大學(xué)電路基礎(chǔ)第一章(文件)
【正文】 ??tuCuuipdd???吸0)(21)(21)(21)(21)(21ddd220)(222?????????????????tqCtCuCutCuCuξξuCuWuttC若ξ與電感有關(guān)兩個(gè)變量 : 電感 L, 磁通鏈 ? 對(duì)于線性電感 ,有： ? =Li ? i + – u – + e 一 、 電感的物理概念 u L i + – 電路符號(hào) 1. 元件特性 電感 (Inductance ) (? 與 i 的參考方向成右螺旋關(guān)系時(shí) ) 空心線圈 線性電感的 ? ~i 特性 是過原點(diǎn)的直線 L= ? /i ?tg? iψL def?? =N? 為電感線圈的 磁通鏈（又稱磁鏈） L 稱為 自感系數(shù) 電感 L 的單位： H(亨 ) (Henry，亨利 )，磁通鏈的單位為 韋伯（ Wb） ? i O ? 電感線圈磁通鏈 ?與通過電流 i之間的關(guān)系稱為 韋安特性 線圈電感量由線圈結(jié)構(gòu)決定 lSNL 2??N為線圈匝數(shù)， S為線圈的橫截面積， l為線圈的長(zhǎng)度， ?為周圍介質(zhì)的導(dǎo)磁率。 電感在直流電路中相當(dāng)于短路； (4) 表達(dá)式前的正 、 負(fù)號(hào)與 u， i 的參考方向有關(guān) 。 11 ? 1 ? 12 Y 1 L + + L 2 u 1 2 u i 1 i 2 圖中表示兩個(gè)有互感的線圈 N1和N2，穿過線圈 N1的磁通鏈 ?1由兩部分合成，其中 ?11為線圈 N1的電流 i1產(chǎn)生 ， ?12為線圈 N2的電流i2產(chǎn)生，即 ?1 = ?11+?12 線圈 N2對(duì)線圈 N1的互感為 21212 iM?? 互感是兩個(gè)有耦合的線圈之間相互存在的，所以反過來電流 i1產(chǎn)生的磁通也會(huì)穿過線圈 N2，即有 12121 iM??M12與 M21是相等的，即 MMM ?? 1221M為兩個(gè)耦合線圈的互感量，簡(jiǎn)稱 互感 或 耦合電感 互感的圖形符號(hào) “ *” 號(hào)表示互感的同名端 同名端的含義： 當(dāng)變化 i1流入線圈 N1時(shí)，線圈 N線圈 N2中將同時(shí)感應(yīng)出電壓。用導(dǎo)線將兩線圈的一端相連（圖中 4），線圈 12接交流電源，用交流電壓表測(cè)量（ 1， 3）端電壓，若此電壓比兩個(gè)線圈各自的端電壓都大，則（ 1， 4）為同名端；否則，（ 1， 3）端為同名端 線圈 12通過開關(guān) s接通一直流電源，當(dāng)開關(guān)閉合瞬間，若直流毫安表指針?biāo)矔r(shí)正偏，則表明 1， 3端為同名端；若直流毫安表指針?biāo)矔r(shí)反偏，則表明 1， 4端為同名端。 三、耦合系數(shù) 表征兩個(gè)具有互感線圈的耦合松緊程度 22211112??????k1111 iL?? 212 Mi?? 2222 iL??121 Mi??由于 121??LLMkk的大小與兩個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)，相互位置及周圍介質(zhì)有關(guān) 當(dāng) k=1時(shí)，稱為 全耦合 ，此時(shí)所有磁通全部同時(shí)穿過兩個(gè)線圈。 1. 特點(diǎn) ： (a) 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)； (b) 通過它的電流是任意的，由外電路決定。 (2) 短路： R=0， i ?? ， 理想電源出現(xiàn)病態(tài) ， 因此理想電壓源不允許短路 。 物理意義： 物理意義： 外力克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率 理想電流源 ：電源輸出電流為 iS， 其值與此電源的端電壓 u 無關(guān) 。 若強(qiáng)迫斷開電流源回路 ， 電路模型為病態(tài) ， 理想電流源不允許開路 。 R US + _ i u + _ r r =1000 ?， US =1000 V， R =1~2 ? 時(shí) 當(dāng) R =1 ? 時(shí)， u= V 當(dāng) R =2 ? 時(shí)， u= V R 1A i u + _ 將其等效為 1A的電流源： 當(dāng) R =1 ? 時(shí)， u=1 V 當(dāng) R =2 ? 時(shí)， u=2 V 兩者誤差很小 電路符號(hào) + – 受控電壓源 受控電流源 （ Dependent Source） 1. 定義 電壓源電壓或電流源電流不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)支路的電壓 (或電流 )的控制。 i2=? i1 i1 186。 186。 186。 (2) 獨(dú)立源作為電路中 “ 激勵(lì) ” ， 在電路中產(chǎn)生電壓 、電流 。 1. 5. 1 晶體三極管 (Transistor) 晶體三極管是一種常用的半導(dǎo)體器件，它由三層半導(dǎo)體材料按一定的工藝制造的，從每層材料各引出一根接線，就是晶體管的三個(gè)電極，用 e, b, c表示，分別稱為 發(fā)射極 、 基極 和 集電極 晶體三極管的圖形符號(hào)及其等效電路模型 bc ii ?? ? ? bcbe iiii ????? 1當(dāng)接上電源時(shí)，三個(gè)電極的電流分別為 ib、 ic、 ie, 其關(guān)系為 ?為晶體管電流放大系數(shù)，在一定范圍內(nèi)，近似為常數(shù)，對(duì)小功率晶體管 ?=（ 20~200）。 當(dāng)原邊 11’接通交變電源 u1時(shí)，產(chǎn)生電流 i1和交變磁通?，在各繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓；若副邊 22’接通負(fù)載時(shí)，產(chǎn)生副邊電流 i2，變壓器將從電源吸收的功率傳送至負(fù)載。在能量傳輸過程中，電壓、電流按變比作數(shù)值變換。 E+、 E分別連接直流電壓 (常稱 偏置電壓 )的正、負(fù)電壓。這樣，電路符號(hào)往往可以簡(jiǎn)化。 可達(dá)幾萬 、 甚至十幾萬倍 186。 ud + _ 設(shè)在 a,b 間加一電壓 ud =u+u，則可得輸出 uo和差動(dòng)輸入 ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線 (運(yùn)放的外特性 )如下： Usat Usat Uds Uds uo ud O 分三個(gè)區(qū)域： ② 正向飽和區(qū)： ud Uds, 則 uo= Usat ③ 反向飽和區(qū)： ud Uds, 則 uo= Usat + _ ud u+ u uo _ + A + a b 2. 運(yùn)算放大器的靜特性 這里 Uds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓 ， 例如 Usat=13V, A =105， 則 Uds=。 + _ A(u+u) Ro Ri u+ u 基爾霍夫定律包括 基爾霍夫電流定律 (Kirchhoff’s Current Law—KCL ) 和 基 爾 霍 夫 電 壓 定 律(Kirchhoff’s Voltage Law—KVL )。 ( n ) ３ . 回路 (loop)：由支路組成的閉合路徑。 i1 i4 i2 i3 ? 0?? (t)i令 流出 為“ +”(支路電流背離節(jié)點(diǎn) ) –i1+i2–i3+i4=0 ??? 出入即 ii ? ? 7A 4A i1 10A 12A i2 i1+i2–10–(–12)=0 ? i2=1A 例 : 4–7–i1= 0 ? i1= –3A i1+i3=i2+i4 或 例 : 在任何 集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出 (流入 )任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的 代數(shù)和 為零。 元件電壓方向與路徑方向一致時(shí)取正號(hào) ， 相反取負(fù)號(hào) 。 (4) KCL、 KVL只適用于集總參數(shù)的電路 。 (2) KCL、 KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān) 。 KCL可推廣到一個(gè)封閉面： 兩種符號(hào) : i1 i1+i2+i3=0 (其中必有負(fù)的電流 ) 思考： I=? 1. A B + _ 1 1 1 1 1 1 3 + _ 2 2. UA ==UB ? i1 3. A B + _ 1 1 1 1 1 1 3 + _ 2 i1==i2 ? i2 i1 首先選定一個(gè)繞行方向 :順時(shí)針或逆時(shí)針 . –R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0 例 : 0?? U比如取順時(shí)針方向繞行 : 在任何 集總參數(shù)電路中 ， 在任一時(shí)刻 ， 沿任一回路 （ 按固定繞向 )， 各支路電壓的代數(shù)和
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