【正文】 信號進(jìn)行處理 . 導(dǎo)線 (line)、 開關(guān) （ switch)等：將電源與負(fù)載接成通路 . 電路的基本概念 電荷定向移動形成 電流 （ Current） 電流流過的路徑稱為 電路 （ Circuit） 在火力發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)變壓器將電壓升高，由輸電線送往用電地方，再經(jīng)變壓器將電壓降低，送至各種用電設(shè)備，把電能轉(zhuǎn)換成熱能、光能、機(jī)械能等。 電路模型 (circuit model) 1. 理想電路元件 ：根據(jù)實(shí)際電路元件所具備的電磁性質(zhì)所設(shè)想的具有某種單一電磁性質(zhì)的元件 ， 其 u， i關(guān)系可用簡單的數(shù)學(xué)式子嚴(yán)格表示 。 10BASET wall plate導(dǎo)線 電池 開關(guān) 燈泡 例 . 實(shí)際電路元件的模型 ：將實(shí)際電路元件由 理想元件 及其 組合來 模擬 ，使得與實(shí)際元件具有 基本相同 的電磁性質(zhì)。實(shí)踐證明，電荷的數(shù)量在運(yùn)動過程中保持不變，即電荷守恒。 *與 分布參數(shù)電路 相對。 (2) 若電路的工作頻率為 f=50 MHz， 則 周期 T = 1/f = ?10–6 s 波長 ? = 3 105 ??10–6 = 6 m 一般電路尺寸均與 ? 可比 。 按電路中的電流是否隨時間變化，可分成直流電路和交流電路，交流電路中又分為正弦交流電路和非正弦交流電路。 電流的大小用 電流強(qiáng)度 表示：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量 。 故引入?yún)⒖挤较颉? i 參考方向 i 參考方向 i 0 i 0 實(shí)際方向 實(shí)際方向 電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系： 電壓 (voltage)：電場中某兩點(diǎn) A、 B間的電壓 (降 )UAB 等于將點(diǎn)電荷 q從 A點(diǎn)移至 B點(diǎn)電場力所做的功 WAB與該點(diǎn)電荷 q的比值 ， 即 qWU ABdefAB ?單位： V (伏 ) (Volt，伏特 ) 當(dāng)把點(diǎn)電荷 q由 B移至 A時 ， 需外力克服電場力做同樣的功， 此時可等效視為電場力做了負(fù)功 –WAB， 則 B到 A的電壓為 : ABABBA UqWU ???? 電壓（ Voltage）及其參考方向 電位 ：電路中為分析的方便，常在電路中選某一點(diǎn)為參考點(diǎn)， 把任一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的電位 。 例 . a b c V V 已知 Uab= V， Ubc= V (1) 以 a點(diǎn)為參考點(diǎn) ， ?a=0 Uab= ?a–?b ? ?b = ?a –Uab= – V Ubc= ?b–?c ? ?c = ?b –Ubc= ––= –3 V Uac= ?a–?c = 0 –(–3)=3 V (2) 以 b點(diǎn)為參考點(diǎn) ， ?b=0 Uab= ?a–?b ? ?a = ?b +Uab= V Ubc= ?b–?c ? ?c = ?b –Ubc= – V Uac= ?a–?c = –(–) = 3 V 結(jié)論 ：電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；當(dāng)選擇不同的電位參考時 ， 電路中各點(diǎn)電位均不同 ， 但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變 。 (2) 參考方向一經(jīng)假定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包括方向和 符號 ），在計(jì)算過程中不得任意改變。 反之 ，稱為 非關(guān)聯(lián)參考方向 。 + – 5? I UR U1 U2 例 U1=10V， U2=5V。 常用的無源元件有電阻元件、電容元件、電感元件和互感元件等，它們在電路中通常作為負(fù)載。 在電場力作用下，電荷通過電阻時，要克服阻力做功。 符號 R (1) 電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向 R i u + 歐姆定律 (Ohm’s Law) 二、電阻元件的伏安關(guān)系 伏安特性曲線 : ? u ? R i R ? tg ? ? 線性電阻 R是一個與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。 i為有限值時， u=0。 非線性電阻的伏安關(guān)系 非線性電阻的伏安關(guān)系在 ui平面上是一條曲線，它的電阻值隨著流過的電流或兩端電壓而改變 半導(dǎo)體二極管是一個典型的非線性電阻 半導(dǎo)體二極管 二極管的伏安特性 i u o i u + 電容器是一種能容納電荷而儲存電場能量的器件 。 電容在直流電路中相當(dāng)于開路 ， 電容有隔直作用； (4) 表達(dá)式前的正 、 負(fù)號與 u， i 的參考方向有關(guān) 。 對空心線圈 ? = ?0 = 4??107H/m，若周圍介質(zhì)為磁性材料，則 ??0，且不為常數(shù)。 當(dāng) u， i為關(guān)聯(lián)方向時 ， u=Ldi/dt； u， i為非關(guān)聯(lián)方向時 ， u= –Ldi/dt 。若 di1/dt0，則線圈 N1中 i1的流入端與線圈 N2中感應(yīng)電壓的正極性端稱為同名端。 u + V 1 2 3 4 U mA 1 2 3 4 + S 直流法測定同名端 二、互感的伏安關(guān)系 具有互感的線圈，其感應(yīng)電壓應(yīng)由自感電壓及互感電壓合成。 電路的有源元件 電源是組成電路的一個基本元件。 直流： uS為常數(shù) 交流： uS是確定的時間函數(shù)，如 uS=Umsin?t 電路符號 uS + _ 電壓源 2. 伏安特性 US (1) 若 uS = US ， 即直流電源 ， 則其伏安特性為平行于電流軸的直線 ， 反映電壓與電源中的電流無關(guān) 。 * 實(shí)際電壓源也不允許短路 。 1. 特點(diǎn)： (a) 電源電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)； (b) 電源兩端電壓 是任意的，由外電路決定。 (1) 短路： R=0， i= iS ， u=0 ， 電流源被短路 。 2. 分類 根據(jù)控制量和被控制量是電壓 u或電流 i ，受控源可分為四種類型： 當(dāng)被控制量是電壓時 ，用 受控電壓源表示； 當(dāng)被控制量是電流時 ，用 受控電流源 表示。 186。 186。 i2=gu1 186。 而受控源只是反映輸出端與輸入端的關(guān)系 ， 在電路中 不能 作為 “ 激勵 ” 。 集電極電流 ic受基極電流 ib控制，在電路中可用 電流控制電流源 來等效。 二、理想變壓器構(gòu)成的條件 （ 1）全耦合，即穿過每個線圈的磁通相同，無漏磁通，耦合系數(shù) k=1； （ 2）無損耗，即各線圈的電阻為零，鐵心中損耗亦為零； （ 3）鐵心導(dǎo)磁率 ?趨于無限大，各線圈的電感及互感即L L M都趨于無限大，但 nLL ?21n為線圈的匝數(shù)比，稱為 變比 。 (a) 功率性質(zhì) 221 2 21 2 2/U n U Un n ZI I n I? ? ?(b) 阻抗變換性質(zhì) * * 1 ?I 2I?+ – 2 ?U+ – 1 ?Un : 1 Z 1 ?I+ – 1 ?U n2Z 正弦穩(wěn)態(tài)情況下電路 當(dāng)副邊接入阻抗 Z時， 則原邊的輸入阻抗為 1. 電路符號 186。 注意，這里的輸入電壓、輸出電壓、正電壓、負(fù)電壓，是相對于 公共端 (又稱 “地” )而言的，實(shí)際上相當(dāng)于參考節(jié)點(diǎn)。 1. 5. ３ 運(yùn)算放大器 (operational amplifier) 簡稱 運(yùn)放 + _ ud u+ u uo _ + A + a b o a： 倒向輸入端 ，或 反相輸入端 。 + _ _ + u+ u 186。 實(shí)際特性 近似特性 ① 線性工作區(qū)： |ud| Uds=Usat/A, 則 uo=Aud Usat ：飽和電壓，略小于偏置電壓 3. 電路模型 Ri ：運(yùn)算放大器兩輸入端間的輸入電阻。 它反映了電路中所有支路電壓和電流的約束關(guān)系 ， 是分析集總參數(shù)電路的基本定律 。 ( l ) b=3 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1 2 3 a b l=3 n=2 4. 網(wǎng)孔 (mesh)：對 平面電路 ，每個網(wǎng)眼即為網(wǎng)孔。 即： (1) 電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系； (2) 流入 、流出節(jié)點(diǎn)。 KCL、 KVL小結(jié)： (1) KCL是對支路電流的線性約束 ， KVL是對支路電壓的線性約束 。 本章結(jié)束