電路與模擬電子技術(shù)第1章電阻電路-修改

1、電路與模擬電子電路與模擬電子技術(shù)第技術(shù)第1 1章電阻電章電阻電路路1.1 電阻器電阻器1.2 直流電阻電路直流電阻電路1.3 交流電阻電路交流電阻電路數(shù)碼法數(shù)碼法: :標(biāo)稱阻值還可以用數(shù)字來(lái)表示，通常是標(biāo)稱阻值還可以用數(shù)字來(lái)表示，通常是3 3位數(shù)，也有用位數(shù)，也有用3 3位以位以 上的數(shù)，單位為歐姆（上的數(shù)，單位為歐姆（）。不管用幾位數(shù)，最后）。不管用幾位數(shù)，最后1 1位數(shù)表示位數(shù)表示 “ “0”0”的個(gè)數(shù)，即在前面數(shù)字后面所乘上的乘數(shù)（的個(gè)數(shù)，即在前面數(shù)字后面所乘上的乘數(shù)（1010的的N N次次 方）方）3.3.電阻器的選擇電阻器的選擇電阻器的選擇應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。電阻器的選擇應(yīng)

2、根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。就材料而言：高頻電路中通常選用電感和分布電容小的非線繞電阻器就材料而言：高頻電路中通常選用電感和分布電容小的非線繞電阻器; 就阻值而言：應(yīng)選擇最接近應(yīng)用電路中計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)稱值就阻值而言：應(yīng)選擇最接近應(yīng)用電路中計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)稱值就功率而言：應(yīng)選擇額定功率大于應(yīng)用電路中電阻器可能承受的最大實(shí)就功率而言：應(yīng)選擇額定功率大于應(yīng)用電路中電阻器可能承受的最大實(shí) 際功率際功率 就電位器而言：選擇時(shí)除考慮上述因素外，還要注意電位器的結(jié)構(gòu)、規(guī)就電位器而言：選擇時(shí)除考慮上述因素外，還要注意電位器的結(jié)構(gòu)、規(guī) 格、調(diào)節(jié)方式、阻值變化規(guī)律等格、調(diào)節(jié)方式、阻值變化規(guī)律等 返回返回1.

3、2 直流電阻電路直流電阻電路1.2.1 簡(jiǎn)單直流電阻電路簡(jiǎn)單直流電阻電路 1. 電路圖電路圖: 見表見表1-42. 電阻串聯(lián)電路電阻串聯(lián)電路（1）每個(gè)電阻上流過(guò)的電流相等，且等于電路總電流）每個(gè)電阻上流過(guò)的電流相等，且等于電路總電流（2）每個(gè)電阻阻值之和等于電路的總電阻值。即：用一個(gè)阻值等于每個(gè)電阻）每個(gè)電阻阻值之和等于電路的總電阻值。即：用一個(gè)阻值等于每個(gè)電阻阻值之和的電阻代替該串聯(lián)電路，不改變?cè)摯?lián)電路的作用阻值之和的電阻代替該串聯(lián)電路，不改變?cè)摯?lián)電路的作用（3）每個(gè)電阻兩端的電壓之和等于電路的總電壓，每個(gè)電阻兩端的電壓與電）每個(gè)電阻兩端的電壓之和等于電路的總電壓，每個(gè)電阻兩端的電壓與電

4、阻值成正比阻值成正比 （4） 每個(gè)電阻實(shí)際功率之和等于電路的總功率，每個(gè)電阻的功率與電阻值成正比每個(gè)電阻實(shí)際功率之和等于電路的總功率，每個(gè)電阻的功率與電阻值成正比3. 電阻并聯(lián)電路電阻并聯(lián)電路（1） 每個(gè)電阻兩端的電壓相等，且等于電路總電壓每個(gè)電阻兩端的電壓相等，且等于電路總電壓（2） 每個(gè)電阻阻值倒數(shù)之和等于電路總電阻的倒數(shù)每個(gè)電阻阻值倒數(shù)之和等于電路總電阻的倒數(shù)（3）每個(gè)電阻上流過(guò)的電流之和等于電路的總電流，每個(gè)電阻上流過(guò)的電流與電）每個(gè)電阻上流過(guò)的電流之和等于電路的總電流，每個(gè)電阻上流過(guò)的電流與電 阻值成反比阻值成反比（4） 每個(gè)電阻實(shí)際功率之和等于電路的總功率，每個(gè)電阻的功率與電阻值成

5、反比每個(gè)電阻實(shí)際功率之和等于電路的總功率，每個(gè)電阻的功率與電阻值成反比 電阻值的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用電阻值的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用G表示，單位為西門子（表示，單位為西門子（S）（5） 每個(gè)電阻的電導(dǎo)之和等于電路的總電導(dǎo)每個(gè)電阻的電導(dǎo)之和等于電路的總電導(dǎo) GG1G2 GN （6） 每個(gè)電阻上的電流與電導(dǎo)成正比每個(gè)電阻上的電流與電導(dǎo)成正比 4. 簡(jiǎn)單直流電阻電路簡(jiǎn)單直流電阻電路 見書見書P17 例題例題1.6，P19 例題例題1.71.2.2 復(fù)雜直流電阻電路復(fù)雜直流電阻電路1. 基本概念基本概念(1) 支路、節(jié)點(diǎn)與回路支路、節(jié)點(diǎn)與回路 支路：電路中流過(guò)同一電流的分支稱支路支路：電路中流過(guò)同一電流的分支稱支

6、路 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：3條或條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn)條以上支路的連接點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn) 回路：電路中任一閉合的路徑稱回路回路：電路中任一閉合的路徑稱回路(2) 參考方向參考方向 電流的方向電流的方向a.電流是由電荷定向移動(dòng)產(chǎn)生的。電流是由電荷定向移動(dòng)產(chǎn)生的。b.我國(guó)習(xí)慣上以正電荷移動(dòng)方向（電子移動(dòng)的反方向）作為電流的方向。我國(guó)習(xí)慣上以正電荷移動(dòng)方向（電子移動(dòng)的反方向）作為電流的方向。 電壓的方向電壓的方向a.電位差即是移動(dòng)電荷所需的電位差即是移動(dòng)電荷所需的“外力外力” 電壓。電壓。b.我國(guó)習(xí)慣上將電壓降低的方向定義為電壓的方向我國(guó)習(xí)慣上將電壓降低的方向定義為電壓的方向 。 電動(dòng)勢(shì)的方向電動(dòng)勢(shì)的方向a.電

7、動(dòng)勢(shì)是用來(lái)衡量電源轉(zhuǎn)換其他形式能量能力的一個(gè)物理量，用電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)衡量電源轉(zhuǎn)換其他形式能量能力的一個(gè)物理量，用E表示，單位表示，單位是伏特，簡(jiǎn)稱伏（是伏特，簡(jiǎn)稱伏（V）b.電動(dòng)勢(shì)的方向由電源的負(fù)極指向電源的正極電動(dòng)勢(shì)的方向由電源的負(fù)極指向電源的正極 c.電源電動(dòng)勢(shì)和電源電壓大小相等，方向相反電源電動(dòng)勢(shì)和電源電壓大小相等，方向相反 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向a.參考方向是假設(shè)的一個(gè)方向參考方向是假設(shè)的一個(gè)方向b.作用：為了解題的方便作用：為了解題的方便c.根據(jù)電壓和電流的正負(fù)做出正確地判斷根據(jù)電壓和電流的正負(fù)做出正確地判斷d.當(dāng)電壓和電流為正值時(shí)，電壓和電流的實(shí)際方向與參考方向一致

8、；當(dāng)電壓和電當(dāng)電壓和電流為正值時(shí)，電壓和電流的實(shí)際方向與參考方向一致；當(dāng)電壓和電流為負(fù)值時(shí)，電壓和電流的實(shí)際方向與參考方向相反流為負(fù)值時(shí)，電壓和電流的實(shí)際方向與參考方向相反2. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律(1) 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（KCL）a.內(nèi)容：流入和流出某一節(jié)點(diǎn)的所有電流代數(shù)和等于零。即內(nèi)容：流入和流出某一節(jié)點(diǎn)的所有電流代數(shù)和等于零。即 I0b.解題時(shí)一般取流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，則流出節(jié)點(diǎn)的電流就為負(fù)解題時(shí)一般取流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，則流出節(jié)點(diǎn)的電流就為負(fù)c.其它表述：流進(jìn)節(jié)點(diǎn)電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和。即其它表述：流進(jìn)節(jié)點(diǎn)電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和。即(2) 基爾霍夫電壓

9、定律（基爾霍夫電壓定律（KVL）a.內(nèi)容：任意閉合回路中，電壓的代數(shù)和等于零。即內(nèi)容：任意閉合回路中，電壓的代數(shù)和等于零。即 U0b.解題時(shí)一般取電壓降為正，則電壓升就是負(fù)解題時(shí)一般取電壓降為正，則電壓升就是負(fù) c.其它表述：任意閉合回路中，電阻上電壓代數(shù)和等于電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。即其它表述：任意閉合回路中，電阻上電壓代數(shù)和等于電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。即 IREI入入I出出1.2.3 復(fù)雜直流電阻電路分析復(fù)雜直流電阻電路分析1. 支路電流法（支路電流法（見見P26 例題例題1.12）（1）內(nèi)容：支路電流法以支路電流為求解對(duì)象（即未知量），直接應(yīng)用）內(nèi)容：支路電流法以支路電流為求解對(duì)象（即未知量），直接應(yīng)用

10、KCL和和KVL分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需的方程組；然后，解出各支路電流；最后，利分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需的方程組；然后，解出各支路電流；最后，利用歐姆定律求出其他所需的量。用歐姆定律求出其他所需的量。（2）步驟）步驟：a. 標(biāo)出各支路電流的參考方向，當(dāng)電路有標(biāo)出各支路電流的參考方向，當(dāng)電路有n個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，列出個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，列出n一一1個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。流方程。b. 選擇回路，標(biāo)出回路方向（一般為順時(shí)針方向），當(dāng)支路有選擇回路，標(biāo)出回路方向（一般為順時(shí)針方向），當(dāng)支路有m個(gè)、節(jié)點(diǎn)有個(gè)、節(jié)點(diǎn)有n個(gè)個(gè)時(shí)，列出時(shí)，列出m（n1）個(gè)回路電壓方程。）個(gè)回路電壓方程。c. 代入已知量，解方程組，

11、求出各支路電流值。代入已知量，解方程組，求出各支路電流值。d. 若需要求其他量，借助歐姆定律求解。若需要求其他量，借助歐姆定律求解。2. 疊加定理（疊加定理（見見P28 例題例題1.13）內(nèi)容：線性電路中，幾個(gè)電源共同作用下的各支路電流（或各元件上的電壓），等內(nèi)容：線性電路中，幾個(gè)電源共同作用下的各支路電流（或各元件上的電壓），等 于這幾個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)各支路電流（或各元件上電壓）的代數(shù)和于這幾個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)各支路電流（或各元件上電壓）的代數(shù)和3. 戴維南定理戴維南定理內(nèi)容：任何一個(gè)線性含電源的兩個(gè)端口電路（又稱有源二端網(wǎng)絡(luò)），可以用一個(gè)電內(nèi)容：任何一個(gè)線性含電源的兩個(gè)端口電路（又稱

12、有源二端網(wǎng)絡(luò)），可以用一個(gè)電 阻和一個(gè)電壓源的串聯(lián)來(lái)代替。阻和一個(gè)電壓源的串聯(lián)來(lái)代替。含義：一是可以用一個(gè)電阻和一個(gè)電壓源串聯(lián)來(lái)代替一個(gè)含電源的電路；含義：一是可以用一個(gè)電阻和一個(gè)電壓源串聯(lián)來(lái)代替一個(gè)含電源的電路； 二是如何確定電阻和電壓源的參數(shù)二是如何確定電阻和電壓源的參數(shù)返回返回1.3 交流電阻電路交流電阻電路1.3.1 交流電的基本概念交流電的基本概念 1. 正弦交流電正弦交流電（1） 正弦交流電的產(chǎn)生：正弦交流電由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦交流電的產(chǎn)生：正弦交流電由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生（2） 正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素 瞬時(shí)值、最大值、有效值瞬時(shí)值、最大值、有效值a.瞬時(shí)值瞬時(shí)值:正弦波上

13、每一點(diǎn)的幅度稱為正弦交流電的瞬時(shí)值，反映該點(diǎn)正弦交流正弦波上每一點(diǎn)的幅度稱為正弦交流電的瞬時(shí)值，反映該點(diǎn)正弦交流電的大小，用小寫字母表示。電的大小，用小寫字母表示。b.最大值最大值:正弦波上幅度最大點(diǎn)的值稱為峰值正弦波上幅度最大點(diǎn)的值稱為峰值c.有效值有效值:相同時(shí)間內(nèi)、相同電阻上，產(chǎn)生與交流電相同熱量所需的直流電的大相同時(shí)間內(nèi)、相同電阻上，產(chǎn)生與交流電相同熱量所需的直流電的大小。小。 I0.707Im U0.707Um 相位角、初相角相位角、初相角a.發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子線圈平面與中心面之間的夾角稱為初相角，簡(jiǎn)稱初相發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子線圈平面與中心面之間的夾角稱為初相角，簡(jiǎn)稱初相b.初相通常用初相

14、通常用表示表示 c.相位角：相位角：t 周期、頻率、角頻率周期、頻率、角頻率a.周期周期:正弦波完成一次循環(huán)所需的時(shí)間叫周期，用正弦波完成一次循環(huán)所需的時(shí)間叫周期，用T表示。單位是秒（表示。單位是秒（s） b.頻率頻率:指指1秒鐘循環(huán)的次數(shù)，用秒鐘循環(huán)的次數(shù)，用f表示。單位是赫茲（表示。單位是赫茲（Hz），簡(jiǎn)稱赫），簡(jiǎn)稱赫 c.角頻率角頻率:指指1秒鐘變化的電角度，用秒鐘變化的電角度，用表示，單位是弧度表示，單位是弧度/秒（秒（rad/s） （3 3） 正弦交流電的表示正弦交流電的表示波形法：波形法：三角函數(shù)法：三角函數(shù)法：u=Um sin（tu）=U sin（tu） iImsin（ti）=I

15、 sin（ti）2. 2. 三相正弦交流電三相正弦交流電（1 1） 三相正弦交流電的產(chǎn)生：三相正弦交流電的產(chǎn)生：三相正弦交流電由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相正弦交流電由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生（2 2） 三相正弦交流電的概念三相正弦交流電的概念工作方式：工作方式：a.a.三相三線制三相三線制: : 用三根相線供電，適用于遠(yuǎn)距離高壓輸電，可大大節(jié)省輸電線用三根相線供電，適用于遠(yuǎn)距離高壓輸電，可大大節(jié)省輸電線 路成本路成本b.b.三相四線制三相四線制: :用三根相線和一根中線供電，通常在低壓配電系統(tǒng)中使用用三根相線和一根中線供電，通常在低壓配電系統(tǒng)中使用兩種電壓：相電壓和線電壓兩種電壓：相電壓和線電壓 a.a

16、.相電壓相電壓: :相線與中線之間的電壓，即三相交流發(fā)電機(jī)繞組兩端的電壓相線與中線之間的電壓，即三相交流發(fā)電機(jī)繞組兩端的電壓, ,分別用分別用 u uU U、u uV V、u uW W表示表示 b.b.線電壓線電壓: :相線與相線之間的電壓，通常用相線與相線之間的電壓，通常用u uUVUV、u uVWVW、u uWUWU表示表示 （3 3） 三相正弦交流電的表示三相正弦交流電的表示波形法：波形法：三角函數(shù)法：三角函數(shù)法： uUU p sint uVU p sin（t120） uWU p sin（t120）3. 3. 非正弦交流電非正弦交流電（1 1）方波）方波特點(diǎn)：方波的正半部分和負(fù)半部分在形

17、狀上是方形，這意味著電壓或電流立特點(diǎn)：方波的正半部分和負(fù)半部分在形狀上是方形，這意味著電壓或電流立即達(dá)到最大值，且在此變換區(qū)間其值保持不變即達(dá)到最大值，且在此變換區(qū)間其值保持不變矩形波矩形波（2 2）三角波）三角波三角波由相同斜率的正向和負(fù)向斜坡組成。在正向變化期間，波形按線性比例三角波由相同斜率的正向和負(fù)向斜坡組成。在正向變化期間，波形按線性比例從從0 0增加到最大值，然后減小到增加到最大值，然后減小到0 0。在負(fù)向變化期間，波形按線性比例從。在負(fù)向變化期間，波形按線性比例從0 0減小到減小到負(fù)最大值，然后增加到負(fù)最大值，然后增加到0 0。三角波的周期可通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)最大值之間的時(shí)間來(lái)確。三角

18、波的周期可通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)最大值之間的時(shí)間來(lái)確定。三角波主要用于電子信號(hào)。定。三角波主要用于電子信號(hào)。（3 3） 鋸齒波鋸齒波鋸齒波是三角波的一種特殊例子，其波形先按線性比例增加到正的最大值，然鋸齒波是三角波的一種特殊例子，其波形先按線性比例增加到正的最大值，然后迅速減小到負(fù)的最大值。即：鋸齒波的正向斜坡相對(duì)來(lái)說(shuō)區(qū)間（時(shí)間）較后迅速減小到負(fù)的最大值。即：鋸齒波的正向斜坡相對(duì)來(lái)說(shuō)區(qū)間（時(shí)間）較長(zhǎng)，其斜率比負(fù)向斜坡要小。鋸齒波常用于觸發(fā)電子電路工作。在電視機(jī)和示長(zhǎng)，其斜率比負(fù)向斜坡要小。鋸齒波常用于觸發(fā)電子電路工作。在電視機(jī)和示波器中，鋸齒波用于掃描通過(guò)屏幕的電子束產(chǎn)生圖像。波器中，鋸齒波用于掃描通過(guò)

19、屏幕的電子束產(chǎn)生圖像。1.3.2 1.3.2 單相交流電阻電路單相交流電阻電路1.1.電阻電壓與電流的關(guān)系電阻電壓與電流的關(guān)系（1）電阻電壓與電流的關(guān)系）電阻電壓與電流的關(guān)系大小關(guān)系：大小關(guān)系：相位關(guān)系：相位關(guān)系：2. 電阻的功率電阻的功率（1）計(jì)算公式：）計(jì)算公式： PUI（2）波形圖：）波形圖：1.3.3 三相交流電阻電路三相交流電阻電路1. 三相四線制交流電路三相四線制交流電路（1）三相四線制交流電路中，每相負(fù)載接在三相電源的相線與中線之間。每相）三相四線制交流電路中，每相負(fù)載接在三相電源的相線與中線之間。每相負(fù)載的電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓，負(fù)載電流與對(duì)應(yīng)的相線電流（線電流）相等負(fù)載的電壓等

20、于對(duì)應(yīng)的相電壓，負(fù)載電流與對(duì)應(yīng)的相線電流（線電流）相等（2）電路圖）電路圖2. 三相三線制交流電路三相三線制交流電路（1） 正弦交流電的相量表示正弦交流電的相量表示用相量表示正弦交流電時(shí)，相量的長(zhǎng)度表示正弦交流電的幅度或有效值，相量用相量表示正弦交流電時(shí)，相量的長(zhǎng)度表示正弦交流電的幅度或有效值，相量的相角表示正弦交流電的初相角。相量只能表示正弦量，不等于正弦量。的相角表示正弦交流電的初相角。相量只能表示正弦量，不等于正弦量。（2） 三相四線制交流電路中的中線三相四線制交流電路中的中線a.三相四線制電源的每相電壓大小相等、相位互差三相四線制電源的每相電壓大小相等、相位互差120，接入三相四線制電源，接入三相四線制電源的每相負(fù)載電壓也大小相等、相位互差的每相負(fù)載電壓也大小相等、相位互差120。對(duì)電阻性負(fù)載而言，每相負(fù)載電。對(duì)電阻性負(fù)載而言，每相負(fù)載電流的相位與該相的電壓同相，所以，每相負(fù)載電流的相位互差流的相位