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1、第1章-电路元件与电源 2010.02,电路基础与集成电子技术,哈尔滨工业大学 电子学教研室编蔡惟铮 主 编,齐明 于泳 副主编,2010年03月,第1章-电路元件与电源 2010.02,第1篇 电路基础,第1章 电路元件与电源 第2章 电路的基本定律 第3章 正弦交流电路,第1章-电路元件与电源 2010.02,第1章 电路元件与电源,内容提要：本章介绍构成电路的基本元件 电阻器、电容器和电感器，以及电能量的 提供者 电压源和电流源，研究它们的的 特性和在电路中所起的作用。本章还讨论 了信号源和受控源的性质，信号的时域和 频域特性。,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.2 电路中的无
2、源二端元件,1.1 实际电路与电路模型,1.3 电流、电压的正方向,1.4 电源和信号源,1.5 元件的电压、电流和功率,1.6 信号的时域和频域特性,1.7 导体、绝缘体和半导体,第1章 电路元件与电源,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.1 实际电路与电路模型,实际电路图 由相应元件模型图构成的电路图,第1章-电路元件与电源 2010.02,+,先确定电源线和地线，,面包板5个孔内部连通，,b,c,e,确定晶体管的3个电极，,发射极直接接地，,基极通过Rb接正电源，,基极通过C1接输入端，,集电极通过Rc接正电源，,集电极通过C2接输出端，,输出端对地接负载电阻RL。,第1章-电路
3、元件与电源 2010.02,1.2 电路中的无源二端元件,1.2.1 电阻器,物体对流过的电流会有阻力，这个阻力就是电阻。电阻的大小与物体的长度成正比，与物体的截面积成反比。单位长度、单位截面积物体的电阻称为物体的电阻率，用希腊字母表示。于是物体的电阻值R,单位长度1cm,单位截面积 1cm2,电阻率,cm,第1章-电路元件与电源 2010.02,电阻器的标称值值,色环的颜色,棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,1,5,00,5%,1500=1.5k ,第1章-电路元件与电源 2010.02,棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑1 2 3 4 5 6
4、 7 8 9 0,51000=51k ,5,1,00,1%,0,第1章-电路元件与电源 2010.02,电阻器的阻值会随着温度的变化而变化，这可以用 电阻温度系数来描述,TCR有随温度变化两大类,温度系数较大的材料可以用来制造热敏电阻，用途广泛。,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.2.2 电容器,电容器有很多种类，一般用极板间充填的介质来命名。,薄膜电容 CB,高频瓷介质电容 CC,云母电容 CY,纸介质电容 CZ,铝电解电容 CD,电容的单位是法拉，用F表示，法拉这个单位太大，常用较小的微法（F）、纳法（nF）或皮法(pF)表示。例如 1F=10-6F 1nF=10-9F 1pF=
5、10-12F,第1章-电路元件与电源 2010.02,电容值的大小与电容器的极板面积S、两极板间的距离d， 以及介质的介电常数 有关,电容器存储的电荷与电容两端的 电压成比例,电容器符号,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.2.3 电感器,电感的单位是亨利H，常用毫亨mH和微亨H。,电感用金属导线绕制，电子电路中使用的电感有空芯的和磁芯的，体积一般较小。在电力电子系统中使用的电感体积很的很大，主要由硅钢片和铜导线制成。,第1章-电路元件与电源 2010.02,一个电感线圈，有N匝，在规定的电压正方向下，加上电压u，有电流i 流过线圈，产生磁通 ，建立起磁场，磁通与线圈交链产生磁链,磁链
6、与电流 i 成正比关系,系数L即为电感。当通过线圈的电流变化时， 也发生变化，由电磁感应定理可知，电感两端的感应电压在图示的参考方向下,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.3 电流、电压的正方向,假定电路中某个支路的电流方向，电流的实际方向是从点A流向点B，因为电流是从高电位点流向低电位点的。假定电路中两点之间电位差的高低方向，这个假定方向就是所谓电流、电压的正方向。,如果假定电路中A点电位高，B点电位低，图示中UAB为正， I为正；如果反过来设， A点电位低，B点电位高， UAB为负。,采用双下标UAB， 以“+”、“-” 号为参考。若测得UAB0，则说明A点电位高，B点电位低；若测
7、得UABUB。,(b) 电流I的实际方向与图中标注相反，电压 UAB= -1V，A点的电位低于B点的电位，UAUB。,第1章-电路元件与电源 2010.02,例1.2：图示是电桥测温电路，R1= R2= R3=1k，电源电压为5V，在20时，热敏Rt=1k，温度系数TCR=0.01/，求30时，UAB=？,解：20条件下 A点对地电压： UA=2.5V B点对地电压： UB=2.5V 根据图(a)的正方向UAB=UA -UB= 0V,在30条件下，热敏电阻的阻值为Rt(30)= Rt(20)+TCR(30-20)=1+0.0110=1.1 k,(a),(b),第1章-电路元件与电源 2010.
8、02,此时对于图(a)，A点对地电压： UA=2.5VB点对地电压： UB=2.619VUAB=UA-UB= -0.119V,根据图(b)的正方向: UAB=-(UA-UB)= +0.119V 由计算可以得出结论，正方向设置的不同，并不会改变电路的工作状态，不会改变电路中电流的实际流向和某两点间电位的高低，只是得出的数据一正一负而已。,(a),(b),第1章-电路元件与电源 2010.02,1.4 电源和信号源,1.4.1 电源,电压源和电流源,理想电压源的内阻Rs=0，理想电流源的内阻Rs=,直流电源和交流电源,第1章-电路元件与电源 2010.02,理想电压源的内阻Rs=0，理想电流源的内阻Rs=,信号源提供电压或电流一般都比较小，信号源可以是电压源，也可以是电流源，不过信号源的难于提供大的信号功率。,第1章-电路元件与电源 2010.02,1.4.2 受控电源,独立电源和受控电源,电压控制电压源，用英文缩写VCVS表示； 电压控制电流源，用英文缩写VCCS表示； 电流控制电压源，用英文缩写CCVS表示； 电流控制电流源，用英文缩写CCCS表示。,电压控制电压源，用英文缩写VCVS表示； 电压控制电流源，用英文缩写VCCS表示； 电流控制电压源，用英文缩写CCVS表示； 电流控制电流源，用英文缩写CCCS表示。,第1章-电路元件与电源 2010.02,
