電路的基本概念和基本定律優(yōu)秀文檔

前言一、電路課程的地位和作用二、電路理論的兩個(gè)分支

1、電路（網(wǎng)絡(luò)）分析：它的核心是在給定的電路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)的條件下，找出電路輸入（激勵(lì)）與輸出（響應(yīng)）的關(guān)系。即，已知輸入求輸出。2、電路（網(wǎng)絡(luò)）綜合：在已知輸入和輸出的條件下，設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。即，給定技術(shù)指標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)碾娐啡?shí)現(xiàn)它。網(wǎng)絡(luò)分析是我們研究的主要對象。三、安排四、主要參考書：李瀚蓀電路分析基礎(chǔ)北京理工大學(xué)邱關(guān)源電路西安交大吳大正信號(hào)與線性電路分析西安電子科技大學(xué)霍錫真電路分析北京郵電大學(xué)管致中電路、信號(hào)與系統(tǒng)人民教育出版社電路典型題解清華大學(xué)出版社

前言前言

四、幾點(diǎn)要求：1、要足夠重視，不要掉以輕心。2、課上認(rèn)真聽講，認(rèn)真做筆記，掌握重點(diǎn)、思路、方法。3、作業(yè)獨(dú)立完成，要抄題，畫圖。4、適當(dāng)做些課外題。第一章電路的基本概念和基本定律本章重點(diǎn)：1、電路的幾種變量：電壓ｕ、電流ｉ、功率ｐ2、幾種理想元件（電阻、獨(dú)立源、受控源）的模型及伏安關(guān)系3、基爾霍夫定律4、簡單電路的分析§1－1電路及電路模型集總假設(shè)2、電路的主要作用：(1)、進(jìn)行電能的傳輸、分配及轉(zhuǎn)換的過程.(2)、進(jìn)行信號(hào)的處理。二、電路模型1、理想元件：是實(shí)際器件在一定條件下抽象化和理想化后得到的模型。一、電路1、定義：由電工設(shè)備和元器件按一定的方式聯(lián)接起來且為電流流通提供路徑的總體。§1－1電路及電路模型集總假設(shè)

二、電路模型2、電路模型；用抽象的理想元件及其組合近似地代替實(shí)際器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對應(yīng)的電路模型。三、集總假設(shè)集總參數(shù)元件：若實(shí)際電路的電器裝置的幾何尺寸與工作波長相比非常小以致可以忽略不計(jì)，這樣的器件稱為集總參數(shù)器件或元件。理想化的集總參數(shù)器件沒有體積大小，從一端流出的瞬時(shí)電流等于從另一端流出的瞬時(shí)電流?！?－1電路及電路模型集總假設(shè)

三、集總假設(shè)由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路稱為集總參數(shù)電路。集總假設(shè)：在集總參數(shù)電路中，各種電現(xiàn)象（如電場、磁場）可以分別在不同的元件中考慮，電場只與電容元件有關(guān)，磁場只與電感元件有關(guān)，電阻只耗能，電場與磁場之間無相互作用，這種現(xiàn)象稱為集總假設(shè)。（電流與電壓只是時(shí)間的函數(shù)，而不是空間的函數(shù)）§1－2電路變量電壓電流及功率電路的基本變量：ｕ，ｉ，ｑ，常用變量:ｕ，ｉ，ｐ(ｐ為導(dǎo)出變量)一、電流

1、定義：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量。

2、單位：Ａ（安培）、mA、A3、參考方向：是任意假定的方向，在電路中用箭頭標(biāo)明。（3）、電路中，求任意兩點(diǎn)間的電壓與選擇的路徑無關(guān)。常用變量:ｕ，ｉ，ｐ(ｐ為導(dǎo)出變量)霍錫真電路分析北京郵電大學(xué)三、基爾霍夫電壓定律（KVL）電流控制電壓源CCVS、電流控制電流源CCCS即，給定技術(shù)指標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)碾娐啡?shí)現(xiàn)它。常用變量:ｕ，ｉ，ｐ(ｐ為導(dǎo)出變量)2、幾種理想元件（電阻、獨(dú)立源、受控源）的模型及伏安關(guān)系前言用抽象的理想元件及其組合近似地代替實(shí)際器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對應(yīng)的電路模型。短路：u=0,（i軸）R＝0，G＝∞三、電阻元件的特性：靜態(tài)無記憶性。3、參考方向：是任意假定的方向，在電路中用參考極性“＋”、“－”標(biāo)出。2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)。2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)。2、幾種理想元件（電阻、獨(dú)立源、受控源）的模型及伏安關(guān)系§1－2電路變量電壓電流及功率二、電壓1、定義：單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)獲得或失去的能量。

2、單位：ｖ、ｍｖ、ｖ3、參考方向：是任意假定的方向，在電路中用參考極性“＋”、“－”標(biāo)出。4、電壓電流的關(guān)聯(lián)參考方向：電壓與電流的參考方向一致，即，電流從高電位點(diǎn)流向低電位點(diǎn)，則稱u、i為關(guān)聯(lián)參考方向?！?－2電路變量電壓電流及功率三、功率當(dāng)u、i為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)

當(dāng)u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)

無論關(guān)聯(lián)還是非關(guān)聯(lián)，都有：p>0時(shí)，表明電路吸收或消耗能量p<0時(shí)，表明電路產(chǎn)生能量或提供能量

§1－3基爾霍夫定律一、幾個(gè)述語：支路節(jié)點(diǎn)回路網(wǎng)孔支路：一個(gè)二端元件稱為一條支路，或電路中具有兩個(gè)端鈕且通過同一個(gè)電流的分支。節(jié)點(diǎn)：兩條或兩條以上支路的連接點(diǎn)?；芈罚喝我婚]合路徑都稱為回路。網(wǎng)孔：回路中不再含有支路的回路。二、基爾霍夫電流定律（KCL）

1、定律：在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，對任一節(jié)點(diǎn)，流出（或流入）該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和等于0，即?！?－3基爾霍夫定律二、基爾霍夫電流定律（KCL）：流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流。2、注意幾點(diǎn)：（1）、KCL與元件的性質(zhì)無關(guān)。（2）、運(yùn)用KCL時(shí)，注意兩套符號(hào)（3）、廣義KCL：對任何封閉面，任一時(shí)刻流入（或流出）該封閉面的電流代數(shù)和為0。§1－3基爾霍夫定律三、基爾霍夫電壓定律（KVL）1、定律：在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，對任意回路，繞回路一周的各支路電壓降的代數(shù)和為0,即

2、注意幾點(diǎn)：（1）、KVL與元件的性質(zhì)無關(guān)。（2）、KVL與兩套符號(hào)打交道。（3）、電路中，求任意兩點(diǎn)間的電壓與選擇的路徑無關(guān)。結(jié)論：理想二極管正向偏置時(shí)，起短路作用，類似開關(guān)閉合，反向偏置時(shí)起開路作用，好比一個(gè)打開的開關(guān)。2、幾種理想元件（電阻、獨(dú)立源、受控源）的模型及伏安關(guān)系(2)、進(jìn)行信號(hào)的處理。3、線性電阻定義：凡在u-i平面內(nèi)能用一條過原點(diǎn)的直線表示的二端元件稱為線性電阻元件。2、幾種理想元件（電阻、獨(dú)立源、受控源）的模型及伏安關(guān)系p<0時(shí)，表明電路產(chǎn)生能量或提供能量2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)。二、基爾霍夫電流定律（KCL）：流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流。電壓控制電壓源VCVS2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)?！?-7兩類約束電路KCLKVL方程的獨(dú)立性3、參考方向：是任意假定的方向，在電路中用箭頭標(biāo)明。1、定義：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量。1、要足夠重視，不要掉以輕心。（2）、KVL與兩套符號(hào)打交道。(即電壓電流為代數(shù)關(guān)系)。（1）、設(shè)電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)為n，則獨(dú)立的KCL方程為n－1個(gè)，且為任意的n-1個(gè)?！?－4電阻元件一、線性電阻（主要研究對象）1、歐姆定律：(關(guān)聯(lián)參考方向)(非關(guān)聯(lián)參考方向)2、伏安關(guān)系：元件上電壓和電流的關(guān)系，簡寫為VAR。在u-i平面上畫出的電壓和電流的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線iu0

§1－4電阻元件一、線性電阻：（主要大研究對象）3、線性電阻定義：凡在u-i平面內(nèi)能用一條過原點(diǎn)的直線表示的二端元件稱為線性電阻元件。4、電導(dǎo)〔單位西門子（S）〕：5、線性電阻的兩種特殊情況：開路和短路。開路：i=0,（u軸），R＝∞，G＝0；短路：u=0,（i軸）R＝0，G＝∞§1－4電阻元件二、電阻元件的一般定義定義：一個(gè)二端元件的電壓和電流的關(guān)系表現(xiàn)為u-i平面上的一條曲線，則稱該二端元件為電阻元件。(即電壓電流為代數(shù)關(guān)系)。分類線性時(shí)變非時(shí)變非線性電阻元件除了線性就是非線性，非線性電阻元件的VAR不是過原點(diǎn)的直線。本課程主要研究線性非時(shí)變電阻元件。KVL、KCL稱為拓?fù)浼s束：反映了電路的整體連接關(guān)系，它來自元件的相互聯(lián)接方式。二、基爾霍夫電流定律（KCL）：流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流。1、定義：如果一個(gè)二端元件接到任一電路后，其兩端電壓總能保持規(guī)定的值,而與通過它的電流大小無關(guān)，則該二端元件稱為電壓源。2、伏安關(guān)系：元件上電壓和電流的關(guān)系，簡寫為VAR。開路：i=0,（u軸），R＝∞，G＝0；u=0對所有i>0導(dǎo)通短路在集總參數(shù)電路中，各種電現(xiàn)象（如電場、磁場）可以分別在不同的元件中考慮，電場只與電容元件有關(guān)，磁場只與電感元件有關(guān)，電阻只耗能，電場與磁場之間無相互作用，這種現(xiàn)象稱為集總假設(shè)。獨(dú)立源：能獨(dú)立向外電路提供能量的電源稱為獨(dú)立源，它是電路的能量來源，是電路的激勵(lì)?！?－1電路及電路模型集總假設(shè)§1－1電路及電路模型集總假設(shè)§1－1電路及電路模型集總假設(shè)網(wǎng)孔：回路中不再含有支路的回路?；芈罚喝我婚]合路徑都稱為回路?！?－4電阻元件三、電阻元件的特性：靜態(tài)無記憶性。四、電阻元件的功率：

五、理想二極管――非線性電阻元件電阻元件是耗能元件理想化后二極管§1－4電阻元件1、定義：由u負(fù)軸與i正軸兩直線段組成的VAR曲線所表示的二端元件稱為理想二極管。2、VAR表達(dá)式i=0對所有u<0截止開路u=0對所有i>0導(dǎo)通短路結(jié)論：理想二極管正向偏置時(shí)，起短路作用，類似開關(guān)閉合，反向偏置時(shí)起開路作用，好比一個(gè)打開的開關(guān)。理想二極管符號(hào)

2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)?！?－5理想獨(dú)立源獨(dú)立源：能獨(dú)立向外電路提供能量的電源稱為獨(dú)立源，它是電路的能量來源，是電路的激勵(lì)。一、理想獨(dú)立電壓源――簡稱為電壓源1、定義：如果一個(gè)二端元件接到任一電路后，其兩端電壓總能保持規(guī)定的值,而與通過它的電流大小無關(guān)，則該二端元件稱為電壓源。（2）、流過它的電流可任意，由外電路決定?！?－5理想獨(dú)立源一、理想獨(dú)立電壓源――簡稱為電壓源3、伏安關(guān)系：u=4、符號(hào)iuo+_

2、性質(zhì)：（1）、是定值或是時(shí)間t的函數(shù)，與外電路無關(guān)。§1－5理想獨(dú)立源二、理想獨(dú)立電流源――簡稱為電流源1、定義：：能夠?qū)ν馓峁┒ㄖ惦娏鞫c其端電壓大小無關(guān)的二端元件。（2）、它的端電壓可任意，由外電路決定。實(shí)際電壓源＋－R電阻表示實(shí)際電源的損耗§1－5理想獨(dú)立源3、伏安關(guān)系：i=iuo4、符號(hào)實(shí)際電流源R§1－6受控源一、引言二、理想受控源1、定義：理想受控源是具有兩條支路的雙口元件，其中一條支路的電壓或電流受控于另一條支路的電壓或電流。2、分類：描述受控源的兩個(gè)量：控制量與被控制量。所以分為四類：電壓控制電壓源VCVS、電壓控制電流源VCCS電流控制電壓源CCVS、電流控制電流源CCCS§1－6受控源電壓控制電壓源VCVS電壓控制電流源VCCS＋－＋－

＋－＋－＋－§1－6受控源電流控制電壓源CCVS電流控制電 流源CCCS＋－

＋－＋－＋－＋－§1－6受控源三、注意：

1、當(dāng)μ、gm

、γ、β為常數(shù)時(shí)，稱為線性受控源（研究對象）。2、注意受控電壓源和電流源的符號(hào)。3、當(dāng)控制量為0時(shí)被控制量也為0。4、受控源的VAR為代數(shù)方程，因此，受控源也稱為雙口有源電阻元件?！?-7兩類約束電路KCLKVL方程的獨(dú)立性一、兩類約束：元件的VAR稱為元件約束：反映了電路中各元件上電壓與電流的關(guān)系，它來自元件的性質(zhì)。KVL、KCL稱為拓?fù)浼s束：反映了電路的整體連接關(guān)系，它來自元件的相互