电工与电子技术教学课件.ppt

电工电子技术 主编 廉亚囡 目录 第1篇电路基础 第1章直流电路 第2章正弦交流电路 第2篇模拟电子技术 第3章半导体器件和基本放大电路 第4章集成运算放大器及其应用 第5章直流稳压电源 第3篇数字电子技术 第6章数制与逻辑门电路 第7章组合逻辑电路 第8章时序逻辑电路 第9章D/A、 A/D 转换器 第10章随机存取存储器和可编逻辑程逻辑器件（PLD） 第1章直流电路 1.1电路 电路变量 1.1.1电路 电路模型 1.1.2电流 电压 1.1.3电功率 电能 1.2元件的约束 1.2.1电阻元件 1.2.2独立源 * 1.2.3受控源 1.3互联的约束 1.3.1基尔霍夫定律 1.3.2电路中电位的分析 1.4电路定理 1.4.1戴维南定理 1.4.2 叠加定理 1.1.1电路 电路模型 电路 所谓电路就是由各种电气设备和元器件按一定方式连接起来，为电流流通提供路径的总体。 理想元件 在一定条件下忽略实际元器件的次要物理性质，用反映其主要特征的“模型”来替代，这种“模型”称之为理想元件。 电路模型 由理想元件构成的电路，就称为实际电路的“电路模型”。 1.1.2电流 电压 电流 电荷的定向移动形成电流。电流的实际方向是指正电荷运动的方向，电流的大小通常用电流强度来表示，即单位时间内通过导体横截面的电荷量，简称电流。直流电流用大写字母I表示 交流流用小写字母i表示 电流的单位为安培（A）。 电压电路中a、b两点间电压大小等于电场力由a点移动单位正电荷到b点所作的功，即：U=W/Q。当正电荷在电场力作用下由a到b电场力所作的功W0时，电压的实际方向为从a到b，即电压的实际方向就是正电荷在电场中受电场力作用移动的方向。直流电压用大写字母U表示，交流电压用小写字母u表示。电压的单位是伏特（V） 。 电位在电路中任选一点为参考点，电路中某点到参考点的电压称该点（相对于参考点）的电位。用φ表示，单位也是伏特（V）。若选o点为参考点，则?o=0。而a点电位可表示为?a=Uao，b点电位可表示为?b=Ubo，则 Uab=?a??b 参考方向在一段电路或一个电路元件中事先选定的一个电流方向叫做电流的参考方向。实际中为了方便起见，对一段电路或一个电路元件，通常选定电压和电流的参考方向一致，即选定电流从标以电压“+”极的一端流入，从标以“－”极的一端流出，则把电压和电流的这种参考方向称为关联参考方向，简称关联方向。 【例1.1】 如图1.7中电流和电压的参考方向已经选定，已知I=4A，U=?2V，请指出电流和电压的实际方向。 解 I=4A0，I的实际方向与参考方向一致，因此I的实际方向由a指向b。 U=?2V0，U的实际方向与参考方向相反，因此b为电压实际方向的正极，a为电压实际方向的负极。 1.1.3电功率 电能 电功率电能对时间的变化率就是电功率，简称功率。用p或P 表示。直流电路中，电压电流为关联参考方向时，功率表示为P=U I 。这样规定后，当计算出功率值为正即P0时，表示元件实际吸收或消耗电能；当计算出功率值为负即P0时，表示元件实际发出电能。功率单位为瓦特（W ）。 电能直流电路中，电路消耗的电能为W=Pt 。 电能单位为焦耳（ J）。实际应用中常使用千瓦小时（kW· h），1kW·h的电能通常叫一度电。一度电为1000W×3600s=3.6×106J。在任一瞬间，一个电路中吸取电能的各个元件功率总和等于发出电能的各个元件功率的总和，这叫“电路的功率平衡”。 【例1.4】 如图1.10所示，已知元件发出功率，分析电路中电流、电压的实际方向。 解 如图已知元件发出功率，P0。图（a）中P=UI=10I0，I0，说明电流的实际方向和参考方向相反，电流实际方向由b指向a。 图（b）中P=?UI=U0，U0，说明电压的实际方向和参考方向相反，电压实际方向b为实际正极，a为实际负极。 1.2.1电阻元件 电阻 物体对电流的阻碍作用，称为物体的电阻，用符号R表示。电阻的单位是欧姆（Ω）。 欧姆定律 施加于电阻元件的电压与通过的电流成正比。直流电路中在电压与电流关联方向下，U=RI 。如果电阻元件上电压与电流的参考方向相反时，则欧姆定律为U=?RI 。 串联电路的特点 流过串联电路中各元件的电流相同；串联电路各元件上的电压之和等于串联电路的总电压。 并联电路的特点并联的各个元件的端电压相同；流过并联电路各元件的电流之和等于并联电路的总电流。 电阻的功率对线性电阻元件来说，在电压与电流关联参考方向下，任何时刻元件吸取的功率为 1.2.2独立源 电压源凡端电压按某一规律变化而与其电流无关的电源就是理想电压源，简称电压源。当