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1、计算机电路基础电子教案,第一章 电路分析的基础知识 第二章 半导体的基本器件 第三章 开关理论基础 第四章 门电路 第五章 组合逻辑电路 第六章 时序逻辑电路 第七章 存储器和可编程逻辑器,教学目标： 掌握电流和电压的参考方向和极性；关联参考方向等概念 掌握电阻，电容，电感的伏安关系式 掌握电压源，电流源的伏安关系式 掌握列写KCL，KVL的方法 掌握用等效变换、串、并联和分压，分流公式 熟悉戴维南定理及叠加定理 熟悉简单RC电路的过渡过程 了解受控源的四种形式,第一章电路分析的基础知识,教学重点、难点： 电流的参考方向，电压的参考极性； 关联参考方向等概念 掌握电压源，电流源的伏安关系式 掌
2、握列写KCL，KVL的方法 掌握列写KCL，KVL的方法 戴维南定理及叠加定理,教学内容： 1电路：是由若干电路元件按一定的方式相互连接而成的联结体，主要作用是产生或处理信号及功率。一般所涉及的元件有：电压源、电流源、受控源、电阻、电感和电容等。 2电路分析：在已知电路结构及参数的条件下，求解电路中待求电量的过程。 3电路设计：在设定输入信号或功率（能量）的条件下，欲在输出端口产生给定的信号或功率（能量），而求解电路应有的结构及参数的过程。对于一个实际电路，电路分析的结果具有唯一性，而电路设计的答案一般具有多样性。,电路中的主要物理量及参考方向 1电流：电路中一个具有大小和方向的基本物理量，其
3、定义为在单位时间内通过导体截面的电通量或电荷量。在物理学中，规定电流的方向是正电荷运动的方向，即电流的真实方向。对任意假定的电流方向称为电流的参考方向。 2电压：电路中一个具有大小和方向（极性）的重要物理量。电压又叫做电压差或电压降，与电路中两点有关。 电压大小规定：在电路中，单位正电荷经任意路径由节点A运动到节点B电场力所做的功。 电压的方向称为电压极性，其定义为：如果该电场力做功的数值为正，则A，B两节点之间电压为正，在电路中，可以把任意一个节点选定为参考节点。 3功率定义为单位时间内电路元件上能量的变化量，是具有大小及正负值的物理量。 在一个电路中，电源所产生的功率一定消耗在该电路的其他
4、一些元件上，这就是电路中的功率平衡原理。,电路的基本元件 电阻元件：实际电阻的理想模型 电容元件：实际电容器的理想模型 电感元件：实际电感器的理想化模型，它具有储存磁场能量的功能 电压源：实际电源的一种抽象，实际的电压源是由理想电压源与一个内阻串联构成的 电流源：实际电源的一种抽象。实际的电流源是由理想电流源与一个内阻并联构成的 受控源：一种四端元件，由控制支路和受控支路两部分组成,基尔霍夫定律 将元件的伏安关系用于电路分析，是电路分析 方法中的一个着重点。在另一方面，电路元件只有 通过某种连接方式相互连接时，才能组成一个完整 的电路，基尔霍夫定律正是涉及这方面的内容。 基尔霍夫定律仅与电路结
5、构（即组成电路的节 点数，支路数及各支路的关系）有关，而与具体电 路元件本身具有何种伏安关系无关。电路分析方法 的根本依据就在于： 将元件的伏安关系与基尔霍夫定律这两方面的 约束巧妙地结合起来，形成对各种复杂电路的一般 分析方法。,基尔霍夫定律,在电路中的任何一个回路，任何时刻，沿该回路绕行一周，该回路上所有支路的电压降的代数和为零,KCL,KVL,在电路中的任何一个节点，在任 何时刻，流入（或流出）该节点 电流代数和为零。,KCL和KVL均只与电路结构有关，而与元 件的伏安关系无关。,注意事项,基尔霍夫定律仅是电磁场理论中麦克斯韦方程的近似，如 同经典力学中的牛顿定律乃是相对论力学定律的近似
6、。在 某些条件下，例如对微波电路中的空腔谐振器，就不能很 好地应用基尔霍夫定律。,对由n个节点，b条支路组成的实际电路，由KVL对电路中 的所有回路可以列出b-(n-1)个独立的方程式。,对于一个由n个节点组成的实际电路，对于n个节点列写 KCL方程，其中只有一个由n-1个方程是独立的。,简单电阻电路的分析方法 1二端网络的等效概念 当电路中的某个部分，由一个或多个元件组成，但只 有两个端点（钮）与电路中的其他电路部分（外电路）相 连接时，则称该电路部分为一个二端网络 2简单电阻电路的等效变换计算方法(串联和并联) 3戴维南定理指出：一个由电压源、电流源及电阻构成 的二端网络，可以用一个电压源
7、和一个电阻的串联来等效 4叠加定理：当电路由电阻、多个电压源或电流源组成 时，任何一个支路上的电压或电流是各电源单独作用时， 在该支路上产生的电压或电流之和。,戴维南定理： 一个由线性元件构成的二端网络可以等效为一 个由电压源Uoc和内阻Ro串联的等效电路。 求Uoc时： 将二端网络对负载电路（外电路）开 路，其所求出的开路电压值即为Uoc 。 求Ro时： 将二端网络中的独立电压源等效为短 路，独立电流源等效为开路,注意事项,叠加定理：一个由线性元件构成的电路中含有多个独立电源时，在求解某个支路电压、电流的过程中，可以让这些电源分别单独作用，再将每次作用的结果叠加。当电路中某些电压源（或电流源）不作用时，应将其等效为短路（或开路）,简单RC电路 当RC电路中的电容C上储存的电场 能量开始累积或释放时，电容处于充 、放电状态，因而电路也处于过渡过 程（暂态）。电容C上的电压不能突 变，而是按指数规律变化的。,
