【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第1章 电路的基本概念及基本定律
1.1 电路模型
电路模型:把实际电路器件构成的电路进行抽象(近似化、理想化)得出来的模型,俗称电路图。
在电路模型中,电路元件是集中参数元件,电路是集中参数电路。
集中参数电路:由理想化的集中参数原件构成的电路。
具体是指,所研究的电路元件或电路的几何尺寸,与其工作波形的波长相比较,可忽略不计。
1.2 电路分析的基本变量
基本变量包括:电流、电压和功率。
1.2.1 电流
电荷的有规则移动形成电流,计量电流大小的物理量是电流强度。
电流强度:单位时间内通过导体路径中某一横截面的电荷量,有公式:
![](/assets/blank.gif)
直流和交流:在任一瞬间通过导体横截面的电荷都是相等的,而且方向也不随时间变化,则这种电流称为直流(Direct Current,DC),用符号I表示;若电流的大小和方向都随时间变化,则称为交变电流,简称交流(Alternating Current,AC),用符号i表示。
规定正电荷移动的方向为电流方向。
参考方向:在分析电路时预先假定的一个方向,若电流的真实方向与参考方向一致时,电流为正值,否则为负值。
实际方向:根据参考方向列出方程,解方程,得到电流若为正,则电流实际方向与参考方向相同,否则相反。
1.2.2 电压
电压:为了计量电荷得到或失去能量的大小引入的物理量,其公式为:
![](/assets/blank.gif)
电压定义:电路中a,b两点之间的电压表明了正电荷由a点转移到b点时所获得或失去的能量。得到电能,电位升高;失去电能,电位降低。
电压可用电位差表示。
电压可分为恒定电压和交变电压。
元件或支路的电压方向:
电压方向:由正极到负极的方向
电压参考方向:预先假定的方向
电压实际方向:根据参考方向列出方程,解方程,得到电压若为正,则电压实际方向与参考方向相同,否则相反
关联参考方向:电流、电压、电阻、电容和电感的参考方向一致,都是由正到负,因此默认对于同一元件,上述这些量的参考方向一致;电源则与电路元件相反,由负到正,因此电源的电压和电流是非关联参考方向(一句话,非关联参考方向就是方向相反)。
指定参考方向后,计算电源(电压源和电流源)的功率时,要在结果前加上负号,因为对于电源来说,电流和电压的参考方向为非关联的。
在对一个元件使用欧姆定律时,也要判断其电流和电压是否为关联参考方向,若为非关联参考方向,则需要在公式前加一个负号。
1.2.3 能量和功率
单位时间内消耗的电能即为电功率,当电功率为正时,其为元件的吸收功率;当电功率为负时,元件向外部电路提供功率。
![](/assets/blank.gif)
1.3 基尔霍夫定律
电路中的基本概念:
节点:每一个二端元件可构成一条支路,两条或两条以上支路的连接点叫做节点。
下图中,a,b,c,d都是节点。
![](/assets/blank.gif)
回路:电路中的任一闭合路径。
网孔:在回路内部不含支路的回路称为网孔。
网络:含元件较多的电路称为网络。
基尔霍夫定律:包括电流定律和电压定律。
基尔霍夫电流定律(KCL):在任一时刻,流入一个节点的电流总和等于从这个节点流出电流的总和。
基尔霍夫电压定律(KVL):在任一时刻,沿闭合电路的每个元件的电压降的代数和等于零。
1.4 电路元件
电路元件:实际电路器件的理想化模型。
构成集成参数电路的常用实际元器件:电阻器、电源、晶体管、电容器、电感器、变压器。
从元件对能量的表现划分为:耗能元件(电阻)、供能元件(电源)、储能元件(电容、电感)和能量控制元件。
1.4.1耗能元件——电阻元件
若电阻元件的电阻为R,则电阻元件的电压与通过其中的电流的关系应为:U=RI 。这就是欧姆定律。
若电压降与电流的参考方向相反,则欧姆定律应写为:U=-RI 。
电阻元件是一种无记忆元件,过去电阻上的电压和电流对现在是没有影响的。
电阻元件还可以用电导来表征,电导是电阻的倒数,其符号为G,国际单位为西门子,简称西(S)。
线性定常电阻
线性定常电阻的伏安特性是一条过原点的直线,直线斜率的倒数是电阻值R;
![](/assets/blank.gif)
线性时变电阻
它满足线性条件,但其电阻值是随时间而变的,其伏安特性是任何时刻都经过原点的直线。
![](/assets/blank.gif)
非线性电阻
其伏安特性不是一条直线,最典型的例子是半导体二极管。
![](/assets/blank.gif)
供能元件——独立电源
电源分为非独立电源和独立电源;
独立电源中,独立电压源的电压值不受电路中其他因素影响,独立电流源的电流值不受电路中其他因素影响;
独立电压源简称电压源,独立电流源简称电流源。
电压源
理想电压源
理想电压源:两端能保持规定电压的二段元件称为理想电压源。
基本性质:
它的端电压是定值,或是一定的时间函数,与流过的电流无关;
流过它的电流不是由电压源本身就能决定的,而是由与之相连接的外部电路决定的。
![](/assets/blank.gif)
实际电压源
实际上的电压源总是存在内阻的,所以也有内阻损耗,电流越大,损耗越大,端电压越低;
可以用一个理想电压源和内阻串联的模型来表征实际电压源:
![](/assets/blank.gif)
电流源
理想电流源
若一个二端元件流入电路的电流能保持规定值,则其为理想电流源;
基本性质:
它的电流是定值或是一定的时间函数,与端电压无关;
它的端电压不是由其本身就能确定的,而是由与之相连的外部电路来决定的。
![](/assets/blank.gif)
实际电流源
![](/assets/blank.gif)
电源模型的等效互换
依据:一对特定的电压源和电流源的外特性(对外表现的电压和电流)相同。
![](/assets/blank.gif)
储能元件——动态元件
动态元件的u-i关系要用微分关系来表征。
电容元件
电容器所存储的电荷:
![](/assets/blank.gif)
在电容器极板上聚集的电荷取决于那一刻电容元件两端的电压,所以电容器是一种能使聚集电荷q与其两端电压u相约束的元件,用电容(C)来表征这种关系的大小,其单位为法拉(F):
![](/assets/blank.gif)
某一时刻电容器的电流公式如下,它表明:电容器两端的电压不可能发生跃变,只能是连续变化的:
![](/assets/blank.gif)
若电容器开始充电时的初始电压为0,则经过时间t之后,它所吸收的能量为:
![](/assets/blank.gif)
电容器的串联和并联:串倒并和。
电感元件
电感器是将能量存储在磁场中的元件。
由多个单线圈的磁通量累加得到的是磁链,磁链与电流成正比,其约束关系可以用电感(L)来表征。
![](/assets/blank.gif)
![](/assets/blank.gif)
电感的储能公式:
![](/assets/blank.gif)
电感的串联和并联:串和并倒。
控能元件——受控电源
![](/assets/blank.gif)
【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第1章 电路的基本概念及基本定律相关推荐
- 【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第4章 动态电路的分析方法
动态电路分析法的研究对象是含动态元件的电路的过渡过程. 一阶电路是含有一个动态元件的线性电路. 4.1 一阶电路的零输入响应 零输入响应:没有外部激励输入,仅仅依靠动态元件中的储能产生的响应. 电容一 ...
- 【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第11章 数制、编码与逻辑代数
11.1 数制与数制转换 11.2 二进制数的编码 1. 二-十进制(BCD)码 把十进制数的每一位用多位二进制数表示,称为二进制编码的十进制数,简称BCD编码. 具有二进制数的形式,又具有十进制数的 ...
- 电子技术基础(三)__第1章 电路分析基础
基尔霍夫定律 和欧姆定律都是分析与计算电路的最基本的定律. 基尔霍夫定律包括 基尔霍夫电流定律(KCL) 和基尔霍夫电压定律(KVL). KCL可表述为: 对于电路中任一节点,在任一时刻,流入该节点的 ...
- 电子技术基础(三)__第1章电路分析基础 RLC串联电路
一 RC串联电路的分析 容抗的公式: 注意: 在有电容的电路, 电容的电流超前电压90度 电容上的电压 = 电流 * 容抗 二 RL串联电路的分析 力的合成方法就是指勾股定理方法 三 RLC串 ...
- 《模拟电子技术基础》笔记——上交大郑益慧主讲——辅助教材《电子电路原理第四版》—— 要反反复复看直到记住图的推导过程——出错了欢迎指正——由于是快速刷了一遍还是要反复复习——学习这里面的思路
第0章 电⼦学三⼤基本⽆源器件:电容,和电感.电阻 电容--存储电能量 以平⾏板电容器为例,简单介绍下电容的基本原理: 下图是电容存储的电场能,以电场线表现电场强度变化 如上图所⽰,在两块距离较近.相 ...
- 模拟电路基础秦世才_模拟电子技术基础碎片化-晶体管及放大电路基础
1.本章主要介绍bipolar三极晶体管的知识 2.本章主要内容如下: 晶体管的结构 工作原理 伏安特性及主要电参数 共发射极.共集电极.共基极三种放大电路的组成 电路的静态(无输入电信号的状态)和动 ...
- 电子技术基础(三)__第4章 直流稳压电源_三种电路
一 正电源用78系列芯片(7805. 7812) 负电源用79系统芯片(7905.7915) 电平转换(DC-DC), 直流变交流(DC-AC), 交流变直流(AC-DC) 二 关于桥式整流电路, 工 ...
- 电子技术基础(三)__第2章放大电路原理__晶体三极管
晶体管的三个工作区及相应的偏置电压 1 晶体三极管具有三个区.两个PN结,从三个区分别引出三个电极而构成. 晶体三极管内部的三个区, 分别称为发射区.基区.集电区. 从三个区分别引出的电极称为发射极( ...
- 数字电子技术基础 学习笔记1
一.模拟信号和数字信号 一.模拟电路与数字电路 模拟电路:模拟信号(模拟量)是指时间上和数值上(幅度上)都是连续变化的信号,传输.处理模拟信号的电路称为模拟电路. 如某一天的温度变化曲线.(一条曲线) ...
最新文章
- 提高C++性能的编程技术笔记:设计优化/可扩展性/系统体系结构相关+测试代码
- 供应链攻击已成全球企业的“心腹大患”
- pycharm的安装与python解释器的安装,pip环境变量的配置要不然使用pip时报不是内部命令
- java 服务器长链接_Java如何实现长连接
- 在 Windows上写 Python 代码的最佳组合!
- 【转】系统缓存全解析二:动态缓存(4)-第三方分布式缓存解决方案 Memcache(2)...
- 开源 计划管理_公司开源计划的三大好处
- 朴素贝叶斯算法matlab实现以及EM算法
- 多个字段去重 多关联查
- java中时时检查代码中变量的值_如何调试JDK源代码并查看局部变量值
- 普通函数和Generator函数递归获取嵌套数组的最大值
- Maven命令安装JAR包到本地仓库
- dpp-enrollee配网
- LeeCode 130 DFS
- Java抓图程序的实现(改进版)
- python正则抓取身份证号码,验证18位身份证号码是否正确
- LightOJ - 1406 Assassin`s Creed【状压DP】
- 软件测试工程师职业规划
- Matlab将图像序列合成为视频
- 软考高项历年“风险”论文