大学化学11413 78页

电工电子技术C张俊梅北京林业大学工学院自动化系email:joyzhangjm@163.com1\n绪论教材张南主编，电工学，高等教育出版社，2002.7课程情况教学：42学时实验：6学时(地点:工228,工203)考试：平时30%，期末考试70%答疑辅导地点：工学院2302\n总目录第一章电路分析基础第二章正弦交流电路第三章三相交流电路第七章半导体器件第十章集成运算放大器第八章交流放大电路第十一章数字电路电工部分模拟部分数字部分注:此处章节编排与教材对应3\n第一章（1）电路分析基础4\n电路的作用与组成一、电路二、作用三、组成§1.15\n电池灯泡将电能转换成光能和热能将化学能转换成电能电源负载导线6\n放大器话筒扬声器将信息转换成电信号将电信号还原成信息电源负载中间环节7\n电路是电流的通路，其作用为实现能量的输送和转换或信号的传递和处理，由电源、负载、中间环节组成。8\n电路的状态一、通路（有载工作）二、开路三、短路§1.29\n1.通路（有载工作态）ER0RI+-U+-下图开关闭合则电源为有载工作状态则：10\n2.开路ER0RI+-U+-下图开关断开则电源为开路工作状态则：11\n3.短路ER0RI+-U+-下图若电源两端连接在一起则电源被视为短路则：12\n电位的概念：Va=5Va点电位：ab15Aab15AVb=-5Vb点电位：在电路中任选一节点，设其电位为零（用此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是该节点的电位。记为：“VX”（注意：电位为单下标）。标记），电位§1.313\n电位值是相对的,参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。注意：电位和电压的区别14\n电位在电路中的表示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E215\nR1R2+15V-15V参考电位在哪里？R1R215V+-15V+-16\n电池灯泡EIRU+_负载电源电路中的参考方向§1.4电流电压电动势17\n物理量的正方向：实际正方向假设正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，对电量人为规定的方向。18\n物理量的实际正方向19\n物理量正方向的表示方法电池灯泡IRUabE+_abu_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）双下标箭头uab电压+-IR电流：从高电位指向低电位。20\n电路分析中的假设正方向（参考方向）问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR21\n(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；22\n例已知：E=2V,R=1Ω问：当U分别为3V和1V时，IR=?EIRRURabU解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：UE23\n(3)数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）EIRRURabU24\n(4)为了避免列方程时出错，习惯上把I与U的方向按相同方向假设。（关联参考方向）(1)方程式U/I=R仅适用于假设正方向一致的情况。(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.提示25\nIRURab假设:与的方向一致例假设:与的方向相反IRURab26\n理想电路元件§1.5电路实体电路模型一、理想无源元件二、理想有源元件三、电源与负载的判别27\n伏-安特性iuRiuui线性电阻非线性电阻(一)无源元件1.电阻R（常用单位：、k、M）28\n2.电感L：ui（单位：H,mH,H）单位电流产生的磁链线圈匝数磁通29\n电感中电流、电压的关系uei当(直流)时,所以,在直流电路中电感相当于短路.30\n线圈面积线圈长度导磁率电感和结构参数的关系线性电感:L=Const(如:空心电感不变)非线性电感:L=Const(如:铁心电感不为常数)uei31\n电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：电感的储能32\n3.电容C单位电压下存储的电荷（单位：F,F,pF）++++----+q-qui电容符号有极性无极性+_33\n电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以,在直流电路中电容相当于断路.uiC34\n极板面积板间距离介电常数电容和结构参数的关系线性电容:C=Const(不变)非线性电容:C=Const(不为常数)uiC35\n电容的储能电容是一种储能元件,储存的电场能量为：36\n无源元件小结理想元件的特性（u与i的关系）LCR37\n实际元件的特性可以用若干理想元件来表示例：电感线圈L：电感量R：导线电阻C：线间分布电容参数的影响和电路的工作条件有关。38\nUR1R2LCR1UR2U为直流电压时,以上电路等效为注意L、C在不同电路中的作用39\n(二)有源元件主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。1.理想电压源（恒压源）:特点：(1）输出电压不变，其值恒等于电动势。即UabE；（2）电源中的电流由外电路决定。IE+_abUab伏安特性IUabERO=0时的电压源.40\n恒压源中的电流由外电路决定设:E=10VIE+_abUab2R1当R1R2同时接入时：I=10AR22例当R1接入时：I=5A则：41\n恒压源特性中不变的是：_____________E恒压源特性中变化的是：_____________I_________________会引起I的变化。外电路的改变I的变化可能是_______的变化，或者是_______的变化。大小方向+_I恒压源特性小结EUababR42\n实际电压源伏安特性电压源模型IUEUIRO+-ERo越大斜率越大43\n2.理想电流源（恒流源):RO=时的电流源.特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）输出电压由外电路决定。44\n恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1AR=10时，U=10VR=1时，U=1V则:例45\n恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：_____________Is恒流源特性中变化的是：_____________Uab_________________会引起Uab的变化。外电路的改变Uab的变化可能是_______的变化，或者是_______的变化。大小方向abIUabIsR46\n恒流源举例IcIbUce当Ib确定后，Ic就基本确定了。在IC基本恒定的范围内，Ic可视为恒流源(电路元件的抽象)。cebIb+-E+-晶体三极管UceIc47\n实际电流源ISROabUabIIsUabI外特性电流源模型RORO越大特性越陡48\n电压源中的电流如何决定？电流源两端的电压等于多少？例IER_+abUab=?Is原则：Is不能变，E不能变。电压源中的电流I=IS恒流源两端的电压49\n恒压源与恒流源特性比较恒压源恒流源不变量变化量E+_abIUabUab=E（常数）Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对Uab无影响。IabUabIsI=Is（常数）I的大小、方向均为恒定，外电路负载对I无影响。输出电流I可变-----I的大小、方向均由外电路决定端电压Uab可变-----Uab的大小、方向均由外电路决定50\n3.两种电源的等效互换等效互换的条件：对外的电压电流相等。I=I'Uab=Uab'即：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'51\n等效互换公式IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'则I=I'Uab=Uab'若52\naE+-bIUabRO电压源电流源Uab'RO'IsabI'53\n等效变换的注意事项“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安特性一致），对内不等效。(1)IsaRO'bUab'I'RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量RO'中则消耗能量对内不等效对外等效时例如：54\n注意转换前后E与Is的方向(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRO'bI'aIsRO'bI'55\n(3)恒压源和恒流源不能等效互换abI'Uab'IsaE+-bI（不存在）56\n(4)进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和RO'不一定是电源内阻。57\nR1R3IsR2R5R4I3I1I应用举例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?58\n(接上页)IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I59\n+RdEd+R4E4R5I--(接上页)ISR5R4IR1//R2//R3I1+I360\n10V+-2A2I讨论题哪个答案对???+-10V+-4V2注意：对内不等效61\naIRUb电功率的概念：设电路任意两点间的电压为U,流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？(三)电源与负载的判别62\n在U、I正方向选择一致的前提下，若P=UI0IRUab或IRUab“吸收功率”（负载）“发出功率”（电源）若P=UI0IUab+-根据能量守衡关系P（吸收）=P（发出）63\n当计算的P>0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。所以，从P的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。结论在进行功率计算时，如果假设U、I正方向一致。当计算的P<0时,则说明U、I的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。64\n一、欧姆定律二、克希荷夫定律(一)克氏电流定律(二)克氏电压定律电路的基本定律§1.665\nRUI注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。RUIRUI一、欧姆定律66\n广义欧姆定律(支路中含有电动势时的欧姆定律)当Uab>E时，I>0表明方向与图中假设方向一致当Uab