电工学完整版教学课件全书电子讲义.ppt

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1、第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 电工学电工学(少学时少学时)第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 电工技术电工技术：电工学电工学（少学时）（少学时）电子技术电子技术 电路分析基础电路分析基础 模拟电子技术模拟电子技术 数字电子技术数字电子技术 课程内容课程内容绪绪 论论 第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件1.3无源元件无源元件1.1电路概述电路概述1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.4有源元件有源元件1.6集成运算放大器集成运算放大器1.5半导体器件半导体器件1.7集成逻辑门电路集成逻辑门电路第第1 1章章 电路基本概念及元器

2、件电路基本概念及元器件本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.1.实现电能的输送与转换实现电能的输送与转换 2.2.实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器扬声器扬声器话筒话筒话筒话筒发电机发电机发电机发电机升压升压升压升压变压器变压器变压器变压器降压降压降压降压变压器变压器变压器变压器电灯电灯电灯电灯电动机电动机电动机电动机电炉电炉电炉电炉.输电线输电线输电线输电线1.1.1电路的作用和组成电路的作用和组成1.1电路概述电路概述第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件电路电路：电流流通的

3、路径，由各种元件和器件组成电流流通的路径，由各种元件和器件组成电源电源电源电源信号源信号源信号源信号源负载负载负载负载负载负载负载负载连接部分连接部分连接部分连接部分连接部分连接部分连接部分连接部分4 4、电源、电源(信号源信号源)的电压或电流称为的电压或电流称为激励激励；3 3、电路的基本组成、电路的基本组成第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件电源或信号源、电源或信号源、负载负载连接部分连接部分5、由激励所产生的电压和电流称为、由激励所产生的电压和电流称为响应响应。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.1.2电路模型电路模型电路模型电路模型电路模型电路

4、模型电路模型：由理想电路元件所组成的电路电路模型：由理想电路元件所组成的电路第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 当电源与负载接通，电路中有了电流当电源与负载接通，电路中有了电流及能量的输送和转换。电路的这一状及能量的输送和转换。电路的这一状态称为态称为通路通路。1.通路通路IEUSULS通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称为通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称为有有载载状态。状态。在使用电气设备时，应严格遵守在使用电气设备时，应严格遵守额定值额定值的规定。的规定。1.1.3电路的基本状态电路的基本状态额定值额定值：电气设备在长期连续运行或规定的工作状态下

5、允：电气设备在长期连续运行或规定的工作状态下允许的最大值。许的最大值。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 S1S2EEL1EL2当某一部分电路与电源断开，当某一部分电路与电源断开，该部分电路中没有电流，亦该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和转换，这部无能量的输送和转换，这部分电路所处的状态称为分电路所处的状态称为开路开路。有有源源电电路路 开路的特点：开路的特点：开路处的开路处的电流电流等于等于零零I0开路处的电压应视电路情况而定开路处的电压应视电路情况而定电源既不产生也不输出电功率，电源状态称为电源既不产生也不输出电功率，电源状态称为空载空载。U 视电视电路而定路而定2

6、.开路开路（断路）（断路）第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 当某一部分电路的两端用当某一部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线电阻可以忽略不计的导线或开关连接起来，使得该或开关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被部分电路中的电流全部被导线或开关所旁路，这一导线或开关所旁路，这一部分电路所处的状态称为部分电路所处的状态称为短路短路或或短接短接。S1S2电源短路电源短路短路的特点：短路的特点：短路处的短路处的电压电压等于等于零零U0短路处的电流应视电路情况而定短路处的电流应视电路情况而定I 视电路而定视电路而定有有源源电电路路EL1EL23.短路短路第第一一章章 电电路路基

7、基本本概概念念及及元元器器件件 1.2.1电流及其参考方向电流及其参考方向1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.1.电流（单位：安培电流（单位：安培电流（单位：安培电流（单位：安培A A）电流的实际方向：电流的实际方向：电流的实际方向：电流的实际方向：正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向。2.2.电流的参考方向电流的参考方向电流的参考方向电流的参考方向第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 假定假定假定假定的的的的正方向正方向正方向正方向，电路中用，电路中用，电路中用，电路中用箭头箭头箭头箭头或或或或双下标双下标双下标双下标表示。

8、表示。表示。表示。A AB B如如如如 i iABAB=1A=1A，如如如如 i iABAB=-1A=-1A，说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向一致一致一致一致；说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向说明实际方向与参考方向相反相反相反相反。根据计算结果根据计算结果根据计算结果根据计算结果的正负来判断的正负来判断的正负来判断的正负来判断实际方向。实际方向。实际方向。实际方向。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.2.2电压及其参考方向电压及其参考方向1.1.电压（单位：伏特电压（单位：伏特电压

9、（单位：伏特电压（单位：伏特V V）2.2.电压的参考方向电压的参考方向电压的参考方向电压的参考方向电压的实际方向：高电位指向低电位。电压的实际方向：高电位指向低电位。电压的实际方向：高电位指向低电位。电压的实际方向：高电位指向低电位。(1)(1)(1)(1)用正负号表示用正负号表示用正负号表示用正负号表示(2)(2)(2)(2)用双下标表示用双下标表示用双下标表示用双下标表示(3)(3)(3)(3)用箭头表示用箭头表示用箭头表示用箭头表示注意：注意：注意：注意：电路分析中，电压和电流都是指它们的参考方向。电路分析中，电压和电流都是指它们的参考方向。电路分析中，电压和电流都是指它们的参考方向。

10、电路分析中，电压和电流都是指它们的参考方向。+-A AB BU UA AB BU UA AB BU UABAB第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 3.3.关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向：关联参考方向：关联参考方向：关联参考方向：电压和电流的参考方向一致。电压和电流的参考方向一致。电压和电流的参考方向一致。电压和电流的参考方向一致。非关联参考方向：非关联参考方向：非关联参考方向：非关联参考方向：电压和电流的参考方向相电压和电流的参考方向相电压和电流的参考方向相电压和电流的参考方向相。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.2.

11、3电功率和电能量电功率和电能量1.1.电电电电功率功率功率功率单位为瓦特（单位为瓦特（单位为瓦特（单位为瓦特（WW）。）。）。）。电源：电源：发出功率发出功率负载：负载：吸收功率吸收功率问题：问题：1 1、是不是所有的电源在电路中都起电源作用？、是不是所有的电源在电路中都起电源作用？2 2、如何判断电路元件是电源、如何判断电路元件是电源(发出功率发出功率)还是还是 负载负载(吸收功率吸收功率)？第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 (1)(1)(1)(1)关联参考方向下：关联参考方向下：如果如果P0，该元件该元件吸收吸收功率，功率，消耗消耗电能，起电能，起负载负载作用；作用；

12、如果如果P0，该元件该元件发出发出功率，功率，提供提供电能，起电能，起电源电源作用作用P=UI(2)(2)(2)(2)非关联参考方向下：非关联参考方向下：如果如果P0，该元件该元件发出发出功率，功率，提供提供电能，起电能，起电源电源作用作用 参考方向参考方向情况下情况下吸收功率吸收功率及及发出功率发出功率的判断：的判断：第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 例例1：如图所示电路中，各元件电压和电流的参考方向均：如图所示电路中，各元件电压和电流的参考方向均已设定。已知：已设定。已知：I1=2A,I2=-1A,I3=-1A,U1=7V,U2=3V,U3=4V,U4=8V,U5=4

13、V,求各元件消耗或向外发出的功率。求各元件消耗或向外发出的功率。1U1+_I135I2I324U2U3U4U5+_解：元件解：元件1：为关联参考方向：为关联参考方向P1=U1I1=72=14w0,吸收功率吸收功率,负载负载元件元件2：为非关联参考方向，：为非关联参考方向，P2=U2I1=32=6w0,发出功率发出功率,电源电源元件元件3：为关联参考方向：为关联参考方向,P2=U3I2=4(1)=4w,发出功率发出功率,电源电源第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1U1+_I135I2I324U2U3U4U5+_解：元件解：元件4：为关联参考方向：为关联参考方向P4=U4I3

14、=8(1)=8w0发出功率发出功率,电源电源元件元件5：为非关联参考方向：为非关联参考方向P5=U5I3=4(1)=4w00，吸收电能，吸收电能，吸收电能，吸收电能 (2)(2)(2)(2)在非关联参考方向下在非关联参考方向下在非关联参考方向下在非关联参考方向下 p p=uiui=-=-i i2 2R R00，电容充电，以电场能的形式储存；，电容充电，以电场能的形式储存；WC0，充电，以磁场能的形式储存；，充电，以磁场能的形式储存；WLVV阴阴 ，二极管导通；若，二极管导通；若V V阳阳V0.7V0.7V，二极管导通；若，二极管导通；若V V阳阳-V-V阴阴0.7V 6V时，时，VD导通，输出

15、导通，输出uo=6V。电路为单向限幅电路电路为单向限幅电路第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 4、稳压二极管、稳压二极管符号符号稳压二极管稳压二极管工作在反向击穿区工作在反向击穿区,两端电压变化很小两端电压变化很小UZ：稳压值：稳压值第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 使用稳压管注意事项：使用稳压管注意事项：v必须串接限流电阻必须串接限流电阻v串联后的稳压值为各管稳压值之和串联后的稳压值为各管稳压值之和v不能并联使用不能并联使用v必须工作在反向偏置必须工作在反向偏置第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.5.3双极型晶体管双极型晶体管

16、1、晶体管的结构和类型、晶体管的结构和类型NPN型型PNP型型第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 BECNPN型三极管型三极管BECPNP型三极管型三极管NPNCBEPNPCBE符号：符号：第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 制造工艺特点：制造工艺特点：集电区：面集电区：面积较大积较大,掺杂掺杂浓度低浓度低基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高集电结集电结发射结发射结第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 2、晶体管工作状态、晶体管工作状态(1)(1)(1)(1)放大状态放大状态特点特点特点特

17、点:1)1)I IBB微小的微小的微小的微小的变变化，会化，会化，会化，会产产生生生生 I ICC很大的很大的很大的很大的变变化。化。化。化。I IC C =I=IB B。电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数条件：条件：条件：条件：发射结发射结正偏正偏,集电结集电结反偏反偏2)02)0U UCECEU UCCCC NPN型：型：VCVBVEPNP型：型：VCVBVE第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 (2)(2)(2)(2)饱和状态饱和状态特点特点特点特点:1)1)I IBB增大，增大，增大，增大，I ICC基本不基本不基本不基本不变变 I IC C VE，VB V

18、CPNP型：型：VBVE，VB VC第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 (3)(3)(3)(3)截止状态截止状态特点特点特点特点:1)1)I IBB 0 0，I ICC 0 0，I IEE 0 0 条件：条件：条件：条件：发射结发射结反偏反偏,集电结集电结反偏反偏2)2)U UCECE U UCCCCNPN型：型：VBVE，VBVE，VB VC第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 3、晶体管的伏安特性、晶体管的伏安特性(1)(1)(1)(1)输入特性输入特性iB=f(uBE)uCE=常数常数硅管：硅管：UBE0.7V锗管：管：UBE0.3VUBE第第一一章

19、章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 (2)(2)(2)(2)输出特性输出特性iC=f(uCE)iB=常数常数放放大大区区截止区截止区饱和区饱和区第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 例例例例3 3 3 3 用直流电压表测得某放大电路的三只晶体管的三个电极用直流电压表测得某放大电路的三只晶体管的三个电极用直流电压表测得某放大电路的三只晶体管的三个电极用直流电压表测得某放大电路的三只晶体管的三个电极对地电压分别如图所示。试指出每只晶体管的对地电压分别如图所示。试指出每只晶体管的对地电压分别如图所示。试指出每只晶体管的对地电压分别如图所示。试指出每只晶体管的 C C C

20、C、B B B B、E E E E 极，极，极，极，以及类型和材料。以及类型和材料。以及类型和材料。以及类型和材料。解：晶体管处在放大状态时，对于解：晶体管处在放大状态时，对于NPN型有：型有：VC VB VE；而对于而对于PNP型有：型有：VCVBVB，集电结也反偏，故晶体管工作于，集电结也反偏，故晶体管工作于截止状态截止状态。(b)UBE=3.7-3=0.7V，发射结正偏，发射结正偏，VC VB，集集电结反偏，故晶体管工作于电结反偏，故晶体管工作于放大状态放大状态。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.6集成运算放大器集成运算放大器1.6.1集成电路基础知识集成电路基

21、础知识集成电路是集成电路是20世纪世纪60年代发展起来的固体组件。它是年代发展起来的固体组件。它是用微电子技术将元件、导线、电路集成在一块很小的半导用微电子技术将元件、导线、电路集成在一块很小的半导体芯片上。体芯片上。集成电路的发展进程：集成电路的发展进程：1960年：小规模集成电路年：小规模集成电路SSI。1966年：中规模集成电路年：中规模集成电路MSI。1969年：大规模集成电路年：大规模集成电路LSI。1975年：超大规模集成电路年：超大规模集成电路VLSI。1958 1958 年美国德州仪器公司（年美国德州仪器公司（TITI）的基尔比等人研）的基尔比等人研制发明了世界第一块集成电路制

22、发明了世界第一块集成电路第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 集成电路分类集成电路分类 (1)(1)(1)(1)模拟电路模拟电路处理模拟信号的电路。处理模拟信号的电路。如集成功率放大器、集成运算放大器等。如集成功率放大器、集成运算放大器等。(2)(2)(2)(2)数字电路数字电路处理数字信号的电路。处理数字信号的电路。如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 集成运算放大器集成运算放大器作用：作用：电压放大作用电压放大作用双列直插封装形式与引脚排列双列直插封装形式与引脚排列uuuOA

23、o同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端输出端输出端国标符号国标符号习惯符号习惯符号第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 反馈的概念反馈的概念uuuOAo反馈反馈：凡是将放大电路：凡是将放大电路输出端的信号输出端的信号（电压或电流）的（电压或电流）的 一部分或全部一部分或全部引回到输入端引回到输入端，与输入信号迭加，与输入信号迭加，就称为就称为反馈反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈正反馈。有反馈有反馈：闭环：闭环无反馈无反馈：开环：开环iDuuuO

24、第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 集成运算放大器的主要参数集成运算放大器的主要参数uuuOAo（1）开环电压放大倍数）开环电压放大倍数AO集成运放本身集成运放本身不引入反馈不引入反馈时输出电压时输出电压uo与净输入与净输入电压电压uid=(u+u-)的比值，即的比值，即通常情况下，通常情况下，AO的典型值为的典型值为105108。uid第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 uuuOAo（2）差模输入电阻）差模输入电阻riduidiid即集成运放开环时，净输入电压作用下从集即集成运放开环时，净输入电压作用下从集成运放两个输入端看过去的等效电阻。成运放两个输

25、入端看过去的等效电阻。ridrid值越大，集成运放向信号源取用的电流越值越大，集成运放向信号源取用的电流越小，放大器输入端得到的信号电压也越大。小，放大器输入端得到的信号电压也越大。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 （3）输出电阻）输出电阻rO用来衡量集成运放在不同负载条件下维持输用来衡量集成运放在不同负载条件下维持输出信号电压（出信号电压（或电流）恒定能力的强弱。或电流）恒定能力的强弱。（4）共模抑制比）共模抑制比KCMRR共模抑制比越大，则电路抗外部干扰能力越强共模抑制比越大，则电路抗外部干扰能力越强ro越小，当负载发生较大变化时，输出信号越小，当负载发生较大变化时，

26、输出信号电压变化量也越小，集成运放带负载能力越强。电压变化量也越小，集成运放带负载能力越强。第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件1.6.2理想的运算放大器理想的运算放大器开环电压放大倍数：开环电压放大倍数：Ao开环输入电阻：开环输入电阻：rid开环输出电阻：开环输出电阻：ro0uuuO理想运放的符号理想运放的符号理想运放的主要条件理想运放的主要条件第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 uO=UOM(2)当当uu时，时，即即uD0OuOuid+UOMUOM1.1.不加反馈时，稍有不加反馈时，稍有uid即进

27、入饱和区。即进入饱和区。理想运算放大器理想运算放大器的电压传输特性的电压传输特性约等于外约等于外接正电源电压接正电源电压理想运放的特性理想运放的特性约等于外约等于外接负电源电压接负电源电压正饱和区正饱和区负饱和区负饱和区第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 iid反馈电路反馈电路uuuO(1)AouOAouid=0uu(2)riuid ridiid=0故称为虚短路。故称为虚短路。故称为虚开路。故称为虚开路。引入负反馈后的理想运放引入负反馈后的理想运放2.2.加负反馈时，加负反馈时，工作在线性区工作在线性区uO=Aouid=Ao(u-u)第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及

28、及元元器器件件 例例1由理想运放所构成的电路如图所示，求电路的输由理想运放所构成的电路如图所示，求电路的输出电压出电压UO。II解：假设流过解：假设流过10k电阻和电阻和20k电阻的电流为电阻的电流为I1 和和 I2，由理想运放由理想运放“虚短虚短”的性质可知的性质可知 uu=0则则10k电阻两端电压为电阻两端电压为2V，电流，电流I1为为再由理想运放再由理想运放“虚断虚断”的性质可知，流入反相输的性质可知，流入反相输入端的电流入端的电流i-0，故，故10k电阻和电阻和20k电阻可近电阻可近似看成串联，则似看成串联，则I2I1，则，则UO=2+200.2=6V第第一一章章 电电路路基基本本概概

29、念念及及元元器器件件 1.7集成逻辑门电路集成逻辑门电路逻辑代数：逻辑代数：是按一定逻辑规律进行运算的代数，又称为布是按一定逻辑规律进行运算的代数，又称为布尔代数。尔代数。注注：1、逻辑代数用字母逻辑代数用字母（A、B、C、）表示变量，表示变量，这种变量称为这种变量称为逻辑变量逻辑变量。2、每、每个逻辑变量的取值只有个逻辑变量的取值只有0 0和和1 1两种可能，这里两种可能，这里0 0和和1 1 不再表示数量的大小，只代表两种不同的状态。不再表示数量的大小，只代表两种不同的状态。例如：开关闭合为例如：开关闭合为1晶体管导通为晶体管导通为1电位高为电位高为1断开为断开为0截止为截止为0低为低为0

30、正逻辑：正逻辑：负逻辑：负逻辑：规定高电平为逻辑规定高电平为逻辑1、低电平为逻辑、低电平为逻辑0规定低电平为逻辑规定低电平为逻辑1、高电平为逻辑、高电平为逻辑0通常未加说明，则为正逻辑通常未加说明，则为正逻辑概述概述第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1、与与逻辑运算逻辑运算00010 00 11 01 1ABUFABF与与逻辑运算逻辑运算真值表真值表1.7.1基本逻辑运算及其门电路基本逻辑运算及其门电路真值表：真值表：能反映输入变量所有取值及其对应输能反映输入变量所有取值及其对应输出值的表格。出值的表格。注：注：书写真值表时，通常将原因作为输入变量，书写真值表时，通常将原

31、因作为输入变量，将结果作为输出变量。将结果作为输出变量。逻辑函数表达式：逻辑函数表达式：FAB第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 与门与门的的图形符号：图形符号：&ABF国标国标图形符号图形符号国外国外图形符号图形符号曾用曾用图形符号图形符号与门：与门：在逻辑电路中能实现在逻辑电路中能实现与逻辑运算与逻辑运算功能的电路功能的电路常用的常用的与门与门芯片：芯片：74LS08第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 2、或或逻辑运算逻辑运算UABF01110 00 11 01 1ABF真值表真值表逻辑函数表达式逻辑函数表达式:FAB 第第一一章章 电电路路基基本本

32、概概念念及及元元器器件件 或门或门的的图形符号图形符号或门：或门：在逻辑电路中能实现在逻辑电路中能实现或逻辑运算或逻辑运算功能的电路功能的电路1 ABF常用的常用的或门或门芯片：芯片：74LS32第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 3、非非逻辑运算逻辑运算逻辑函数表达式逻辑函数表达式:AUFR0110AF 真值表真值表F=AA反变量反变量A原变量原变量非运算符非运算符第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 或门或门的的图形符号图形符号非门：非门：在逻辑电路中能实现在逻辑电路中能实现非逻辑运算非逻辑运算功能的电路功能的电路1AF常用的常用的非门非门芯片：芯片：

33、74LS04第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 1.7.2复合逻辑运算及其门电路复合逻辑运算及其门电路1、与非与非逻辑运算逻辑运算F&AB11100 00 11 01 1ABF真值表真值表F=AB74LS00第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 2、或非或非逻辑运算逻辑运算F1 AB10000 00 11 01 1ABF真值表真值表F=AB74LS02 第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 3、与或非与或非逻辑运算逻辑运算等效电路第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 4、异或异或逻辑运算逻辑运算0 00 11 01 10

34、110ABF真值表真值表=A BA B F 74LS86 第第一一章章 电电路路基基本本概概念念及及元元器器件件 基本逻辑关系小结基本逻辑关系小结 逻辑逻辑 符号符号 表达式表达式与与&ABYABY1或或非非1YAY=ABY=A+B与非与非&ABY或非或非ABY1异或异或=1ABYY=AB第二章 电路基本定律及分析方法第第2 2章章 电路基本定律及分析方法电路基本定律及分析方法本章主要内容本章主要内容2.3叠加定理叠加定理2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.2支路电流法支路电流法2.4戴维宁定理戴维宁定理第二章 电路基本定律及分析方法2.1 基尔霍夫定律基本概念基本概念R1I1US1R2I2US

35、2R3I3R4ba结点结点:电路中电路中3个或个或3个以上电路元件的连接点。个以上电路元件的连接点。2个结点，个结点，3条支路条支路3个回路，个回路，2个网孔个网孔支路支路:两结点之间的每一条分支电路。两结点之间的每一条分支电路。回路：回路：由电路元件组成的由电路元件组成的闭合路径闭合路径。网孔：网孔：未被其他支路分割的未被其他支路分割的单孔回路单孔回路。第二章 电路基本定律及分析方法KCL:在任一时刻，流入任一结在任一时刻，流入任一结 点的电流之和等于流出该点的电流之和等于流出该 结点的电流之和。结点的电流之和。结点结点a:I1 I2 I3I1I2I30规定：规定：流入流入结点的电流前取结点

36、的电流前取正号正号,流出流出结点的电流前取结点的电流前取负号负号KCL的另一种表示方法：的另一种表示方法：2.1.1基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）或者或者在任一时刻，任一结点上电流的在任一时刻，任一结点上电流的代数和代数和为零。为零。第二章 电路基本定律及分析方法例例1 1 如图所示的电路中，如图所示的电路中，i1=5A，i3=2A，试，试求求i2。解：解：根据根据KCL可列出可列出i1+i2-i3=05+i2-2=0则则i2=-3A即电流即电流i2的大小为的大小为3A，而实际方向与参考方向，而实际方向与参考方向相反相反。第二章 电路基本定律及分析方法KCL推广：应用于电路中任何

37、一个假定的闭合推广：应用于电路中任何一个假定的闭合面面广义结点广义结点。IA+IB+IC=0I=?U2U3U1+_RR1R+_+_R广义结点广义结点第二章 电路基本定律及分析方法绕行方向：绕行方向：顺时针方向或逆时针方向顺时针方向或逆时针方向R1I1US1R2I2US2R3I3R4baU1U2US2U2U1US10KVL:在电路的任何一个在电路的任何一个回路回路中，按中，按固定的方向绕固定的方向绕行行，则任一时刻所有元件，则任一时刻所有元件电压的代数和为零电压的代数和为零。规定规定:与绕行方向一致的电压取正号，相反取负号与绕行方向一致的电压取正号，相反取负号以左边网孔为例：以左边网孔为例：2.

38、1.2基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）第二章 电路基本定律及分析方法KVL推广：应用于任何一个推广：应用于任何一个假想闭合假想闭合的电路的电路作用作用：求开路电压求开路电压US IR U=0U=US IR或或根据根据KVL可列出可列出USI IUR+_+_第二章 电路基本定律及分析方法例例2试求出如图试求出如图(a)所示电路中的电流所示电路中的电流I和图和图(b)所所示电路中的电压示电路中的电压U。(a)(b)解：(a)对图中闭合面列KCL方程，可得 I+5+（6）=3 故 I=4A(1)(2)(b)对回路对回路(1)和回路和回路(2)列出列出KVL方程，有方程，有U+3I3=0(

39、2+3)I+423=0故故I0.2AU2.4V第二章 电路基本定律及分析方法2.2 支路电流法 支路电流法解题的一般步骤支路电流法解题的一般步骤R1E1R3R2E2(1)(1)确定支路数，选择各确定支路数，选择各 支路电流的参考方向。支路电流的参考方向。I1I2I3结论结论：n个结点只能列出个结点只能列出n1个独立的结点方程。个独立的结点方程。(2(2)确定结点数，列出确定结点数，列出 独立的结点电流方独立的结点电流方 程。程。ab结点结点a:I1I2I30结点结点b:I1I2I30只有只有1 1个方程是独立的个方程是独立的第二章 电路基本定律及分析方法(3)(3)确定余下所需的方程式数，确定

40、余下所需的方程式数，列出独列出独立的回路电压方程式。立的回路电压方程式。R1E1R3R2E2I1I2I3ab左网孔左网孔:R1I1R3I3E1右网孔右网孔:R2I2R3I3E2(4(4)解联立方程式，求出各支路电流的数值。解联立方程式，求出各支路电流的数值。R1I1R3I3E1I1I2I30R2I2R3I3E2求出：求出：I1、I2和和I3。第二章 电路基本定律及分析方法例例1 1 试求出如图所示电路中的各支路电流。试求出如图所示电路中的各支路电流。解：将各支路和结点标于图中。当不需求解：将各支路和结点标于图中。当不需求a、c和和b、d间的间的电流时，电流时，a与与c、b与与d可分别看成一个结

41、点。可分别看成一个结点。(1)应用应用KCL列结点电流方程列结点电流方程对结点对结点a：I1+I2I3+7=0(2)应用应用KVL列回路电压方程列回路电压方程对回路对回路1：12I16I2=42对回路对回路2：6I2+3I3=0(3)联立解得：联立解得：I1=2A，I2=3A，I3=6A(2)(1)第二章 电路基本定律及分析方法2.3 叠加定理 在含有在含有多个独立电源多个独立电源的的线性电路线性电路中，任一支路中，任一支路的电流或电压等于电路中的电流或电压等于电路中各个电源分别单独作用各个电源分别单独作用时时在该支路产生的电流或电压的在该支路产生的电流或电压的代数和代数和。I2R1+R2IS

42、US当当电压源电压源不作用时应视其不作用时应视其短路短路，而而电流源电流源不作用时则应视其不作用时则应视其开路开路。I1=R1+R2USR1R2ISUS+叠加定理叠加定理：第二章 电路基本定律及分析方法（1）电源单独作用时，应将其他电源）电源单独作用时，应将其他电源置零置零。即应将其他即应将其他US=0（电压源代之以短路电压源代之以短路），将其，将其他他IS=0（电流源代之以开路电流源代之以开路）。）。应用叠加定理应用叠加定理时要注意：时要注意：（2 2）最后叠加时，如电源单独作用时的电流）最后叠加时，如电源单独作用时的电流和电压分量的参考方向与总电流和电压的参考方向和电压分量的参考方向与总电

43、流和电压的参考方向一致时前面取正号一致时前面取正号，不一致时前面取负号不一致时前面取负号。（3 3）叠加定理只能用来分析和计算电流和）叠加定理只能用来分析和计算电流和电压，电压，不能用来计算功率不能用来计算功率。第二章 电路基本定律及分析方法解：解：电压源电压源E单独作用的电路如图单独作用的电路如图例例1电路如图所示，已知电路如图所示，已知E=10V、IS=1A，R1=10，R2=R3=5，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过R2的的电流电流I2和理想电流源和理想电流源IS两端的电压两端的电压US。第二章 电路基本定律及分析方法电流源电流源IS单独作用的电路如图单独作用的电路如图所以所以第二

44、章 电路基本定律及分析方法二端网络：二端网络：具有向外引出一对端子的电路或网络。具有向外引出一对端子的电路或网络。b ba aE E+R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4无源二端网络无源二端网络 有源二端网络有源二端网络 2.4 戴维宁定理 二端网络的概念无源二端网络：无源二端网络：二二端网络中没有独立电源。端网络中没有独立电源。有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有独立电源。二端网络中含有独立电源。b ba aU US S+R R1 1R R3 3I IS SR RL LR R2 2第二章 电路基本定律及分析方法 任何一个线性有源二端网络都可以用一个理想电压源Ues和一个电阻

45、 R0串联的等效电路来代替。NSa ab bU UesesR R0 0+_ _a ab b电压源电压源Ues等于有源二端网络的等于有源二端网络的开路电压开路电压UOC。+U UOCOC 电阻电阻R0是有源二端网络中所有是有源二端网络中所有独立电源置零独立电源置零后后,端口端口ab处的等效电阻处的等效电阻。电源置零电源置零电压源电压源:用短路代替用短路代替电流源电流源:用开路代替用开路代替 戴维宁定理戴维宁定理第二章 电路基本定律及分析方法+U UOC a ab b40V40V20V20V+4 4 4 4 +a ab b40V40V20V20V+4 4 4 4 +R R0 0=2=2 UOC=3

46、0Va ab b4 4 4 4 R R0 0a ab b30V30V2 2+例1：第二章 电路基本定律及分析方法例例2电路如图所示，已知：电路如图所示，已知：R1=R2=R3=1，R4=2，R5=1，US=6V，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流I5。解解:利用等效电源定理解题的利用等效电源定理解题的一般步骤如下：一般步骤如下：（1）将待求支路提出，使将待求支路提出，使剩下的电路成为有源二端网络。剩下的电路成为有源二端网络。（2）求出有源二端网络的开路电压求出有源二端网络的开路电压UOC。故 第二章 电路基本定律及分析方法（3）求出等效电阻求出等效电阻Ro。令电压源电压为零，得到如图所

47、示电路，由图得（4）画出戴维宁等效电路，则）画出戴维宁等效电路，则第二章 电路基本定律及分析方法解：解：移去电阻移去电阻R4所在支路，得所在支路，得（1）求开路电压）求开路电压Uoc例3 求图2-13所示电路中的电流I。已知R1=R3=2，R2=5，R4=8，R5=14，Us1=8V，Us2=5V，IS=3A。第二章 电路基本定律及分析方法将电压源短路，电流源开路，得到如图所示电路。故将电压源短路，电流源开路，得到如图所示电路。故（2）求等效电阻）求等效电阻Req（3 3）画出戴维宁等效电路，如）画出戴维宁等效电路，如图所示，则图所示，则电电工工技技术术 第第 3 3 章章 正弦交流电路正弦交

48、流电路本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容3.3交流电路的功率交流电路的功率3.1正弦交流电路的基本概念正弦交流电路的基本概念3.2三相四线制供电系统三相四线制供电系统第二章 电路基本定律及分析方法3.1正弦交流电路的基本概念正弦交流电路的基本概念正弦量正弦量:随时间按正弦规律变化的电动势、电压和随时间按正弦规律变化的电动势、电压和 电流统称为正弦量。电流统称为正弦量。最大值最大值(幅值）幅值）:决定正弦量的大小决定正弦量的大小角频率：决定正弦量变化快慢角频率：决定正弦量变化快慢初相位：决定正弦量起始位置初相位：决定正弦量起始位置i=Imsin(t+)ImOit正弦量的正弦量的三要

49、素三要素瞬时值瞬时值最大值最大值（幅值）（幅值）角频角频率率初相位初相位3.1.1正弦量的三要素正弦量的三要素正弦交流电正弦交流电:按正弦规律变化的交流电。按正弦规律变化的交流电。电电工工技技术术 有效值：有效值：E、I、U,与交流热效应相等的直流定义为交流电与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。的有效值。幅值幅值：Im、Um、Em幅值必须大写幅值必须大写幅值必须大写幅值必须大写,下标加下标加下标加下标加m m m m。瞬时值瞬时值:e、i、uIRRi注意：注意：注意：注意：1)1)交流电压、交流电压、交流电压、交流电压、电流表测量数据电流表测量数据电流表测量数据电流表测量数据为有效值为

50、有效值为有效值为有效值;2）交流设备名交流设备名交流设备名交流设备名牌标注的电压、牌标注的电压、牌标注的电压、牌标注的电压、电流均为有效值电流均为有效值电流均为有效值电流均为有效值同理：同理：瞬时值、幅值、有效值、峰峰值瞬时值、幅值、有效值、峰峰值峰峰值峰峰值:一个周期内信号最大值和最小值之间的差一个周期内信号最大值和最小值之间的差电压峰峰值电压峰峰值第二章 电路基本定律及分析方法周期周期T：变化一周所需要的时间（变化一周所需要的时间（s）。）。频率频率f：1s内变化的周数（内变化的周数（Hz）。）。角频率角频率：正弦量正弦量1s内变化的弧度数。内变化的弧度数。T1f=2(rad/s)T=2f