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医学电子学基础 生物医学工程研究所 课程安排 理论学时36，实验学时18，共54学时。周4学时，实验安排在周三下午。 考试课。闭卷考试。 实验成绩按出勤、实验报告等计入总成绩，占20分。 学习建议 掌握基本原理和基本分析方法 理论和实验相结合，加深对理论的理解 掌握典型例题 第一章 电路基础 　　　 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，分析和综合方法已在仪器设计中得到广泛应用． 第一节 直流电路 第二节 电路的暂态过程 第三节 交流电路 第一节 直流电路 一.电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电流(current)，习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向，而电路(circuit)则是电流所流过的路径。 形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自由移动的电荷(即载流子)，二是电路两端必须加有电压。 注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系。 　导体两端的电压与通过它的电流强度的关系称为欧姆定律。 R (resistance):电阻 G (conductance):电导，两者互为倒数。 电路的组成如图1-1所示。 二. 基尔霍夫定律（Ｋirchhoff’s Law) 用于进行复杂电路的计算。 支路(branch):通过同一电流的每个分支电路。 节点(nodal point):二条或三条以上通电支路的汇合点。 1. 基尔霍夫第一定律 流入节点的电流之和等于流出节点电流之和。 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，通常记为∑I=0 其中流入节点的电流规定为正，流出节点的电流为负。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相同；如果计算值为负，则实际方向与假设方向相反。 2. 基尔霍夫第二定律 在分支电路中，任一闭合路径称为回路(1oop)，如图1-3所示，abdca和abfea都是闭合回路。 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 ∑E+∑IR=0 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程组。 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，电势升高者为“+”，电势降低者为“-”。 具体按以下规则确定电势增量的正、负号：①当电阻R中的电流方向与选定的回路绕行方向相反时，电势增量为+IR，相同时，电势增量为-IR；②如果电动势E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+E，相反时，电势增量为-E。 电路如图1-3所示。El=4.0V,E2=6.0V,R1=1.0Ω,R2=1.5Ω,R3=10Ω,计算I1,I2,I3的值。 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a，有 I1+I2-I3=0 (a) 根据基尔霍夫第二定律，对于回路dcabd(逆时针方向)，有 El-I1Rl+I2R2-E2=0 (b) 对于回路abfea(顺时针方向)，有 I2R2-E2+I3R3=0 (c) 将(a)、(b)、(c)三式联立，通过对方程组求解，可得各支路的电流分别为 I1=-0.53A I2=0.98A I3=0.45A 上面的计算结果，流过El的电流Il为负值，说明该电流与图中假定的方向相反，即实际上Il不是从El的正极流出，而是从E1的正极流入，Il非但没有向负载供电，相反由E2对它进行充电。 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m个未知数，则需要列出m个独立方程，若电路有n个节点，则只能列出(n-1)个节点电流方程，其余m-(n-1)个方程应为独立的回路方程(电压方程)，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。 上例中n=2(a,b)，m=3，独立的回路方程为2个。 三. 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。 1. 电压源 电压源可以看成是电动势E和内阻R0的串联组合，如图1-4(a)虚线框内所示。当电压源向负载RL提供电压和电流时，电源两端的电压U(也叫输出电压)与输出电流I之间有如下关系： U=E-IR0 上式表明，随着输出电流的增大，电压源的输出电压线性下降，如图1-4(b)所示，且内阻R0愈