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1、,电路与电子技术,电子与信息工程学院,前 言,1、电路与电子技术理论课64学时。,本学期电路与电子技术内容：,2、电路与电子技术实验课32学时。,任课教师：孟繁钢 电话：13050009586,主要教学参考书： 电工学第二版 唐介主编 电工学第六版上、下册 秦曾煌主编,电路与电子技术课程的主要学习内容：,第一章、直流电路,第二章、电路的瞬态分析,第三章、交流电路,第四章、供电与用电,第五章、变压器,第八章、半导体器件,第九章、基本放大电路,第十章、集成运算放大器,第十一章、直流稳压电源,第十二章、组合逻辑电路,前 言,电路与电子技术课程的考核方法：,2、平时成绩占20。,1、期末考试成绩占80
2、。,平时成绩的考核内容：,（2）课堂提问。,（3）作业,（1）出勤率。,前 言,前 言,电路与电子技术实验的安排：,电路与电子技术实验共32学时。,电路与电子技术实验共安排9个实验。 有验证性实验、设计性实验。 在第15周和16周安排两天实际动手制作实物。,第一章、直流电路,一、电路的作用与组成,二、电路的基本物理量,三、电路的状态,四、电路中的参考方向,五、理想电路元件,六、基尔霍夫定律,七、支路电流法,八、叠加定理,九、戴维宁定理,一 电路的作用与组成,第一章、直流电路,1、电路,电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的。,例如：对于一个电力系统,对于扩音机
3、,2、电路的组成,发电机,降压 变压器,电力系统,中间环节： 传递、分配 和控制电能,一 电路的作用与组成,第一章、直流电路,扩音机,信号源： 提供信息,负载：将电能转换为其它形式的能量,中间环节：传递、分配和控制电能,一 电路的作用与组成,第一章、直流电路,电路的组成：电路是由电源（信号源）、负载、中间环节三部分组成。,电源：是指电路中供给电能的装置。 电源的作用是将其它形式的能量转换为电能。,负载：是指用电设备。 负载的作用是将电能转换为其他形式的能量。,中间环节：是连接电源和负载的部分。用来传输、分配、控制电能。,一 电路的作用与组成,第一章、直流电路,3、电路的作用,（1）、用来传递或
4、转换电能。,（2）、用来实现信息的传递和处理。,例如：电力系统,一 电路的作用与组成,第一章、直流电路,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,1、实际电路与电路模型,实际电路是由实际电路元件或器件组成的电路。,例如手电筒是由电池、开关和白炽灯组成。,用理想电路元件或其组合而成的电路来代替实际电路，称为实际电路的电路模型。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,白炽灯：主要消耗电能，认为灯泡是一个电阻元件。,电池：产生电压，是一个电源。但是电池内部也要消耗一些能量，认为还存在一个电阻，所以认为电池是一个由电压源与电阻串联组合的元件。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,2、电流,电流是单
5、位时间通过某一横截面的电荷。,电流的实际方向：规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。,3、电位,电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点时所消耗的电能，称为该点的电位。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,4、电压,电场力将单位正电荷从电路的A点移至B点时所消耗的电能，称为这AB两点的电位。,电压是两点的电位差，,电位是该点相对于参考点的电压。 参考点的电位称为参考电位，通常设为零。,参考点在电路图中标上“接地”符号， 所谓“接地”并非真与大地相接。 实际应用中,一般选大地、机壳为参考零电位点.,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,例如：在图示电路中，分别以a、b为参考点求 Vc、V
6、d各点的电位。,电压的实际方向：规定由高电位端指向低电位端为电压的实际方向。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,设：,结论：,（1）、电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；,（2）、电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变， 即与参考点的选取无关。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,5、电动势,电源中的外力把单位正电荷由电源的负极移到电源的正极所做的功称为电源的电动势，用E表示。,电动势的实际方向：规定由电源的负极指向电源的正极为电源的电动势的实际方向。,第一章、直流电路,二 电路的基本物理量,6、
7、功率,单位时间内电流所做的功称为电功率，简称功率，用符号P表示。,功率的定义：,7、电能,在t时间内电流所做的功称为电能，用符号W表示。电位是焦耳，通常为度=千瓦小时,电能的定义：,第一章、直流电路,三 电路的状态,1、内外电路概念：电路分为内电路和外电路。,对闭合电路：,R0为电源内阻，虚线内的电路称为内电路。 RL为负载电阻，虚线外的电路称为外电路。,全电路欧姆定律：,对于电源来说，电源内部的电路称为内电路，电源以外的电路称为外电路。,第一章、直流电路,三 电路的状态,2、电源有载工作,电源与负载连接，负载上有电流通过，就是电源有载工作。,如图闭合开关就是有载工作。,第一章、直流电路,三
8、电路的状态,对于外电路：,对于内电路：,（1）、电路分析,第一章、直流电路,三 电路的状态,元件的电压与电流之间关系的曲线称为元件的伏安特性曲线。,电源的输出电压与电流之间关系的曲线称为电源的外特性曲线。,电源的外特性曲线,元件的伏安特性曲线,第一章、直流电路,三 电路的状态,例：,第一章、直流电路,三 电路的状态,解：,第一章、直流电路,三 电路的状态,例：如图当开关S断开时，电压表读数为18V，当开关S闭合时，电流表读数为1.8A。 求：（1）E、R0。（2）S闭合时，电压表的读数。,解：,等效电路,第一章、直流电路,三 电路的状态,3、 电源开路（空载状态）,电源与负载断开，负载中没有电
9、流，称为电源开路。,第一章、直流电路,三 电路的状态,如图打开开关就是电源开路。,电源开路的特征：,I=0， U=E=UOC,称为开路电压UOC。 P=0,负载功率,第一章、直流电路,三 电路的状态,电源未经负载而直接由导线接通成闭合回路。称为电源短路。,4、电源短路,如图电路就是电源开路。,电源短路的特征：,I=IS=E/R0，内阻R0很小， 短路电流很大 负载端电压U=0。 负载功率 P=0。 电源功率PE=P=I2R0， 电源产生的电能全部被内阻消耗掉。,第一章、直流电路,三 电路的状态,例：如图电源的开路电压U0为230V，电源短路电流IS为1150A，当负载电流I为50A时，求负载电
10、阻R。,解:,电源的电动势：E=230V,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,1、电压、电流及电动势的实际方向,电流的实际方向：规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。,电流的实际方向是指在一条支路中电流的流向。如果电源上端为高电位下端为低电位，则电流的实际方向如图。,电压的实际方向：规定由高电位端指向低电位端为电压的实际方向。,电压的实际方向是电路两端电位的高低。如果电源上端为高电位下端为低电位，电阻电压的实际方向如图。,第一章、直流电路,电动势的实际方向：规定为在电源内部由低电位指向高电位。,电动势的实际方向也就是电位升高的方向。即在电源内部由负极指向正极（如图E1）。,四 电路中的参考
11、方向,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,如图电路，怎样计算电路中的电流以及各个电阻的电压？,如果按照高中的知识，必须先知道E1、E2才能知道电流的方向。才能进行计算。,2、电流、电压的参考方向,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,如图电路，电路中电阻R5中电流的方向如何确定？,如果按照高中的知识， 不好计算。,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,电压、电流的参考方向：假设某一方向为电压、电流的参考方向，也叫正方向。在进行电路分析和计算时，按照参考方向进行分析和计算。,如果计算结果为正，则实际的方向与事先假定的方向（参考方向）相同。,如果计算结果为负，则实际的方向与事先假定的方向（
12、参考方向）相反。,注意：只有参考方向选定后电流、电压的值才有正负。,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,例如：,例如：,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,电流参考方向的表示方法：,a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向；,b、用双下标表示，,例如Iab表示电流参考方向由a指向b。,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,电压参考方向的表示方法,a、用极性“”、“”表示，参考方向由正指向负；,电位高,电位低,b、用双下标表示， 例如Uab表示其参考方向由a指向b。,电位高,电位低,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,c、用箭头表示。参考方向由高电位指向低电位。,电位高,电位低,3
13、、电动势的参考方向,电动势的实际方向：规定为在电源内部由低电位指向高电位，也就是电位升高的方向。即在电源内部由负极指向正极。,电动势的参考方向为假设某一方向为其参考方向（由低电位指向高电位）。,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,参考方向的表示方法：,a、用极性“”、“”表示，参考方向由负指向正；,在进行电路计算时，经常用电压形式表示,电位高,电位低,电位高,电位低,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,b、用双下标表示，例如Eba表示其参考方向由b指向a。(b低电位，a高电位),电位高,电位低,在进行电路计算时，经常用电压形式表示,电位高,电位低,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向
14、,c、用箭头表示。参考方向由低电位指向高电位。,电位低,电位高,在进行电路计算时，经常用电压形式表示,电位低,电位高,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,例：已知：E=2V, R=1问：当Uab分别为3V 和 1V 时，IR=？,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,解：(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；,(2) 列电路方程：,三 电压和电流的参考方向,(3) 数值计算：,（实际方向与假设方向一致）,（实际方向与假设方向相反）,第一章、直流电路,第一章、直流电路,四 电路中的参考方向,解：(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；,(2) 列电路方程：,三 电压和电流的参考方向,
15、(3) 数值计算：,（实际方向与假设方向相反）,（实际方向与假设方向一致）,第一章、直流电路,三 电压和电流的参考方向,4、 关联与非关联参考方向,定义：如果设定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，则这样设定的参考方向称为电流与电压是关联参考方向。 否则为非关联参考方向。,关联参考方向,非关联参考方向,第一章、直流电路,通常设定参考方向都设定为关联参考方向。,在关联参考方向：,在非关联参考方向：,三 电压和电流的参考方向,第一章、直流电路,三 电压和电流的参考方向,第一章、直流电路,例：求图示各元件的功率,解：,（a）关联方向，,P=UI=52=10W，,（b）关
16、联方向，,P=UI=5(2)=10W，,（c）非关联方向，,P=UI=5(2)=10W，,三 电压和电流的参考方向,第一章、直流电路,5、电源与负载的判别,、根据电压与电流的实际方向判断,电源：电流的实际方向从低电位流向高电位。,负载：电流的实际方向从高电位流向低电位。,、根据功率判断：,P0：发出功率，是电源； P0：吸收功率，是负载。,例：如图电池电路，当U=3V，E=5V时，电池是电源还是负载？当U=5V，E=3V时，电池是电源还是负载？,I,三 电压和电流的参考方向,第一章、直流电路,解(a):,电池电流的实际方向从正极流出， 所以是电源,如图根据电流的参考方向，设定电阻电压的参考方向,(b):,如图根据电流的参考方向，设定电阻电压的参考方向,电池电流的实际方向从正极流入， 所以是负载,1、理想有源元件,、理想电压源（又称恒压源）,理想电压源是一种能够独立向电路提供电压的电
