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电工电子技术基础-第1章 电路基本概念及基本定律
用电阻R表示。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
汽车供电电路模型
图中,US 为汽车上的直流发电机的输出电压,R1 为发 电机的内阻,E为蓄电池,R2 为蓄电池内阻,RL 是汽车上的 等效负载电阻,它包括各种车用电气设备的等效电阻。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
注意 1.参考方向可以任意选取。 2.当参考方向与实际方向相同时,电压值为正值 当参考方向与实际方向相反时,电压值为负值
3. 在未标明参考方向时,电压值的正负没有意义。
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第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
电动势 描述了电源中外力做功的能力,大小等于外力在电源内 部克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所做的功。
电路分析中,基本物理量有电流、电压、电动势和电功率。 一、电流及其参考方向
电流就是电荷的定向移动,电流的大小用电流强度表示。 电流强度(电流) 单位时间内通过导体横截面的电荷量。
即 i q (安[培],A) t
交流电流用小写字母i表示,直流电流用大写字母I表示。
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第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
• 通过实验验证来巩固所学理论, 训练实验技能,并培养严谨的科学作风, 掌握常用仪器、仪表的使用方法,验证与探索相结合。
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第1章
教学目标
基本概念
基本定律 应用
第1章 电路基本概念与定律
第一节 电路模型 第二节 电路基本物理量 第三节 基尔霍夫定律 第四节 电路元件 第五节 电路的工作状态
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第1章 电路基本概念与定律
思政引例
目前最现代化最快捷交通工具飞机上的电子设备种类日益繁多,以中国研制 的多用途轻型战斗机FC-1“枭龙”为例,该战斗机包括雷达、通信导航与识 别、大气数据等系统,熟悉这些电子系统能帮助飞行员顺利执行各种战术操 作,突显作战能力。
在飞机系统中,从简单飞机照明电路,到复杂的飞机供电系统;
理想电阻元件R
理想无源元件 理想电感元件L
理想电路元件
理想电容元件C
理想有源元件
理想电压源US 理想电流源IS
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
开关 S
电源
+
E– R
负载
R0
连接导线
电路实体
电路模型
手电筒电路的电路模型
干电池属于直流电压源,用E表示,开关用S表示,电灯
组成
电源(或信号源) 中间环节 负载
①实现电能的传输和转换(强电) 作用
②实现信号的传递和处理 (弱电)
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
最简单的手电筒电路示意图 负载
电源
中间环节
干电池作电源,灯泡作负载,导线和开关作为中间环节将灯 泡和干电池连接起来,实现将电能转变为光能的功能。
从单个的机载通话设备,到卫星通信网络,它们都是由电路元器件构成的, 如电源电阻、电容、电感、变压器、集成电路等。
电路分析是分析由理想电路元件组成的电路模型。
首先介绍电路组成和作用,并将实际电路抽象成电路模型;
然后介绍电路基本物理量、理想电路元件、电路状态,从工程案例出发,引出参考方
向、电气设备额定值、功率平衡参考电位等基本概念,分析组成理想电路元件的物理
第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
欧姆定律:通过电阻的电流与电压成正比。
+I
U
R
+I
U
R或
–I
U
R
– 图A
U、I 参考方向相同
表达式 U = IR
– 图B
+ 图C
U、I 参考方向相反(非关联)
U = – IR
图 BC 中若 II = ––23AA,,RR == 34 ,则 U == – ((– 23)) 34 VV = 612VV
1.3 基尔霍夫定律
对于简单电路,可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以 外的电路,就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律揭示了回路中各 部分电压之间和结点上各个电流之间的规律。
(1)支路
电路中通过同一电流的分支电路
有源支路
无源支路
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第1章 电路基本概念与定律——基尔霍夫定律
a
(2)结点 (3)回路 (4)网孔 (5)网络
二、电压和电动势及其参考方向 电压 电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所 作的功。(伏[特],V)
直流电压用大写字母U表示,交流电压用小写字母u表示。
电压的实际方向规定为从高电位端指向低电位端。
a
(1) 箭头“→”表示
+
参考方向的表示方法 (2) 极性表示 (3) 双下标表示
R Uab
-
b
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
【练习与思考】 (1)电路由哪3个基本部分组成? (2)电路的主要作用大致分为哪两个方面? (3)什么是电路模型?为什么要用电路模 型来表示电路?
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第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
1.2 电路基本物理量
点上各个电流的约束关系。
电压电流参 考方向相反与
电流的参考方向 与实际方向相反
第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
三、电功率 (功率)
电功率 单位时间内电路元件所吸收或发出的电能,其值等
于该元件上的电压与电流的乘积。 (瓦[特],W)
关联参考方向 非关联参考方向
直流电功率 P=UI
P=-UI
交流电功率 p=ui
p=-ui
电功率正负的物理含义
P(p)>0 P(p)<0
吸收功率 (负载作用) 发出功率 (电源作用)
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第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
拓展分析 如图所示,验证功率平衡,说明元件是电源还是负载?
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第1章 电路基本概念与定律——基尔霍夫定律
激励 对一个电路而言,电源(或信号源)的作用 响应 由激励产生的结果(如某个元件上的电流或电压等)
激励和响应的关系就是作用和结果的关系。 电路分析
已知激励、电路结构和参数的情况下,根据电路的基本定 律对电路模型进行分析,求出各元件上的电压、电流及功率等 物理量,预测实际电路的特性,以便设计更优化的电路。
• (3)在电子测量和信号检测中的应用
示 波 器
万 用 表
虚 拟 仪 器
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教材及参考书
教材: 《电工学简明教程》(第三版). 秦曾煌. 2015年. 高等教育出版社
参考书: 1.《电工学》. 唐介. 高等教育出版社 2.《电工与电子学》. 叶挺秀. 高等教育出版社 3.《电工学(上下册)》(第六版). 秦曾煌. 高等教育出版社 上册《电工学上电工技术》,下册《电工学下电子技术》 4.《电子技术基础-模拟部分》(第六版)康华光. 高等教育出 版社; 《电子技术基础-数字部分》(第六版)康华光. 高等教 育出版社
在分析较为复杂的电路时,往往难于事先判断某支路中电 流的实际方向。
通常引入参考方向(正方向)的概念。参考方向可以任意 选定,用“→”表示。
若选定的参考方向与电流实际方向一致,则电流为正值; 若选定的参考方向与电流实际方向相反,则电流为负值。
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第1章 电路基本概念与定律——电路基本物理量
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电路技术 §1- 5
电子技术 §6- 11
课程部分简介
直流电路 交流电路 模拟电子技术 数字电子技术
电路基本概念与基本定律 电路的分析方法 电路的暂态分析
正弦交流电路 三相交流电路
半导体二极管与三极管 基本放大电路 集成运算放大电路 直流稳压电源
门电路和组合逻辑电路 触发器和时序逻辑电路
+UCC
保证集电结处于反向偏置, 以使三级管具有放大作用。
RC
RB iB
iC
+C2
+
+
T uCE
uBE
RL
+
uo
输出电压为uo, 输 出 端 接 负 载 RL ,
比如音箱、扬声器
基本放大电路
§11
直流稳压电源§12
把交流电转换为直流电的电路
变压
整流
滤波
稳压
交流 电源
负载
u
u
u
u
uHale Waihona Puke OtOtO
tO
tO
t
门电路和组合逻辑电路 触发器和时序逻辑电路
以出租车计程器为例来说明数字电路的应用: 来自车轴上的脉冲信号经过整形电路形成一个数字电路能够接受的脉冲序 列,输入计数器进行累加,累加到某个数值,就输入计算器。计算器将输 入的二进制数乘以倍率,折合成乘车价格,输入译码器,译成能用显示器 显示出的十进制数。
第0章 课程概述
课程的地位、作用
技术基础课: 研究电工技术和电子技术的理论与应用。 --掌握电工与电子技术方面必要的 基本理论、基本知识和基本技能;
为后续课程和从事相关的工程技术及科学 研究打下基础。
非电专业 技术基础
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第0章 课程概述
课程的目标
目标导向:
·常用电子元件器的识别和使用 ·常用电子产品、家用电器的选购与操作 ·独立分析各种电路的能力 ·电子产品开发与设计的能力