第六章一阶电路
一、教学基本要求
1、掌握动态电路的特点、电路初始值的求法、零输入响应、零状态响应、
全响应、阶跃响应、冲激响应的概念和物理意义。
2、会计算和分析一阶动态电路，包括三种方法：⑴全响应＝零状态响应＋
零输入响应；⑵全响应＝暂态响应＋稳态响应；⑶“三要素”法。
二、教学重点与难点
1. 教学重点：(1). 动态电路方程的建立和动态电路初始值的确定；
(2). 一阶电路时间常数的概念；
(3). 一阶电路的零输入响应和零状态响应；
(4). 求解一阶电路的三要素方法；
(5). 自由分量和强制分量、暂态分量和稳态分量的概念；
2．教学难点：1. 应用基尔霍夫定律和电感、电容的元件特性建立动态电路
方程。
2. 电路初始条件的概念和确定方法。
三、本章与其它章节的联系：
本章讨论的仍是线性电路，因此前面讨论的线性电路的分析方法和定理全部可以用于本章的分析中。第9章讨论的线性电路的正弦稳态响应就是动态电路在正弦激励下的稳态分量的求解。
四、学时安排总学时：8
五、教学内容
§6.1动态电路的方程及其初始条件
1.动态电路
含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。由于动态元件是储能元件，其VCR 是对时间变量 t 的微分和积分关系，因此动态电路的特点是：当电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。
下面看一下电阻电路、电容电路和电感电路在换路时的表现。
1）电阻电路
图 6.1 （a）（b）
图6.1（a）所示的电阻电路在t =0 时合上开关，电路中的参数发生了变化。电流i 随时间的变化情况如图6.1（b）所示，显然电流从t＜0时的稳定状态直接进入t＞0 后的稳定状态。说明纯电阻电路在换路时没有过渡期。
2）电容电路
图 6.2 （a）（b）
图 6.2 （c）
图 6.2(a)所示的电容和电阻组成的电路在开关未动作前，电路处于稳定状态，电流i 和电容电压满足：i=0，u C=0。
t=0 时合上开关，电容充电，接通电源后很长时间，电容充电完毕，电路达到新的稳定状态，电流i 和电容电压满足：i=0，u C=U S。
电流i 和电容电压u C 随时间的变化情况如图6.2（c）所示，显然从t＜0 时的稳定状态不是直接进入t＞0后新的稳定状态。说明含电容的电路在换路时需要一个过渡期。
3）电感电路
图 6.3 （a）（b）
图 6.3 （c）
图 6.3(a)所示的电感和电阻组成的电路在开关未动作前，电路处于稳定状态，电流i和电感电压满足：i=0，u L=0。
t=0 时合上开关。接通电源很长时间后，电路达到新的稳定状态，电流i 和电感电压满足：i=0，u L=U S/R 。
电流i 和电感电压u L 随时间的变化情况如图6.3（c）所示，显然从t＜0时的稳定状态不是直接进入t＞0后新的稳定状态。说明含电感的电路在换路时需要一个过渡期。
从以上分析需要明确的是：
1＝换路是指电路结构、状态发生变化，即支路接入或断开或电路参数变化； 2＝含有动态元件的电路换路时存在过渡过程，过渡过程产生的原因是由于储能元件L、C ，在换路时能量发生变化，而能量的储存和释放需要一定的时间来完成，即：
若则
3＝代替电路方向就是研究换路后动态电路中电压、电流随时间的变化过程。
2. 动态电路的方程
分析动态电路，首先要建立描述电路的方程。动态电路方程的建立包括两部分内容：一是应用基尔霍夫定律，二是应用电感和电容的微分或积分的基本特性关系式。下面通过例题给出详细的说明。
图 6.4 图 6.5
设RC 电路如图 6.4 所示，根据 KVL 列出回路方程为：
由于电容的 VCR 为：
从以上两式中消去电流得以电容电压为变量的电路方程：
若以电流为变量，则有：
对以上方程求导得：
设RL 电路如图 6.5 所示的，根据 KVL 列出回路方程为：
由于电感的 VCR 为：
以上两式中消去电感电压得以电流为变量的电路方程：
若以电感电压为变量，则有：
对以上方程求导得：
图 6.6
对图 6.6 所示的RLC 电路，根据 KVL 和电容、电感的 VCR 可得方程为：
整理以上各式得以电容电压为变量的二阶微分方程：
考察上述方程可得以下结论：
（1）描述动态电路的电路方程为微分方程；
（2）动态电路方程的阶数等于电路中动态元件的个数，一般而言，若电路中含有 n 个独立的动态元件，那么描述该电路的微分方程是 n 阶的，称为 n 阶电路；
（3）描述动态电路的微分方程的一般形式为：
描述一阶电路的方程是一阶线性微分方程
描述二阶电路的方程是二阶线性微分方程
高阶电路的方程是高阶微分方程：
方程中的系数与动态电路的结构和元件参数有关。
3. 电路初始条件的确定
求解微分方程时，解答中的常数需要根据初始条件来确定。由于电路中常以电容电压或电感电流作为变量，因此，相应的微分方程的初始条件为电容电压或电感电流的初始值。
若把电路发生换路的时刻记为t =0 时刻，换路前一瞬间记为0－，换路后一瞬间记为0＋，则初始条件为t=0＋时u ，i 及其各阶导数的值。
(1)电容电压和电感电流的初始条件
由于电容电压和电感电流是时间的连续函数（参见第一章），所以上两式中的积分项为零，从而有：
对应于
以上式子称为换路定律，它表明：
1）换路瞬间，若电容电流保持为有限值，则电容电压（电荷）在换路前后保持不变，这是电荷守恒定律的体现。
2）换路瞬间，若电感电压保持为有限值，则电感电流（磁链）在换路前后保持不变。这是磁链守恒的体现。
需要明确的是:
1）电容电流和电感电压为有限值是换路定律成立的条件。
2）换路定律反映了能量不能跃变的事实。
（2）电路初始值的确定
根据换路定律可以由电路的u C(0－) 和i L(0－) 确定u C（0+）和i L(0+) 时刻的值 , 电路中其他电流和电压在 t=0+时刻的值可以通过 0+等效电路求得。求初始值的具体步骤是：
1）由换路前 t=0－时刻的电路（一般为稳定状态）求u C (0－) 或i L (0－) ；
2）由换路定律得u C (0+) 和i L (0+) ；
3）画 t=0+时刻的等效电路：电容用电压源替代，电感用电流源替代（取
0+时刻值，方向与原假定的电容电压、电感电流方向相同）；
4）由 0+电路求所需各变量的 0+值。
例6-1 图示电路在 t＜0 时电路处于稳态，求开关打开瞬间电容电流i C (0+)
例6-1 图（a）(b)
解：(1) 由图(a) t=0－电路求得：u C (0－)=8V
(2) 由换路定律得：u C (0＋)=u C (0－)=8V
(3) 画出0＋等效电路如图 (b) 所示，电容用 8V 电压源替代，解得：
注意：电容电流在换路瞬间发生了跃变，即：
例6-2图示电路在 t＜0 时电路处于稳态，t = 0 时闭合开关,求电感电压u L (0+) 。
例 6-2 图（a）
解：(1) 首先由图(a)t=0－电路求电感电流，此时电感处于短路状态如图（b）所示，则：
例 6-2 图（b）例 6-2 图（c）
(2) 由换路定律得：
i
(0+) = i L (0－)= 2A
L
(3) 画出 0+ 等效电路如图 (c) 所示，电感用 2A 电流源替代，解得：
注意：电感电压在换路瞬间发生了跃变，即：
例6-3图示电路在t＜0时处于稳态，t=0时闭合开关,求电感电压u L(0+)和电容电流i C(0+)
例 6-3 图（a）
解：(1) 把图(a) t=0－电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则：
(2) 画出0+等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得：
例 6 — 3 图(b) 例 6 — 3 图（c）
注意：直流稳态时电感相当于短路，电容相当于断路。
例6-4求图示电路在开关闭合瞬间各支路电流和电感电压。
例 6-4 图（a）
解：(1) 把图 (a) t=0－电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则：
(2) 画出0+等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得：
例 6-4 图(b) 例 6-4 图（c）
§6.2一阶电路的零输入响应
动态电路的零输入响应是指换路后外加激励为零，仅由动态元件初始储能所产生的电压和电流。
1. RC 电路的零输入响应
图 6.7
图6.7所示的 RC 电路在开关闭合前已充电，电容电压u C (0－)= U0，开关闭
合后，根据KCVL可得：，由于，
代入上式得微分方程：
特征方程为RCp+ 1=0 ，特征根为：
则方程的通解为：
代入初始值得： A = u C(0+)= U0 ，
放电电流为：
或根据电容的 VCR 计算：
从以上各式可以得出：
1)电压、电流是随时间按同一指数规律衰减的函数，如图 6.8 所示；
图 6.8 图 6.9
2)响应与初始状态成线性关系，其衰减快慢与 RC 有关。令τ= RC ，τ的量纲为：
称τ为一阶电路的时间常数。τ的大小反映了电路过渡过程时间的长短，即：
τ大→ 过渡过程时间长，τ小→ 过渡过程时间短，如图 6.9 所示。表 6.1 给出了电容电压在τ=τ，τ=2τ，τ=3τ，……时刻的值。
表 6.1
表中的数据表明经过一个时间常数τ，电容电压衰减到原来电压的 36.8% ，因此，工程上认为 , 经过 3τ－5τ, 过渡过程结束。
3）在放电过程中，电容释放的能量全部被电阻所消耗，即：
2. RL 电路的零输入响应
图6.10（a）所示的电路为 RL 电路，在开关动作前电压和电流已恒定不变，因此电感电流的初值为：
图 6.10 （a）
开关闭合后的电路如图6.10（b）所示，
根据 KCVL 可得：
把代入上式得微分方程：
图6.10（ b ）
特征方程为：Lp+R= 0 ，特征根
则方程的通解为：
代入初始值得： A= i (0+)= I0
电感电压为：
从以上各式可以得出：
(1) 电压、电流是随时间按同一指数规律衰减的函数，如图 6.11 所示；
图 6.11
（2）响应与初始状态成线性关系，其衰减快慢与L/ R 有关。令τ= L / R , 称为一阶RL 电路时间常数，满足：
（3）在过渡过程中，电感释放的能量被电阻全部消耗，即：
小结：
1）一阶电路的零输入响应是由储能元件的初值引起的响应 , 都是由初始值衰减为零的指数衰减函数，其一般表达式可以写为：
2）零输入响应的衰减快慢取决于时间常数τ，其中RC 电路τ=RC , RL 电路τ=L/R
R 为与动态元件相连的一端口电路的等效电阻。
3）同一电路中所有响应具有相同的时间常数。
4）一阶电路的零输入响应和初始值成正比，称为零输入线性。
用经典法求解一阶电路零输入响应的步骤：
1) 根据基尔霍夫定律和元件特性列出换路后的电路微分方程，该方程为一阶线性齐次常微分方程；
2) 由特征方程求出特征根；
3) 根据初始值确定积分常数从而得方程的解。
例6-5图示电路中的电容原本充有 24V 电压，求开关闭合后，电容电压和各支路电流随时间变化的规律。
例 6-5 图（a）
解：这是一个求一阶RC零输入响应问题，t＞0 后的等效电路如图（b）所示，有：
代入
得：
分流得：
例 6-5 图（b）
注意：通常为了分析方便，将电路中纯电阻部分从电路中分离出来并简化其等效电路。
例6-6图示电路原本处于稳态，t=0 时 , 打开开关，求 t＞0 后电压表的电压随时间变化的规律，已知电压表内阻为10kΩ，电压表量程为50V 。
例 6 — 6 图
解：电感电流的初值为：i L(0+) = i L (0－) = 1A
开关打开后为一阶 RL 电路的零输入响应问题，因此有：
代入初值和时间常数：
得电压表电压：
t =0+时，电压达最大值：，会造成电压表的损坏。
注意：本题说明 RL 电路在换路时会出现过电压现象，不注意会造成设备的损坏。
例6-7图示电路原本处于稳态，t =0 时 , 开关 K 由 1 → 2 ，求 t＞0 后的电感电压和电流及开关两端电压u12。
例 6 — 7 图（ a ）
解：电感电流的初值为：
开关打开后为一阶RL电路的零输入响应问题，其等效电路如图（b）所示，等效电阻为：
时间常数：
因此电感电流和电压为：
图（ b ）
开关两端的电压：
§6.3一阶电路的零状态响应
一阶电路的零状态响应是指动态元件初始能量为零，t＞0 后由电路中外加输入激励作用所产生的响应。用经典法求零状态响应的步骤与求零输入响应的步骤相似，所不同的是零状态响应的方程是非齐次的。
1. RC 电路的零状态响应
图 6.12
图6.12所示RC充电电路在开关闭合前处于零初始状态，即电容电压u C(0－)=0，开关闭合后，根据KCVL可得：
把代入上式得微分方程：
其解答形式为：
其中为特解，也称强制分量或稳态分量，是与输入激励的变化规律有关的量。通过设微分方程中的导数项等于0，可以得到任何微分方程的直流稳态分量，上述方程满足。另一个计算直流稳态分量的方法是在直流稳态条件下，把电感看成短路，电容视为开路再加以求解。
为齐次方程的通解，也称自由分量或暂态分量。
方程的通解为：
因此
由初始条件u C(0+)=0 得积分常数 A=－U s
则
从上式可以得出电流：
从以上各式可以得出：
（1）电压、电流是随时间按同一指数规律变化的函数，电容电压由两部分构成：
稳态分量（强制分量） + 暫态分量（自由分量）各分量的波形及叠加结果如图 6.13 所示。电流波形如图 6.14 所示。
图 6.13 图 6.14
（2）响应变化的快慢，由时间常数τ＝ RC 决定；τ大，充电慢，τ小充电就快。
（3）响应与外加激励成线性关系；
（4）充电过程的能量关系为：
电容最终储存能量：
电源提供的能量为：
电阻消耗的能量为：
图 6.15
以上各式说明不论电路中电容 C 和电阻 R 的数值为多少，电源提供的能量总是一半消耗在电阻上，一半转换成电场能量储存在电容中，即充电效率为50% 。电路中能量的分配如图 6.15 所示。
2.RL 电路的零状态响应
用类似方法分析图 6.16 所示的RL电路。电路在开关闭合前处于零初始状态，即电感电流 i L(0－)=0 ，开关闭合后，根据 KCVL 可得：
图 6.16 图 6.17 图 6.18
把代入上式得微分方程：
其解答形式为：
令导数为零得稳态分量：
因此
由初始条件，得积分常数
则
例6-8图示电路在t =0 时 , 闭合开关 K ，已知u C（0－）=0 ，求（1）电容电压和电流；（2）电容充电至u C＝80V 时所花费的时间 t 。
例 6 — 8 图
解：(1) 这是一个 RC 电路零状态响应问题，时间常数为：
t＞0 后，电容电压为：
充电电流为：
（2）设经过t1秒，u C＝ 80V ，即：
解得：
例6-9图示电路原本处于稳定状态，在t=0时打开开关K，求t＞0后i L和u L的变化规律。
例 6 — 9 图（ a ）
解：这是一个RL电路零状态响应问题，t＞0 后的等效电路如图（b）所示，
（ b ）
第一章“电路模型和电路定律”练习题 1-1说明题1-1图（a）、（b）中：（1）u、i的参考方向是否关联？（2）ui乘积表示什么功率？ （3）如果在图（a）中u>0、i<0；图（b）中u>0、i>0，元件实际发出还是吸收功率？ i u- + 元件 i u- + 元件 （a）（b） 题1-1图 1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程（即VCR）。 i u- + 10kΩi u- + 10Ωi u- + 10V - + （a）（b）（c） i u- + 5V + -i u- + 10mA i u- + 10mA （d）（e）（f） 题1-4图 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。
15V + - 5Ω 2A 15V +-5Ω 2A 15V + - 5Ω2A （a ） （b ） （c ） 题1-5图 1-16 电路如题1-16图所示，试求每个元件发出或吸收的功率。 0.5A 2U +- 2ΩU + - I 2Ω1 2V + - 2I 1 1Ω （a ） （b ） 题1-16图 A I 2
1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u 1及电压u 。 ++2V - u 1 - +- u u 1 + - 题1-20图
第二章“电阻电路的等效变换”练习题 2-1电路如题2-1图所示，已知u S=100V，R1=2kΩ，R2=8kΩ。试求以下3种情况下的电压 u 2 和电流 i2、i3：（1）R3=8kΩ；（2）R3=∞（R3处开路）；（3）R3=0（R3处短路）。 u S + - R 2 R 3 R 1 i 2 i 3 u 2 + - 题2-1图
电子电路图原理分析 电器修理、电路设计都是要通过分析电路原理图,了解电器的功能和工作原理,才能得心应手开展工作的。作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件作用。若不知电路的作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位,或反相位。电路和组成形式,是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还是解调电路。 要学会维修电器设备和设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。会划分功能块,能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。 要掌握分析常用电路的几种方法,熟悉每种方法适合的电路类型和分析步骤。 １．交流等效电路分析法 首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即：电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。 ２．直流等效电路分析法 画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态,如饱和、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。 ３．频率特性分析法 主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率和频带宽度等,例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。 ４．时间常数分析法 主要分析由Ｒ、Ｌ、Ｃ及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。 最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难看懂。当然要真正融会贯通还需要坚持不懈地学习。 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种 一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器（什么是电位器） 符号详见图 1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（ b ）表示半可调或微调电阻器；（ c ）表示电位器；（ d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。
第七章 习题与思考题 ◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω： ① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式； ③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝？ 解： ① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=- =，2226525.1)2010 1()1(I I I o u u u R R u =+=+=， 2121217932)5.1(10 20 )(I I I I o o o u u u u u u R R u +=---=-- = ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=?+?=+= 本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输 出关系。 ◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其 输出电压u O 的表达式。 解： I I I I o u R R u R R u R R u R R u ])1[()()1(4 5124 512 ++=--+ = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(1122 1 I I o u u R R u -= ）＋（ 解： 11 2 1)1(I o u R R u + = ))(1()1()1()1()1()1(122 122112122111221221121I I I I I I I o o u u R R u R R u R R u R R u R R R R u R R u R R u -+=+++ -=+++-=++- = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。 ◆◆ 习题 7-4 在图P7-4所示电路中，列出u O 的表达式。 解： 反馈组态应为深度电压串联负反馈，因此有uu uf F A &&1= I o R R I o uf uu u R R u u R R u R R R R R A R R R F )1()1(11 7373737373313+=???→?+=?+=+=?+==若&&
精选考试题类文档，希望能帮助到您! 一、选择题 1、设电路元件的电压和电流分别为u 和i ，则( ). （A ）i 的参考方向应与u 的参考方向一致 （B ）u 和i 的参考方向可独立地任意指定 （C ）乘积“u i ”一定是指元件吸收的功率 （D ）乘积“u i ”一定是指元件发出的功率 2、如图1.1所示，在指定的电压u 和电流i 的正方向下，电感电压u 和电流i 的约束方程为( ). （A ）dt di 002 .0- （B ）dt di 002.0 （C ）dt di 02.0- （D ）dt di 02.0 图1.1 题2图 3、电路分析中所讨论的电路一般均指( ). （A ）由理想电路元件构成的抽象电路 （B ）由实际电路元件构成的抽象电路 （C ）由理想电路元件构成的实际电路 （D ）由实际电路元件构成的实际电路 4、图1.2所示电路中100V 电压源提供的功率为100W ，则电压U 为( ). （A ）40V （B ）60V （C ）20V （D ）-60V
图1.2 题4 图 图1.3 题5图 5、图1.3所示电路中I 的表达式正确的是（ ）. （A ）R U I I S - = （B ）R U I I S += （C ）R U I -= （D ）R U I I S --= 6、下面说法正确的是（ ）. （A ）叠加原理只适用于线性电路 （B ）叠加原理只适用于非线性电路 （C ）叠加原理适用于线性和非线性电路 （D ）欧姆定律适用于非线性电路 7、图1.4所示电路中电流比B A I I 为（ ）. （A ） B A R R （B ）A B R R （ C ）B A R R - （ D ）A B R R - 图1.4 题7图 8、与理想电流源串联的支路中电阻R （ ）. （A ）对该支路电流有影响 （B ）对该支路电压没有影响 （C ）对该支路电流没有影响 （D ）对该支路电流及电压均有影响 9、图1.5所示电路中N 为有源线性电阻网络，其ab 端口开路电压为30V ，当把安培表接在ab 端口时，测得电流为3A ，则若把10Ω的电阻接在ab 端口时，ab 端电压为：（ ）. （A ）–15V （B ）30V （C ）–30V （D ）15V N I a b 图1.5 题9图 10、一阶电路的全响应等于( ). （A ）稳态分量加零输入响应 （B ）稳态分量加瞬态分量 （C ）稳态分量加零状态响应 （D ）瞬态分量加零输入响应 11、动态电路换路时，如果在换路前后电容电流和电感电压为有限值的条件下，换路前后瞬间有：（ ）. （A ）()()+-=00C C i i （B ）()()+-=00L L u u
基于555定时器闪光电路设计与制作 我们主张，电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品，因为这种电子制作方法，不仅能培养电子爱好者的焊接技术，还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力，为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 本文介绍555定时器的结构、引脚功能以及构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等电路，进一步掌握集成电路的使用方法，并利用多谐振荡器产生的脉冲信号控制二个发光二极管实现闪光电路。 一、基于555定时器闪光电路功能介绍 每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车上的左、右闪光灯就是最普通的电子产品，今天我们就来学习如何使用555定时器设计闪光电路。 本制作套件就是利用555定时器设计的多谐振荡器，进而构成闪光电路，如图1所示。 图1 基于555定时器闪光电路成品图
二、基于555定时器闪光电路原理图 图2 基于555定时器闪光电路原理图 三、基于555定时器闪光电路工作原理 1、可调电阻的特性及用法 可调电阻也叫可变电阻，是电阻的一类，其电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可以逐渐地改变和它串联的用电器中的电流，也可以逐渐地改变和它串联的用电器的电压，还可以起到保护用电器的作用。
图3 可调电阻100K可调范围 电位器是可调电阻的一种,通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。
入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全
部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面
第一讲作业 （电路和电路模型，电流和电压的参考方向，电功率和能量） 1. 如图1所示：U ＝ V ，U 1＝ V 。 2. 图1—4所示的电路中，已知电压 1245U U U V ===，求 3 U 和 CA U 3. 图示一个3A 的理想电流源与不同的外电路相接，求3A 电流源三种情况 第二讲作业 （电路元件，电阻元件，电压源和电流源 ） I 。 2. 求图示各电路的电压U 。
3. 图示各电路，求： (1) 图(a)中电流源S I 产生功率S P 。 (2) 图(b)中电流源S U 产生功率S P 第三讲作业 （受控电源，电路基本定律（VAR 、 K CL 、K VL ）） 1. 图示某电路的部分电路，各已知的电流及元件值已标出在图中，求I 、s U 、R 。 2. 图示电路中的电流I = ( )。 3. 图示含受控源电路，求： (1) 图(a)中电压u 。 (2) 图(b)中2Ω电阻上消耗的功率R P 。
第四讲作业 （电路的等效变换，电阻的串联和并联，电阻的Y形联结和△形连结的等效变换） 1.图示电路中的acb支路用图支路替代，而不会影响电路其他部分 的电流和电压。 2.电路如图，电阻单位为Ω，则R ab=_________。
3. 求图示各电路中的电流I 。 第五讲作业 （电压源和电流源的串联和并联，实际电源的两种模型及其等效变换，输入电阻） 1. 求图示电路中的电流I 和电压U ab 。 2. 用等效变换求图示电路中的电流I 。 .
3. 求图示各电路ab 端的等效电阻ab R 。 第三章作业 3-1、某电路有n 结点，b 支路，其树枝数为 ，连枝数为 ，基本回路数为 ；独立的KCL 方程有 个，独立的KVL 方程有 个，独立的KCL 和KVL 方程数为 。 3-2、电路的图如图，以2、3、4为树枝，请写出其基本回路组。 3-3、电路如图，用支路电流法列方程。 3-4、电路见图，用网孔分析法求I 。
时分秒可校的定时器电路 设计报告 摘要 本设计的目的是设计一时分秒可校的定时器电路，该电路由数据预置部分对核心部分定时器模块进行时间预置，输出接至显示模块并
通过LED数码管显示时分秒信息，定时时间到通过声光报警模块进行报警。设计采用可编程芯片和VHDL语言进行软硬件设计，不但可使硬件大为简化，而且稳定性也有明显提高。本设计采用逐位设定预置时间，其最长时间设定可长达24小时59分59秒，并由六个共阴数码管进行时分秒的显示，定时时间到喇叭发出声响，同时两个LED灯亮。关键字： VHDL语言定时器显示报警 目录 一、系统设计 (4) 二、单元电路设计
(4) 三、软件设计 (6) 四、系统测试 (7) 五、结论 (8) 六、参考文献 (9) 七、附录 (9) 一、系统设计 1、设计要求 时分秒可校的定时器，定时范围为10秒—24时59分59秒，精度为1秒，能同时显示时分秒信息（LED数码管），定时时间到能发出声
光警告信号。 2、系统设计方案 总体框图如图所示： 图中定时模块由2个59进制、1个24进制的减计数器连接，实现定时器递减到零的倒计时功能；输出由七段数码显示译码器驱动数码管显示；报警模块由输出系列检测实现喇叭和LED 灯的时间报警；时间预置由六个输入端口分别对时分秒进行预置。 二、单元电路设计 1、倒计时部分（以秒为例）：该部分是整个电路的核心，clk 为时钟信号，当时钟上升沿到来，倒计时开始，cn 为使能端，高电平有效，res 为复位端，用来清零，采用异步复位方式，s1、s2端为别为十位、个位数据预置端；count 为数据溢出端，高电平有效，dlow 、high 为四位BCD 码输出端口，用于显示及报警。 当cn 有效时，clk 脉冲上升沿到来时，开始倒计时，每60秒为一个周期，溢出端count 输出一信号使分计数减1，直到计时完成。
经典的20个模拟电路原理及其电路图 对模拟电路的掌握分为三个层次： 初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 高级层次:是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线： 理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 1 / 26
二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用： 与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。 2 / 26
3 / 26 四、 微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。
一、简答题（8 小题） 1、在进行电路分析时，为何要指定电压或电流的参考方向何谓关联参考方向何谓非关联参考方向在图1-1中，电压和电流的参考方向为关联参考方向还是非关联参考方向在这种参考方向体系下，ui 乘积表示吸收还是发出功率如果u >0、i <0，则元件实际发出还是吸收功率 i u -+ 元件 图1-1 、 2、分别说明图1-2、1-3所示的电路模型是理想电压源还是理想电流源分别简述理想电压源和理想电流源的特点，并分别写出理想电压源和理想电流源的VCR （即u 和i 的约束方程）。 i u -+ 10V - + i u - + 10mA 图1-2 图1-3 3、何谓RLC 并联电路的谐振在发生谐振时，其阻抗、电流、无功功率各有何特点并写出其品质因数Q 的表达式。 》 答:1、端口上的电压与输入电流同相时的工作状态称为谐振，由于发生在并联电路中， 所以称为并联电路的谐振。 2、并联谐振电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。并联谐振不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。
3、并联电阻除以谐振时的感抗(或容抗)等于品质因数Q。 4、何谓RLC串联电路的谐振在发生谐振时，其阻抗、电压、无功功率各有何特点并写出其品质因数Q的表达式。 答:1、由于串联电路中的感抗和容抗有相互抵消作用，这时端口上的电压与电流相同，工程上将电路的这种工作状态称为谐振，由于是在RLC串联电路中发生的，故称为串联谐振。 2、串联谐振：电路呈纯电阻性，端电压和总电流相同，此时阻抗最小，电流电大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，国此串联谐振也称不电压谐振。 3、谐振时的感抗(或容抗)除以串联电阻等于品质因数Q。 ） 5、什么是三相对称负载图1-4中三相电源 a U 、 b U 、 c U 对称， L C X X R= =，则是否构 成三相对称电路为什么并说明其线电流 a I 、 b I 、 c I 是否对称。 I b I a I c U b U c + + + － － － a b c L C a R 图1-4 6、什么是三相对称负载图1-5中三相电源 a U 、 b U 、 c U 对称，则是否构成三相对称电路为 什么并说明其线电流 a I 、 b I 、 c I 是否对称。 [ b I a I c I b U c U + + + － － － a b c Z Z a U Z 图1-5
电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局
电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。
《电路原理》课程题库 一、填空题 1、RLC串联电路发生谐振时，电路中的（电流）将达到其最大值。 2、正弦量的三要素分别是振幅、角频率和（初相位） 3、角频率ω与频率ｆ的关系式是ω=（2πｆ）。 4、电感元件是一种储能元件，可将输入的电能转化为（磁场）能量储存起来。 5、RLC串联谐振电路中，已知总电压U=10V，电流I=5A，容抗X C =3Ω，则感抗X L =（3Ω），电阻R=（2Ω）。 6、在线性电路中，元件的（功率）不能用迭加原理计算。 7、表示正弦量的复数称（相量）。 8、电路中a、b两点的电位分别为V a=-2V、V b=5V，则a、b两点间的电压U ab=（-7V），其电压方向为（a指向b）。 ) 9、对只有两个节点的电路求解，用（节点电压法）最为简便。 10、RLC串联电路发生谐振的条件是：（感抗=容抗）。 11、（受控源）是用来反映电路中某处的电压或电流能控制另一处电压或电流的现象。 12、某段磁路的（磁场强度）和磁路长度的乘积称为该段磁路的磁压。 13、正弦交流电的表示方法通常有解析法、曲线法、矢量法和（符号）法四种。 14、一段导线电阻为R，如果将它从中间对折，并为一段新的导线，则新电阻值为（R/4）Ω。
15、由运算放大器组成的积分器电路，在性能上象是（低通滤波器）。 16、集成运算放大器属于（模拟)集成电路，其实质是一个高增益的多级直流放大器。 17、为了提高电源的利用率，感性负载电路中应并联适当的（无功)补偿设备，以提高功率因数。 18、RLC串联电路发生谐振时，若电容两端电压为100V，电阻两端电压为10V，则电感两端电压为（100V)，品质因数Q为（10)。 ' 19、部分电路欧姆定律的表达式是（I=U/R)。 20、高压系统发生短路后，可以认为短路电流的相位比电压（滞 后)90°。 21、电路通常有(通路)、(断路)和(短路)三种状态。 22、运算放大器的(输入失调)电压和(输入失调)电流随(温度)改变而发生的漂移叫温度漂移。 23、对称三相交流电路的总功率等于单相功率的(3)倍。 24、当电源内阻为R0时，负载R1获得最大输出功率的条件是(R1=R0)。 25、场效应管是电压控制器件，其输入阻抗(很高)。 26、在电感电阻串联的交流电路中电压(超前)电流一个角。 27、正弦交流电的“三要素”分别为最大值、频率和(初相位)。 28、有三个电容器的电容量分别是C1、C2和C3，已知C1> C2> C3，将它们并联在适当的电源上，则它们所带电荷量的大小关系是(Q1>Q2>Q)。 ;
一、简答题（8小题） 1、在进行电路分析时，为何要指定电压或电流的参考方向？何谓关联参考方向？何谓非关联参考方向？在图1-1中，电压和电流的参考方向为关联参考方向还是非关联参考方向？在这种参考方向体系下，ui乘积表示吸收还是发出功率？如果u>0、i<0，则元件实际发出还是吸收功率？ 图1-1 答： 1、一旦决定了电流参考方向，每个元件上的电压降方向就确定了，不可随意设置，否则在逻辑上就是错误的，所以先要指定电厂、电流的方向。 2、所谓关联参考方向是指流过元件的电流参考方向是从元件的高电位端指向低电位端，即是关联参考方向，否则是非关联参考方向。 3、非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。 4、发出功率——非关联方向，调换电流i的参考方向之后，乘积p = ui < 0，表示元件发出功率。 5、吸收功率——非关联方向下，调换电流i的参考方向之后，u > 0，i > 0，功率p为正值下，元件实际吸收功率； 2、分别说明图1-2、1-3所示的电路模型是理想电压源还是理想电流源？分别简述理想电压源和理想电流源的特点，并分别写出理想电压源和理想电流源的VCR（即u和i的约束方程）。 图1-2 图1-3 答： 1、图1-2是理想电压源；1-3所示的电路模型是理想电流源 2、理想电压源电源内阻为0；理想电流源内阻无穷大 3、图1-2中理想电压源与外部电路无关，故u = 10V 图1-3中理想电流源与外部电路无关，故i=-10×10-3A=-10-2A 3、何谓RLC并联电路的谐振？在发生谐振时，其阻抗、电流、无功功率各有何特点？并写出其品质因数Q的表达式。 答： 1、端口上的电压与输入电流同相时的工作状态称为谐振，由于发生在并联电路中，所以称 为并联电路的谐振。 2、并联谐振电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可 能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。并联谐振不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。
习题六 6-1某三相变压器其绕组作星形联接，额定相电压为230V ，在一次检修后测得相电压 V 230===C B A U U U ，但测得线电压V 400;V 230===BC CA AB U U U ，试用相量图分析，这 种现象是怎么造成得，如何纠正。 解：A 相首末端倒反以后会出现这种情况，如图示 6-2某三相供电电路，其每相阻抗Ω=8L Z ，那么此电路一定是对称三相电路吗？ 6-3在三相四线制供电线路中中线电流等于0，那么此时三相负载一定是对称负载吗？ 试用相量图分析说明在什么条件下，不对称负载也可能出现中线电流等于0。 解：不对称的三相电流有可能合成中线电流等于0。其条件是 0sin sin sin 0cos cos cos =++=++C C C B B B A A A C C C B B B A A A Z U Z U Z U Z U Z U Z U ψψψψψψ 式中ψ是电流的初相角，不是阻抗角φ，图6—3′为一例。 6-4在三相Y ?Y 供电系统中，对称负载Ω+=66.85j Z L ，负载相电压等于220V ，试求线电流，每相有功功率和无功功率以及功率因数。 答：A 022 ∠=A I ；5.0cos =φ； VA j S P 56.41912420604840+=∠= 解:设 0220∠=A U 6-5在三相四线制供电系统中，电源侧线电压等于400V ，对称负载Ω+=66.85j Z L 线路阻抗Ω+=11j Z l ，Ω+=12j Z n ，试求线电流及负载端的线电压。 解：V 2313 == l SP U U ，设V 0231∠=A U ，则 6-6在三相Y ?Y 供电系统中，电源侧线电压等于400V ，不对称负载，Ω=5A Z ， Ω+=55j Z B ，Ω-=86j Z C ，试求中线断开时负载端的中性点位移及各相电压。 解：设 0230∠=SA U ，用弥尔曼定理求中性点位移 （a ） （b ） 图6—3′
实验10 555定时器的原理及三种应用电路 「、实验目的 (1) 掌握555定时器的电路结构、工作原理。 (2) 熟悉555定时器的功能及应用。 :■、实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。 CB555定时器；100Q ~100k Q电阻；0.01~100卩F电容；1k Q和5k Q电位器; 发光二极管或蜂鸣器。 三、实验内容 (1)按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输出输入波形。 1?实验原理 当输入电压《：：」V cc时，=V TR：：：'CC V。为高电平 3 3 1 2 当-V cc : V i:-时，乂保持高电平。 3 3 2 2 当V i ?—V CC,V TH -V TR -V cc 时，V o 为低电平。 3 3 1 2 V由大变小时，即-v cc : V :-时，V)保持低电平。 3 3 一旦V「：-V cc,则V o又回到高电平。 3 2?仿真电路如图:
3?实验结果： 输入正弦波: 输入锯齿波:
(2)设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮秒后熄灭。 2 1?实验原理： 由555定时器构成单稳态触发器，由单稳态触发器的功能可知，当输入为一个负脉冲 时，可以输出一个单稳态脉宽T W,且T W=1.1RC。所以想要使发光二极管接收到负脉冲时, 持续点亮2S，即要使T W=2S所以，需选定合适的R、C值。选定R、C时，先选定C的值 为100uF,然后确定R的值为18.2k Q。 2.仿真电路如图： 波形图为：
若是1秒或者是5秒。只需改变R 与C 的大小，使得脉冲宽度 T=1.1RC 分别为1或是5 即可。1 秒时： C=1OOuF, R=9.1k Q 5 秒时：C=1OOuF , R=45.5k Q 。 (3) 按图 2-10-7连接电路，取 R 仁1k Q , R2=10k Q ,C 仁0.1卩F,C2=0.01卩F ,观察、记录 V Cr 、V O 的同步波形，测出 V 。的周期并与估算值进行比较。改变参数 R1=15k Q , R2=10k Q ,C1=0.033卩F,C2=0.1卩F ,用示波器观察并测量输出端波形的频率。 经与理论估算值比较， 算出频率的相对误差值。 1?实验原理 555定时器构成多谐振荡器。 1 当加电后，V cc 通过R |,R 2 对R 充电，充电开始时V Cr =V TH =V TR ￡-V cc ,所以 V O =1。 3 1 2 当V Cr 上升到-V cc 第六章习题与思考题 ◆◆习题6-1在图P6-1所示的的各放大电路中，试说明存在哪些反馈支路，并判断哪些是负反馈，哪些是正反馈；哪些是直流反馈，哪些是交流反馈。如为交流反馈，试分析反馈的组态。假设各电路中电容的容抗可以忽略。 ◆◆习题6-3 在图P6-1所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。 解： (a) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce也引入第一级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R e3引入第二级的交直流负反馈，交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高本级的输入电阻，降低输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④ R F和C F引入级间（整体）交流电压串联正反馈，故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。 (b) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R e3引入第三级的交直流负反馈，交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高本级的输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④ R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻，而直流负反馈可稳定 各级静态工作点。 (c) ① R e1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。 (d) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压并联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(e) ① R e1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。 (f) 本电路是在射极输出器的基础上，再从VT的发射极通过电容C3引导回一个交流电压并联正反馈。射极输出器本身为电压串联负反馈，具有稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻的作用。但若不接电容C3，其输入电阻因受基极偏置电阻的影响，其值只能接近于Ri=Rb+(R1//R2)。现由C3引回一个电压并联正反馈，由于射极输出器的电压放大倍数接近于1，即VT发射极和基极的交流电位接近相等，则电阻R b两端的交流压降很小，故流过Rb的交流电流也很小，因而大大提高了电路的输入电阻。这种将输出电压通过电容引回到输入回路以提高输入电阻的措施为“自举”。 此二题属于基本概念题，意图是判断分立元件放大电路中反馈的类型和作用。 1-4． 电路如图所示,试求支路电流I . I Ω12 解：在上结点列KCL 方程： A I I I I I 6.30 12 42543-==+-+ +解之得： 1-8．求图示电路中电压源发出的功率及电压 x U 。 53U 解：由KVL 方程：V U U U 5.2,53111=-=-得 由欧姆定律，A I I U 5.0,5111-=-=得 所以是电源）（电压源的功率：,05.251123)52(151<-=-?-===?+=W I P V I U V X 1-10．并说明是发出还是消耗源功率试求图示电路两独立电,。 10A 解：列KVL 方程：A I I I I 5.0010)4(11101111==++?+?+-，得 电路两独立电源功率： ，发出）（，发出。 W I P W I P A V 38411051014110-=??+-= -=?-= 2-6如图电路：R1=1Ω ，R2=2Ω，R3=4Ω，求输入电阻Rab=？ 解：含受控源输入电阻的求法，有外施电压法。设端口电流I ，求端口电压U 。 Ω ====+-=+=+=9945)(21131211211I U R I U I I I R I I R I I I R I IR U ab 所以，得， 2-7应用等效变换方法求电流I 。 解：其等效变化的过程为， 根据KVL 方程， A I I I I 31 ,08242-==+++ 3—8．用节点分析法求电路中的 x I 和 x U . 6A 3Ω V 解：结点法： A I V U U I U U U U U U U U U U U U U U U U U X X X n n n n X n n n n n n n n n 5.16.72432242)212141(21411321)212111(214234121)4121(3121321321321==-?=--==+=+++--=-+++--=--+，解之得： ，，补充方程： 网孔法：网孔电流和绕行方向如图所示： 555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2V CC/3，低电平必须小于V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图[动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形模拟电路第六章课后习题复习资料
电路原理习题及答案
555定时器的典型应用电路
相关主题
文本预览