电工电子技术基础1-1-电路模型
- 格式:pdf
- 大小:654.72 KB
- 文档页数:6
第 二 讲教学章节:第一章 电路和电路元件 1.3~1.4 独立电源元件,二极管教学要求:1、熟悉电压源和电流源;2、掌握两种电源模型的等效;3、熟练掌握二极管的特性;4、掌握稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。
教学重点:两种电源模型的等效,二极管的特性,稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。
教学难点:两种电源模型的等效;二极管的特性;稳压二极管工作状态。
教学方法与手段:启发式讲授,联系实际,多媒体,板书。
教学内容与进程:一、引入:电压源和电流源 1、电压源⑴ 两端的电压仅由自身决定,与流过的电流及外电路无关。
⑵ 流过的电流由外电路决定。
电压源置零,等效于两端短路。
电压源不允许外电路短路。
2、电流源⑴ 电流源的电流仅由自身决定,与两端的电压无关。
⑵ 两端的电压由外电路决定。
电流源置零,等效于两端开路。
电流源不允许外电路开路。
二、实际电源的模型 1、电压源模型2、电流源模型3、两种电源模型的等效1.4 二极管 三、PN 结及其单相导电性二极管的结构和电路符号如图所示,VD 是文字符号。
R -+U +U s -R -+U I s四、二极管的主要特性和主要参数(1)正偏导通(2)反偏截止(3)二极管的伏安特性正向特性:二极管正向电压超过某一数值时电流开始快速增长,对应的电压称为死区电压,也称阈值电压或开启电压,记作U T ,二极管导通时的正向电压称为二极管导通电压或管压降,记作U D 。
方向特性:二极管反向电流一般很小,小功率硅管为几μA ,锗管为几十μA 。
反向击穿特性:反向电压增高到一定数值U (BR)时,二极管反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。
五、二极管的工作点和理想特性六、稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。
稳压二极管的符号、伏安特性和典型应用电路。
七、发光二极管和光电二极管 发光二极管工作在正向偏置状态。
光电二极管又称光敏二极管,它工作在反向偏置状态。
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路:由电气器件或设备,按一定方式连接起来,完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成:电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法:用仪器仪表对实际电路进行测量,把实际电路抽象为电路模型,用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成,如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等,它们的电磁性质是很复杂的。
例如:一个白炽灯在有电流通过时,如下图所示:为了便于分析与计算实际电路,在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质,把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接,称为实际电路的电路模型。
如下图所示:U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多,则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如:工作频率为50Hz,波长λ=6000km,所以在工频情况下,多数电路满足l<<λ,可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为:线性电路(元件参数为常数)★非线性电路(元件参数不为常数)§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流:带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =(单位时间内通过某一截面的电荷量) 电流的单位:A (安培)、kA (千安)、mA(毫安)、μA (微安)A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向:正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(客观存在) 电流的参考方向:任意假定。
实际方向(2A )(参考方向与实际方向相同)A)2( 0=>i i 实际方向(2A )(参考方向与实际方向相反)A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位(物理中的电势)电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
理想运算放大器1.理想的运算放大器的条件开环电压放大倍数:∞→0u A ;差模输入电阻: ∞→id r ;开环输出电阻0→o r ;共模抑制比:∞→CMRR K 。
由于实际运算放大器的参数接近理想化条件,因此用理想运算放大器模型分析实际的运算放大器不会产生多大的误差。
2.理想的运算放大器的图形符号图1 理想运算放大器图形符号图1为理想运算放大器的图形符号。
它有两个输入端和一个输出端。
反相输入端标“-”号,同相输入端标“+”号。
它们对地的电压分别用-u 、+u 和o u 表示。
“∞”表示开环电压放大倍数的理想化条件。
3.分析理想的运算放大器的重要结论将运算放大器理想化后,分析由理想运算放大器构成的线性应用电路时,分析依据有两条:(1) 两输入端“虚短路”由于运算放大器开环电压放大倍数很高,近似为∞,而输入电压又是有限制,所以00≈=u o i A u u 即集成运算放大器两输入端的电压非常接近于零,但又不是短路,故称为“虚短”。
即-+≈u u(2) 两输入端“虚断路”由于运算放大器差模输入电阻很高,,∞→id r 在线性放大区工作时输入端的差值电压-+-u u 又很小,因此流进两输入端的电流近似为零,即0,0≈≈-+i i上式表明,流入集成运放的两输入端的电流可视为零,但不是真正断开, 故称为“虚断”。
(3) 若同相输入端接“地”(0u),则反相输入端近似等于“地”电位,称=+为“虚地”,即=u-输入端的“虚短”和“虚断”体现了运算放大器在理想化条件下矛盾的对立和统一,是分析集成运算放大电路的基本依据。
实际电路的组成
实际的电路都是由实际的元器件或设备为实现某种应用目的,按一定方式连接而成的。
手机电路
白炽灯照明电路
一个实际元件在不同条件下根据与实际元件特性的近似程度,可以建立不同形式的模型。
电感线圈
电阻 电感 电容 电压源 电流源
电路中常用的理想元件
直流稳压电源
交流电源
直流电源
电池
由理想元件所组成的电路称为实际电路的电路模型,简称电路。
电路模型
白炽灯照明电路
虽然利用电路模型分析计算的结果仅是实际电路的近似值,但它是我们判断实际电路电气性能和指导电路设计的重要理论依据。
我们所建立的任何实际电路模型应能反映电路的真实情况,即采用电路模型分析计算的结果与实际电路的测量结果的误差应
在允许范围之内。