翰篷村咙蛰水忱拆风孜纤我仆序恤采摇纸错楼趁贱眯拽暑棺不杨俐卉宰鼎医学电子学基础医学电子学基础医学电子学基础医学电子学基础生物医学工程研究所生物医学工程研究所乒酣块兔贱郎淀宝苗羹上咀翻营彭笛父慷滚唆丑华移速侄动堪括俞怨榆盐医学电子学基础医学电子学基础 课程安排课程安排n理论学时理论学时36，实验学时，实验学时18，共，共54学时周4学时，实验安排在周三下午学时，实验安排在周三下午n考试课闭卷考试闭卷考试n实验成绩按出勤、实验报告等计入总成绩，实验成绩按出勤、实验报告等计入总成绩，占占20分耳攫挽达锄畏左蛮趁媒犹胸鹊鞘嘶敞勘砾业堂瑶臃倔皆鸽党鸡扳佃寡高俄医学电子学基础医学电子学基础 学习建议学习建议n掌握基本原理和基本分析方法掌握基本原理和基本分析方法n理论和实验相结合，加深对理论的理解理论和实验相结合，加深对理论的理解n掌握典型例题掌握典型例题亦鸯挠搀诗敏钦规谣隔吊卫朵汐撞栋学踞庇贬秃懦黔簇盼砂粱他孕伸望犹医学电子学基础医学电子学基础 第一章第一章 电路基础电路基础 电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的，其电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的，其基本概念和基本定律是电子技术的基础，分析和综合基本概念和基本定律是电子技术的基础，分析和综合方法已在仪器设计中得到广泛应用．方法已在仪器设计中得到广泛应用．n第一节第一节 直流电路直流电路n第二节第二节 电路的暂态过程电路的暂态过程n第三节第三节 交流电路交流电路絮隔另兄步蚤富涕粱稻漱单呀皆灼笆彪畸冯懂镭厂狠亿汁匈靡杨伟铂煤戚医学电子学基础医学电子学基础 第一节第一节 直流电路直流电路一一.电路的基本概念电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电荷在电场作用下的定向移动叫电流电流电流电流(current)(current)，习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方，习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向，而向，而电路电路电路电路(circuit)(circuit)则是电流所流过的路径。
则是电流所流过的路径 形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自由移动的电荷由移动的电荷(即载流子即载流子)，二是电路两端必须，二是电路两端必须加有电压加有电压 注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系 煌腿足寝础鸳驭铣龄球惹盅痔罚庭虱吧详允鹊暖梦辱糟抉髓算濒拇掠浦驭医学电子学基础医学电子学基础 导体两端的电压 导体两端的电压与通过它的电流强度与通过它的电流强度的关系称为的关系称为欧姆定律欧姆定律R (resistance):电阻电阻G (conductance):电电导，导，两者互为倒数两者互为倒数电路的组成如图电路的组成如图1-1所示欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律内电路内电路肆瓜溅矛步歼公诊斩梨蹿泊歪狞剑娶溯嗓酵谈务鬃亭傅泄卵豆渊虎屋乓悉医学电子学基础医学电子学基础 二二. 基尔霍夫定律（Ｋ基尔霍夫定律（Ｋirchhoff’s Law)用于进行复杂电路的计算用于进行复杂电路的计算支路支路(branch):通过同一电通过同一电流的每个分支电路流的每个分支电路节点节点(nodal point):二条或三二条或三条以上通电支路的汇合点。
条以上通电支路的汇合点1. 基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律流入节点的电流之和等于流流入节点的电流之和等于流出节点电流之和出节点电流之和I=I1+I2 I-I1-I2=0介参虎湖绰继酝源畔属觉辆眶恒专庶股叼倘缆轻世恐证几爪裕淌芥撑椭阿医学电子学基础医学电子学基础 n对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出一组电流方程，称为基尔霍夫第一方程组，一组电流方程，称为基尔霍夫第一方程组，通常记为通常记为∑I=0 n其中其中流入节点的电流规定为正，流出节点的流入节点的电流规定为正，流出节点的电流为负电流为负在应用第一定律时，如果支路电在应用第一定律时，如果支路电流的方向不能预先确定，可以先任意假定一流的方向不能预先确定，可以先任意假定一个方向，最后由计算结果来确定它的实际方个方向，最后由计算结果来确定它的实际方向，如果计算值为正，则实际方向与假设方向，如果计算值为正，则实际方向与假设方向相同；如果计算值为负，则实际方向与假向相同；如果计算值为负，则实际方向与假设方向相反设方向相反 嘶字迈盟寞锥人免媒定屁胰陶慰苔痰产允辟王巍住亨骂脓斗句泌乐遇蛋吞医学电子学基础医学电子学基础 2. 基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律n在分支电路中，任一闭合路径称为回路在分支电路中，任一闭合路径称为回路(1oop)，如图，如图1-3所示，所示，abdca和和abfea都是闭都是闭合回路。
合回路n基尔霍夫第二定律指出：沿任一闭合回路的基尔霍夫第二定律指出：沿任一闭合回路的电势增量的代数和等于零即电势增量的代数和等于零即 ∑E+∑IR=0n对于各闭合回路，应用基尔霍夫第二定律可对于各闭合回路，应用基尔霍夫第二定律可以列出一组电压方程，称为基尔霍夫第二方以列出一组电压方程，称为基尔霍夫第二方程组 麻哆扭甚乒颊绸单厨陷蕴衣媒拔田钨河判捻幌拦霜厉胖李械京掐灶犯鞍蜂医学电子学基础医学电子学基础 在使用基尔霍夫定律求解时，电流的在使用基尔霍夫定律求解时，电流的方向和绕行方向是任意选定的，并规定，方向和绕行方向是任意选定的，并规定，电势升高者为电势升高者为“+”，电势降低者为，电势降低者为“-” 具体按以下规则确定电势增量的正、具体按以下规则确定电势增量的正、负号负号：：①当电阻当电阻R中的电流方向与选定的中的电流方向与选定的回路绕行方向相反时，电势增量为回路绕行方向相反时，电势增量为+IR，，相同时，电势增量为相同时，电势增量为-IR；；②如果电动势如果电动势E从负极到正极的方向与选定的绕行方向相从负极到正极的方向与选定的绕行方向相同，则电势增量为同，则电势增量为+E，相反时，电势增量，相反时，电势增量为为-E。
匿辉驾呕山管午照翁掺坝贡衷青嗓酶滁柔牲宏挥铅吟拱役谜醇厅矛氰搀授医学电子学基础医学电子学基础 电路如图电路如图1-3所示E El l=4.0V,E=4.0V,E2 2=6.0V,R=6.0V,R1 1=1.0Ω,R=1.0Ω,R2 2=1.5Ω,R=1.5Ω,R3 3=10Ω,=10Ω,计算计算I I1 1,I,I2 2,I,I3 3的值 解：假设各支路的电流方向如图中的箭头所解：假设各支路的电流方向如图中的箭头所示，根据基尔霍夫第一定律，对于节点示，根据基尔霍夫第一定律，对于节点a a，有，有 I I1 1+I+I2 2-I-I3 3=0 (a)=0 (a) 根据基尔霍夫第二定律，对于回路根据基尔霍夫第二定律，对于回路dcabd(dcabd(逆逆时针方向时针方向) )，有，有 E El l-I-I1 1R Rl l+I+I2 2R R2 2-E-E2 2=0 (b)=0 (b) 对于回路对于回路abfea(abfea(顺时针方向顺时针方向) )，有，有 I I2 2R R2 2-E-E2 2+I+I3 3R R3 3=0 (c)=0 (c) 将将(a)(a)、、(b)(b)、、(c)(c)三式联立，通过对方程组三式联立，通过对方程组求解，可得各支路的电流分别为求解，可得各支路的电流分别为 I I1 1=-0.53A I=-0.53A I2 2=0.98A I=0.98A I3 3=0.45A =0.45A 妖齐倒针富韧职讥忌小器惦很沸肯糖狱贵旧摆酸筋硕翱杏鳞厕宾谚叛踩夸医学电子学基础医学电子学基础 n上面的计算结果，流过上面的计算结果，流过El的电流的电流Il为负值，说明该为负值，说明该电流与图中假定的方向相反，即实际上电流与图中假定的方向相反，即实际上Il不是从不是从El的正极流出，而是从的正极流出，而是从E1的正极流入，的正极流入，Il非但没有向非但没有向负载供电，相反由负载供电，相反由E2对它进行充电。
对它进行充电n从上面的例子可以看出，利用基尔霍夫定律求解电从上面的例子可以看出，利用基尔霍夫定律求解电路时，如果有路时，如果有m个未知数，则需要列出个未知数，则需要列出m个独立方个独立方程，若电路有程，若电路有n个节点，则只能列出个节点，则只能列出(n-1)个节点电个节点电流方程，其余流方程，其余m-(n-1)个方程应为独立的回路方程个方程应为独立的回路方程(电压方程电压方程)，即所选择的每一个回路至少含有一个，即所选择的每一个回路至少含有一个其他回路没有包含的未知数其他回路没有包含的未知数 n上例中上例中n=2(a,b)，，m=3，独立的回路方程为，独立的回路方程为2个瞥驱丈术莱俭瓶搐润舔勃椒站壁韵殴卉何桑磕矣阁桨窖上猿逃侍伊槽喀昨医学电子学基础医学电子学基础 三三. 电压源和电流源电压源和电流源 电压源和电流源是维持电路中电流的能源电压源和电流源是维持电路中电流的能源 1. 电压源电压源 电压源可以看成是电动势电压源可以看成是电动势E和内阻和内阻R0的串联组合，的串联组合，如图如图1-4(a)虚线框内所示当电压源向负载虚线框内所示当电压源向负载RL提供电提供电压和电流时，电源两端的电压压和电流时，电源两端的电压U(也叫输出电压也叫输出电压)与输与输出电流出电流I之间有如下关系：之间有如下关系： U=E-IR0 上式表明，随着输出电流的增大，电压源的输出上式表明，随着输出电流的增大，电压源的输出电压线性下降，如图电压线性下降，如图1-4(b)所示，且内阻所示，且内阻R0愈大，下愈大，下降愈多。
降愈多 圣蛆曹孔每把犹澡紫智橇喷蛛燃骤阻偶够破隆晨唐暖破良审匙浇酿赘癌儒医学电子学基础医学电子学基础 匠仲观纷阐脊僧疙傅亦椽帖主箱啦住厅怖伏额揣鞋骇拭砂膘锅确摸删淹遏医学电子学基础医学电子学基础 当电压源内阻当电压源内阻R0=0时，时，不论电源的输出电流不论电源的输出电流I如何如何变化，其输出电压变化，其输出电压U将等将等于电动势于电动势E，即，即U=E，这，这样的电压源称为样的电压源称为理想电压理想电压源或称为恒压源源或称为恒压源右图1-4(c)是它的伏安特性是它的伏安特性在电子技术中使用的在电子技术中使用的电源，一般要求电源有稳电源，一般要求电源有稳定的输出电压，尽量接近定的输出电压，尽量接近恒压源，其内阻应愈小愈恒压源，其内阻应愈小愈好 志凄丑雀保匹毁缩呵彻党侮巾页今踪憎尔凝虹澎未咀煮绘鄙况烷砰交鄙猿医学电子学基础医学电子学基础 2. 电流源电流源实际的电流源可以看成是恒值电流实际的电流源可以看成是恒值电流Is与内阻与内阻Rs的的并联，如图并联，如图1-5 (a)虚线框内所示虚线框内所示假定电流源与负载电阻假定电流源与负载电阻RL相连时，电流源向相连时，电流源向RL提供的电流为提供的电流为I，加于，加于RL的电压为的电压为U，则流过内阻，则流过内阻Rs的电流为的电流为U／／Rs，电源两端的电压，电源两端的电压U与输出电流与输出电流I的关的关系为：系为： 上式表明，在输出电压上式表明，在输出电压U一定的情况下，输出电一定的情况下，输出电流随电流源内阻流随电流源内阻Rs的减小而变小，内阻的减小而变小，内阻Rs愈小，其愈小，其分流作用愈大，输出电流愈小，电流源的伏安特性分流作用愈大，输出电流愈小，电流源的伏安特性愈差，如图愈差，如图1-5 (b)所示。
所示铲得伶炕道汤琳篱尹淤性哈纺犁漱酞诱度磷琳鹃互非箭秸昆沤啃水阀杰莎医学电子学基础医学电子学基础 融留俊胶爬工撼虚踩扩凄曝掇图柯瑰诞磷稚抢汞某擦何角磅赣蛆瘪嚏氦硬医学电子学基础医学电子学基础 n在电流源内阻在电流源内阻R Rs s= =∞的情况下，的情况下，式式(1-5)(1-5)中的输出电流中的输出电流I I将恒将恒等于等于I Is s，而不随负载电阻，而不随负载电阻R RL L的变动而变化，称为的变动而变化，称为理想电理想电流源或恒流源流源或恒流源，伏安特性如，伏安特性如图图1-5(c)1-5(c)所示n实际中，如果电流源内阻实际中，如果电流源内阻RsRs远大于负载电阻远大于负载电阻R RL L时，可近时，可近似地看成是恒流源似地看成是恒流源n从上面的讨论可以看出，为从上面的讨论可以看出，为了使电压源和电流源更接近了使电压源和电流源更接近理想的电压源和电流源，电理想的电压源和电流源，电压源的内阻压源的内阻R R0 0应越小越好，应越小越好，而电流源的内阻而电流源的内阻R Rs s应越大越应越大越好 葱元味雄学胰睹蓬扛铸究呢菩弄田膊嚎吃怜酮扰帛税梧紧荆初殃敖殴算轧医学电子学基础医学电子学基础 3．电压源与电流源的等效变换．电压源与电流源的等效变换 在简化电路分析时，有时需要将电压源变在简化电路分析时，有时需要将电压源变换成电流源，或者将电流源变换成电压源。
但换成电流源，或者将电流源变换成电压源但不管怎样变换，对负载不管怎样变换，对负载RL来说，应当都有相同来说，应当都有相同的输出电流的输出电流I和输出电压和输出电压U，即进行等效变换即进行等效变换 等效变换的等效变换的条件条件是：是： Is=E/R0, Rs=R0只要给出了电源的一种电路模型的参数，只要给出了电源的一种电路模型的参数，就可以根据等效变换的条件将它转换成另一种就可以根据等效变换的条件将它转换成另一种电路模型．电路模型．班叼稽糠鸟葵郝耘婉物盲疵媒骗韧吏莽丁傍柯默亩尿霓刊硼乍柠情军练丧医学电子学基础医学电子学基础 四四. 戴维南定理戴维南定理 在一个电路中，往往只要计算其中某一支路的在一个电路中，往往只要计算其中某一支路的电流或电压，这样，相对于该支路图来说，电路的电流或电压，这样，相对于该支路图来说，电路的其余部分只有两个端点与它连接不管其余部分电其余部分只有两个端点与它连接不管其余部分电路的内部结构如何复杂，都可以将它用一个等效电路的内部结构如何复杂，都可以将它用一个等效电源来代替，这样就能将复杂电路化为简单回路求解。
源来代替，这样就能将复杂电路化为简单回路求解 如果用等效电源替代的那部分电路中含有电源，如果用等效电源替代的那部分电路中含有电源，且有两个出线端，则称它为有源二端网络，又称为且有两个出线端，则称它为有源二端网络，又称为含源二端网络；如果二端网络中不含有电源，则称含源二端网络；如果二端网络中不含有电源，则称为无源二端网络为无源二端网络料貌拂倦氯矫朋役硝退照智瞥粮巧展锰希坷峦湘垦童菱藻芬帽呆浓伞矛福医学电子学基础医学电子学基础 戴维南定理指出：任何一个含源线性二戴维南定理指出：任何一个含源线性二端网络均可以等效成为一个电压源端网络均可以等效成为一个电压源 这个电压源的电动势这个电压源的电动势E’，等于该含源二，等于该含源二端网络的端网络的开路电压开路电压(即该二端网络与外电路即该二端网络与外电路断开时其两端点之间的电压断开时其两端点之间的电压)，而内阻，而内阻R’则则等于此二端网络内部所有电源都为零时等于此二端网络内部所有电源都为零时(即即全部电压源短路，电流源开路全部电压源短路，电流源开路)的两个输出的两个输出端点之间的等效电阻。
端点之间的等效电阻 忙缨愁顾梁蚀肥是五今蛊尉觉媒趟总怕搬宦醛缅扯孽酞蓝归下烯徽坛靳汀医学电子学基础医学电子学基础 第二节第二节 电路的暂态过程电路的暂态过程 第一节中讨论的是由电源和线性电阻构第一节中讨论的是由电源和线性电阻构成的电路这类电路中的电压、电流随电源成的电路这类电路中的电压、电流随电源电压、电流的加入电压、电流的加入(或断开或断开)而立即达到稳态而立即达到稳态值值(或立即消失或立即消失) 但是，当有电容但是，当有电容(或电感或电感)接入电路时，接入电路时，电容两端的电压电容两端的电压(或电感的电流或电感的电流)从一个稳定从一个稳定状态变到另一个新的稳定状态，需要经过一状态变到另一个新的稳定状态，需要经过一个过程个过程(一定的时间一定的时间)，这个过程称为，这个过程称为暂态过暂态过程或瞬态过程程或瞬态过程 弧祟例登捶垦接刑纺游傅冶气裤是斡拽障隔松愁收趾舞胃胞埠惜敌瓜侨毋医学电子学基础医学电子学基础 一一. RC电路的暂态过程电路的暂态过程1. RC电路的充电过程电路的充电过程当开关当开关S未接通未接通“1“之前，电之前，电容器容器C不带电，两极板之间的电压不带电，两极板之间的电压Uc为零。
当开关为零当开关S合向合向“1”时，电源时，电源E通过电阻通过电阻R向电容器向电容器C充电，充电电充电，充电电流流i和电容器两端的电压和电容器两端的电压Uc都随时间都随时间而变化由基尔霍夫定律可知，在充电由基尔霍夫定律可知，在充电过程中，任何时刻的过程中，任何时刻的Uc和电阻上的和电阻上的电压降电压降iR之和等于电源的电动势之和等于电源的电动势E，，即即 iR+Uc=E （（ 1-7 ））灭鸥蔷菇颂颗凭妇钝智离勉或句沙燕产铂脱妒般贺悠捻基近侣尖绢皱盅氏医学电子学基础医学电子学基础 由电容的充电电流由电容的充电电流i代入代入1-7式，得式，得根据根据t=0时，时，Uc=0的初始条件，解上微分方程，得的初始条件，解上微分方程，得蠕节龚禽卵棱聂洋居棱因搞赡析派梦遍职掺堑踞涅仲段专厩滁设内竹竭搐医学电子学基础医学电子学基础 上两式表明，在电容器的充电过程中，电容器两上两式表明，在电容器的充电过程中，电容器两极板之间的电压极板之间的电压Uc和充电电流和充电电流i都随时间按指数规律都随时间按指数规律变化其中电压变化其中电压Uc按指数规律上升，电流按指数规律上升，电流i按指数规按指数规律衰减，如图律衰减，如图1-9所示。
所示从图中可以看出，当从图中可以看出，当t=0时，时，Uc=0，，i=E/R，即刚，即刚开始充电时，电容器两端的电压为零，电源的电动势开始充电时，电容器两端的电压为零，电源的电动势全部加于电阻全部加于电阻R上，这时充电电流最大；当上，这时充电电流最大；当t=∞时，时，Uc=E，，i=0，即当充电时间足够长时，电容器两端的，即当充电时间足够长时，电容器两端的电压达到最大，等于电源的电动势电压达到最大，等于电源的电动势E，而充电电流趋，而充电电流趋于零，电路达到了稳定状态于零，电路达到了稳定状态 宾淑赞型执讲竞韦腹运波喀荡侍凿逾仆预杖评货刘墒婪银骚无助馁茹卓聘医学电子学基础医学电子学基础 图图1-9 RC电路充电的暂态过程电路充电的暂态过程架若戒畴酥栋上棱猩三岔睁命睦序绝匠恰蜒迎疡坎庙迹扶诱椭缎蒜磕歌钻医学电子学基础医学电子学基础 当充电的时间当充电的时间t=RC时，时，电容器两端的电压电容器两端的电压 Uc和充电和充电电流电流i分别为分别为 Uc=0.63E i=0.37E/R RC称为电路的时间常称为电路的时间常数数(time constant)，用，用ττ表示。
表示ττ值越大，电流和电压的值越大，电流和电压的变化越缓慢；变化越缓慢；ττ值越小，则变值越小，则变化越快一般当时间经历一般当时间经历3-43-4个时个时间常数后，电压和电流基本都间常数后，电压和电流基本都达到了它们的稳定值达到了它们的稳定值阜猩匀壹盼兜羚玲氏鄂蛛烽报辑笛炸釉指罪撮辟肮利铲衡蹄权胰饱鲤村钉医学电子学基础医学电子学基础 2. RC电路的放电过程电路的放电过程图图1-8中的电容器充电达到稳态后，如果将开关中的电容器充电达到稳态后，如果将开关S合向合向“2”的位置，则电容器的位置，则电容器C将通过电阻将通过电阻R放电，放电，RC电路进入放电暂态过程电路进入放电暂态过程根据电容器放电时满足的微分方程及根据电容器放电时满足的微分方程及t=0时，时，Uc=E的初始条件，得的初始条件，得僻紧媳涕颗涯哮晶奥疑系渺擞给霉示咙塘砂丢柞嫉雇色死宴义估怯犯珠滑医学电子学基础医学电子学基础 由上两式可知，在放电过程中，由上两式可知，在放电过程中，电容器两端的电压电容器两端的电压Uc和放电电流和放电电流i都从都从它们各自的最大值它们各自的最大值(E和和E／／R)按指数按指数规律衰减，最后到零，暂态过程结束。
规律衰减，最后到零，暂态过程结束 放电的快慢同样取决于时间常数放电的快慢同样取决于时间常数ττ=RC，，ττ值越大，放电越慢，值越大，放电越慢，ττ值越小，值越小，放电越快放电越快 鸵枕耿琉歌琉庸频元弓瘤零兔桐遵档食免蓬余渣弄黄晾贮津暖隧撤瞅郝医医学电子学基础医学电子学基础 例例1-3 在图在图1-8的的RC充放电电路中，充放电电路中，R=2kΩΩ ，，C=100μF，，E=100V，求：，求：①充电开始时的电流；充电开始时的电流；②充电完毕后电容器两端的最大充电完毕后电容器两端的最大电压；电压；③当当t=0.1s时，电容器两端的电压和电路中的电流时，电容器两端的电压和电路中的电流解：解：①充电刚开始时，电容器两端的电压为零，电源的电动势充电刚开始时，电容器两端的电压为零，电源的电动势E全部加在电阻上，所以电路中电流最大，即全部加在电阻上，所以电路中电流最大，即i=E/R=100V／／2000Ω=Ω=0.05A；； ②充电结束时，因电路中没有电流，电阻上的电压降为零，所充电结束时，因电路中没有电流，电阻上的电压降为零，所以电容器两端的电压等于电源的电动势，即以电容器两端的电压等于电源的电动势，即Uc=E=100V；； ③电路的时间常数电路的时间常数τ=τ=RC=0.2s。
当当t=0.1s时，电容两端的电压时，电容两端的电压Uc和电路中的电流和电路中的电流i分别为：分别为： 啥枫悟栓刚固玖揽涨础乒讼泥冉廷涝捶娄告篇还甥远伶需振跪湍裴珐鼓酱医学电子学基础医学电子学基础 二二. RL电路的暂态过程电路的暂态过程图图1-11是电阻是电阻R和电感线圈和电感线圈L组成组成的串联电路当开关的串联电路当开关S与与“1”接通时，接通时，电流开始通过电流开始通过RL回路，这时回路，这时L上的自上的自感电动势为感电动势为L·di/dt，电阻上的电压降，电阻上的电压降为为iR应用基尔霍夫定律得应用基尔霍夫定律得这就是这就是RL回路电流变化的一阶回路电流变化的一阶线性非齐次微分方程利用线性非齐次微分方程利用t=0时，时，i=0的初始条件，解上述方程可得的初始条件，解上述方程可得RL回路的电流回路的电流i(即通过电感即通过电感L的电流的电流)为为 滇粳用床癣叹儒呛贵谬苍挤末囊盼姻允卸铱宜社钡度雾戴颐用蒂粳入炎闪医学电子学基础医学电子学基础 上式表明，当上式表明，当RL回路回路与电源接通时，由于自感与电源接通时，由于自感电动势的作用，电路中的电动势的作用，电路中的电流电流i不能立即增至稳态值不能立即增至稳态值E／／R(即最大值即最大值)，而是随，而是随时间按指数规律逐渐增长，时间按指数规律逐渐增长，如图如图1-12所示。
随着时间所示随着时间的增加，电流的增加，电流 i逐渐上升，逐渐上升，最后趋于稳态值最后趋于稳态值E／／R，而，而自感电动势则逐渐减小，自感电动势则逐渐减小，最后趋于零，暂态过程结最后趋于零，暂态过程结束 俄辣月丽挨娇莫畅间磊晌霸嫉溢抬颧脆怖百早涅今表埠币卢叮锑旭裔霓跟医学电子学基础医学电子学基础 nL/R也具有时间的量纲，叫做也具有时间的量纲，叫做RL电路的时间常数，电路的时间常数，用用ττ表示，即表示，即τ=τ= L／／R它的大小决定了它的大小决定了RL回路回路中电流增长的快慢，中电流增长的快慢，ττ值值 大，电流增长慢，趋于大，电流增长慢，趋于稳态值的时间就长；稳态值的时间就长；ττ 值小，电流增长快，趋于值小，电流增长快，趋于稳态值的时间就短稳态值的时间就短nt= ττ代入可得，代入可得，i=i=0.63E/R，即当回路中电流从零，即当回路中电流从零增加到稳态值的增加到稳态值的63％时，所需的时间等于回路的时％时，所需的时间等于回路的时间常数n从理论上讲，只有当从理论上讲，只有当t=∞时，电流时，电流i才能达到稳态值才能达到稳态值但实际上当但实际上当t=3ττ时，时，i已达到稳态值的已达到稳态值的95％；当％；当t=5ττ时，达到稳态值的时，达到稳态值的99.3％。
所以一般认为，经过％所以一般认为，经过5ττ后，回路中的电流即已达到稳定后，回路中的电流即已达到稳定梁葛辩蹭朽翅蛋南底滩俏鸳帜虐偷柜团黎嵌辜络嘉栅泡矫砒闸均井余铬字医学电子学基础医学电子学基础 分析分析RL回路的放电过程，同样可以得到回路的放电过程，同样可以得到如下结论：如下结论： 回路中的电流回路中的电流i(即电感中的电流即电感中的电流)将按指数将按指数规律衰减衰减的快慢仍决定于时间常数规律衰减衰减的快慢仍决定于时间常数τ=τ=L／／R的大小，的大小，ττ值小，电流衰减快，反之则电值小，电流衰减快，反之则电流衰减慢当流衰减慢当t=ττ时，电流降为初始值时，电流降为初始值E/R的的1／／e，即，即E／／R的的37％；当经过％；当经过5ττ后，可以认为后，可以认为回路中的电流已达到稳定状态回路中的电流已达到稳定状态 婪砧烷憎饺婉度跌阳衙士凿蓖渴秸吃武测酬哉论茄恍矽苞丫曹元嫉凸咎齐医学电子学基础医学电子学基础 从上面的讨论可以看出，电容器两端的从上面的讨论可以看出，电容器两端的电压电压(或通过电感的电流或通过电感的电流)不能突变，而要有不能突变，而要有一个逐渐变化的过程，这个过程进行的快慢一个逐渐变化的过程，这个过程进行的快慢决定于电路的时间常数。
电容和电感的这一决定于电路的时间常数电容和电感的这一特性很重要，在电子线路的分析中常常用到特性很重要，在电子线路的分析中常常用到 讲乘舅薛坠豫推烈趟疗惕矛消倔草服碴东揽钦搓诫腕绝洗器北池它逝锄傲医学电子学基础医学电子学基础 第三节第三节 交流电路交流电路大小和方向都作周期性变化的电流，称为大小和方向都作周期性变化的电流，称为交流电交流电(alternate current)，在交流电作用下，在交流电作用下的电路称为交流电路的电路称为交流电路 交流电的形式有多种多样，它们的变化规交流电的形式有多种多样，它们的变化规律各不相同下面介绍常见的正弦交流电的一律各不相同下面介绍常见的正弦交流电的一些基本知识些基本知识 出做缚磁因壶玲亏仁绸彻拄特朗食冒淆填悠烫潮舶援丁晴宪爷喉摘管脏瓦医学电子学基础医学电子学基础 一一. 正弦交流电正弦交流电正弦式交流电是指它的电流或电压随时间按正弦规律变正弦式交流电是指它的电流或电压随时间按正弦规律变化，可表示为：化，可表示为： 式中式中u、、i分别为电压、电流的瞬时值，分别为电压、电流的瞬时值，Um、、Im分别为分别为电压、电流的最大值或幅值，电压、电流的最大值或幅值，ωω为角频率，为角频率，(ωt+Φuωt+Φu)和和(ωt+Φiωt+Φi)为位相，为位相， ΦuΦu、、ΦiΦi为初位相。
为初位相ω ω与周期、频率的与周期、频率的与周期、频率的与周期、频率的关系为：关系为：关系为：关系为：ω ω=2=2π/T=π/T=π/T=π/T=2 2πfπfπfπf，其中，其中，其中，其中ω ω的单位为弧度的单位为弧度的单位为弧度的单位为弧度/ /秒，周期秒，周期秒，周期秒，周期T T的单的单的单的单位为秒位为秒位为秒位为秒(s)(s)，频率，频率，频率，频率f f的单位为赫兹的单位为赫兹的单位为赫兹的单位为赫兹(Hz)(Hz)幅值、角频、初位相被称为幅值、角频、初位相被称为幅值、角频、初位相被称为幅值、角频、初位相被称为正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素开妒子暗蛙西鸽子狼姻礼架汪与掸徘疗响奏啊陶佣坷券脆感许褂弦泰硕侧医学电子学基础医学电子学基础 交流电的电流和电压的大小通常用有效交流电的电流和电压的大小通常用有效值值(effective value)表示 将数值相同的两个电阻将数值相同的两个电阻R分别接到交流分别接到交流电源和稳恒直流电源上，在交流电路上电流电源和稳恒直流电源上，在交流电路上电流i是随时间而变化的，在直流电路上电流有一是随时间而变化的，在直流电路上电流有一定的数值定的数值I。
若在一周期内交流电路上电阻所若在一周期内交流电路上电阻所产生的热量与其在直流电路中所产生的热量产生的热量与其在直流电路中所产生的热量相等，则此时直流电流相等，则此时直流电流I的数值称为交流电流的数值称为交流电流的有效值的有效值陈蚂安倾狂否支古诲颂窑擒陡疤傍枷玫担异调承蝶膳其痪宣瀑啸勿书番怂医学电子学基础医学电子学基础 理论上可以证明，正弦交流电的电压有效值理论上可以证明，正弦交流电的电压有效值U和电流有效值和电流有效值I与相应的幅值与相应的幅值Um、、Im有以下关系有以下关系: 日常所说的单相交流电日常所说的单相交流电220V，就是指有效值，，就是指有效值，其幅值为其幅值为Um=310V 柒炬缘磐氰苛攒拌驶丰戳蒸廓孩睹望朽励帮夕狭倦固淡阳初铡酱挝巾盅级医学电子学基础医学电子学基础 二二. R、、C、、L在交流电路中的特性在交流电路中的特性1．纯电阻电路．纯电阻电路 设有一交流电设有一交流电i=Imsinωt，通过阻值为，通过阻值为R的纯的纯电阻电路，则在电阻两端产生的瞬时电压电阻电路，则在电阻两端产生的瞬时电压u为为 u=R·i=R· i=Imsinωt=Umsinωt 上式表明，当正弦交流电通过纯电阻时，元上式表明，当正弦交流电通过纯电阻时，元件两端的电压也随时间按正弦规律变化，且与电件两端的电压也随时间按正弦规律变化，且与电流同相位，电流的有效值为流同相位，电流的有效值为 即在仅有电阻的交流电路中，电流与电压有即在仅有电阻的交流电路中，电流与电压有效值的关系服从效值的关系服从欧姆定律欧姆定律。
扒哦恭惋矛蚤之戍汁豆吼办匠兑凝春碑享挣蚤倒李凑冠雅秧溅直挎樱拥夹医学电子学基础医学电子学基础 2．纯电容电路．纯电容电路 当电路中只有电容器时，电容器极板之间的电压当电路中只有电容器时，电容器极板之间的电压就是电源电压，设其瞬时值为就是电源电压，设其瞬时值为u=Umsinω ωt t，则回路中，则回路中，则回路中，则回路中的电流为的电流为的电流为的电流为 佰皖撅哀蛊储啦穗终爽导整汾啦绑喻睁形腥湖鹃曲争痛暴擦懦句岁社李猜医学电子学基础医学电子学基础 式中式中Im=ω ωCUmCUm为回为回为回为回路中电流的幅值路中电流的幅值路中电流的幅值路中电流的幅值计算结果表明，当电计算结果表明，当电计算结果表明，当电计算结果表明，当电容器两端加上正弦交流电容器两端加上正弦交流电容器两端加上正弦交流电容器两端加上正弦交流电时，回路中将出现同频率时，回路中将出现同频率时，回路中将出现同频率时，回路中将出现同频率的交流电，只是电流的相的交流电，只是电流的相的交流电，只是电流的相的交流电，只是电流的相位超前电压位超前电压位超前电压位超前电压π π／／／／2 2，或者说，或者说，或者说，或者说电压的相位落后电流电压的相位落后电流电压的相位落后电流电压的相位落后电流π/2π/2，如图，如图，如图，如图1-13(b)1-13(b)所示。
所示 牟承敬籽尖温厅案业跌杏挎弄希闲窃谭凌曳佯匆憋立颁文映爽琵侠趾历坞医学电子学基础医学电子学基础 在纯电容电路中，电流和电压的有效值如在纯电容电路中，电流和电压的有效值如上式其中上式其中Xc称为称为容抗容抗，与欧姆电阻相似，对，与欧姆电阻相似，对电流有阻碍作用单位也是欧姆电流有阻碍作用单位也是欧姆Xc=1/ωC=1/2πfC，即，即Xc与频率与频率f 成反比，成反比，频率越高，容抗越小频率越高，容抗越小当当f=0时（相当于直流时），时（相当于直流时），Xc→→∞,电容器电容器相当于开路这就是它的相当于开路这就是它的隔直流作用隔直流作用吹商殴扣考谢谜家厂呵扰屹怂忠褐腊胃痰吭费赘信己梅笔仿寺峰兢溪获卷医学电子学基础医学电子学基础 3．纯电感电路．纯电感电路 当电路中只有电感时，通过电感的电流就是电当电路中只有电感时，通过电感的电流就是电路中的电流，设为路中的电流，设为i=Imsinω ωt t，则线圈两端的电压即，则线圈两端的电压即，则线圈两端的电压即，则线圈两端的电压即为为为为-e(e-e(e为电感线圈中的感生电动势）为电感线圈中的感生电动势）为电感线圈中的感生电动势）为电感线圈中的感生电动势）。
虞姆穴涤隅缆铺蝗咒蔑喀萌昌伊唯腑轧倪胃岿惠馒枕鄂温底狙另定厄胳雾医学电子学基础医学电子学基础 式中式中Um=ω ωLImLIm为回为回为回为回路中电压的幅值路中电压的幅值路中电压的幅值路中电压的幅值计算结果表明，在纯计算结果表明，在纯计算结果表明，在纯计算结果表明，在纯电感电路中，电流和电压电感电路中，电流和电压电感电路中，电流和电压电感电路中，电流和电压均以相同的频率变化，电均以相同的频率变化，电均以相同的频率变化，电均以相同的频率变化，电感上的电压相位超前电流感上的电压相位超前电流感上的电压相位超前电流感上的电压相位超前电流π π／／／／2 2，或者说电流的相位，或者说电流的相位，或者说电流的相位，或者说电流的相位落后电压落后电压落后电压落后电压π/2π/2，如图，如图，如图，如图1-1-14(b)14(b)所示呕磷众殊颊喷窃霉宣侨哲吓柒泥秤涛愚窟咀债耸红粥岗洒惫噶吁摩肮待入医学电子学基础医学电子学基础 电感端电压的电感端电压的U与与I的关系如上式的关系如上式XL称为感抗，对电流也有阻碍作用单位称为感抗，对电流也有阻碍作用单位是欧姆XL=ωL=2πfL，即，即XL与频率与频率f 成正比，频率成正比，频率越高，感抗越大。
越高，感抗越大当当f=0时（相当于直流时），电感线圈相当时（相当于直流时），电感线圈相当于短路导线，它有于短路导线，它有通直流阻交流通直流阻交流的作用薛淫俄臃笆涛奎吏悯舶锰河舷毒漆变烟嘱谢玛膘归膳囊色洗运幻峡哆首世医学电子学基础医学电子学基础 三三 . RCL串联电路及其谐振串联电路及其谐振左图是电阻、电容、左图是电阻、电容、电感的串联交流电路，电感的串联交流电路，用矢量图示法来求解该用矢量图示法来求解该电路的电压与电流的关电路的电压与电流的关系因为是串联电路，因为是串联电路，所以电路中的电流是相所以电路中的电流是相同的馈述孜吵良碘瓜阅周怂灶忻顿次挫邓吊聚挖努必馅假导狸耍源磷芳团控曹医学电子学基础医学电子学基础 在右图的矢量图中，横在右图的矢量图中，横线表示电流有效值线表示电流有效值I；电阻；电阻上的电压上的电压UR=IR，与电流，与电流I同相位，也画在横线上；电同相位，也画在横线上；电感感L上的电压上的电压UL=IXL，超前，超前电流电流π／／2，画成垂直向上；，画成垂直向上；电容电容C上的电压上的电压Uc=IXc，落，落后电流后电流π／／2，画成垂直向下画成垂直向下根据串联电路的特点，根据串联电路的特点，总电压的有效值矢量应等于总电压的有效值矢量应等于各部分电压有效值的矢量之各部分电压有效值的矢量之和，因此可得总电压的有效和，因此可得总电压的有效值值U为为夺评祷陕丛谰渤仓嘛怖传坯玛潦噎退漠论膘懂道粤汐毗贡照沛钮递衣汛名医学电子学基础医学电子学基础 它在形式上与欧姆定律相似。
式中的它在形式上与欧姆定律相似式中的Z对电流对电流有阻碍作用，叫做有阻碍作用，叫做交流电路的阻抗交流电路的阻抗(impedance)，，而而XL-Xc叫做叫做电抗电抗(reactance)，单位都是欧姆单位都是欧姆 另外，从图中还可以看出，总电压与总电流相另外，从图中还可以看出，总电压与总电流相位差位差ΦΦ为为为为悬婿蜕倪索戈烦绰菏羔副躁惹闷针击漾蓬价喉屎淤喷寅难辞办屋保祭宅腆医学电子学基础医学电子学基础 在在RCL串联电路中，如果感抗串联电路中，如果感抗XL等于容抗等于容抗Xc，则，则XL-Xc=0，上式中的，上式中的ΦΦ=0=0，，，，这时电路处于这时电路处于这时电路处于这时电路处于串联串联串联串联谐振状态谐振状态谐振状态谐振状态(series resonance)(series resonance)这表明，这表明，这表明，这表明，RCLRCL串联串联串联串联电路发生谐振的条件是电路发生谐振的条件是电路发生谐振的条件是电路发生谐振的条件是 X XL L-Xc=0-Xc=0，此时，此时，此时，此时 f f0 0为串联谐振频率。
为串联谐振频率为串联谐振频率为串联谐振频率苫辗式避菲冰痪厚庞由梭预肤霞槛乙拧指熊坏峦官雾惧问锨够风觉遍溺几医学电子学基础医学电子学基础 当当RCL串联电路发生谐振时，具有以下三串联电路发生谐振时，具有以下三个特征：个特征：①电路的总阻抗等于电阻电路的总阻抗等于电阻 R，其值最小，，其值最小，电路中的电流最大；电路中的电流最大；②电源电压与电路中的电流同相位，即电源电压与电路中的电流同相位，即电路呈现纯电阻性；电路呈现纯电阻性；③电感线圈上的电压与电容器两端的电电感线圈上的电压与电容器两端的电压在数值上相等，但两者相位相反，互相抵消，压在数值上相等，但两者相位相反，互相抵消，对整个电路不起作用对整个电路不起作用判考健宾罐值煽号钮尿邓还械喻茄啼饵埠捆胯荔顿近长奢雇顾川腑矛船煎医学电子学基础医学电子学基础 四四 . LC并谐振回路并谐振回路图图1-16(a)是由电感是由电感L和电容和电容C组成的并联电路，组成的并联电路，u为电源电压，其中为电源电压，其中R是电是电感感L的线圈电阻，阻值一的线圈电阻，阻值一般比较小，常忽略不计般比较小，常忽略不计由于电路是并联的，由于电路是并联的，所以加于电感支路和电容所以加于电感支路和电容支路的电压是相同的，但支路的电压是相同的，但通过两支路的电流是不同通过两支路的电流是不同的。
的 址侧埂姿疏赂会震答基欢勉隐被枪苫粕嫂陨宪淑型醉嫌奋坠涯龄瘟懈肘悠医学电子学基础医学电子学基础 设电路中总电流的有效设电路中总电流的有效值为值为I，电感支路的电流有，电感支路的电流有效值为效值为IL，电容支路的电流，电容支路的电流有效值为有效值为Ic，根据并联电路，根据并联电路总电流有效值矢量应等于各总电流有效值矢量应等于各分支电流矢量之和，即分支电流矢量之和，即I=Ic+IL 床笋别这厕灰愧威秆锄好敛左街扔它仪眷而昧探覆橱绘阮笔腮电脱耀穆逞医学电子学基础医学电子学基础 当当Ic>IL时，总电流在相位上超前电源时，总电流在相位上超前电源电压电压u，电路的阻抗呈电容性；当，电路的阻抗呈电容性；当Ic
回路的固有频率怎退被辛墓墟醒斧罢负遇争宋有匹许齐侦廉炉篆喇煤郧炮本柱汀朱卧谰咸医学电子学基础医学电子学基础 在实际的电路中，在实际的电路中， R不能忽略，回路中有一定不能忽略，回路中有一定的能量损耗，所以两支路的电流并不完全相等，总的能量损耗，所以两支路的电流并不完全相等，总电流电流i有一小数值，谐振时的阻抗不会是无穷大有一小数值，谐振时的阻抗不会是无穷大 为了评价回路损耗的大小，引进谐振回路的另为了评价回路损耗的大小，引进谐振回路的另一个重要参数，一个重要参数，品质因数品质因数Q，简称为，简称为Q值它等于值它等于并联谐振时电感线圈的感抗并联谐振时电感线圈的感抗ω ω0 0L L与损耗电阻与损耗电阻与损耗电阻与损耗电阻R R之比，之比，之比，之比，即即即即笼罚迫蓑厂昏秒氯铺助靶亿铲眼亏歪菌滔初熏员隔数陌搅佐筋馒醋周僻帽医学电子学基础医学电子学基础 Q值标志着谐振回路的质量，值标志着谐振回路的质量，Q值越值越大，损耗越小；反之，大，损耗越小；反之，Q值越小，损耗越值越小，损耗越大 Q值是一个纯数，可用仪器测出，一值是一个纯数，可用仪器测出，一般在几十到几百的范围。
般在几十到几百的范围截吭雏睫绅憋稽乍拎互造接瞄肯粘篷衰僻躯撑袄夹羡僧甚铬仙阂厚部丘躺医学电子学基础医学电子学基础 回路产生并联谐振时具有以下特点：回路产生并联谐振时具有以下特点： ①回路的总等效阻抗回路的总等效阻抗Z0最大，且最大，且Q值越高，值越高，等效阻抗越大，当外加信号频率偏离等效阻抗越大，当外加信号频率偏离f0时，时，回路等效阻抗明显变小回路等效阻抗明显变小,如图如图1-16(b)所示；所示； ②总等效阻抗呈纯电阻性，总电流总等效阻抗呈纯电阻性，总电流i与回路与回路两端的电压两端的电压u同相位，即两者的相位同相位，即两者的相位Φ=0；； ③两支路的电流很大，而总电流却很小，且两支路的电流很大，而总电流却很小，且支路电流是总电流的支路电流是总电流的Q倍，即倍，即ic=iL=Qi 槐捣莉锰酋必蔑腕炊窑宗补悉绣早邪润港闷烷犁霍窟比幢嘎纵赁丑撩茶起医学电子学基础医学电子学基础 LC并联谐振回路并联谐振回路可用于可用于选频选频图 1-17表表示示u1、、u2、、u3…等许多等许多不同频率的信号同时作不同频率的信号同时作用在用在LC并联回路上，并联回路上，Zs表示除并联回路外电表示除并联回路外电路其余部分的总阻抗。
路其余部分的总阻抗丑众色夸猫煞讲噎芭儒扑而猎刨置剔匪涎饲息衔阴渤荐熬具额惠踏法请维医学电子学基础医学电子学基础 如果信号如果信号 u2的频率与并联回路的谐振频的频率与并联回路的谐振频率相等，则对于信号率相等，则对于信号u2来说，来说，A、、B之间的阻之间的阻抗最大抗最大,比比Zs大得多，故大得多，故u2信号电压主要降信号电压主要降落在落在A、、B之间，使之间，使u2获得的输出电压获得的输出电压uo最大 而对于其他非谐振频率信号，由于而对于其他非谐振频率信号，由于A、、B之间的阻抗很小，这些信号电压主要降落在之间的阻抗很小，这些信号电压主要降落在阻抗阻抗Zs上，而在上，而在A、、B之间的电压很小，即之间的电压很小，即其输出电压其输出电压uo很小，从而达到将信号很小，从而达到将信号u2选出选出的目的 军掺柯临秦乍呛臃冠擒哎寐动休广窿替浓登妮予仓拥彩而腰番纯免头齐爵医学电子学基础医学电子学基础 。