【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電壓法、迭加原理、戴維南定理和諾頓定理。在這里僅介紹支路電流法和節(jié)點(diǎn)電壓法。（二）支路電流法所謂支路電流法是以支路電流為未知量，直接應(yīng)用基爾霍夫電流和電壓定律，列出關(guān)系方程組，求解出各未知的支路電流。 A I1 I2 回路3 I3 R1 R2 R3 E1 回路1 E2 回路2 支 支 支 路 路 路 a B b c圖127 支路電流法 在圖127中，有三個(gè)支路即支路a、支路b、支路c，有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)即A、B，有三個(gè)回路即回路回路回路3。當(dāng)求各支路電流時(shí)，首先確定電流的參考方向。由于支路a和支路b存在電源，則參考電流方向可定為實(shí)際電流方向即如圖中所示。 根據(jù)基爾霍夫電流定律，支點(diǎn)A和B均滿(mǎn)足 I1+I2=I3 ①根據(jù)基爾霍夫電壓定律，回路a和回路b分別滿(mǎn)足 I1R1I2R2=E1E2 ② I2R2+I3R3=E2 ③ 將①②③聯(lián)立組成方程組，則當(dāng)各電阻值、EE2已知，即可求出各支路電流。 利用支路電流法求解各支路電流的步驟為：1． 選定各支路電流的參考方向；2． 根據(jù)基爾霍夫電流定律，對(duì)（n1）個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)（n為電路的總節(jié)點(diǎn)數(shù)），列出節(jié)點(diǎn)電流方程；3． 選取獨(dú)立回路，獨(dú)立回路個(gè)數(shù)應(yīng)為b（n1）(其中b為電路中的支路數(shù)、n為電路中的總節(jié)點(diǎn)數(shù))，指定這些回路的繞行方向；對(duì)所選的獨(dú)立回路，利用基爾霍夫電壓定律列出回路方程。4． 聯(lián)立求解上述b個(gè)獨(dú)立方程，求出各支路的電流。（三）節(jié)點(diǎn)電壓法所謂節(jié)點(diǎn)電壓法是當(dāng)遇到獨(dú)立節(jié)點(diǎn)少但獨(dú)立回路多而采取的一種解決電路問(wèn)題的方法。它的基本思路是令電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)為參考點(diǎn)，求出其他節(jié)點(diǎn)對(duì)此參考點(diǎn)的電壓，由此根據(jù)基爾霍夫電壓定律各支路電壓將是有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓之差，再按基爾霍夫電流定律列出（n1）個(gè)方程進(jìn)行求解。在圖128中，具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，以O(shè)為參考點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)A、B的節(jié)點(diǎn)電壓為UAO、UBO，則根據(jù)基爾霍夫電壓定律UAB=UAOUBO。根據(jù)基爾霍夫電流定律我們可以導(dǎo)出UAO/R1+UBO/R2+（UAOUBO）/R3+（UAOUBO）/R4= IS1 +IS4 ①UBO/R5+UBO/R6=（UAOUBO）/R3+（UAOUBO）/R4+ IS6 ② 由①②聯(lián)立組成方程組，則當(dāng)各電阻值、IS1 、ISIS6已知，即可求出UAO、UBO的值，然后各支路電流便可求出。 IS4 I4 R4 A I3 R3 B I1 I2 UAO UBO I5 I6 IS1 R1 R2 R5 R6 IS6 O圖128 節(jié)點(diǎn)電壓法 節(jié)點(diǎn)電壓法求解電路各支路電流的步驟如下：1． 定參考節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電壓為節(jié)點(diǎn)電壓，節(jié)點(diǎn)電壓的參考方向均指向參考節(jié)點(diǎn)；2． 列出節(jié)點(diǎn)電壓方程；3． 連到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流源，當(dāng)其電流指向節(jié)點(diǎn)時(shí)為正，否則為負(fù)；4． 從節(jié)點(diǎn)電壓方程求解出各節(jié)點(diǎn)電壓，然后按歐姆定律求出各支路的電流。 第三節(jié) 磁場(chǎng)一、磁現(xiàn)象及磁性的產(chǎn)生 （一）磁現(xiàn)象1． 具有磁性的物質(zhì)：我們通常所說(shuō)的磁鐵（磁鐵礦、人造磁鐵）等。2． 磁鐵具有吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱(chēng)為磁性；在磁鐵上各處的磁性大小不同，靠近磁鐵兩端的地方磁性最強(qiáng)，磁性最強(qiáng)的區(qū)域稱(chēng)為磁極；將磁鐵懸掛起來(lái)，它的兩端指向不同的方向，指北的一端為北極，指南的一端為南極。3． 兩塊磁鐵的磁極間存在相互作用力，這種力被稱(chēng)之磁力。極性相同的磁極相互排斥，極性不同的磁極相互吸引。 （二）磁性的產(chǎn)生 1．具有磁性作用的例子1）當(dāng)將磁針置于通有電流的導(dǎo)線(xiàn)附近時(shí)，磁針會(huì)受到力的作用而偏轉(zhuǎn)；2）通有電流的導(dǎo)線(xiàn)放于蹄形磁鐵兩極間時(shí)會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)；3）通電導(dǎo)線(xiàn)間也相互作用力，當(dāng)兩平行通電直導(dǎo)線(xiàn)的電流方向相同時(shí)，它們相互吸引，電流相反時(shí)則相互排斥；4）通過(guò)磁極間的運(yùn)動(dòng)電荷也受力的作用。2．磁性的來(lái)源一切磁現(xiàn)象的根源是電流的存在。凡有磁性的物質(zhì)，它的內(nèi)部每一個(gè)分子中都存在著回路電流。前面講過(guò)，電流是由大量電荷的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)所形成的，所以電流與電流之間、電流與磁鐵之間以及磁鐵與磁鐵之間的相互作用，均可看成是運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用，即運(yùn)動(dòng)電荷之間除了同靜電荷一樣具有電力的相互作用，同時(shí)還有磁力的相互作用。二、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度（一）磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)：任何運(yùn)動(dòng)電荷或電流的周?chē)臻g都存在磁場(chǎng)。2．磁場(chǎng)力：在磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)電荷所受的力稱(chēng)為磁場(chǎng)力。（二）感應(yīng)強(qiáng)度所謂磁感應(yīng)強(qiáng)度就是當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷所受的最大磁場(chǎng)力fmax與電荷的電量q和其速度v的乘積的比值，即 B=fmax/qv （128） 上式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為特斯拉，代號(hào)為T(mén)；fmax的單位為牛頓（N），電量q的單位為庫(kù)侖（C），速度的單位為米/秒（m??? S1） 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中任一指定點(diǎn)所受的磁場(chǎng)力有兩種特殊情況：一個(gè)是當(dāng)電荷沿著磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它不受磁場(chǎng)力的作用，即f=0；另一個(gè)是當(dāng)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受的磁場(chǎng)力最大。見(jiàn)圖129所示。 Z z FmaxB v B v o o y Y v v X v//B F=0 x Fmax v⊥B F=Fmax 圖129 電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)受力三、磁通量 （一）磁力線(xiàn)不僅可表示磁場(chǎng)方向，而且能用來(lái)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱，對(duì)磁力線(xiàn)的密度規(guī)定為：通過(guò)磁場(chǎng)中某一點(diǎn)處垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B矢量的單位面積上的磁力線(xiàn)數(shù)目等于該點(diǎn)B的數(shù)值。 （二）通過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁力線(xiàn)數(shù)稱(chēng)為通過(guò)此曲面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通，用符號(hào)Фm表示。 圖1221是一面積為S的平面，它處于均勻磁場(chǎng)中，其法線(xiàn)n與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的夾角為θ，根據(jù)磁通量、磁力線(xiàn)密度與磁感應(yīng)強(qiáng)度B關(guān)系的定義，通過(guò)平面S的磁通量Фm=BS┴，而S┴是平面S在垂直于B方向的投影，即S┴=SCOSθ，因此 Фm=BSCOSθ （129） 當(dāng)θ=0176。時(shí)平面S的法線(xiàn)n與B的方向一致，則通過(guò)平面S的磁通量最大，即Фm=BS；當(dāng)θ=90176。時(shí)平面S的法線(xiàn)B垂直，則通過(guò)平面S的磁通量為零，即Фm=0。 n B SS┴ θ圖1210 平面磁通量 磁通量的單位為韋伯，用符號(hào)Wb表示。 四、洛侖茲力與右手螺旋法則 （一）洛侖茲力 電量為q的正電荷在均勻磁場(chǎng)中以速度v垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受的磁力為Fmax=Bqv。 z F B o +q υy θ y υx υ x圖1211 洛侖茲力一般情況下，運(yùn)動(dòng)電荷的速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間可成任意角度θ（見(jiàn)圖1211所示）。速度v可分解成兩個(gè)分量：1． 沿磁場(chǎng)方向的分量υy=υcosθ；2． 垂直于磁場(chǎng)方向的分量υx=υsinθ。當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與B的方向一致時(shí)，它所受的磁力為零，則圖1222所示的運(yùn)動(dòng)的正電荷所受的磁力僅與垂直于B的分量υsinθ有關(guān)。F=Bqυsinθ稱(chēng)為洛侖茲力。 （二）右手螺旋法則 以右手四指由v經(jīng)小于180176。的角彎向B，這時(shí)大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)正電荷所受洛侖茲力的方向。 五、安培定律磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用 磁場(chǎng)對(duì)電流元Idl（見(jiàn)圖1212）的作用力，在數(shù)值上等于電流元的大小、電流元所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小以及電流元Ibl和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的夾角Φ的正弦的乘積。此規(guī)律稱(chēng)為安培定律。 dF dF Idl Idl Φ B B 圖1212 安培力的方向安培力的方向判別符合右手螺旋法,則，即右手四指由Idl經(jīng)小于180176。的角彎向B，這時(shí)大拇指所指的方向就是安培力的方向。 dF=IdlBsinΦ （1210） 六、電磁感應(yīng) （一）電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．當(dāng)通過(guò)一個(gè)閉合導(dǎo)電回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2．在電磁感應(yīng)中于回路上所產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。 （二）電磁感應(yīng)基本定律 當(dāng)穿過(guò)回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量對(duì)時(shí)間的變化率的負(fù)值成正比。這個(gè)規(guī)律被稱(chēng)為法拉第電磁感應(yīng)定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 εi=dΦ/dt （1211） 式中εi的單位為伏特，Φ的單位為韋伯，t 的單位為秒。 若閉合電路的電阻為R，則閉合電路的感應(yīng)電流為 Ii=（1/R）dΦ/dt （1212） （三）交流發(fā)電機(jī)原理 一個(gè)由導(dǎo)線(xiàn)繞成的線(xiàn)圈共有N匝，在某一時(shí)刻線(xiàn)圈平面的法線(xiàn)n與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角為θ（見(jiàn)圖1213），此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量為 Φ=NBScosθ 如果線(xiàn)圈以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且在t=0時(shí)，線(xiàn)圈平面的法線(xiàn)n與B平行，則有θ=ωt。上式可寫(xiě)成 Φ=NBScosωt 根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此時(shí)在線(xiàn)圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e=dΦ/dt= NBSωsinωt 令NBSω=εm,則有 e=εm sinωt （1213） 由于ω=2πf，f為線(xiàn)圈每秒轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)，上式可寫(xiě)成 e=εm sin2πf t 由此可見(jiàn)，在均勻磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是時(shí)間的正弦函數(shù)，其周期T=2π/ω；εm為此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，即振幅，它與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、線(xiàn)圈的面積S、匝數(shù)N和轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω成正比。 oˊ N n θ B i R ω o圖1213 導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)圈在均勻磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)閉合回路的電阻R，則根據(jù)歐姆定律有閉合回路的電流i i=(εm/R )sin2πf t=Im sinωt （1214）可見(jiàn)在均勻磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流也是時(shí)間的正弦函數(shù)，這顯然是正弦交流電流。交流發(fā)電機(jī)是根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的。第三章 電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 三極管結(jié)構(gòu)特征一、 三極管結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體三極管也稱(chēng)為晶體管，它是電子線(xiàn)路中的主要放大元件。根據(jù)制造材料的不同，有硅三極管和鍺三極管。無(wú)論是硅材料或者鍺材料制成的三極管，都有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)型式。 C c b b e e (a)PNP (b)NPN圖131三極管結(jié)構(gòu)類(lèi)型符號(hào)無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)的三極管，它的核心部分都是兩個(gè)PN結(jié)。三個(gè)半導(dǎo)體材料區(qū)域構(gòu)成兩個(gè)反向串聯(lián)的PN結(jié)，中間一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)是兩個(gè)PN結(jié)公用的，叫做基區(qū)，另外兩個(gè)區(qū)一個(gè)叫發(fā)射區(qū)，一個(gè)叫集電區(qū)。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱(chēng)為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱(chēng)集電結(jié)。從三個(gè)區(qū)分別引出三根電極，即發(fā)射極（e）、基極（b）、集電極（c）。兩種三極管的符號(hào)如圖131，其中發(fā)射極的箭頭表示發(fā)射極電流的方向。三極管好象是兩個(gè)反向串聯(lián)的PN結(jié)。但是如果把兩個(gè)孤立的PN結(jié)，比如兩個(gè)二極管反向串聯(lián)起來(lái)，是不會(huì)有放大作用的。作為一個(gè)放大元件，三極管在結(jié)構(gòu)上必須具有下面兩個(gè)特點(diǎn)：⑴ 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)的的摻雜濃度；⑵ 基區(qū)必須很薄，它的厚度要比基區(qū)中少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度小得多，一般只有幾個(gè)微米。這種結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是三極管放大作用的基礎(chǔ)。二、 特征（一） 三極管的工作原理 三極管的工作條件 1）內(nèi)部條件a. 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)的摻雜濃度，使得發(fā)射結(jié)的正向電流主要是發(fā)射區(qū)的多子向基區(qū)注入所形成的電流；b. 基區(qū)必須很薄，以