原發(fā)布者:zhanghefangha
第1章電路的基礎(chǔ)知識1.1電路和電路模型1.2電路中的主要物理量1.3電路的基本元件1.4基爾霍夫定律1.5基爾霍夫定律1.6簡單電阻電路的分析方法第1章電路的基礎(chǔ)知識本章要求:本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義;1.理解電壓與電流參考方向的意義;理解電壓與電流參考方向的意義2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用;理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用;3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài),了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài),理解電功率和額定值的意義;理解電功率和額定值的意義;4.會計算電路中各點的電位。會計算電路中各點的電位。1.1電路和電路模型電路是電流的通路,電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。或電路元件按一定方式組合而成。1.電路的作用(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)電能的傳輸、發(fā)電機升壓變壓器輸電線降壓變壓器電燈電動機電爐。(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理話筒揚聲器放大器2.電路的組成部分電路的組成部分電源:電源提供電能的裝置升壓變壓器輸電線負載:負載取用電能的裝置電燈電動機電爐。發(fā)電機降壓變壓器中間環(huán)節(jié):傳遞、中間環(huán)節(jié):傳遞、分配和控制電能的作用2.電路的組成部分2.電路的電路的組成部分信號源:信號源提供信息信號處理:信號處理:放大、調(diào)諧、放大、調(diào)諧、檢波等話
模電就是處理模擬電子信號的東西(連續(xù)變化的電子信號,就像溫度的連續(xù)變化一樣),其實說全面點,模電包括“低頻電子”和“高頻電子”,普通電子專業(yè)的模電教材是低頻的,而高頻有專門的教材。
初學者先學低頻吧。
這個知識就太多了,因為信號是很復雜的,用到的東西當然多了。
其實放大就是模電里很核心的一塊內(nèi)容的,不要單純地去理解“放大”,要按照用途來理解,比如阻抗變換等等。. 其實對于初學者,能把二極管、三極管的原理與電路弄清楚就OK了,再適當?shù)亟佑|下電容和電感,把它們的典型電路和原理弄清楚了,模電就學成了。
學習模擬電路之前要掌握的基礎(chǔ)知識有:電路基礎(chǔ),信號與系統(tǒng),復變函數(shù)。
電路基礎(chǔ)1.電壓電流電流的參考方向可以任意指定,分析時:若參考方向與實際方向一致,則 i>0,反之i0反之u<0。
2.功率平衡一個實際的電路中,電源發(fā)出的功率總是等于負載消耗的功率。3.全電路歐姆定律:U=E-RI4.負載大小的意義:電路的電流越大,負載越大。
電路的電阻越大,負載越小。5.電路的斷路與短路電路的斷路處:I=0,U≠0 電路的短路處:U=0,I≠0 。
基爾霍夫定律 :1.幾個概念:支路:是電路的一個分支。結(jié)點:三條(或三條以上)支路的聯(lián)接點稱為結(jié)點。
回路:由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔:電路中無其他支路穿過的回路稱為網(wǎng)孔。
2.基爾霍夫電流定律:(1)定義:任一時刻,流入一個結(jié)點的電流的代數(shù)和為零?;蛘哒f:流入的電流等于流出的電流。
(2)表達式:i進總和=0 或: i進=i出(3)可以推廣到一個閉合面。3.基爾霍夫電壓定律定義:經(jīng)過任何一個閉合的路徑,電壓的升等于電壓的降。
或者說:在一個閉合的回路中,電壓的代數(shù)和為零。或者說:在一個閉合的回路中,電阻上的電壓降之和等于電源的電動勢之和。
電位的概念(1)定義:某點的電位等于該點到電路參考點的電壓。(2)規(guī)定參考點的電位為零。
稱為接地。(3)電壓用符號U表示,電位用符號V表示(4)兩點間的電壓等于兩點的電位的差 。
(5)注意電源的簡化畫法。信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)是大學本科層次的專業(yè)課,它的先修和基礎(chǔ)課為高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、隨機過程、矩陣論、電路分析基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)學物理方程、高頻電子線路、復變函數(shù)、大學物理。
學生應(yīng)熟練地掌握本課程所講述的基本概念、基本理論和基本分析方法,并利用這些經(jīng)典理論分析、解釋和計算信號、系統(tǒng)及其相互之間約束關(guān)系的問題。復變函數(shù)以復數(shù)作為自變量和因變量的函數(shù)就叫做復變函數(shù) [1] ,而與之相關(guān)的理論就是復變函數(shù)論。
解析函數(shù)是復變函數(shù)中一類具有解析性質(zhì)的函數(shù),復變函數(shù)論主要就是研究復數(shù)域上的解析函數(shù),因此通常也稱復變函數(shù)論為解析函數(shù)論。
電路基礎(chǔ)知識的應(yīng)用 ──電路工作狀態(tài)分析 河南省平頂山市衛(wèi)東區(qū)田選學校 范俊奇 電路的基礎(chǔ)知識包括,電路的組成,電路的狀態(tài),電路的連接關(guān)系等,是我們分析電路工作狀態(tài)的基礎(chǔ)。
只有能看懂電路,會正確判斷電路的連接方式,才能進一步對電路進行分析和計算。 一、電路分析的基礎(chǔ)知識 1.電路的組成 一個正確的電路應(yīng)該有下列基本組成部分組成。
電源、用電器、開關(guān)和導線。電源起著把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能并提供電能的作用;導線起著連接電路元件和把電能輸送給用電器的作用;開關(guān)控制電能的輸送(電流的通斷);用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
如果一個電路缺少了這四個基本組成部分中的一部分,這個電路就不能工作或錯誤或存在危險(短路)。 2.電路的三種狀態(tài) (1)通路:接通的電路。
特征:電路中有電流而且用電器正常工作。(2)開路:斷開的電路。
特征:電路中無電流,用電器不能工作。(3)短路:定義:電源兩端或用電器兩端直接用導線連接起來(電流不經(jīng)過用電器)。
特征:電源短路,電路中有很大的電流,可能燒壞電源或燒壞導線的絕緣皮,很容易引起火災。并聯(lián)電路中,一旦一個支路發(fā)生短路,整個電路就短路了。
開路和通路是電路的常見狀態(tài),比如,電燈的亮和滅。而短路是錯誤的危險狀態(tài),是絕對應(yīng)該避免的。
3.串聯(lián)電路中的局部短路 在串聯(lián)電路中,由于某種原因或?qū)嶋H需要,使電路中的某個用電器發(fā)生短路,而其它用電器仍然工作的電路。如圖所示電路中,當開關(guān)S閉合時,L1發(fā)生短路,L2仍有電流通過,可以發(fā)光。
4.電路的連接方式 電路的串聯(lián)和并聯(lián)是初中階段必須掌握的電學知識,是進行電路分析和計算的基礎(chǔ)。 (1)電路連接方式的比較。
串 聯(lián) 并 聯(lián) 定 義 把元件首尾相連逐個順次連接起來的電路 把元件首首尾尾并列的連接起來的電路 結(jié)構(gòu)特征 電路中只有一條電流路徑,沒有分支。 電路中有分支(有分開的點和會合的點),電流路徑至少有兩條, 工作特征 各用電器相互影響,一處段開所有用電器都停止工作。
各支路中的用電器獨立工作,互不影響。 開 關(guān) 作 用 控制整個電路 干路中的開關(guān)控制整個電路。
支路中的開關(guān)控制該支路。 電路圖 實 例 裝飾小彩燈、開關(guān)和用電器 家庭中各用電器、各盞路燈 (2)判斷電路串聯(lián)、并聯(lián)的常用方法。
基于初中階段的學習要求,僅介紹以下常用的判斷方法,在實踐中可選擇適合自己的方法熟練掌握。 ①定義法:將用電器接線柱編號,電流流入端為“首”,電流流出端為“尾”。
觀察各用電器,若“首→尾→首→尾”連接為串聯(lián);若“首→首”、“尾→尾”相連,為并聯(lián)。 ②結(jié)構(gòu)特征分析法:在有電路圖或?qū)嵨镞B接圖的情況下,識別電路時,可沿著電流方向分析:電源正極→各用電器→電源負極。
若途中無節(jié)點(分叉點),電流沿著一條路徑前進不分流,該電路中用電器是串聯(lián)關(guān)系;若電路有節(jié)點,電流在某一處分開,在另一處又合在一起,這些用電器就是并聯(lián)關(guān)系。 ③工作特征分析法:去掉任意一個用電器,若另一個用電器也不工作,則這兩個用電器串聯(lián);若另一個用電器不受影響仍然工作,則這兩個用電器為并聯(lián)。
在看不到電路圖或電路實物圖情況下(如路燈、家庭電路),可根據(jù)用電器的工作特征判斷連接情況。 二、應(yīng)用舉例 1.(09濟寧)如圖1所示電路中,當開關(guān)S1、S2均閉合后,說法正確的是( ) A.L1、L2都能發(fā)光 B.L1、L2都不能發(fā)光 C.Ll能發(fā)光,L2不能發(fā)光 D.Ll不能發(fā)光,L2能發(fā)光 分析:當S1斷開,S2閉合時,L1、L2是并聯(lián)連接關(guān)系;當S1閉合時,L1發(fā)生短路。
因為是并聯(lián)電路,一處發(fā)生短路,整個電路就處于短路狀態(tài),所以,L1、L2都不能發(fā)光,B正確。 2.(09蘭州)如圖2所示,當開關(guān)S閉合時,兩只小燈泡能同時發(fā)光的正確電路是( ) 分析:在四個電路中,在A電路中,兩盞電燈串聯(lián),開關(guān)S與一盞電燈并聯(lián),當開關(guān)閉合時,與開關(guān)并聯(lián)的電燈就發(fā)生局部短路,所以,開關(guān)閉合后,只有一盞燈亮。
B電路中,是開關(guān)串聯(lián)在電路中的串聯(lián)電路,開關(guān)閉合后,電路是通路,所以,兩盞串聯(lián)的電燈都會發(fā)光,B正確。C電路中,沒有電源,是一個電路基本組成部分都不完全的錯誤的電路。
D電路中,兩盞燈并聯(lián),S閉合時,兩燈都會發(fā)光,但一盞燈沒有開關(guān)控制,它是不符合電路基本連接要求的。 3.(09成都)如圖所示是一把既能吹冷風,又能吹熱風的電吹風的簡化電路,圖中A是吹風機,B是電熱絲。
將插頭插入插座,若只閉合開關(guān)S1,電吹風吹出的是____風;若將開關(guān)S1、S2都閉合,電吹風吹出的是____風。(填“熱”或“冷”) 分析:該裝置中,吹風機和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,S1是干路開關(guān),它一閉合,吹風機就開始工作,吹出冷風;只有當S1、S2同時閉合時,電熱絲才能和吹風機同時工作,吹出熱風。
所以,答案是:冷、熱。 進一步分析:既然吹風機和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,為什么不給它們各安裝一個開關(guān)分別控制呢?因為,電熱絲是不能單獨工作的。
若單獨工作,產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去,吹風機的內(nèi)部溫度會很高,會燒壞吹風機的外殼,甚至帶來危險。所以,這樣設(shè)計,就可以避免電熱絲的單獨工作,使電吹風機既可以吹。
網(wǎng)孔電流法,對于一個閉環(huán)來講,繞這個環(huán)一圈電壓和為零,就有I1R1+I2R2+。。。=0
結(jié)點電流法,對于一個結(jié)點來講,有流入的電流就有流出的電流,即電流矢量和為零。
就有I1+I2+。。。。=0 回答者: coolday186 | 五級 | 2011-3-23 22:08
你說的是基爾霍定律吧?基爾霍夫定律分基爾霍夫電壓定律(KCL)和基爾霍夫電流定律(KVL)兩個,用他求電路中支路的電流的時候,要利用網(wǎng)孔結(jié)合KCL定律列電壓方程,再利用結(jié)點結(jié)合KVL列電流方程,組成方程組求解
一個網(wǎng)孔就是一個回路,任瞬時在這個回路中先人為的規(guī)定一個繞行方向,回路中所有元件的端電壓代數(shù)和為零(電壓方向與繞行方向相同取正,反之取負),一個節(jié)點嘛,一般是指三叉及三叉以上的線路交點,任瞬時流入這個交點的電和流出這個交點的電流代數(shù)和為零,如是你規(guī)點流入電流為正,那么流出的就為負,節(jié)點也可以是一部分電路(假想用一個球面包住這部分電路成為一個節(jié)點) 回答者: sf133510 | 二級 | 2011-3-23 22:23
以假想網(wǎng)孔電流作變量列寫和網(wǎng)孔個數(shù)相同的KVL方程, 聯(lián)立求解求出網(wǎng)孔電流,進而通過網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系再求出支路電流,或者期望再求出其它電路變量,這就是網(wǎng)孔電流法。對于含有理想電流源,在不能將其轉(zhuǎn)移成某個網(wǎng)孔電流時,可采取設(shè)其兩端電壓,來增加變量,進而增加方程。對于含有受控源的電路,其分析方法和步驟與只含獨立源電路的分析完全相同,只是要將受控變量用待求的網(wǎng)孔電流變量表示作為輔助方程。此法優(yōu)點:同一電路所需方程數(shù)目較支路電流法少,列寫方程的規(guī)律易于掌握。缺點是不直觀,有的網(wǎng)孔電流不能用電流表測試。
以獨立節(jié)點的電位作為變量依KCL(連同歐姆定律)列寫節(jié)點電位方程,求解出節(jié)點電位,進而求得各支路電流或欲求的其它電路變量,這就是節(jié)點電位法。此法優(yōu)點是所需方程個數(shù)少于支路電流法,特別是節(jié)點少而支路多的電路用此法尤顯方便,列寫方程的規(guī)律易于掌握。 缺點是對于一般給出的電阻參數(shù)、電壓源形式的電路求解方程工作量較大。
電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩部分。
模擬電子技術(shù)主要包括放大、反饋、濾波、振蕩四大重點。放大器分分立元件放大器和集成放大器。分立元件放大器又分BJT放大器和FET放大器兩個重點。BJT放大器有共射、共集、共基三種,F(xiàn)ET放大器分共源、共漏、共柵三種。集成放大器重點著眼于知道三無窮大一個零特點及外部應(yīng)用。理想集成放大器三無窮大指放大倍數(shù)無窮大、共模抑制比CMRR無窮大和輸入電阻無窮大,一個零指輸出電阻應(yīng)為零。
數(shù)字電子技術(shù)處理高低電平。主要分組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大重點,目前邏輯電路都已經(jīng)實現(xiàn)集成化又分為TTL(晶體管—晶體管邏輯電路)和MOS邏輯電路(場效應(yīng)管邏輯電路)。組合邏輯電路主要分反相器、與非門、或非門等,時序邏輯電路主要包括寄存器、觸發(fā)器、計數(shù)器等。
Multisim是目前應(yīng)用最廣泛的電子技術(shù)仿真平臺。
1. 電路基礎(chǔ)知識 --電路 電路---是指由金屬導線和電氣以及電子部件組成的導電回路,稱其為電路。
直流電通過的電路稱為“直流電路”;交流電通過的電路稱為“交流電路”。 電路的組成---電路由電源、負載、連接導線和輔助設(shè)備四大部分組成。
電源提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。
負載在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負載。負載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥堋?/p>
導線連接導線用來把電源、負載和其他輔助設(shè)備連接成一個閉合回路,起著傳輸電能的作用。輔助設(shè)備用來實現(xiàn)對電路的控制、分配、保護及測量等作用。
電路的作用---實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換;實現(xiàn)信號的傳遞與處理。 電路模型- -在電路分析中,為了方便于對實際電氣裝置的分析研究,通常在一定條件下需要對實際電路采用模型化處理,即用抽象的理想電路元件及其組合近似的代替實際的器件,從而構(gòu)成了與實際電路相對應(yīng)的電路模型。
2. 電路基礎(chǔ)知識 –電流 電流--是指單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量。電流的大小稱為電流強度,是指單位時間內(nèi)通過導線某一截面的電荷量。
電流分直流和交流兩種,電流的方向不隨時間的變化的叫做直流,電流的大小和方向隨時間變化的叫交流。 電流單位及換算--單位是安培,簡稱“安”,符號“A”。
1A=10^-3 mA= 10^-6uA= 10^-9nA= 10^-12pA 電流是一個有方向的物理量,僅指出大小是不夠的,規(guī)定以正電荷移動的方向為電流的真實方向。列寫電路方程時,電壓、電流的正、負是以電流圖上預先假定的參考方向為依據(jù)的,若計算結(jié)果為正值,說明電壓、電流的真實方向與參考方向相符,否則相反。
3. 電路基礎(chǔ)知識 –電壓、電動勢 電壓----也稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。需要指出的是,“電壓”一詞一般只用于電路當中,“電勢差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當中。
電壓的單位----在國際單位制中的主單位是伏特,簡稱伏,用符號V表示。伏特等于對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即1 V = 1 J/C。
電動勢(E)----表示電源特征的一個物理量,電源中非靜電力對電荷作功的能力,稱為電動勢,在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷從電源低電位端b經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端a所作的功。 電動勢的大小----等于非靜電力把單位正電荷從電源的負極,經(jīng)過電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。
電路的基本元素是元件,電路元件是實際器件的理想化物理模型,應(yīng)有嚴格的定義。電路中研究的全部為集總元件,電路元件的端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。
電路中最基本的幾個元件是電阻、電容和電感。下面我們依次簡單介紹一下這幾種基本元件。
5. 電路基礎(chǔ)知識 --電阻、電容和電感 電阻----英文名稱為Resistance,縮寫為R,它是導體的一種基本性質(zhì),與導體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。導體的橫截面積,材料,長度可改變導體電阻的大小,有時溫度也同樣可以影響其大小。
電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可說它是一個耗能元件,電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。
對信號來說,交流與直流信號都可以通過電阻。 電容----指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C,國際單位是法拉(F)。
電容也是電容器的俗稱。電容是表征電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量。
我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。 電感----是用絕緣導線繞制而成的電磁感應(yīng)元件,也是電子電路中常用的元器件之一。
電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞制成的一組串聯(lián)的同軸線匝,它在電路中用字母“L”表示,主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
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