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数字电子电路的基本理论、基本知识和基本分析方法
u
伏安关系
其电压与电流的比值是 一个常数,称为该电阻 元件的电阻,用符号 R 表示。 i 电阻的单位是欧姆(Ω)。
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1.3.1电阻元件
伏安关系
电阻元件另一个参数是电导,电导定义为电阻的倒数,用 符号G表示
G 1 R
电导的单位是西门子(S)
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1.3.2 电容元件
Cq u
电容元件所带的电荷量与其两端的电压的比值称为电 容元件的电容。电容的符号是C。电容的单位是法拉 (F)
教材p7:国际单位制中u、i、p的单位以及 辅助单位。 P36习题6,7
12
功率的概念及计算
13
1.3 电路的基本元件
常见的电路元件:电阻元件、电容元件、电 感元件、电压源、电流源。
电路元件在电路中的作用或者说它的性质是
由其端钮上电压与电流的关系即伏安关系
(VAR)来决定的。
教材p8
14
1.3.1电阻元件
i q C u C u
t t
t
17
i q C u C u
t t
t
从公式看出电路中,电容上即使有电压,但i=0. 即在直流电路中电容相当于开路, 电容具有 隔直作用(隔断直流)。
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u
i C u C u2 u1
t
t2 t1
数字电子电路的基 本理论、基本知识
和基本分析方法
1
课程内容
电路理论
介绍电路的入门知识和电路的 基本定律和定理,讨论电路几 种主要的分析方法。
(第一章)
数字电子电路
介绍数字电子电路的基本理论、 基本知识和基本分析方法。 (第二章至第七章)
2
第一章 电路分析的基础知识
1.1电路的组成及电路分析的概念 电路是由各种电路器件相互联接而构成的
u AB 0 真实极性与参考极性一致 u AB 0 真实极性与参考极性相反
真实极性与参考极性相反
8
(a) ua ub
(b) ua ub
9
a
_
+
b
c
电压符号下标的书写次序隐含了该电压的参考方向
uab 2V
uba 2V
电路中任意三点之间
uac uab ubc
教材p5
10
关联参考方向
电路的作用
电能的产生、传输、转换 信号的处理
电路分析的目标是计算电路中各器件 上的电压和电流。
3
1.2.1 电流的大小及参考方向
电荷的定向移动形成电流,电流的大小用电流 强度表示(电流强度简称电流)
电流(强度):单位时间内通过导体截面的电荷量。
i q t
大写 I 表示恒定的电流(直流电流) 小写 i 表示电流的一般符号
件 一支 称 个路
为电 一流 条的
支几 路个
串 联 元 件 的
24
. .
支 或称 路 者为
与 把节 支 三点
路个 的及 联三 接个 点以 称上 为支
节路 点的
联 接 点
25
1
2
3
由支路构 成的闭合 路径称为
回路.
(4,2,5)
4
5
6 (5,3,6)
(1,2,3)
(4,2,3,6)
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1.4 基尔霍夫定律
在电路分析中,常采用关联参考方向的标注方法 所谓关联参考方向,是对某一元件而言,电压的参考极性与 电流的参考方向相一致。
(a),(c) 关联; (b),(d) 非关联
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1.2.3 功率
功率定义为单位时间内电路元件吸收或产生的 能量
关联参考方向下元件吸收的功率 p = u i 非关联参考方向下元件吸收的功率 p = - u i
在电路中,从A点到B点两点间的电压定义为单位 正电荷由A点移至B点电场力所做的功。
大写 U 表示恒定电压(直流电压) 小写 u 表示电压的一般符号
A点至B点电场力做正功,则A点至B点电势降低,电压极性标为 A点至B点电场力做负功,则A点至B点电势升高,电压极性标为
-+
7
电路中对A、B两点任意假设的电压极性称为 电压的参考极性。
应用KCL解题涉及了两套正负符号:
〔1〕列写KCL方程时由各支路电流的参考方向决定的正、 负号;
t
i
t
电容上的电压不会跳变。
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1.3.3 电感元件
u L i t
当电流i发生变化时,线圈本身就产生自感电动势 L称为电感元件的电感,电感的单位是亨利(H)
从公式看出,只有电感上的电流变化时,电感两端才有电压。 在直流电路中,电感上即使有电流通过,但u=0。 即在直流电路中电容相当于短路。
20
1.3.4 电压源
点为正,还是以电流流出
节点为正,如取流入节点
=?
的电流为正,根据各支路电流的参考方向,列写a点
的KCL方程如下
i1 i2 i3 i4 i5 0
方法二
i1 i2 i3 i4 i5
流入节点a的电流总和=流出节点a的电流总和
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i5 i1 i2 i3 i4 3 (2) (1) (7) 7 A
电压源是理想电路元件。
它的端钮电压总是保持某个恒 定值,而与通过它的电流无关。
电压源元件端钮的伏安关系可 写为
U US
I 为任意值 (1)电压源吸收的功率
P U s I
(2)特例US=0,a、b两点间相当于短路。 21
1.3.5 电流源
电流源是理想电路元件。
它的端钮上的电流总是保持某 个恒定值,而与通过它两端的 电压无关。
基尔霍夫电流定律
Kirchhoff’ Current law 简称KCL
KCL:对于电路中的任何一个节点,在任何时刻,流 入(或流出)该节点的电流的代数和为零,即
i 0
基尔霍夫电压定律
Kirchhoff’ Voltage law 简称KVL
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列写节点KCL方程
方法一
i 0
首先要选定以电流流入节
电流源元件端钮的伏安关系可 写为
I IS
U 为任意值
(1)电流源吸收的功率 P U I S
(2)特例IS=0,a、b两点间相当于开路。
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一个实际的电压源是由理想电压源与一个内阻RS串联组 成的;一个实际的电流源是由理想电流源与一个内阻RS 并联组成的。
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每 或组 一 者合 个 把称 二 流为 端 过一 元 同条
电流的方向用一个箭头表示。
4
正电荷在电场力作用下是从电势高处 向电势低处移动,所以 导体中电流的 方向是从电势高的一端流向电势低的 一端。
任意假设的电流方向称为 电流的参考方向。
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(a)电流方向 a→b (b)电流方向 b→a
(c)电流方向 不能确定
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1.2.2 电压的大小及参考极性
电压的方向总是从高电势端指向低电势端,即电压的方向指示的 是电势降落的方向,所以电压也叫做电压降。