当前位置：文档之家 › 清华大学电路原理-于歆杰PPT课件

清华大学电路原理-于歆杰PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：3.79 MB
  • 文档页数：133

下载文档原格式

  / 133

合集下载

清华大学电路原理课件1

清华大学电路原理课件1

电路原理Principle of Electric Circuits于歆杰yuxj@Tel: 62771944西主楼1区308第一讲绪论，电压电流和功率第一部分：绪论Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005什么是电路？a电路（electric circuits）就是由若干电气元件（electrical elements）相互连接构成的电流的通路。

a本课程中要接触的电气元件有`电阻、电容、电感、二极管、MOSFET、理想运算放大器（Operational Amplifier）、互感线圈、理想变压器等Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005为什么要学习电路？a从学术的观点来看`电路是电气工程（Electrical Engineering）的基础。

`电路是计算机科学（Computer Science）的基础。

a从实际情况来看`电路原理是许多高级课程的先修课程。

`熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。

Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005t q t q t i t d d ∆∆lim )(0∆def ==→d d BABA Weq=AI110ΩU1U2t w p d d =uit qq w ==d dd d q wu d d =t qi d d =。

于歆杰电路原理第6章_正弦激励下动态电路的稳态分析

于歆杰电路原理第6章_正弦激励下动态电路的稳态分析
) jsin( π) 1
+j , –j , -1 都可以看成旋转因子。
清华大学电路原理教学组
Re
I
jI
3. 正弦量的相量 ( phasor )表示 复函数
A(t ) 2Ie j(wt y )
2Icos( wt y ) j 2Isin( wt y )
RU m R2 (w L)
2
所有支路电压电流均以相同频率变化!!
清华大学电路原理教学组
接下来……
i(t)=Imsin(w t + y) (a) 角频率(w ) (b) 幅值 (Im) (c) 初相角(y ) 用什么可以同时表示幅值和相位？ 所有支路电压电流均以 相同频率变化!!
复数!!
KCL、KVL、元件特性如何得到简化？
+ u(t) -
u(t ) Um sin( wt y u ) di (t ) 一阶常系数 u ( t ) Ri ( t ) L 解: dt 线性微分方程 L
自由分量(齐次方程通解)： Ae-(R/L) t 强制分量(特解)：Imsin(w t+yi)
U m sin( wt y u ) RI m sin( wt y i ) wLIm cos( wt y i ) ( RI m ) 2 (wLIm ) 2 sin( wt y i j )
返回目录
6.2
1. 电阻
U m ( RI m ) 2 (wLIm ) 2 Im Um R 2 w 2 L2
清华大学电路原理教学组
yu yi j j arctan
i 2U R w L
2 2 2
wL
R
R 2 (ω L) 2

清华考研_电路原理课件_第16章__二端口网络

清华考研_电路原理课件_第16章__二端口网络

清华大学电路原理电子课件江辑光版参考教材：《电路原理》（第2版）清华大学出版社，2007年3月江辑光刘秀成《电路原理》清华大学出版社，2007年3月于歆杰朱桂萍陆文娟《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月邱关源罗先觉本章重点 16.1二端口概述 16.2二端口的参数和方程 16.3二端口的等效电路 16.4二端口的联接二端口的特性阻抗和传播常数 16.5 二端口的特性阻抗和传播常数 16.6二端口的转移函数 16.7回转器和负阻抗变换器第16章二端口网络本章重点16.1二端口概述16.2二端口的参数和方程16.3二端口的等效电路16.4二端口的联接 16.516.6二端口的转移函数16.7回转器和负阻抗变换器本章重点.16.1二端口概述二端网络（two-terminal network ）+u S _PAR四端网络（four-terminal network ）n :1R理想变压器CC滤波器电路iii1i1 线性RLCM受控源i2i2三、二端口与四端网络i1 i2 i1 i2i1二端口i2 i1i2具有公共端的二端口i2i1 i3i4四端网络例+ u1 –112i1i1332ii12Ri22442i2i2222+u2-1-12，2-2 2是二端口。

3-3 2，4-4 2不是二端口，是四端网络。

因为i12 = i1 i ⎺ i1i22 = i2 + i ⎺ i2不满足端口条件i1i 线性RLCM受控源i2i216.2 二端口的参数和方程I1I 1 2I II1♠♥I 2=Y 21U 1+Y 22U 2+Y 12=U 1=0= Y b=Y b +Y c例1求图示二端口的Y 参数。

I 1Y bI 2解♣♠ I 1 = Y 11U 1 + Y 12U 2 ♦+ U 1 -Y aY c+ U 2 -I 1+U 1-U 1 = 0Y b Y a Y cI 1 Y bY a Y cY 12 = Y 21 = Y bI 2Y 11 = U 2=0 = Y a + Yb U 2 = 0I 2互易二端口U1U2U 2 = 0I1I例I12& 10& I2思路1:+U15& 10& +电阻网络，互易Y12 = Y21-电路结构左右不对称-Y11 =12 + 5 // 10=316S思路2:Y– 等效变换Y22 =110 //(10 + 2 // 5)=316SI1 2& I2对称二端口（电气对称）+ U1 - 2& 4&2&+-电路结构左右对称♠♥I 2=Y 21U 1+Y 22U 2♠例2求所示电路的Y 参数。

最新清华大学-电路原理教学讲义PPT课件

最新清华大学-电路原理教学讲义PPT课件

返回首页
def L
i
韦安（ ~i ）特性
0
i
二、线性电感电压、电流关系：
i
+–
ue –+
i , 右螺旋 e , 右螺旋
u , e 一致 u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u e Ldi dt
iL +u –
u L di dt
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
p d w dw dq ui d t dq dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳) 符号（J）
二、功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
i 元件（支路）吸收功率
+
u
p=ui
或写为 p吸 = u i
–
2. u, i 取非关联参考方向
的参考方向。
UAB
A
B
三、电位
取恒定电场中的任意一点（O点），设该点的电位为零， 称O点为参考点。则电场中一点A到O点的电压UAO称为A
点的电位，记为A 。单位 V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
d
c
Uab = a- b
返回首页
电路元件的功率 (power)
短路
i = 0 , u由外电路决定
0
i
开路
电感 (inductor)元件
iL
变量: 电流 i , 磁链
+
u
–

清华大学电路原理于歆杰精品PPT课件

清华大学电路原理于歆杰精品PPT课件
电路中某个支路（或元件）的电压（或电流）的控制。
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
清华大学电路原理教学组
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
电流)直接由控制量决定。
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
清华大学电路原理教学组
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
清华大学电路原理教学组
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相 当于开路状态。
清华大学电路原理教学组
（3） 理想电流源的短路与开路
+
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
电流源被短路。
iS
u
R
_

清华考研 电路原理课件 第3章 线性电阻电路的一般分析方法

清华考研 电路原理课件 第3章 线性电阻电路的一般分析方法

返回目录
3.2 回路电流法（Loop Current Method）
基本思想 以假想的回路电流为未知量列写回路的KVL方程。 若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表 示。 a 选图示的两个独立回路， 设回路电流分别为il1、 il2。 支路电流可由回路电流表出
I1 R1 US1
+ –
+ : 流过互阻的两个回路电流方向相同 - : 流过互阻的两个回路电流方向相反 0 : 无关
uSlk: 第k个回路中所有电压源电压升的代数和。
回路法的一般步骤： (1) 选定l=b-(n-1)个独立回路，标明回路电流及方向； (2) 对l个独立回路，以回路电流为未知量，列写 其 KVL方程； (3) 求解上述方程，得到l个回路电流； (4) 求各支路电流(用回路电流表示)； 网孔电流法（mesh-current method） 对平面电路（ planar circuit ），若以网孔为独立回 路，此时回路电流也称为网孔电流，对应的分析方法称 为网孔电流法。
本章重点 本章重点 3. 3. 1 1 支路电流法 支路电流法 3. 3. 2 2 回路电流法 回路电流法 3. 3. 3 3 节点电压法 节点电压法
重点 本章重点 � 本章
• 熟练掌握电路方程的列写方法 � 支路电流法 � 回路电流法 � 节点电压法
返回目录
3.1 支路电流法 （Branch Current Method）
支路电流法： 以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。 举例说明 2
支路数 b=6
R4
节点数 n=4
i2
1
R2 i3 R3 R1 i1 R6
+ 4
（1） 取支路电流 i1～ i6为独立变

清华考研_电路原理课件_第10章__正弦电流电路的稳态分析

清华大学 电路原理 电子课件
江辑光版
参考教材： 《电路原理》（第2版） 清华大学出版社，2007年3月 江辑光 刘秀成 《电路原理》 清华大学出版社，2007年3月 于歆杰 朱桂萍 陆文娟 《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月 邱关源 罗先觉
第10章 正弦电流电路的稳态分析
本本章章重重点点 1100.. 11 正弦量的基本概念 1100.. 22 周期性电流、电压的有效值 10. 3 复数复习 1100.. 44 正弦量的相量表示 10. 5 电阻、电感和电容元件电
或 Im = 2I
即 i(t ) = Im sin(ωt +ψ i ) = 2I sin(ωt +ψ i )
同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系
1
U = 2 Um
或
U m = 2U
若一交流电压有效值为U=220V，则其最大值为Um≈311V；
U=380V，
Um≈537V。
* 区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。
返回目录
10.3 复数复习
一、 复数（complex）A表示形式
直角坐标 A=a+jb （j = − 1 为虚数单位）
Im
b
A
0
a Re
极坐标 A=|A|ejθ =|A| ∠θ Im b
A
θ
O
a Re
两种表示法的关系：
⎧ ⎪
|
A |=
a2 + b2
⎨
b或
⎪ ⎩
θ = arctan a
⎧ a =| A | cosθ
解 U̇1 = 3∠0o V , U̇ 2 = 4∠90� V U̇ = U̇1 + U̇ 2 = 5∠53.1° V u(t ) = u1(t) + u2(t) = 5 2sin(314t + 53.1°) V

清华大学电路原理于版课件5


i11 R1 i + a1 – R2 ib1 R3
i12 R1 ia2 R2 + ib2 – R3
i13 R1 ia3 R2 R3 ib3 + –
uS1和uS2不作用
us1
uS2和uS3不作用
us2
us3
uS1和uS3不作用
R11ia1+R12ib1=us1 R21ia1+R22ib1=0
us 1 R12 0 R22 ia 1 R11 R12 R21 R22 R22 us 1 Δ
10V
–
Us'= -10 I1'+U1' = -101+41= -6V
Principles of Electric Circuits Lecture 5 Tsinghua University 2012
I1 6 + 10V – I1' + 10V – 6 4
+
10 I1
– + 4A
I1''
i
i '=1A
2
13A
1
5A
1
2A
+ 2V –
设 i'= 1A
i us ' i ' us
us 51 i ' i ' 1 1. 5 A us 34
Principles of Electric Circuits Lecture 5 Tsinghua University 2012
讨论
i a
＋ 负电阻
u 开路
正电阻 电压源
N
i
b－
？
0 电流源 电流源

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_06



1 Gi
8
注意
i
iS
+
iS
Gii S
u _
i
+
uS _
+
iu
Ri
_
(1) 变换关系 数值关系; 方向：电流源电流方向与电压源压升方向相同。
(2) 所谓的等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。
开路的电压源中无电流流过 Ri； 开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。
电压源短路时，电阻Ri中有电流； 电流源短路时, 并联电导Gi中无电流。
2019/9/22
课件
5
二、实际电流源
实际电流源，当它向外电路供给电流时，并不
是全部流出，其中一部分将在内部流动，随着端电 压的增加，输出电流减小。
I
u
GiU
U
iS
+
Gi U _
0
I IS
i
I = iS – Gi U Gi: 电源内电导，一般很小。
一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源
3
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
2019/9/22
课件
4
返回首页
电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源，当它向外电路提供电流时，它的
端电压总是小于其电动势，电流越大端电压越小。
u US RiI
U
I
+
US _
+
U
Ri
_
0
Ii
U=US – Ri I
R Ri: 电源内阻， 一般很小。
一个实际电压源，可用一个理想电压源uS与一个电阻Ri 串联的支路模型来表征其特性。

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_05共20页


u12Y
– i2Y R2 2
+
R1
u31Y
u23Y
R3 i3Y +
3–
Y型网络
型
T型
30.05.2020
电路原理
Y-变换的等效条件
+ i1 u12 R12
– 1
u31 R31
– i2
i3 +
2 +
R23 u23
3 –
+ i1Y 1 –
u12Y
– i2Y R2 2
+
R1
u31Y
u23Y
R3 i3Y +
1. 电路特点: (a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)； (b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。
30.05.2020
电路原理
i
i
+
i1 i2
ik
in 等效 +
u R1 R2
Rk
Rn
u
Req
_
_
由KCL:
i = i1+ i2+ + ik+ + in= u / Req
R 12
R1
R2
R1R2 R3
R 23
R2
R3
R2R3 R1
R 31
电路原理
R3
R1
R3R1 R2
R 12
R1
R2
R1R2 R3
R 23
R2
R3
R2R3 R1
R 31
R3
R1
R3R1 R2
R12 R1 R2
R31 R3
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

+ +
+ +
i
uS
u
_
_
（a） 开路：R，i=0，u=uS。
R（b）理想电压源不允许短路（此时电路 模型（circuit model）不再存在）。
i
实际电压源
r
（physical source）
u
US
_
_
.
u
US
0
i
u=US – r i
14
2. 理想电流源（ideal current source）
（4） 实际电流源的产生
可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源 特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光 线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。
17 .
+ +
（5） 功率 i
iS
u
_
i _
iS
u
p发= uiS p吸= –uiS
p吸= uiS p发= –uiS
18 .
二、受控电源 （非独立源） （controlled source or dependent source）
+ +
uS
u
_
_
u US
0
i
（a）若uS = US ，即直流电源，则其伏安特性为平行于 电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关。
（b）若uS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系特性为 平行于电流轴的直线。
（c） 电压为零的电压源，伏安曲线与 i 轴重合，相当于 短路状态。
13 .
（3） 理想电压源的开路与短路
iS
电路符号
（1） 特点 （a） 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。
例
I 1A U R
R 1 ,I 1 A ,U 1 V R 1 0 ,I 1 A ,U 1V 0
15 .
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
第2章 简单电阻电路分析
2. 1 电阻 2. 2 电源 2. 3 MOSFET 2. 4 基尔霍夫定律 2. 5 电路的等效变换 2. 6 运算放大器 2. 7 二端口网络 2. 8 数字系统的基本概念 2. 9 用MOSFET构成数字系
统的基本单元——门电路
2.1 电阻
一、电阻 (resistor) R
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相
当于开路状态。
16 .
（3） 理想电流源的短路与开路
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
+
电流源被短路。
iS
u
R
_
（2）理想电流源不允许开路（此时
电路模型不再存在） 。
电流)直接由控制量决定。
(2) 独立源作为电路中“激励”，在电路中产生电压、电流
，而受控源在电路中不能作为“激励”。 20 .
＋
uGS
f(uGS)
－
控制部分 受控部分
一个MOSFET可以用四端模型来表示。
受控源是一个四端元件
控制支路 受控源
支路电压 支路电流
受控电压源 受控电流源
21 .
2. 分类 （1） 电流控制的电流源（Current Controlled Current Source）
Ae1(t) +Be2(t) 成立 Ar1(t)+ Br2(t)
线性电阻
u Ri
非线性电阻
i
IS
e
u UTH
1
10 .
九、时变电阻
e (t)
r (t)
非时变元件
e (t - )
r (t- )
非时变元件
即输出响应与输入信号 外加时刻无关。
线性非时变电阻 ut = R·it
线性时变电阻
电阻Rt是时间 t 的函数 i(t) R(t)
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
2 .
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
1. 定义 电压源电压或电流源电流不是给定的时间函数，而是受
电路中某个支路（或元件）的电压（或电流）的控制。
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
19 .
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
i1
i2
+
+
u_1
i1
u2
_
CCCS
{u1=0 i2= i1 : 电流放大倍数
短路
0
i
u
开路
0
i
5 .
四、电阻消耗的功率
功率： R
i
+
u
p吸 ui i2R u2 / R
R
i p发 ui (–Ri)i –i2 R
+
u
u(–u/ R) –u2/ R 或 p吸 u(–i) (–Ri) (–i)
i2 R u2/ R
无论参考方向如何选取，电阻始终消耗电功率。
6 .
五、电阻的额定值
.
镍铬合金
110×10-8 1.6×10-4
8
七、电阻器
贴片电阻
碳膜电阻 金属膜 电阻 线绕电阻
电阻器的尺寸 主要取决于什么？
体积小 重量轻 可靠性高
阻值范围宽 价格低廉
稳定性高 精度高
功率大
9 .
八、非线性电阻
激励
e1(t)
网络 响应
线性网络 r1(t)
e2(t) 线性网络 r2(t)
满足齐次性和可加性，即
+
u(t)
ut = Rt ·it
11
.
返回目录
2.2 电源
一、独立电源 (independent source) 1. 理想电压源（ideal voltage source）
uS
电路符号
（1） 特点 （a） 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
（b） 通过它的电流由外电路决定。
12 .
（2） 伏安特性 i
uRi
R = tan
0
i
3 .
(2) 电压电流非关联参考方向
i
R
+ u欧姆定律Fra bibliotek u –Ri 或 i –Gu
公式的列写必须根据参考方向！！
4 .
三、开路与短路
+
i 当 R = 0 (G = )，视其为短路。
u
u = 0 , i由外电路决定。
R
u
–
当 R = (G = 0)，视其为开路。
i = 0 , u由外电路决定。
阻值＋功率
六、决定阻值的因素
R L S
T01T
材料
银
0 / ·m 1.5×10-8 /(℃-1) 4.0×10-3
几种常见材料的0℃电阻率与温度系数
铜
铝
铁
碳
1.6×10-8 4.3×10-3
2.5×10-8 4.7×10-3
8.7×10-8 5.0×10-3
3500×10-8 －5.0×10-4