[工学]1电路分析基础.ppt

模拟与数字电路叶晓明测量工程研究所 教材： 电子技术基础(模拟部分) 电子技术基础(数字部分) 华中理工大学电子学教研室编 主编：康华光 本课程的意义 现代工科教育的必修课程 本课程的意义 高科技时代对人才素质的基本要求。 本课程的意义 现代测绘学科是在现代电子技术的推动下实现革命性进步的。 本课程的意义 电子计算机技术大大提高了测绘的数据处理效率，测绘数据处理这个曾经耗费大量劳动力的工作变得简便易行---现代测绘技术的第二次革命。 本课程的意义 以电磁波测距技术为支撑的GPS定位技术实现了大跨度基线的直接测量，再次提高了测量效率---现代测绘技术的第三次革命。 本课程的意义 电子技术给测绘学带来了机遇的同时也带来了挑战 第一章 电路元件和电路定律 §1.1 电路和电路模型 §1.2 电压和电流的参考方向 §1.3 电路元件 §1.4 基尔霍夫定律 3 伏安特性 由于受控支路的性能如同电压源和电流源，但受控支路端的电压或电流是由控制支路的电压或电流确定的，因此其伏安特性可表示为： VCVS：U2=μU1；CCVS：U2=γI1（γ是电阻量纲） VCCS：I2=gU1； CCCS：I2=βI1（g是电导量纲） μ、γ、g、 β为控制系数，若为常数，则称为线性受控源。 在电路中受控源的受控支路与控制支路不一定要画在一起，只需在电路中明确标出控制量即可。如图。 4含受控源电路的分析方法 由于受控源的性能与独立源类似，因此分析电路时，可将受控源当独立源看待，根据两类与约束条件列方程，然后，根据需要补充一个反映控制量与求解量关系的方程式。 电容是一种储能元件，它本身不消耗能量。同时，电容元件也不会释放出多于它吸收的能量，所以它又是无源元件。 电容及与它相应的符号C既表示一个电容，又表示这个元件的参数。 ? L ：磁链 ? L ：磁通 ? L 、 ? L 与电`流i 的参考方向成右手螺旋关系。 电感元件是实际线圈的一种理想化模型。 一、线性电感元件： 任何时刻，电感元件的磁链? 与电流 i 成正比。 三、线性电感元件 ： 对于线性电感,有： ? =Li 电路符号 1. 元件特性 ? =N? 为电感线圈的磁链 L 称为自感系数或电感，L是一个正实常数，单位为亨利，用H表示。 ? 单位：Wb （韦伯） N为电感线圈的匝数。 2.线性电感电压、电流关系： u, i 取关联参考方向: 根据电磁感应定律与楞次定律 或 结论： (1) u的大小取决与 i 的变化率，与 i 的大小无关； (微分形式) (2) 电感元件是一种记忆元件；(积分形式) (3) 当 i 为常数(直流)时，di/dt =0 ? u=0。 电感在直流电路中相当于短路； (4) 表达式前的正、负号与u，i 的参考方向有关。 当 u，i为关联方向时 u，i为非关联方向时 一、理想电压源： 1. 特点： (a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； (b) 通过它的电流由外电路决定。 电路符号 四、 电源元件 实际电源有电池、发电机、信号源等。 电源两端电压为uS， 其值与流过它的电流 i 无关。 直流电压源 一般电压源 2. 伏安特性 (1) 若uS = US ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电流轴的直线，反映电压与 电源中的电流无关。 u i O US 外 电 路 (2) 若uS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 这样。电压为零的电压源，伏安曲线与 i 轴重合,相当于短路元件。 u i 3. 理想电压源的开路与短路 (1) 开路：R?? (2) 短路：R=0 * 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。 u=US–ri 实际电压源 i=0，u=uS。 i ?? ，理想电源出现病态，因此理想电压源不允许短路。 二、理想电流源： 1. 特点： (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压由外电路决定。 电路符号 电源输出电流为iS，其值与此电源 的端电压 u 无关。 iS u 2. 伏安特性 IS (1) 若 iS = IS u i 0 其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与 端电压无关。 为直流电源 (2) 若iS为变化的电流源 i u 电流为零的电流源，伏安曲线与 u 轴重合,相当于开路元件。 3. 理想电流源的短路与开路 (2) 开路：R?? (1) 短路：R=0 i= iS ，u=0 ，电流源被短路。 i = iS ，u ??。若强迫断开电流源回路，电路模型为病态，理想电流源不允许开路。 1. 定