《[信息与通信]电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[信息与通信]电路（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电 路 (Electric Circuit),课时数: 128 学时 学 分： 8个学分 教 材：电路，邱关源，第五版 主讲教师：宁爱平 办公室：科技楼六层电工教研室 Email： 电话：13623649262,数据采集板,电路原理图,电路原理图,印刷电路板图,意义及课程解决的问题,任何一个门类的知识均包含着“分析”与“综合”两个部分，本课程着重在于“分析” 本课程研究的对象为电路模型，非实际电路 电路课程研究的内容为求解电路的状态，研究系统中能量的变化,课程结构电阻电路的分析,电路定律、定理,线性电路分析方法,非线性电路分析方法,运放电路的分析方法,电 阻 电 路 的 分 析,大规模网络分
2、析方法,课程结构动态电路分析,一阶电路的分析,运算分析法,网络函数,二阶电路的分析,二端口网络,动 态 电 路 的 分 析,课程结构正弦稳态电路分析,相量法,三相电路,耦合电感电路分析,正弦电流电路的分析,非正弦周期电路,正 弦 稳 态 电 路 分 析,前后续课程及联系,模拟电子技术,高频电子线路,通信原理,信号与系统,传感器及电子测量,高等数学,线性代数,积分变换,大学物理,复变函数,电 路,数字电子技术,电磁场与电磁波,EDA技术,大学的参照学习方式,认真听课、记笔记、整理笔记 认真读教科书、模仿和逐渐掌握课上和书上的方法、通过做习题掌握运用相关思想和方法、运用相关思想方法研究问题 参阅参
3、考书，搜寻各种问题的他人解法,几个值得注意的问题,摆脱为考试而学的痼疾 要自己做学习的主人 要负起自己的责任 要逐步确立正确的学习目的 要造就坚忍不拔精神,摆脱为考试而学的痼疾,克服敲门砖的恶性循环 真正学会做一个有理性的人 博学、审问、慎思、明辨、笃行,要自己做学习的主人,要自己去探索，而不是去抱怨他人或环境没有为自己准备好这个或那个 要自己去创造条件和寻求帮助，而不是等待别人来关照你,要负起自己的责任,要自己去设计和安排自己的学习 要力求把学习和相关的事情做好，而不是“对付” 要认真与其他同学合作，多做贡献，完成好自己分担的工作,要逐步确立正确的学习目的,今天的学习是了解和学习前人已取得的
4、知识、思想和方法；而不是学习放置而四海皆准的真理； 学习的目的是为了去探索世界和创造新的知识、思想和方法；,要造就坚韧不拔的精神,任何一点实质性的进步都是用刻苦的努力换来的；无论什么时候，不可能不劳而获 要甘于寂寞，踏踏实实地学习；要克服哗众取宠，急于求成之心 要历练自己，自强不息 能吃苦或坚强=勇于和能够克服面临的困难,如何学好本课程？,抓住三个主要环结,处理好四个基本关系,课堂听课 课后复习 实践操作,教学配合，评教评学,听课与笔记 作业与复习 自学与互学 理论与实践,退出,推荐参考书及资料来源,电路分析基础（上、中、下）李翰荪高教出版社1992年第三版 电路原理（上、下）江泽佳高教出版社
5、1992年第三版 电子学：电路分析基础美David M Buchla等著施惠琼等译清华大学出版社2006年1月 电路分析基础吴治隆重庆大学出版社2004年4月第一版,本课程的考核方式,期末统一考试 平时成绩 （课堂测验、平时作业、实验等）,本课程学习的几点要求：,保持良好的课堂秩序 严格遵守上课纪律 认真完成课后作业 积极完成实验教学内容,退出,第1章 电路模型和电路定律,本章主要内容,1. 电压、电流的参考方向,3. 基尔霍夫定律,本章重点：,2. 电阻元件和电源元件的特性,返 回,1.1 电路和电路模型,1.实际电路,功能,a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递、控制与处理。,建立在
6、同一电路理论基础上。,由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。,下 页,上 页,共性,返 回,组成：电源提供能量的部件，又称激励 电路中的电压和电流称为响应 负载消耗能量的部件 中间环节连接电源与负载,反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。,2. 电路模型,电路图,理想电路元件,有某种确定的电磁性能并有精确数学定义的理想元件。,电路模型,下 页,上 页,返 回,5种基本的理想电路元件：,电阻元件：表示消耗电能的元件,电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件,电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件,电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。,5种
7、基本理想电路元件有三个特征： （a）只有两个端子； （b）可以用电压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。,下 页,上 页,注意,返 回,具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一电路模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。,下 页,上 页,例,电感线圈的电路模型,注意,返 回,1.2 电流和电压的参考方向,电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。,1.电流的参考方向,电流,电流强度,带电粒子有规则的定向运动,单位时间内通过导体横截面的电荷量,下 页,
8、上 页,返 回,方向,规定正电荷的运动方向为电流的实际方向,单位,1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A,A（安培）、kA、mA、A,元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:,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。,下 页,上 页,问题,返 回,参考方向,任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。,i 0,i 0,实际方向,实际方向,电流的参考方向与实际方向的关系：,下 页,上 页,表明,返 回,电流参考方向的两种表示：, 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。, 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。,下 页
9、,上 页,返 回,电压U,单位,2.电压的参考方向,单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小。,电位,单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（0）时电场力做功的大小。,实际电压方向,电位真正降低的方向。,下 页,上 页,V (伏)、kV、mV、V,返 回,例,已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J， 若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、U bc; 若以c点为参考点，再求以上各值。,解,(1),下 页,上 页,返 回,解,(2),下 页,上 页,结论,电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就
10、唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。,返 回,复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。,电压(降)的参考方向,假设高电位指向低电位的方向。,下 页,上 页,问题,返 回,电压参考方向的三种表示方式：,(1) 用箭头表示：,(2)用正负极性表示,(3)用双下标表示,U,U,+,UAB,下 页,上 页,返 回,元件或支路的u，i 的参考方向一致（即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）称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。,关联参考方向,非关联参考方向,3.关联参考方向,i
11、,+,-,+,-,i,u,u,下 页,上 页,返 回,分析电路前必须选定电压和电流的参考方向,参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号)，在计算过程中不得任意改变,参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。,例,电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？,答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。,下 页,上 页,注意,返 回,1.3 电功率和能量,1.电功率,功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特),能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳),单位时间内电场力所做的功。,下 页,上 页,返 回,2.
12、 电路吸收或发出功率的判断,u, i 取关联参考方向,P=ui 表示元件吸收的功率,P0 吸收正功率 (实际吸收),P0 吸收负功率 (实际发出),P = ui 表示元件发出的功率,P0 发出正功率 (实际发出),P0 发出负功率 (实际吸收),u, i 取非关联参考方向,下 页,上 页,返 回,例,求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。,下 页,上 页,已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A,返 回,解,对一完整的电路，满足：发出的功率吸收的功率,下 页,上 页,注意,返 回,下
13、 页,上 页,1.4 电路元件,是电路中最基本的组成单元。,1. 电路元件,返 回,元件的特性：通过与端子有关的电路物理量描述,电阻元件：电压与电流的代数关系u=f（i）,电容元件：电荷q与电压u的代数关系q=h(u),电感元件：磁通链与电流i的代数关系=g(i),注意,如果表征元件端子特性的数学关系式是线性关系，该元件称为线性元件，否则称为非线性元件。,2.集总参数电路,由集总元件构成的电路,集总元件,假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。,集总条件,下 页,上 页,集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流
14、；端子间的电压为单值量。,注意,返 回,1.5 电阻元件,2.线性时不变电阻元件,电路符号,电阻元件,对电流呈现阻力的元件。其特性可用ui平面上的一条曲线来描述：,任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。,1.定义,伏安 特性,下 页,上 页,0,返 回,ui 关系,R 称为电阻，单位： (Ohm),满足欧姆定律,单位,G 称为电导，单位：S (Siemens),u、i 取关联参考方向,下 页,上 页,伏安特性为一条过原点的直线,返 回,如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号；,说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。,欧姆定律,只适用于线性电阻( R 为常数）；,则欧姆定律写为,u
15、R i i G u,公式和参考方向必须配套使用！,下 页,上 页,注意,返 回,3.功率和能量,电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。,p u i (R i) i i2 R - u2/ R,p u i i2R u2 / R,功率,下 页,上 页,表明,返 回,从 t0 到 t 电阻消耗的能量：,4.电阻的开路与短路,能量,短路,开路,下 页,上 页,0,0,返 回,下 页,上 页,实际电阻器,返 回,1.6 电压源和电流源,电路符号,1.理想电压源,定义,下 页,上 页,其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。,返 回,电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。,通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。,理想电压源的电压、电流关系,直流电压源的伏安关系,下 页,上 页,例,外电路,电压源不能短路！,0,返 回,电压源的功率,电压、电流参考方向非关联；,发出功率，起电源作用,下 页,上 页,电压、电流参考方向关联；,吸收功率，充当负载,返 回,例,计算图示电路各元件的功率,解,发出,吸收,吸收,满足：P（发）P（吸）,下 页,上 页,返 回,其输出电流总能保持定值或一定的 时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。,电路符号,2.理想电流源,
