【正文】 電路分析基礎(chǔ) ——課堂教學(xué)演示文稿 吳 曉 娟 緒 論 一、 本課程的作用 : ? “ 電路分析基礎(chǔ) ” 課程是電子與電氣信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課 ,也是電子與電氣信息類所有專業(yè)的必修課。 ? 它既是電子與電氣信息類專業(yè)課程體系中數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)課的后續(xù)課程 ,又是后續(xù)技術(shù)基礎(chǔ)課 (高、低頻電子線路 ,信號(hào)與系統(tǒng) )和專業(yè)課 (通信原理等 )的基礎(chǔ)。它是由邏輯思維過渡到工程思維的橋梁課 ,在整個(gè)電子與電氣信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)和課程體系中起著承前啟后的重要作用。 ? 通過本課程的學(xué)習(xí) ,對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn) ,以及科學(xué)的思維能力、歸納能力、分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)研究能力都有重要的作用。 鄧小平同志曾精辟的指出 :21世紀(jì)是高科技發(fā)展的世紀(jì) ,21世紀(jì)將是知識(shí)經(jīng)濟(jì)占國際經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)地位的世紀(jì)。面向 21世紀(jì)的高等教育質(zhì)量目標(biāo) ,概括地說 ,就是培養(yǎng)和造就全面適應(yīng)新世紀(jì)的人才。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo) ,研究型大學(xué)和創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)是擺在我們面前的兩大任務(wù)。為此必須加快教育改革的步伐。 我們編寫本教材就是本著以適應(yīng)當(dāng)前高等學(xué)校教育改革中注意素質(zhì)培養(yǎng)和能力培養(yǎng)的精神 ,加強(qiáng)基礎(chǔ) ,拓寬專業(yè)的原則 ,以適應(yīng)21世紀(jì)對信息類專業(yè)人才的要求。 二、學(xué)習(xí)本課程目的 : 就是使學(xué)生獲得有關(guān) 電路分析 方面的基本理論、基本知識(shí)和基本 技能 ,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及今后從事工程技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 本課程基本上是一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)理論課 ,是不可能講很多實(shí)際應(yīng)用的。我們培養(yǎng)的是高等專業(yè)人才 ,一定要有雄厚的理論基礎(chǔ)和廣博的專業(yè)知識(shí) ,而不是技工 ,不能一進(jìn)門就講基本操作 ,也不能是講一條理論就有一條應(yīng)用 ,這樣的理論是淺薄的 ,我們是要學(xué)會(huì)高瞻遠(yuǎn)矚。 電路分析 :在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下 ,討論電路的激 勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。 激 勵(lì) :電源或信號(hào)源的電壓或電流 ,它推動(dòng)電路工作 ,即 產(chǎn)生電路各部分電壓或電流的原因。 響 應(yīng) :激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流 ,即研究電路 中因果關(guān)系的學(xué)科。 二、學(xué)習(xí)方法 : “電學(xué)”部分的聯(lián)系與不同 ,是在其基礎(chǔ)上的 延續(xù)和加深。 中學(xué) ——是從研究某一問題的特殊性入手。 大學(xué) ——是從問題的普遍性 (共性 )入手 ,建立物理量間的函數(shù)關(guān)系 → 得到其特殊性。 例 :電流的概念 中學(xué) :I —— I=q / t 單位時(shí)間內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面積的電量 ——直流。 大學(xué) :ｉ＝ｄｑ／ｄｔ ——電流是電荷隨時(shí)間的變化率 ,是時(shí) 間的函數(shù)。當(dāng)ｄｑ／ｄｔ＝常數(shù) ——不隨時(shí)間變化時(shí) ——恒定電 流 ——直流Ｉ＝ｑ／ｔ ２ .建立數(shù)學(xué)模型 ,學(xué)會(huì)分析和處理問題的方法 ,而不是用大量的 習(xí)題來驗(yàn)證一個(gè)概念 ,與高三應(yīng)試教育不同。 三、講授方式和課程安排 : ∴ 分講授、自學(xué)、詳講、略講相結(jié)合。 平時(shí)講課配有配套習(xí)題 ,階段總結(jié)安排習(xí)題課。 參考書目 : 《 電路分析 》 李瀚蓀 北京理工大學(xué) 《 電 路 》 上 邱關(guān)源 西安交通大學(xué) 《 電工學(xué) 》 上 秦曾煌 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 《 電工學(xué) 》 上 羅守信 浙江大學(xué) 第一章 電路的基本概念和基本定律 —— 人們想要成功 ,但卻常?；乇軉栴}。只要抓住問題并處理問題才能取得成功。 喬賽亞 博尼爾 目 錄 ? 緒論 ? 第一章 :電路的基本概念 和基本定律 ? 167。 11 電路與電路模型 ? 167。 12 電流和電壓的參考方向及功率 ? 167。 13 基爾霍夫定律 ? 167。 14 電阻元件 ? 167。 15 獨(dú)立電源 ? 167。 16 受控源 ? 167。 17 運(yùn)算放大器 內(nèi)容提要 :本章主要討論了電路的基本物理量 ,電路模型 ,電壓和電流的參考方向以及獨(dú)立電源、受控源等電路元件的基本概念。著重闡述了集總電路中電壓和電流間的約束關(guān)系。這是分析集總參數(shù)電路的基本依據(jù)。 167。 11 電路和電路模型 一、電路 : 電流的通路叫電路 ,它是由若干電氣設(shè)備或器件按一定方式 結(jié)合起來的。 : (1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換 發(fā)電設(shè)備 ,變電 ,輸電設(shè)備 其他形式能量 ———〉 電能 ———〉 機(jī)械能 ,熱能 ,光能 ,化學(xué)能 (2)傳遞和處理信號(hào) 例 1:卡拉 OK 例 2:打電話 —— 將一個(gè)用戶的信息傳送給另一個(gè)用戶通過通 信系統(tǒng) —— 完成信息的傳遞和交換 此外還有收音機(jī) ,電視 ,自動(dòng)控制 …… 實(shí)際的電路都是由電氣設(shè)備和器件組成 如 :發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)、電池、晶體管、電阻、電容 …… 我們研究的不是這些實(shí)際設(shè)備而是 理想化了的元件 。 信 源 變 換 器 信 道 反 變 換 信 宿噪 聲 微 波 、 光 纜 載 波 、 衛(wèi) 星 ? ?主 叫被 叫V / F F / V由于電磁能量的相互轉(zhuǎn)換 (變化的磁場 〈 =====〉 變化的電場 ), 許多設(shè)備的性質(zhì)往往比較復(fù)雜 ,表現(xiàn)出兩重性或多重性。 例如導(dǎo)線我們往往用電阻表示 ,但在一定的條件下它還表現(xiàn)出電容 性、電感性。 在一定的條件下可把實(shí)際元件理想化 ,用其主要的電磁性質(zhì)來代替 理想元件 : 電阻元件 ——消耗電能 R 電感元件 ——儲(chǔ)存磁能 L 電容元件 ——儲(chǔ)存電能 C 電池和發(fā)電機(jī) ——供給電能 ——稱為理想元件 ——集中 (總 )參數(shù)元件。 這些元件分別由相應(yīng)的參數(shù)來表征。 根據(jù)端子數(shù)目不同理想元件可分為 : 二端元件 :電阻、電容、電感等 三端元件 :晶體管、場效應(yīng)管等 四端元件 :變壓器 二、電路模型 : 由理想元件 (集總參數(shù)元件 )組成的抽象電路 ——電路模型。 167。 12 電流、電壓的參考方向及功率 組成電路的基本物理量是電流、電壓和功率 ,中學(xué)我們都認(rèn)為它 們是不隨時(shí)間而變化的 ,實(shí)際上它們都是時(shí)間的函數(shù) ,一般用小 寫字母 I、 u、 p表示。 一 :電流 : 電流的方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。 在復(fù)雜的交流電路中 ,有時(shí)某一支路電流的方向很難一下子確定 ,例如圖 121。在交 流電路中電流的方向和大小都是隨時(shí)間變 化的 ,無法用一個(gè)固定的箭頭表示 ,為此 我們提出參考方向的概念。 1I 2I的 方 向 ？1R 2R圖 121 電流參考方向示例圖 當(dāng)計(jì)算值為負(fù) ,則實(shí)際方向與參考方向相反 。 為正 ,則實(shí)際方向與參考方向一致。 在分析和計(jì)算電路時(shí) ,事先選定某一方向?yàn)殡娏髡较?,電流的方 向和大小卻是隨時(shí)間變化的 ,無法用一個(gè)箭頭來表示。而在分析和計(jì)算電路時(shí) ,事先選定某一方向?yàn)殡娏鞯恼较?——參考方向 ——參考方向 一經(jīng)規(guī)定 ,在求解過程中不得改動(dòng)。 上例中規(guī)定 I2參考方向由左向右 :→ 若計(jì)算值為 +I——實(shí)際“ → ” I——實(shí)際“ ← ” 表示電流正方向： a→b baab II ??參考方向表示法 : ① 用箭頭 → ② 用雙下標(biāo) 2I1I