流通过时还会产生磁场。要在数学上精确描述这些现象相当困难。为了用数学的方法从理论上判断电路的主要性能，必须对实际器件在一定条件下，忽略其次要性质，按其主要性质加以理想化，从而得到一系列理想化元件。这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。第 1-4 页前一页下一页返回本章目录

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1.1 引言

5、几种常见的理想化元件(器件模型)西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

①理想电阻元件：只消耗电能，如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电

阻来反映其消耗电能的这一主要特征；

R 理想电阻模型符号C

②理想电容元件：只储存电能，如各种电容器，可以用理想电容来反映其储存电能的特征；

理想电容模型符号L 理想电感模型符号

③理想电感元件：只储存磁能，如各种电感线圈，可以用理想电感来反映其储存磁能的特征；第 1-5 页前一页

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1.1 引言

6、电路模型和电路图西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

电路模型是由若干理想化元件组成的；将实际电路中各个器件用其模型符号表示，这样画出的图称为称为实际电路的电路模型图，常简称为电路图。US

SR RS 电源的模型手电筒的电路图

第 1-6 页

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说明西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

①不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在低频电路中都可用理想电阻表示。 ②实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式；直流低频高精如：电感线圈的电路模型第 1-7 页前一页下一页

高频返回本章目录

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1.1 引言

1、集中参数电路与分布参数电路西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

(lumped circuit &distributed circuit)

如果实际电路的几何尺寸l 远小于其工作时电磁波的波长λ,可以认为传送到电路各处的电磁能量是同时到达的，这时整个电路可以看成电磁空间的一个点。因此可以认为，交织在器件内部的电磁现象可以分开考虑；耗能都集中于电阻元件，电能只集中于电容元件，磁能只集中于电感元件。

电路几何尺寸l 远小于其工作时电磁波波长λ的电路称为集中参数电路，否则称为分布参数电路。第 1-8 页前一页下一页返回本章目录

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例：西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

(1)电力输电线，其工作频率为50Hz,相应波长 (λ=C/f )为6000km。故30km长的输电线，可以看作是集中参数电路。 (2)而对于电视天线及其传输线来说，其工作频率为108Hz的数量级，如10频道，其工作频率约为 200MHz,相应工作波长为1.5m。此时0.2m长的传输线也是分布参数电路。

第 1-9 页

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1.1 引言

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2、线性电路与非线性电路 (linear circuit &nonlinear circuit)

若描述电路特性的所有方程都是线性代数或微积分方程，则称这类电路是线性电路；否则为非线性电路。非线性电路在工程中应用更为普遍，线性电路常常仅是非线性电路的近似模型。但线

性电路理论是分析非线性电路的基础。

第 1-10 页

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1.1 引言

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3、时不变电路与时变电路 (time-invariant circuit &time-varying circuit)

时不变电路指电路中元件的参数值不随时间变化的电路；描述它的电路方程是常系数的代数或微积分方程。反之，由变系数方程描述的电路称为时变电路。时不变电路是最基本的电路模型，是研究时变电路的基础。

本书主要讨论集中参数电路中的线性时不变电路。第 1-11 页前一页下一页返回本章目录

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为了定量地描述电路的性能，电路中引入一些物理量作为电路变量；通常分为两类：基本变量和复合变量。电流、电压由于易测量而常被选为基本变量。复合变量包括功率和能量等。一般它们都是时间t的函数。

第 1-12 页

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1,2 电路变量

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1、电流的形成在电场力作用下，电荷有规则的定向移动形成电流，用 i (t)或 i表示。单位：安[培](A)。

s自由电子

2、电流的大小---电流强度，简称电流

Δq dq i (t ) lim Δt 0 Δt dtdef

式中dq 为通过导体横截面的电荷量，电荷的单位：库[仑](C)。若dq/dt即单位时间内通过导体横截面的电荷量为常数，这种电流叫做恒定电流，简称直流电流，常用大写字母I表示。第 1-13 页前一页下一页返回本章目录

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1,2 电路变量

3、电流的方向西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

规定：正电荷的运动方向为电流的实际方向。

问题

对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。

如：判断R3上电流I3的方向？

I1 I3?

I2 R3

R2 R5

US R4

第 1-14 页

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参考方向西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。电流(代数量) B 大小方向(正负)

i A

参考方向

电流的参考方向与实际方向的关系： i A 参考方向实际方向 B A i

参考方向实际方向 B

i>0第 1-15 页前一页

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1,2 电路变量

参考方向假设说明两点：西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

1、原则上可任意设定； 2、习惯上：

A、凡是一眼可看出电流方向的，将此方向为参考方向；B、对于看不出方向的，可任意设定。

第 1-16 页

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1,2 电路变量

4、电流总结西

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1、今后，电路图上只标参考方向。电流的参考方向是任意指定的，一般用箭头在电路图中标出，也可以用双下标表示；如 iAB表示电流的参考方向是由A到B。i A B A

iABB

2、电流是个既具有大小又有方向的代数量。在没有设定参考方向的情况下，讨论电流的正负毫无意义。第 1-17 页前一页下一页返回本章目录

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1.2 电路变量

1、电压的定义西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

W u lim q 0 q

idW dq

N u

电路中，电场力将单位正电荷从某点a移到另一点b所做的功，称为两点间的电压。功(能量)的单位：焦[耳](J); 电压的单位：伏[特] (V)。

2、电压的极性(方向)实际极性：规定两点间电压的高电位端为“+”极，低电位端为“-”极。两点电位降低的方向也称为电压的方向。参考极性：假设的电压“+”极和“-”极。若参考极性与实际极性一致，电压为正值，反之，电压为负值。第 1-18 页前一页下一页返回本章目录

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1.2 电路变量

3、关联参考方向西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

电流和电压的参考方向可任意假定，而且二者是相互独立的。若选取电流i的参考方向从电压u的“+”极经过元件A本身流向“-”极，则称电压u与电流i 对该元件取关联参考方向。否则，称u与i对A 是非关联的。iA iB A B uB1 i u 2

uA与iA关联 uB与iB非关联

u与i对元件2 关联u与i对元件1 非关联返回本章目录

第 1-19 页

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1.2 电路变量

4、电压说明西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作

1、今后，电路图中只标电压的参考极性。在没有标参考极性的情况下，电压的正、负无意义。 2、电压的参考极性可任意指定，一般用“+”、 “-”号在电路图中标出，有时也用双下标表示，如 uab表示a端为“+”极，b端为“-”极。 3、电路图中不标示电压/电流参考方向时，说明电压/电流参考方向与电流/电压关联。 4、大小和方向均不随时间变化的电流和电压称为直流电流和直流电压，可用大写字母I和U表示。第 1-20 页前一页下一页返回本章目录

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1.2 电路变量

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1、功率的定义单位时间电场力所做的功称为电功率，即： 2、功率与电压u、电流i的关系如图(a)所示电路N的u和i取关联方向,由于i = d q/dt,u = dw/dq,故电路消耗的功率为 P消(t) = u(t) i(t) 对于图(b) ,由于对N而言u和i非关联，则N消耗的功率为 p消(t) = - u(t) i(t)第 1-21 页前一页下一页

dw t p t dt

简

称功率，单位是瓦[特](W)。i

N u (a) N u (b)返回本章目录

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7c71.html

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