华中科技大学电路理论课件汪建版ch1讲稿

《华中科技大学电路理论课件汪建版ch1讲稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华中科技大学电路理论课件汪建版ch1讲稿（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电气信息类学科基础课程 电子教案 汪建 序言 一、本课程的性质与任务 学科基础课程 先修课程:高等数学,大学物理 电路理论研究的三个分支 电路分析 电路综合 故障诊断 输入 （激励） 电路 输出 （响应） ？ 输入 （激励） 输出 （响应） ？ 电路理论和电磁场理论是两个基本理论 电路理论对电气信息学科各专业领域的深入研究极 有价值，是最重要的专业基础课之一 电路理论涉及高等数学、应用数学、物理学和拓扑 学等基础学科的知识 2、认真听课，课前应尽可能预习，适当作听课笔记 3、学习中要注重基本概念，并在自己的实践中加深理解 4、善于总结 5、遵守学习纪律 6、 重视作业,独立完成作业;加强课后练

2、习 三、关于教学内容的安排 上册 Ch1 电路的基本定律和电路元件 课内学时 8 Ch2 电路的分析方法之一等效变换法 课内学时 6 序言 二、怎样学好电路理论课程 1、正确认识学科基础课程的重要性,对本课的学习予以重视 下册 Ch7 三相电路 课内学时 6 Ch8 周期性非正弦稳态电路 课内学时 6 Ch9 二端口网络 课内学时 8 Ch10 动态电路的时域分析 课内学时 14 Ch11 网络的复频域分析 课内学时 6 共88学时 序言 Ch3 电路的分析方法之二电路方程法 课内学时 8 Ch4 电路的分析方法之三运用电路定理法 课内学时 6 Ch5 正弦稳态电路分析 课内学时 12 Ch6

3、 谐振电路与互感耦合电路 课内学时 8 电路原理（上、下册）汪建主编 清华大学出版社出版 教材和主要参考书目 参考书目 1.电路 邱关源主编 高等教育出版社出版 2.电路原理 周守昌主编 高等教育出版社出版 3.新编电路题解 汪建主编 华中科技大学出版社出版 教材 第一章 电路的基本定律和电路元件 描述电路特性的两个基本物理量，电压和电流的 参考方向 基尔霍夫电流定律和电压定律（电路分析的基本依 据之一） 1-1 电路的基本概念 （明确讨论对象） 1-1-1 电路 + 电路元件（电阻、电容、电感、独立电源和受控电源等 ） 奇异函数及波形的表示法 1-1 电路的基本概念 1-1-1 电路 Ele

4、ctric circuit of a radio receiver antenna L1 0.445H C4 C2 2200PF C3 0.1 U1 SBL-1 1 3,4 2,5,6 7 8 Q1 Oscillator R2 R1 R3 R4 R5 R6 R7 R8R9 R10 R11 R12 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12C13 C14 C15 C16 C17 C18 + + + + _ _ _ 12V dc L3 1mH L2 22.7H 47 10K 10K 220 100K 100K 1M 15K15K 10K 47 10 C1 910 910 5 532 0.

5、1 1.0 F 1.0 F 100 F 100 F 100 F 0.0033 0.1 0.0022 0.47 0.1 Audio Output 7MHz to U1.pin8 U2B U2A U3 Audio power amp 5 6 7 3 2 1 8 4 2 36 5 4 电路（电网络）是互相连接起来的电源与负载的总体 ，电流能在其中流通. 电路中存在三种基本电磁效应. 电源 负载 中间环节 1、电路的3个基本组成部分 1-1 电路的基本概念 1-1-1 电路 + 2、集中参数电路和分布参数电路 集中参数电路u(t) i(t)常微分方程 分布参数电路u(x,t) i(x,t) 偏微分方程

6、 dmax0.01min dmax0.01min 1-1-2 理想电路元件,电路模型 理想电路元件(电路元件) 单一电磁性质 可用数学加以严格定义 电路模型(由理想元件构成） 1-2 电压和电流及其参考方向 1-2-1 电压和电位 1、电压 概念和定义式 dlE a b u = dw dq u = albEdl dq 实际电器件 备注：电压的单位,直流和交流电压 电压是代数量 库仑电场的基本特点: Ec dl= 0 a b m n 两点间电压与所经过的路 径无关 如果 E=EC （仅有库仑电场） 如果 E=En （仅有非库仑电场） 电动势的概念 非库仑电场对正电荷施力的特点 2、电位 概念(参

7、考点) 电压（电位差） o u = albEdl 电位的相对性 3、电压的参考方向（或参考极性） 电压真实方向的习惯规定:从高电位指向低电位 E R + - U R1R2 R3R4 R5 R6 E 电压参考方向的表示，意义 +-u 以端点标号为下角标表示， uab ab 应用电位概念时的隐含表示:参考点为- 参考方向的任意性，真实方向的客观性 1-2-2 电流 1、电流的含义 物理现象 物理量（电流强度）,单位,直流 及交流电流 S i= dq dt 面元S i=sdS 正电荷运动方向 三种形式的电流及全电流的连续性 传导电流(c) :导电媒质中自由电子或离子在电场作用下的有规则的运动 对流电

8、流() :带电粒子在自由空间运动形成的电流,又称徙动电流 位移电流(D ):变化的电场使电介质中的束缚电荷位移形成的电流 S(c+ + D)ds = 0 (ic+i+iD)= 0 S 全电流的连续性: 2、电流的参考方向 电流实际方向的习惯规定 E R R1R2 R3R4 R5 R6 E I 电流参考方向的表示，意义 i 1-2-3 电流和电压的关联参考方向，电功率 +-u i 关联参考方向的含义 +-u i 电压的参考方向（或参考极性） +-u uab ab 电流的参考方向 i +-u i 电压与电流的关联参考方向:电流从电压的正极性端流入,也称关联正向 电功率的定义及其计算: p=dW/d

9、t p=ui p=ui p= -ui 两式都表示元件（或该段电路）吸收的功率 +-u i + - U I P=UI=(-20)I=40 I= -2A P= -UI= (-20)I =40I=2A I 例 已知u=-20V,吸收的功率为40w,求电流的大小并标 出其真实方向。 p=ui p= -ui 功率 能量, 有源和无源电路 强调:分析电路时必须给出电量的参考方向 1 2 3 4 56 7 +-u i +-u i 1-2-3 电流和电压的关联参考方向，电功率 问题：一个电路的各部分电压之间或电流之间是如何互相联系 的？ +- u1 i1 i2i3 i4 i5 i6 i7 +- u3 1-3

10、基尔霍夫定律 一些术语 二端元件（或称一端口元件） 支路（branch） 支路电流 支路电压 节点（node） 回路（loop） 1 2 3 4 56 7 +- u1 i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 1 5 1 2 3 4 1-3-1 基尔霍夫电流定律（KCL） 1、定律内容 ik(t)=0 13 支路1 4 支路6 5 支路7支路4 1-3-1 基尔霍夫电流定律（KCL） 1、定律内容ik(t) =0 1 2 3 4 56 7 +- u1 i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 1 5 1 2 3 4 例 2、备注 定律与电路元件的性质无关 需注意的问题 练习:接地电流等 定律对

11、包围部分电路的任一闭合曲面也适用 1-3-2 基尔霍夫电压定律（KVL） 1、定律内容uk(t) =0 i1+ i2+ i4=0 i1 i3+ i6=0 i1 i2 + i5 + i6=0 1-3-2 基尔霍夫电压定律（KVL） 1、定律内容uk(t) =0 1 2 3 4 56 7 +- u1 i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 1 5 1 2 3 4 例 2、备注 定律与电路元件的性质无关 需注意的问题 对虚拟回路也适用 与引入电位概念的等价性 i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 1 5 1 2 3 4 u1+ u6 u7 u4= 0 节点1节点2节点3 节点5 支路2支路3

12、支路4 u35 u4 + u2+ u3 = 0 1-4 奇异函数及波形的表示法 1-4-1 定义与波形 1、单位斜坡函数r(t)（unit ramp） 定义 波形 0 t 0 t t 0 r(t)= 1 10 t r(t) r(t)导函数的波形， 奇异函数的概念 2、单位阶跃函数1(t) （unit step） 1）波形，定义式 0 t 1 dr(t) dt 1-4 奇异函数及波形的表示法 例1 延迟单位阶跃函数 1(t)= 0 t 0 0 1 f(t) t0 t f(t)= 0 t t0 tt0 0 f(t)=1(tt0) 单位阶跃函数的特点 1(宗量)= 0 宗量 0 1）波形，定义式 例

13、2 画出1(t)的波形 1(t)= 0 t 0 0 1 1( t) tt 0 2、单位阶跃函数1(t) （unit step） 1-4 一些典型的波形（或函数） 1-4-1 定义与波形 2）单位阶跃函数在电路分析中的应用 用来表示电源从某时刻起接入电路 + - R t=0 US + - R1(t)US 用来表示波形或函数的起止时间 2、单位阶跃函数1(t) （unit step） 1-4 一些典型的波形（或函数） 1-4-1 定义与波形 2）单位阶跃函数在电路分析中的应用 例r(t)=1(t)t 例 画出1(t)(t1)和1(t1)(t1)的波形 1 12 1 0 t 1 120 t 普通函数

14、f(t)与单位阶跃函数1(tt0)的乘积 2、单位阶跃函数1(t) （unit step） 1-1 一些典型的波形（或函数） 1-4-1 定义与波形 1(tt0) f(t)= 0 f(t) t t0 例3 试比较积分 cosd 与 1(2)cosd 55 tt 1(2)cosd 5 t cosd=sin =sint0.96 55 tt 2 t =1(t2) cosd = 1(t2)(sint0.91) 3、单位脉冲函数p(t) unit pulse 定义 波形 0 t p(t)= 0 t 2106 （1061013 ） 输出电阻 Rou=10100 （Ud=U2 U1） 1-10-1 器件简介

15、及运算放大器的电路符号 + - +A u1 u2u0 实际应用时引入负反馈 反馈 电路 表示输入-输出特性的电路模型 23 1 4 + - + Rin Rou Audud 1-10-2 理想运算放大器及其特性 理想条件特性 A=ud=0 （虚短路） u0=Aud=A(u2u1) Rin=i1=0，i2=0（虚断路） Rou=0 3 4 - + + - + i1 i2 ud - +u0 1-10-2 理想运算放大器及其特性 ud=0 （虚短路） i1=0，i2=0（虚断路） 3 4 - + 运放属于有源元件 RL i1 i2 + - + u0 (3) (1) (2) i0 吸收的功率：p=u1i1+u2i2+u0i0 p=u0i0 p= RLi0i0= RLi02 1-10-3 运算放大器的一些基本电路及输入-输出关系 1、反相放大器 + - + u2 u1 R1 R2 i1 i2 i1= u1/R1 i2= i1 u2= u1 R2 R1 2、同相放大器