电路基础(电子版)

第1章电路模型及电路定律

教学目标

(1)理解电路模型，理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。

(2)掌握理想电路元件(如电阻、电容、电感、电压源和电流源)的电压电流关系。

(3)掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。

1.1电路及电路模型

1.1.1

(1)

(2)

1.1.2

(也称负载)

响应。

)组成，如图

)

个完整的电路是由电源(或信号源)、负载和中间环节(如开关、导线等)三个基本部分组成的。各种实际电路的种类和作用不同，规模也相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电网，但都可以分解成以上三大部分。各种电路中随着电流的流动，都在进行着不同形式能量之间的转换。

在实际应用中，为了便于分析，通常用电路图来表示电路。在电路图中，各种电气元件都不需要画出原有的形状，而是采用统一规定的图形符号来表示。图1-1(b)所示就是图1-1(a)所示手电筒的电路原理图。

(a)手电筒实际电路(b)手电筒电路原理图(c)手电筒电路模型

图1-1电路模型

为便于理论研究，常用与实际电气设备和元器件相对应的理想化元器件构成电路，并用统一规定的符号表示作为实际电路的“电路模型”，如图1-1(c)所示。本书在进行理论分析时所指的电路，均指这种电路模型。

人们设计制作某种元器件是要利用它的某种物理性质，譬如说，制作一个电阻器是要利用它的电阻，即对电流呈现阻力的性质；制作一个电源是要利用它的两极间能保持有一定电压的性质；制作连接导体是要利用它的优良导电性能，使电流顺利流过。但是，事实上不可能制造出只表现出某一性质的器件，也就是说，不可能制造出完全理想的器件，例如：

(1)一个实际的电阻器在有电流流过的同时还会产生磁场，因而还兼有电感的性质。

(2)一个实际电源总有内阻，因而在使用时不可能总保持一定的端电压。

(3)连接导体总有一点电阻，甚至还有电感。

这样往往给分析电路带来了困难，因此，必须在一定条件下对实际器件加以理想化，忽略它的次要性质，用一个足以表征其主要性能的模型来表示。例如：

(1)灯泡的电感是极其微小的，把它看作一个理想的电阻元件是完全可以的。

(2)一个新的干电池，其内阻与灯泡的电阻相比可以忽略不计，把它看作一个电压恒定的理想电压源也是完

(3)

1.1.3

1.

)来构成模

等等。

四端元件(

2.

即

寸与这一波长相比完全可以忽略不计，因此集总假设的概念是完全适用的。但对远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能用集总参数而要用分布参数来表征。

1.2电路变量

电路的电性能可以用一组表示为时间函数的变量来描述，最常用到的是电流、电压和电功率。本书中各电量单位都采用国际单位制。

1.2.1电流

自然界中存在正、负两种电荷，在电源的作用下，电路中形成了电场，在电场力的作用下，处于电场内的

电荷发生定向移动，形成电流，习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。

电流的大小称为电流强度(简称电流)，是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，即

d ()d q

i t t

=

(1-1) 式中，电荷q 的单位为库[仑](C)；时间t 的单位为秒(s)；电流i 的单位为安[培](A)。除了A 外，常用的单位有毫安(mA)、微安(μA )，它们之间的换算关系如下：

1A=103mA 1mA=103μA

如果电流的大小和方向不随时间变化，这种电流称为恒定电流，简称直流，一般用大写字母I 表示。

如果电流的大小和方向都随时间变化，则称为交变电流，简称交流，一般用小写字母i 表示。本书中的小写字母也可能表示恒定量，读者要根据上下文确定。

1.2.2

两点之间d d W

q =(1-2) 式中，d q 位为焦[耳正电荷由1.2.3“+”B 。

负值来确定电流和电压的实际方向。

如果指定流过某元件(或电路)的电流参考方向是从标以电压的正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向；当两者不一致时，称为非关联参考方向，如图1-3所示。

(a)关联参考方向(b)非关联参考方向

图1-3关联参考方向

在分析计算电路时，对无源元件常取关联参考方向，对有源元件则常取非关联参考方向。

1.2.4电功率

电功率表示电路或元件中消耗电能快慢的物理量，定义为电流在单位时间内所做的功，即

d ()d W

p t t

=

(1-3) 当时间t 的单位为秒(s)，功W 的单位为焦[耳](J)时，功率p 的单位为瓦[特](W)。 设定电流和电压为关联参考方向时，由式(1-2)，有d ()d W u t q =，再结合式(1-1)，有

d d ()()()()d d W q p t u t u t i t t t

===(1-4)

此时把能量传输(流动)的方向称为功率的方向，若p (t )>0，表示此电路(或元件)吸收能量，此时的p (t )称为吸收功率；若p (t )<0，表示此电路(或元件)发出能量，此时的p (t )称为发出功率。

对于()()()p t u t i t =，当设定电流和电压为非关联参考方向时，若p (t )>0，表示此电路(或元件)发出能量，此时的p (t )称为发出功率；若p (t )<0，此电路(或元件)吸收能量，此时的p (t )称为吸收功率。

根据能量守恒定律，对于一个完整的电路来说，在任一时刻各元件吸收的电功率的总和应等于发出电功率的总和，或电功率的总代数和为零。

【例已知i =2A ，u 1解：1p u =2p =可见管、运算放大器、变压器等；有源元件有理想电压源和理想电流源。

每一个理想电路元件的电压u 或电流i ，或者电压与电流之间的关系都有着确定的规定，例如电阻元件上的电压与电流关系为u =f (i )。这种规定充分地表征了此电路元件的特性，称为元件的约束。有时，在元件约束里也用到电荷q 和磁通Ф(或磁通链?)等，如电容元件上电荷与电压的关系为q =f (u )，电感元件上磁通链与电流的关系为?=f (i )。

如果表征元件特性的代数关系为线性关系，对应的元件称为线性元件；否则称为非线性元件。

如果元件参数是时间t 的函数，对应的元件称为时变元件；否则称为时不变元件，元件参数为常数。 本书所涉及的元件大部分为线性时不变元件，且大多为二端元件。

1.3.1电阻元件

电阻元件是从实际物体中抽象出来的理想模型，表示物体对电流的阻碍和将电能转化为热能的作用，如模拟灯泡、电热炉等电器。

1.电阻元件的伏安特性

任何一个二端元件，如果在任意时刻的电压和电流之间存在代数关系(即伏安关系，VoltageCurrentRelation，VCR)，不论电压和电流的波形如何，它们之间的关系总可以由u-i平面上的一条曲线(伏安特性曲线)所决定，则此二端元件称为电阻元件，简称电阻。

伏安特性曲线过原点且为直线的电阻元件称为线性电阻元件，如图1-5所示。

设电流和电压参考方向相关联，电阻元件两端的电压和电流遵守欧姆定律：

u=(1-6)

Ri

式中，u R是电

变；u、i

i=(1-7)

Gu

1-6所示。

(b)

2.

收(消耗)

电阻元件从

到时间内产生的热量即为这段时间内消耗的电能，有

1.3.2电容元件

电容元件是一种表征电路元件储存电荷特性的理想元件，简称电容。电容的原始模型为由两块金属极板中间用绝缘介质隔开的平板电容器，当在两极板上加上电压后，极板上分别积聚了等量的正、负电荷，在两极板之间产生电场。积聚的电荷越多，所形成的电场就越强，电容元件所储存的电场能也就越大。

电容(或称电容量)是表示电容元件容纳电荷能力的物理量，人们把电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电荷量，称为电容器的电容，记为C。C是一个正实常数，单位是法[拉](F)，其定义为

=(1-8)

C q u

/除了F外，电容常用的单位还有微法(μF)、皮法(pF)，它们之间的换算关系如下：

1F=106μF 1μF=106pF

电容元件也有线性、非线性、时不变和时变的区分，本书只讨论线性时不变二端电容元件。 任何一个二端元件，如果在任意时刻的电荷量和电压之间的关系总可以由q -u 平面上一条过原点的直线所决定，则此二端元件称为线性时不变电容元件，如图1-7所示。

(a)符号(b)库伏特性曲线

图1-7线性电容元件

线性电容C 不随其上的q 或u 情况变化。对于极板电容而言，其大小只取决于极板间介质的介电常数?、电容极板的正对面积S 及极板间距d ，即

1.电容元件的伏安特性 由于d q

i =

，而Cu q =，所以电容的伏安(u -i )关系为微分关系，即

d d u

C

t

(1-9) 而其()d t t (1-10) 可2.d d u t

(1-11) 那么从0t 则从1t 到t 2

1(1-12)

式0<，电【例(a)(b)(c)

图1-8例1-2图

解：由图1-8(b)先列出对应的电压表达式为

根据d ()

()d u t i t C t

=求)(t i ，即

03s t ≤≤时，1)(-=t t u ，d(1)

()11A d t i t t

-=⨯=

3s 4s t ≤≤时，)4(2)(--=t t u ，d(28)

()12A d t i t t

-+=⨯=-

所以，电容电流为

电容电流对应波形图如图1-8(c)所示。

1.3.3电感元件

电感元件的原始模型为由绝缘导线(如漆包线、纱包线等)绕制而成的圆柱线圈。当线圈中通以电流i 时，在

?与线圈的匝数N i /ψ(1-13) 电感N 、线圈截面积S 1.d d i L

t

(1-14) 而其(如果取初始时刻10t =，则有

01()(0)()d t

i t i u t t L

=+

⎰(1-15) 由此可见，电感元件某一时刻流过的电流不仅与该时刻电感两端的电压有关，还与初始时刻的电流大小有关。可见，电感是一种电流“记忆”元件。

2.电感元件的功率

对于任意线性时不变的正值电感，其功率为

d ()()d i p u t i t Li

t

==(1-16)

那么从0t 到t 时间内，电感元件吸收的电能为 则从1t 到2t 时间内，电感元件吸收的电能为

2

1222

121Li Li W -=

(1-17) 可见，当12i i >时0>W ，电感从外部电路吸收能量，以磁场的形式储存起来，为充电过程；当12i i <时0

电感向外部电路释放能量，为放电过程。和电容一样，电感可以储存电能，也是储能元件。电感释放的电能来自于电路，它也是一种无源元件。

【例1-3】图1-10(a)所示电感L =2H ，电感电压)(t u 的波形图如图1-10(b)所示，(0)0V i =，试求电感电流的表达式，并绘出对应波形图。

解：由电压波形图先列出对应的各时段电压表达式为 电感电压与电流的关系式为

所以，当

t 当1s t ≤当2s t ≤1.3.4)和独立电流源(

端电压为定值U s的电压源，称为直流(恒定)电压源；端电压是一定的时间函数u s(t)的电压源，称为交变电压源；端电压随时间做周期性变化且在一个周期内的平均值为零的电压源，称为交流电压源。

在u-i平面上，电压源在t1时刻的伏安特性曲线是一条平行于i轴且纵坐标为u s(t1)的直线，如图1-11(c)所示。特性曲线表明了电压源端电压与电流大小无关。

电压源两端的电压由其本身独立确定，而流过它的电流并不是由电压源本身所能确定的，而是和与之相连接的外电路有关。电流可以从不同的方向流过电压源，因而电压源既可以对外电路提供能量，也可以从外电路接收能量，视电流的方向而定。因此，电压源是一种有源元件。

理想电压源实际上不存在，但通常的电池、发电机等实际电源在一定的电流范围内可近似地看成是一个理想电压源。也可以用电压源与电阻元件来构成实际电源的模型，本书在后面再讨论这个问题。此外，电压源也可用电子电路来辅助实现，如晶体管稳压电源。

1.3.5

流仍为I s

在u-i所示。

也可1.3.6

压是受同一电路中其他支路的电压或电流控制的。

受控源原本是从电子器件中抽象而来的。例如，晶体管的集电极电流受基极电流控制，运算放大器的输出电压受输入电压控制，场效应管的漏极电流受栅极电压控制等。

受控源是一种四端元件，它含有两条支路，一条是控制支路，另一条是受控支路。受控支路为一个电压源或一个电流源，它的输出电压或输出电流(称为受控量)受另外一条支路的电压或电流(称为控制量)的控制，该电压源、电流源分别称为受控电压源和受控电流源，统称为受控源。

1.受控源的四种形式

根据控制支路的控制量的不同，受控源分为四种形式：电压控制电压源(VoltageControlledVoltageSource，VCVS)、电流控制电流源(CurrentControlVoltageSource，CCVS)、电压控制电流源(VoltageControlCurrentSource，VCCS)和电流控制电流源(CurrentControlCurrentSource，CCCS)。

这四种受控源的符号如图1-13所示。

(a)??VCVS (b)??CCVS

(c)??VCCS (d)??CCCS

图1-13四种受控源符号

独立源与受控源在电路中的作用完全不同，故用不同的符号表示，前者用圆圈符号，后者用菱形符号。独立源通常作为电路的输入，代表着外界对电路的作用，如电子电路中的信号源。受控源则是用来表示在电子器件中所发生的物理现象的一种模型，它反映了电路中某处的电压或电流能控制另一处的电压或电流的关系，在电路中不能作为“激励”作用。

2.

(1)

(2)

(3)

(4)

“转移”关系。

(电流或电压)

【例

u o与输入电压u i

解：，所以有

部分(

这两伏安关系(VoltageCurrentRelation，VCR)，拓扑约束是指取决于互连方式的约束(即KCL、KVL定律)，它们是电路分析中解决集总问题的基本依据。

本节首先学习电路整体的规律，即基尔霍夫定律。

基尔霍夫定律(Kirchhoff’slaws)由德国物理学家基尔霍夫于1847年提出，是分析和计算较为复杂电路的基础，它既可以用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时，仅与电路的连接方式有关，而与构成该电路的元器件具有的性质无关，即不论元件是线性还是非线性的，是时变还是时不变的都成立。基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。

下面首先介绍几个基本概念，以图1-15所示电路为例。

1.支路

电路中只通过同一电流的每个分支(branch)称为支路，由一个或多个二端元件串联组成。流经支路的电流称为支路电流。图1-15所示电路中共有ac 、ab 、bc 、ad 、bd 、cd 六条支路，其中ad 和cd 支路是由两个元件串联组成的(注意有些书中是把每一个二端元件看成一条支路)。

2.节点

三条或三条以上支路的连接点称为节点(node)。在图1-15所示电路中，a 、b 、c 、d 均为节点，共四个节点。 3.回路

电路中的任一闭合路径称为回路(loop)。在图1-15所示电路中，abda 、bcdb 、acba 、acda 、abcda 等都是回路，共有七个回路。

4.三个网孔。

由此可流出i (1-18) 如图

因而)0=(1-19)

式中，(i k (2)(3)可将KCL 推广到电路中的任一闭合面或闭合曲线(广义节点)。

例如，对图1-16中电路上部虚线所围的包含电阻R 2、R 3、R 4和节点a 、b 、c 的封闭区域，i 1和i s 流入，i 5

流出，其KCL 方程为

证明过程如下。

图1-16中上部虚线所围区域内的节点a 、b 、c 对应的KCL 方程分别是

12324534s 0

00

i i i i i i i i i --=--=++= 将上面三式相加后，即得到上述结论。

【例1-5】如图1-17所示的部分电路中，已知i a =2A ，i 1=-4A ，

i 2=5A ，求i 3、i b 和

图1-17例1-5图

i c 。

解：应用基尔霍夫电流定律，依据图1-17中标出的各电流参考方向，分别由节点a 、b 、c 的KCL 方程，求得

或者在求得i b 后，把三个电阻看成广义节点，也可求得i c ，有

1.4.2KVL 定律

由于电路中任意一点的瞬时电位具有单值性，若沿着任一路径，回到原来的出发点时，该点的电位是不会变化的，因此可得基尔霍夫电压定律(KVL)。

对于任一集总电路，在任一时刻，沿任一回路循环一周，该回路所有支路电压降的和等于所有支路电压升的和，即

u u =∑∑升降(1-20) 如图可改写为

因而为零。)0t =(1-21)

式中，(k u

(2) (3)由源本身到

负极，

【例u 4=3V ，R 1=R 2=20?解：所以有

虽然1.4.3在电路分析中，当电路中有多个未知的支路电压和电流时，常要运用KCL 、KVL 定律列写多个方程，组成线性方程组求解。那么，对于给定的电路，可以列出多少个独立有效的KCL 和KVL 方程呢？

图1-19所示电路中有四个节点(n =4)，可列出四个KCL 方程，即

图1-19KCL 、KVL 方程独立性例图

每一支路接在两个节点之间，因而每一支路电流对一个节点为流出，则对另一个节点为流入。因此，如对所有的节点写KCL 方程，每一支路电流将出现两次，一次为正，一次为负。若把以上四个方程相加，必然得到等号两边为零的结果，即这四个方程不是相互独立的。

若从这四个方程中去掉任意一个，余下的三个方程一定是互相独立的。

可以证明，对于具有n 个节点的电路，在任意(n -1)个节点上可以得出(n -1)个独立的KCL 方程，相应的(n -1)

个节点称为独立节点。

在图1-19所示电路中，如果对回路abda 、回路bcdb 和回路abcda 列KVL 方程，可得

观察发现，前两个方程两边相加即可得到第三式。即这三个回路电压方程相互是不独立的，其中任一个方程可以由另外两个方程导出，所以这三个KVL 方程中只有两个是独立的。

可以证明，在平面电路中，其独立回路对应的KVL 方程数等于其网孔数m ，而网孔数)1(--=n b m ，其中b 为支路数，n 为节点数。

除了KCL 、KVL 方程外，还可以依据电路中元件的特性(VCR 关系)列方程，如

因此，对一个具有b 条支路的电路，可以列出联系b 个支路电流变量和b 个支路电压变量所需的2b 个独立方程式。

列写这些方程的基本依据是只取决于电路互连形式的拓扑约束(topologicalconstraints)和取决于元件性质的元件约束(elementconstraints)，分别由电路的KCL 、KVL 定律和元件的VCR 关系描述。

根据两类约束列出支路电压变量、支路电流变量的联立方程组从而求得所需未知电压、电流的方法常称为2b 法。

2b

上说，2单位是V 。ab a U V =1.5.1中电流

1A i =b d b b 由上可知，在参考点不同的情况下，电路中同一点的电位也不相同。可见，电位是相对的，电路中某点电位的大小与参考点(即零电位点)的选择有关。零电位点可选电路上的任意点，习惯上规定大地为零电位点，对于机壳需要接地的设备，就可以把机壳作为参考点；在不接地的电子设备中，常把多个元器件汇聚的公共点设为零电位，也称之为地。

而在图1-20所示电路中，a 、b 间的电压ab 1144V U iR ==⨯=，a 、d 间的电压ad s 20V U u ==，在以上参考点不同的两种情况下都始终不变。可见，电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变，即与零电位参考点的选取无关。

综上所述，计算电位的基本方法可归纳为如下几点。 (1)选定电路中某一点为参考点，设其电位为零。

(2)标出各电流参考方向及各元件两端电压的参考正、负极性。 (3)计算各点至参考点间的电压，即得到各点的电位。

从被求点开始通过一定的路径绕行到零电位参考点，则该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和：电阻元件电压降写成±iR的形式，当电流i的参考方向与路径绕行方向一致时，取“+”号；反之，则取“-”号。电源电动势写成±u s形式，当电动势的方向与路径绕行方向一致时，取“+”号；反之，则选取“-”号。

【例1-7】如图1-20所示电路，试通过路径abc和adc分别计算a点的电位。

解：由路径abc，有

由路径adc，有

在上式中，由于R3上电流参考方向与绕行方向相反，故R3上电压取“-”号。

上两式求出的a点电位是一样的，可见，只要参考点确定，电路中各点电位就确定了，与分析时所取的路径无关。

1.5.2简化电路

如图

1.5.3简化电路的分析方法

【例1-8】如图1-22(a)所示电路，求在开关S 断开和闭合两种情况下，B 点的电位V B 。 解：开关S 断开时，电路没有构成电流通路，电流i =0，R 1上无压降，有

开关S 闭合时，电路电流A C 1210(6)

mA 1mA 88

V V i R R ---===++，有

若不熟悉简化电路，也可将其改画成完整画法后再计算。即在标有电位的悬空端与参考点(地)间补画出理想

电压源，注意理想电压源的极性和大小应与原来标的电位一样，如图1-22(b)所示。

(a)

(b)

图1-22简化电路的分析

(不一致)u 和i

和i 取关联

(VCCS)为零。方程为m 基尔霍夫定律表明了支路电流和支路电压之间与电路元件连接方式有关的约束关系，这种约束与元件特性无关，称为拓扑约束。而电路中的电压和电流还要受到元件特性(例如欧姆定律u=Ri )的约束，这类约束只与元件的伏安关系(VCR)有关，与元件连接方式无关，称为元件约束。这两种约束是集总电路中分析问题的基本依据。

电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位，通常设参考点的电位为零，电压就是两点间的电位差，应用电位的概念可以简化电路分析。

习题

1.已知图1-23(a)、(b)所示两电路中的电流及其参考方向，标出其实际方向，如果参考方向改变，再写出两电流。

2.已知图1-24所示电路中电池电动势大小为5V，求U ab和U ba。

3.已知图1-25所示电路中电压表读数为?6V，求U ab和U ba。

(a) (b)

图1-23习题1图图1-24习题2图图1-25习题3图

4.指出图1-26所示电路中各元件端电压u与电流i是否为关联参考方向，写出各元件功率的表达式，计算各元件的功率，说出它们是吸收还是发出功率。

(a)(b)(c)(d)

图1-26习题4图

5.标出图1-27所示电路中各元件端电压的实际极性和各电流的实际方向，计算各元件吸收或发出的功率，并验证整个电路的功率是否平衡。

图1-27习题5图

6.写出图1-28中各元件两端的电压u和电流i的约束方程(即伏安关系VCR)。

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

图1-28习题6图

7.图1-29(a)中2μF电容上所加电压的波形如图1-29(b)所示，求：

(1)

(2)

8.

9.

10.求图1-32所示各电路中的未知量(设电压表、电流表对电路无影响)。

(a) (b)

图1-32习题10图

11.求图1-33所示电路中的电流I和电压U。

12.写出图1-34所示电路的端电压和总电流的关系式U=f(I)。

(a)(b)(a)(b)

图1-33习题11图图1-34习题12图

13.图1-35所示电路中有几个节点？几条支路？几个网孔和回路？依据已知量求电路中各元件的未知电流或电压。

14.

15.。

16.

17.方程各有多少个。

18.

19.

20.图

21.图

第2章电阻电路的等效变换

教学目标

(1)理解电路等效变换的概念。

(2)熟练掌握电阻的串联、并联与混联的等效变换，初步掌握电阻Y连接与△连接的等效变换。

(3)掌握电源的串联、并联，实际电源的两种模型及等效变换。

(4)掌握一端口电路输入电阻的计算。

2.1概述

线性电路是指由时不变线性无源元件、线性受控源和独立源组成的电路。若无源元件为电阻元件，则为线性电阻电路，简称电阻电路。从本章开始一直到第4章将研究电阻电路的分析。这种电路的电源可以是直流的(不随时间变化)，也可以是交流的(随时间变化)。若所有的独立源都是直流的，则简称为直流电路。本章讲述较简单的电阻电路的分析。

在分析计算电路的过程中，常常用到等效的概念。电路的等效变换原理是分析电路的一种重要方法。

结构、元件参数不相同的两部分电路N 1、N 2如图2-1所示，若N 1、N 2具有相同的电压、电流关系，即相同的VCR ，则称它们彼此等效。这就是等效电路的一般定义。

图2-1电路的等效

N 3中与用图部分(N 3)求解N 1N 2与N 32-2(a)2.2.1 图n u +(2-1)

1122k k n n (2-1)，得

1212eq ()k n n u R i R i R i R i R R R i R i =++

++

+=++

+=(2-2)

式(2-2)说明图2-3(a)所示多个电阻的串联电路与图2-3(b)所示单个电阻的电路具有相同的VCR ，是互为等效的电路。其中等效电阻为

eq 121

def

n n k k R R R R R =+++=∑(2-3)

即串联电路的总电阻等于各分电阻之和。

(a)

(b)

图2-3电阻的串联等效

显然，等效电阻eq R 必大于任何一个串联的分电阻k R 。

若已知串联电阻两端的总电压，求各分电阻上的电压，称为分压。由图2-3可知

eq eq

k k k k

R u

u R i R u u R R ===<(2-4) 满足n k n k R R R R u u u u ::::::::::2121 =。

可见，电阻串联时，各分电阻上的电压与电阻成正比，电阻值大者分得的电压大。因此，串联电阻电路可作分压电路。式(2-4)称为分压公式。

两个电阻R 1、R 2串联时，等效电阻R =R 1?R 2，则有分压公式为

电阻串联是电路中的常见形式。例如，为了限制负载中过大的电流，常将负载与一个限流电阻串联；当负载需要变化的电流时，通常串联一个电位器。

的电源

2I ，则有 1U

eq G u =(2-5) 、

、、

(a)

(b)

图2-6电阻的并联等效

式(2-5)说明图2-6(a)所示多个电阻的并联电路与图2-6(b)所示电阻的电路具有相同的VCR ，是互为等效的电路。其中等效电导为

eq 121

def

n n k k k G G G G G G =+++=∑≥(2-6)

可见，电阻并联时，其等效电导等于各电导之和且大于分电导。

或根据式(2-6)有eq eq 121111n

G R R R R ==+++，即eq k R R <，得等效电阻之倒数等于各分电阻倒数之和，等效

电子电路知识入门基础教学

电子电路知识入门基础教学 电子电路是指由一个或多个电子元器件，如电阻、电容、电感、半导体（如晶体管、集成电路）等，连接起来构成的电路。它是一种由若干个电子元件组成的电路，通过控制、调节电路中电流的流动来达到预期的功能。它的作用是使电子元件之间能够对信号进行有效地检测、处理和传输，以满足系统的要求。 二、电子电路的基本原理 电子电路的运行原理是电子元件之间有因果关系，互相影响，从而形成电力能量的传输。当电子元件上的电流变化时，它就会产生电压变化，然后被其它元件感知并发生变化。在电路中，每一部分的电子元件都起着一定的作用，形成了一个完整的系统，有效实现了电子信号的传输和处理。 三、电子电路常见元件 电子电路中最常见的元件有电阻、电容、电感、晶体管、集成电路、光耦合器和变压器等。 1、电阻：电阻是电路中最常见的一种电子元件，它能阻抗电流流动，阻碍电路中的电流通过，从而实现对电流的控制。 2、电容：电容是一种电子元件，它能储存电荷，电荷的多少可以控制电压的变化，从而实现对电压的控制。 3、电感：电感是一种电子元件，它能在电路中形成电磁耦合，从而实现对电流及电压的控制。 4、晶体管：晶体管是一种电子元件，它能像开关一样控制电流

的通断，从而实现信号的控制。 5、集成电路：集成电路是一种电子元件，它是由大量晶体管和其他元件集成在一块半导体基材上，可以实现特定功能，从而实现芯片功能。 6、光耦合器：光耦合器是一种电子元件，它能将电路中的电能转换为光能，然后再将光能转换为电能，从而实现信号的传输和处理。 7、变压器：变压器是一种电子元件，它能将输入电磁能量转换为输出电能，从而实现电压的变化，这样可以满足系统的电压需求。 四、电子电路设计原则 1、设计原则：在电子电路设计中，应遵循“精确、简洁、熟悉、安全”的原则，即在设计过程中，要考虑电路的有效性和安全性，让电路可以有效地发挥作用，从而获得良好的实际效果。 2、电路的结构：在电子电路的设计中，应当考虑电路的结构，使电路简单易懂，便于系统的维护和后期的升级。 3、参数的选择：在电子电路的设计中，应当根据系统的要求，仔细挑选电子元件，使电子元件具有良好的性能和稳定度，从而确保系统的正常运行。 4、材料的选择：在电子电路的设计中，应当根据电路系统的要求选择材料，使电子元件具有良好的耐腐蚀性，同时考虑电子元件的结温和耐压等因素，从而确保电路的可靠性。 五、电子电路应用实例 1、可编程音像系统：可编程音像系统是一种利用电子电路将信

10 数字电路基础(电子教材)

项目10 数字电路基础 学习目标 1．知识目标 (1) 掌握数字信号与模拟信号的特点。 (2) 熟悉数字电路的特点与分类。 (3) 掌握十进制、二进制、八进制以及十六进制之间的转换。 (4) 掌握一些常用的编码。 (5) 掌握逻辑函数的表示方法及相互间的转化。 (6) 掌握逻辑代数和卡诺图化简方法。 2．技能目标 (1) 能识别数字信号与模拟信号。 (2) 能测量调节数字信号的各个参数。 生活提点 由于自然界中的各种信号，例如光、电、声、振动、压力、温度等通常表现为在时间和幅度上都是连续的模拟信号，所以传统上对信号的处理大都采用模拟系统(或电路)来实现。随着人们对信号处理要求的日益提高，以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点，对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步，信号的数字处理技术得到了飞速发展。数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多，使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替，进一步促进了数字信号处理技术的发展，其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子产品等国民经济的各个部门，已经成为信息产业的核心技术之一。比如平时用到的手机、MP3、计算机等产品，均是基于数字信号处理基础上的数字化产品，而数显电容计中所用的也均为各种集成数字电路，接下来先来认识一下数字信号。 项目目标：使用信号发生器获取数字信号与模拟信号。 项目要求：通过示波器来检测各数字信号的幅度、周期、脉冲宽度及占空比。 项目提示：图10.1 所示为信号发生器输出的模拟信号及数字信号的波形的示波器截图。

电工入门基础知识(电子教材)

目录 第一章直流电路 (5) §1—1电学的基本物理量 (5) 一、电量 (5) 二、电流 (5) 三、电压 (6) 四、电动势、电源 (7) 五、电阻 (7) 六、电功、电功率 (9) 七、电流的热效应 (10) §1—2电路 (11) 一、电路的组成和作用 (11) 二、电路图 (11) 三、电路的三种状态 (12) §1—3欧姆定律 (12) 一、一段电阻电路的欧姆定律 (12) 二、全电路欧姆定律 (13) §1—4电阻的串联、并联电路 (15) 一、电阻的串联电路 (15) 二、电阻的并联电路 (16) §1—5电工测量基本知识 (18) 一、万用表的外形及基本组成 (18) 二、万用表的使用步骤 (20) 三、万用表的使用注意事项 (21) 习题 (21) 第二章电磁的基本知识 (22) §2—1磁的基本知识 (23) 一、磁现象 (23) 二、磁场、磁感应线 (23) 三、磁通、磁感应强度 (24) 四、磁导率 (24) §2—2电流的磁场 (25) 一、通电直导线的磁场 (25) 二、通电螺线管的磁场 (26)

三、磁场对载流直导线的作用 (27) 四、磁场对通电线圈的作用 (28) §2—3电磁感应 (28) 一、电磁感应现象 (28) 二、法拉第定律 (30) 三、楞次定律 (30) 四、电磁感应定律 (32) §2—4自感、互感 (32) 一、自感 (32) 二、互感 (33) 习题 (34) 第三章正弦交流电路 (36) §3—1正弦交流电的产生 (36) 一、正弦交流电的特点种 (36) 二、正弦交流电的产生 (37) §3—2正弦交流电的三要素 (38) 一、周期、频率、角频率 (38) 二、瞬时值、最大值、有效值 (39) 三、相位、初相和相位差 (40) §3—3正弦交流电的表示法 (42) 一、三角函数式法 (42) 一、纯电阻电路 (43) 二、纯电感电路 (44) 三、纯电容电路 (45) §3—5三相交流电路 (47) 一、三相电动势的产生 (48) 二、三相电源绕组的联结 (49) 三、三相交流电路负载的联结 (49) §3—6常用电气照明电路 (51) 一、白炽灯照明电路 (51) 二、节能灯照明电路 (52) 三、日光灯照明电路 (53) 习题................................................... 错误！未定义书签。第四章变压器与三相异步电动机. (54)

电路基础(电子版)

第1章电路模型及电路定律 教学目标 (1)理解电路模型，理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。 (2)掌握理想电路元件(如电阻、电容、电感、电压源和电流源)的电压电流关系。 (3)掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。 1.1电路及电路模型 1.1.1 (1) (2) 1.1.2 (也称负载) 响应。 )组成，如图 ) 个完整的电路是由电源(或信号源)、负载和中间环节(如开关、导线等)三个基本部分组成的。各种实际电路的种类和作用不同，规模也相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电网，但都可以分解成以上三大部分。各种电路中随着电流的流动，都在进行着不同形式能量之间的转换。 在实际应用中，为了便于分析，通常用电路图来表示电路。在电路图中，各种电气元件都不需要画出原有的形状，而是采用统一规定的图形符号来表示。图1-1(b)所示就是图1-1(a)所示手电筒的电路原理图。 (a)手电筒实际电路(b)手电筒电路原理图(c)手电筒电路模型 图1-1电路模型 为便于理论研究，常用与实际电气设备和元器件相对应的理想化元器件构成电路，并用统一规定的符号表示作为实际电路的“电路模型”，如图1-1(c)所示。本书在进行理论分析时所指的电路，均指这种电路模型。

人们设计制作某种元器件是要利用它的某种物理性质，譬如说，制作一个电阻器是要利用它的电阻，即对电流呈现阻力的性质；制作一个电源是要利用它的两极间能保持有一定电压的性质；制作连接导体是要利用它的优良导电性能，使电流顺利流过。但是，事实上不可能制造出只表现出某一性质的器件，也就是说，不可能制造出完全理想的器件，例如： (1)一个实际的电阻器在有电流流过的同时还会产生磁场，因而还兼有电感的性质。 (2)一个实际电源总有内阻，因而在使用时不可能总保持一定的端电压。 (3)连接导体总有一点电阻，甚至还有电感。 这样往往给分析电路带来了困难，因此，必须在一定条件下对实际器件加以理想化，忽略它的次要性质，用一个足以表征其主要性能的模型来表示。例如： (1)灯泡的电感是极其微小的，把它看作一个理想的电阻元件是完全可以的。 (2)一个新的干电池，其内阻与灯泡的电阻相比可以忽略不计，把它看作一个电压恒定的理想电压源也是完 (3) 1.1.3 1. )来构成模 等等。 四端元件( 2. 即 寸与这一波长相比完全可以忽略不计，因此集总假设的概念是完全适用的。但对远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能用集总参数而要用分布参数来表征。 1.2电路变量 电路的电性能可以用一组表示为时间函数的变量来描述，最常用到的是电流、电压和电功率。本书中各电量单位都采用国际单位制。 1.2.1电流 自然界中存在正、负两种电荷，在电源的作用下，电路中形成了电场，在电场力的作用下，处于电场内的

电子电路基础习题册参考答案-第一章讲解

电子电路基础习题册参考答案（第三版）全国中等职业技术 第一章常用半导体器件 §1-1 晶体二极管 一、填空题 1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。 2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。 3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。 4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。 5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路 及电工设备中常使用硅二极管。 6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。

7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。 8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。 9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、 开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。 10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。 11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。 12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为 无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V. 13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、 流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。 14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。

电子电路基础知识大全

电路基础知识(一) 电路基础知识（1）——电阻 导电体对电流的阻碍作用称着电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、KΩ、MΩ表示。 一、电阻的型号命名方法： 国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻） 第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R表示电阻，W表示电位器。 第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。 第四部分:序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等例如：R T 1 1 型普通碳膜电阻a1} 二、电阻器的分类 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。 4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 三、主要特性参数 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。 允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。 6、温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。 7、老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1伏，电阻器的相对变化量。 9、噪声：产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。 四、电阻器阻值标示方法 1、直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%。 2、文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用

电子电路基础

单项选择题 5、图示电路是（B ）电路。 16、图示电路是（A ）电路。 7、电路如题图所示，电路引入(B )负反馈。 （2 分） 11、电路如题图所示，电路引入( C )负反馈。

12、电路如题图所示，电路引入( D )负反馈。 13、电路如题图所示，电路引入(B )负反馈。 14、电路如题图所示，电路引入(A )负反馈。 6、电路如题图所示，电路引入( B )负反馈。

1、当PN结外加正向电压时，内外电场方向（A）。 A．相反B．相同C．不确定 2、当温度升高时，二极管的反向饱和电流（A）。 3、基本微分电路的电容器接在运放电路的（C）。 A．反向输入端B．同向输入端C．反向端与输出端之间D．输出端 4、负反馈使放大电路增益下降，增益稳定性(A )。 A．提高B．下降C．不变D．不确定 6、锗二极管的死区电压是（A）。（2 分） A．0.1~0.2V B．0.5V C．0.7V D．0.6V 9、在本征半导体中掺入5价元素就成为（B）型半导体。 A．P型半导体B．N型半导体C．PN结D．纯净半导体 10、为了稳定三极管放大电路静态工作点，采用（C ）负反馈。 A．电流负反馈B．电压负反馈C．直流负反馈D．交流负反馈 14、在固定偏置放大电路中，调大偏置电阻Rb的数值，容易出现（B ）失真。 A．饱和B．截止C．低频D．交越 15、欲将方波转换成三角波，应选用（B ）。 A．微分运算电路B．积分运算电路C．差分输入运算电路D．乘法电路 16、当PN结外加反向电压时，扩散电流（B ）漂移电流，耗尽层变宽。 A．大于B．小于C．等于D．不确定 17、在杂质半导体中，多数载流子的浓度取决于（C ）（2 分） A．晶体缺陷B．温度C．杂质浓度D．掺杂工艺 18、二极管两端电压大于（B ）时，二极管才导通。（2 分） A．击穿电压B．死区电压C．饱和电压D．放大电压 19、在固定偏置放大电路中，调小偏置电阻Rb的数值，将使静态工作点（A ）。（2 分）A．升高B．降低C．不变D．不定 20、负反馈使放大电路增益( A)。（2 分） A．增大B．下降C．不变D．不确定 3、基本积分电路的电容器接在运放电路的（C）。 A．反向输入端B．同向输入端C．反向端与输出端之间D．输出端 6、要提高放大电路的输出电阻，可采用（A） A．电流B．电压C．直流D．交流 9、硅二极管的正向导通压降比锗二极管的（A）。（2 分） A．大B．.小C．相等D．无法判定 12、PN结具有（B ）导电特性。 A．双向B．单向C．不确定 13、在放大电路的耦合方式中，（B）低频特性最好。（2 分） A．变压器耦合B．直接耦合C．阻容耦合D．光电耦合 14、当温度升高时，二极管的反向饱和电流（A ）。（2 分） A．增大B．减小C．不变D．无法判定 15、影响放大器高频特性的原因是（C ）。（2 分） A．极间耦合电容B．发射极旁路电容C．三极管结电容D．温度 18、集成运算放大器采用耦合方式是（B）（2 分）

电子电路基础

电子电路基础 电子电路是现代社会中影响深远的一个科学领域，它在信息传输、控制系统、家电产品、电子计算机、数码产品、通讯、自动化、航空航天等领域具有重要的意义，其在我们日常生活中扮演了着无可替代的角色。本文将从电子电路的概述、电子电路的分类、电子电路的基本原理、电子电路的结构与运作等几个方面，来深入浅出地阐述电子电路的基础知识。 一、电子电路的概述 电子电路是一种由电子器件组成的电路系统，它可以按照一定的电路原理和结构来实现电子信号的转换、处理和控制，可以将电能转换为信号或将信号转换为电能。电子电路是构成电子设备的基本构成单位，它是具有功能的电。子器件的集合，其电路结构和特性可以根据不同的应用场合进行调整和改变。 二、电子电路的分类 电子电路可以根据用途分为信号电路、控制电路、数字电路、模拟电路等。 1、信号电路：又称为信号处理电路，是用来传递电子信号、处 理电子信号和调节信号强度的电路，它可以将原始信号进行放大、滤波、调理和传输等。 2、控制电路：是根据外部信号自身时序控制调节相关电路和机 械设备的工作状态的电路。 3、数字电路：是由逻辑及时序电路组成的电路，是传递和处理

数字信息的主要介质，它能够实现数据的高速运算和条件判断。 4、模拟电路：是将模拟信号进行处理的电路，能够将模拟信号转换到统一的数字电路中进行处理和控制。 三、电子电路的基本原理 电子电路的基本原理主要是电子元件、基本线路、信号处理和控制原理，其中电子元件是指在电路中扮演功能关键角色的元件，它可以实现信号的放大、选择、变换和调理等功能；电子元件之间的连接是构成电子电路的基本方式，它可以实现电路的组装、串联或并联等电路形式；信号处理是指将受到环境中多种信号输入电路中，并对其进行加工处理，处理的结果可以用来控制环境中的其它设备；最后，控制原理指将外部或内部信号输入电子电路中，并借助电路中的电源及电子元件，实现信号的控制、检测和处理。 四、电子电路的结构与运作 电子电路的结构主要由电子元件、连接线路、电源构成，它们之间形成一个电路的整体，可以实现信号的传输、处理和控制。电子电路的运作是指将外部或内部信号输入电路中，利用电路中的电子元件对信号进行加工处理，在受到外部触发的情况下，实现信号的控制、检测和处理。 本文从电子电路的概述、分类、基本原理和结构与运作等几个方面，基本介绍了电子电路的基础知识。电子电路是将电能转换成信号或将信号转换为电能的电路系统，通过把电子元件、连接线路、电源组合起来，实现信号的传输、处理和控制，是一门涉及信息处理、控

电路与电子技术基础完整版

第一章 1.5基尔霍夫电流定律（kcl）,例1.6 基尔霍夫电压定律（kvl），例题1.7,1.8 习题1.10，1.13 习题1.9可能出现一道选择或者填空 第二章 2.1网孔电流法（一般情况以大题形式出现）解题步骤（27页） 例2.2 习题2.2(a) 节点电压法（一般情况以大题形式出现）解题步骤（29页）例2.3（重点）例2.4 习题2.4、2.6 叠加定律（在电路中两个独立电源，共同作用时，可以计算两独立电源分别作用，再相加。分离独立电源时，电压源不作用时应视为短路，而电流源不作用时应视为开路（含受控源时，受控源不能单独作用，始终保留。）） 戴维南定理： 计算等效电阻R方法：①直接法②外加电源法③开路、短路法 例2.7、2.8（主要是受控源的考查，例2.8要求必会） 习题2.12 （注：老师讲课时说叠加定理和戴维南定理估计以小题形式出现）（不太确定） 第五章

了解半导体的结构（空穴自由电子） PN结的形成，击穿（可能有选择题） 图5.13二极管的各区的伏安特性（了解，三极管会用） 例5.1 三极管的结构， 三极管的共射输出特性 含三极管电路分析：例5.9、5.10 习题5.11、5.12 第七章（结合第六章6.1、6.2） 1、7.3（重点）P180~184反相输入，同相输入（重点） 2、7.5（重点）P191~194 例7.7、7.9 习题7.7,7.8,7.14 第八章 1、不同数值之间的转换P205~206 、编码P207~210 2、逻辑运算的各种符号，复合逻辑电路的运算，基本公式和规则 3、掌握化简的各种方法，重点掌握卡诺图化简法 4、例8.5例8.7例8.9例8.10例8.12 例8.13例8.14 5、了解集成逻辑门电路（OC门，三态门） 第九章 1、了解组合逻辑电路特点，学会分析，设计电路 2、常用组合逻辑电路部件：

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通信电子电路基础

第一章半导体器件

§1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 •掺杂──管子 •温度──热敏元件 •光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 •自由电子──受束缚的电子（－） •空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 •N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加 原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。

o空穴──少子 o自由电子──多子 •P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多

(完整版)电工学基础知识大全

(完整版)电工学基础知识大全 电工基础知识点 1．电路的状态：通路；断路；短路。 2．电流：电荷的定向移动形成电流。习惯上规定：正电荷定向移动的方向是电流的正方向，实际的电流方向与规定的相反。 公式：q I t = （,,A C s ） 36110,110mA A uA A --== 直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。 交流电：大小和方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期内平均值为零的电流。 3．电阻：表示物体对自由电子定向移动的阻碍作用的物理量。 公式：l R S ρ= (2,,,m m m ΩΩ*) 导体的电阻是由本身决定的，由它本身的电阻率和尺寸大小决定，还与温度有关。对温度而言，存在正温度系数和负温度系数变化。 4．部分电路的欧姆定律：导体中的电流与两端的电压成正比，与它的电阻成反比。公式：U I U RI R ==或(导体的电阻是恒定的，变化的是电流和电压) 5．电阻的福安特性曲线：如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U-I 关系曲 线。 电阻元件的福安特性曲线是过原点的直线时，叫做线性电阻。如果不是直线，则叫做非线性电阻。（图：P8） 6．电能：W UIt = （,,,J V A s ）实际中常以110001kW h W h *=*，简称度。 7．电功率：在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值，用P 表示。 公式：2

2W U I R t R P =P =或=UI=(适用于纯电阻电路) 可见，一段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。用电器上通常标明它的电功率和电压，叫做用电器的额定功率和额定电压。 8．焦耳定律（电流热效应的规律）：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方，导体的电 阻和通电的时间成正比。 公式：2 Q RI t = (,,,J A s Ω) 阅读P12,13页的‘阅读与应用’的三和四 9．电动势：表征电源做工能力的物理量，用E 表示。电源的电动势等于电源没有接入电路 时两极间的电压。它是一个标量，但规定自负极通过电源内部到正极的方向为电动势的方向。 10．闭合电路的欧姆定律：闭合电路内的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电 阻成反比。 公式：0E I R R =+ 0E RI R I →=+ 闭合电路由两部分组成：一部分是电源外部的电路，叫做外电路，包括用电器和导线等；另一部分是电源内部电路，叫做内电路，如发电机的线圈，电池内的溶液等。外电路的电阻通常叫做外电阻，内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，简称内阻。 'E U U =+ ：电源的电动势等于内，外电路电压降之和。 对端电压的分析： A ．:0,R I U E →∞== B ．0R →(外电路短路) 0 :,0E I U R =→ C ．:,R I U ↑↓↑ D ．:,R I U ↓↑↓ 11．电源向负载输出的功率：22

电工基础(教案) 之复杂直流电路(电子版)

新课 课 题 3－1基尔霍夫定律 课型 新课 授课班级 授课时数 1 教学目标 1．掌握节点、支路、回路、网孔的概念。 2．熟练掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。 教学重点 基尔霍夫电流和电压定律的应用。 教学难点 基尔霍夫电流和电压定律的推广应用。 学情分析 学生刚接触复杂电路。 教学效果 教后记 第一节 基尔霍夫定律 一、基本概念 1．复杂电路。 2．支路：由一个或几个元件首尾相接构成 的无分支电路。 节点：三条或三条以上的支路汇聚的点。 回路：电路中任一闭合路径。 网孔：没有支路的回路称为网孔。 3．举例说明上述概念。

4．提问：图3-1中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔？ 5．举例 二、基尔霍夫电流定律 1．形式一：电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 ∑ I入 = ∑ I出 形式二：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。 ∑ I = 0 规定：若流入节点的电流为正，则流出节点的电流为负。 2．推广：应用于任意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。 例：本节例题 三、基尔霍夫电压定律 1．内容：从一点出发绕回路一周回到该点时，各端电压的代数和等于零。 ∑ U = 0 2．注意点： （1）在绕行过程中从元器件的正极到负极，电压取正，反之为负。 （2）绕行方向可选择，但已经选定后不能中途改变。 练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题 （1）～（4）。 2．选择题 （1）～（6）。 小结1．基尔霍夫电流定律的内容、表达式。2．基尔霍夫电压定律的内容、表达式。 布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题（2）～（5）。

基础电路

基础电路 电流分类：交流电AC 直流电DC 1、交流电就是方向不断周期性变化的电流（一会向左一会向右。比如家里用的电） 电压电流都不稳定 2、如果一个电路中，电荷始终沿着一个方向流动，这就是直流电。比如电池提供的电流，电池有极性，分正负极。 3、电流电压稳定 实际电路中，DC都是通过AC转换得到，可以通过电容，电感这类元器件滤波得到。 电流测量：（万用表） 1、直流：万用表直流挡，大致估计电路中电流大小，选择比估计电流大的档位，断开被测电路，红笔接电路正极，黑笔接负极，把万用表串联在电路中。 2、交流：方法同直流，但是不分正负极。

注：电路维修中，一般不测电流，只测电压。 电路实际运作中，其实是通过电路这个“交易所”做电压“交易” 1：交流电转直流电2：直流电转交流电 3：直流电中高压转低压（如19V 转5V） 低压转高压（如5V 转19V） 一．电路分为两种：模拟电路和数字电路 1.模拟电路（Analog Circuit) AC交流电（没经过处理的电是交流电） 交流电定义：它不是一个方向，而是多个方向的变化，大小也在变化。（没有经过PCB板和八大元件的电为交流电） 有波形，有规律的 总：处理模拟信号的电子电路叫做模拟电路。 2. 数字电路：（Direct cnneat) DC (直流电） 方向不变，大小在变，没波形，没规律。（经过PCB板及八大元件转化为不同电压，人为处理的的是直流电）

总：处理数字信号的电子电路叫数字电路。 二、高电频和低电频 1：高于2.5V为高，低于0.8V为低 高电频只是在交流电中。 高电频在直流电中没有低频率，是因为方向不变，大小在变。 2：交流电读作高电频和低电频，是因为交流电方向和大小会变，有频率。 直流电读作高电平和低电平，是平滑的意思，直流电方向不变，大小会变。 注：一定要讲清频和平 三、电路的称呼 地线：就是一条回路的线，分为热地和冷地 热地：PCB板上所有与电源N极相通的地方都是热地，与L火线构成完成电路回路。 冷地：与大地相接的，地板，金属桌椅等。 注：通常我们在测量PCB板时所说的接地，指的都是热地，是电路板的供电回路。

电路基础知识总结(精华版)

电路知识总结（精简） 1.电流的参考方向可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致，则i>0，反之i<0。 电压的参考方向也可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致，则u>0反之u<0. 2．功率平衡 一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。 3．全电路欧姆定律：U=E—RI 4．负载大小的意义: 电路的电流越大，负载越大。 电路的电阻越大，负载越小。 5．电路的断路与短路 电路的断路处：I＝0，U≠0 电路的短路处：U＝0,I≠0 二．基尔霍夫定律 1．几个概念： 支路：是电路的一个分支。 结点：三条（或三条以上）支路的联接点称为结点. 回路:由支路构成的闭合路径称为回路. 网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。 2．基尔霍夫电流定律： （1）定义：任一时刻，流入一个结点的电流的代数和为零. 或者说:流入的电流等于流出的电流。 （2）表达式：i进总和=0 或: i进=i出 （3）可以推广到一个闭合面。 3．基尔霍夫电压定律 (1) 定义：经过任何一个闭合的路径，电压的升等于电压的降。 或者说:在一个闭合的回路中，电压的代数和为零。 或者说：在一个闭合的回路中，电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。 （2) 表达式：1 或： 2 或： 3 （3）基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路 三．电位的概念 （1) 定义：某点的电位等于该点到电路参考点的电压。 （2）规定参考点的电位为零。称为接地. (3）电压用符号U表示,电位用符号V表示 （4) 两点间的电压等于两点的电位的差。 （5) 注意电源的简化画法。 四．理想电压源与理想电流源 1．理想电压源 （1）不论负载电阻的大小，不论输出电流的大小，理想电压源的输出电压不变.理想电压源的输出功率可达无穷大。（2）理想电压源不允许短路。 2．理想电流源 （1）不论负载电阻的大小，不论输出电压的大小，理想电流源的输出电流不变。理想电流源的输出功率可达无穷大. （2) 理想电流源不允许开路. 3．理想电压源与理想电流源的串并联 （1）理想电压源与理想电流源串联时，电路中的电流等于电流源的电流，电流源起作用。 （2）理想电压源与理想电流源并联时,电源两端的电压等于电压源的电压，电压源起作用。 4．理想电源与电阻的串并联 (1）理想电压源与电阻并联，可将电阻去掉(断开），不影响对其它电路的分析. （2）理想电流源与电阻串联，可将电阻去掉(短路)，不影响对其它电路的分析。 5．实际的电压源可由一个理想电压源和一个内电阻的串联来表示。 实际的电流源可由一个理想电流源和一个内电阻的并联来表示。 五．支路电流法 1．意义：用支路电流作为未知量，列方程求解的方法。 2．列方程的方法: （1）电路中有b条支路，共需列出b个方程. （2）若电路中有n个结点，首先用基尔霍夫电流定律列出n-1个电流方程。 （3）然后选b-(n—1)个独立的回路，用基尔霍夫电压定律列回路的电压方程。 3．注意问题： 若电路中某条支路包含电流源，则该支路的电流为已知，可少列一个方程（少列一个回路的电压方程）。 六．叠加原理 1．意义：在线性电路中，各处的电压和电流是由多个电源单独作用相叠加的结果。 2．求解方法：考虑某一电源单独作用时，应将其它电源去掉,把其它电压源短路、电流源断开.

交流电路基础word版

第一章交流电路基础知识 一、交流电的基本关系式 设正弦交流电流的波形如图1-1所示。 图1-1 正弦交流电流波形 该正弦交流电流的数学表达式是： i＝I m Sin(ωt+φ1)= √2 Isin(ωt+φ1 ) (1-1) 式中 i—瞬时值（安培）; I m --最大值（安培）; I=（√2 /2）I m.＝0.7071 I m ——有效值（安培）． ω=2πf ——角频率（弧度／秒）， f=1/T ——频率（赫兹或周／秒）， T ——周期（秒）， t ——时刻（秒）， (ωt+φ1)————相位或相位角（弧度）， φ1 ————初相位（弧度或角）。 在交流电计算中，经常还要用平均值这个量。所谓平均值，是指半个周期内交流电的平均数值，其值为： Ip=0.637 I m 在交流整流电路中，需要计算整流的输出直流电压与输入交流电压的关系。实际上，输出直流电压即是上述Ip： Ip= 0.637 I m =（0.637 / 0.707）I =0.9 I 二、交流电的矢量运算 交流电的计算比较复杂，为了简化交流电的运算，通常把正弦交流电用矢量表示，通过矢量加减法来进行交流电的运算。 1．串联电路见图1一2。

（a））电路：（b）矢量图 图1-2交流串联电路 已知 u1=√2U1Sin(ωt+φ1) u2＝√2U2Sin(ωt+φ2) 求和u=u1＋u2 【解】在平面上以水平轴线为甚准，画出代表u1、u2的两个矢量u1//φ1和u2//φ2，求出它们的和矢量U//φ即为所求之 u＝√2 Usin(ωt+φ) U2= （U1Cosφ1＋U2 Cosφ2）2＋（U1 Sinφ1＋U2 Sinφ2）2 = U12＋U22—2 U1 U2Cos（φ1＋φ2） φ=φ2-φ1 【例题1-1】如图1-3所示、设日光灯管上的电压为u1=√2 x 98. 5sin314t（伏），镇流器上的电压为u2 =√2x 197sin(314t+90°)（伏）。试求电源电压u=u1 +u2的有效值及瞬时值表达式。 图1—3 〔例题1一1〕电路图1一4〔例题1-1〕电路矢量图 【解】根据u1和u2做出矢量图（见图1-4），则 u＝√U12+U22=√98.5 2+197 2=220伏 φ=tg-1(U2/ U1)＝tg-1(197/ 98.5)=63.5° 所以可得电源电压u的有效值为U=220伏，其瞬时值表达式为 u＝√2x 220sin(314t＋63．5°）（伏） 2．并联电路 见图1一5。 已知i1=√ 2 I1sin(ωt+φ1)

电工电子基础

第一章 电工基础 第1节 电路分析方法 1.1 电路基本物理量 为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。 电路的主要功能： 一：进行能量的转换、传输和分配。 二：实现信号的传递、存储和处理 电路分析的主要任务在于解得电路物理量，其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。 1.1.1 电流 电荷的定向移动形成电流。 电流的大小用电流强度表示，简称电流。 电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。 正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。 如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。 1.1.2 电压、电位和电动势 电路中a 、b 点两点间的电压定义为单位正电荷由a 点移至b 点电场力所做的功。 电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。 电路中a 、b 点两点间的电压等于a 、b 两点的电位差。 电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。 如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。 电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正 dt dq i =参考方向实际方向(a) i >0a b 参考方向实际方向(b ) i <0a b i i dq dW u ab ab = b a ab u u u -=+ u － (a) 关联方向a b i － u +(b ) 非关联方向a b i dq dW e =

(完整word版)《电路基础》试题题库答案

黑龙江工业学院《电路基础》试题答案一、填空题 第一章电路模型和电路定律 1、电路电源负载中间环节 2、传输分配转换传递变换存储处理 3、单一确切多元复杂电阻电感电容 4、理想电路电路模型集总 5、稳恒直流交流正弦交流 6、电压两点电位 7、电位 8、电动势电源电源正极高电源负极低电源端电压 9、电功焦耳度电功率瓦特千瓦 10、关联非关联 11、欧姆基尔霍夫 KCL 支路电流 KVL 元件上电压 12、电压电流值电流电压 13、电流电源导线负载开关 14、正相反 15、相反 16、0.01 17、0.45 484 18、参考点 Ua—Ub Ub— Ua。 19、0 正负 20、负正 21、1728 4.8×10^-4 22、C d c 23、通路开路（断路）短路 24、大 10Ω 5Ω 25、 = 非线性线性 26、 220 27、1 4 28、60V 29、无无 30、VCVS VCCS CCVS CCCS 第二章电阻电路的等效变换 1、 3

2、 20 1 3、导体半导体绝缘体导电强弱 4、1：1 5、并联串联 6、1。5Ω 7、-3W 8.增加 9.2A 10.6V 2Ω 11.2Ω 12、-20W 13.—30W 14.90Ω 15.断路 第三章电阻电路的一般分析1、4 5 2、4 5 3 2 3、6A -2A 4A 4、3Ω 5、减少 6、回路电流（或网孔电流） 7、回路电流法 8、结点电压法 9、结点电压法 10、叠加定理 11、自阻互阻 12、n-1 b—n+1 13、参考结点 14、0 无限大 15、n—1 第四章电路定理 1、线性 2、短路开路保留不动 3、不等于非线性 4、有