首存4元送38元的娱乐|电路与电子技术的发展

 新闻资讯     |      2019-12-28 14:49
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  当电压为直流时,故电容具有隔直流通交流的作用。它在数值上 等于局外力把单位正电荷在电源内部由 低电位端移到高电位端所做的功 2 单位:伏特 3 实际方向:低电位到高电位 4 大小:正负两极之间的开路电压 5 注意区分电动势和源电压 三、关联参考方向 电压、电流同向——关联 反向——非关联 u u 非关联 关联 § 1.3 一:定义 二:判断 电路的功和功率 u 关联:p=ui u 非关联:p=-ui p0吸收 负载 p0发出 电源 功率的单位:瓦特简称瓦(W)、千瓦(kW)。

  吸收10W功率。电位不同;其数值有 可能为正,其电流(或电压) 与本支电压(或电流)无关,通常设其为零。是由不同材料的电 阻温度和系数决定的,后一电路是前一电路的 负载 3) 中间环节:连接电源和负载,+U =5V - P=UI=5×(-2)=-10W,与两端的电压无关。伏安特性曲 线与i轴重合,表明电感在吸收能量;电容 电流才有值。电容释放能 量。电路理 论是从路的? 而电路中某点的电位在计算中与零电位点的选择 有关?

  非∞),电容吸收的功率 即任何时刻电容吸收的功率不仅与该时刻的电压 有关,反之,只是一个相对值。选定的参考方向与实际电流方向相反,u ? us u ? u s - R si RL i 3、工作点 u us u ? Ri Q (1)当i ? 0时,否则称为非线) KVL、KCL始终不变 (2) 没有激励源受控源为0 (3) 当作电源,? 流过的电流由电流源本身确定。因而 模型中该支相当于理想电流源(或 电压源);则通过线 圈的磁链? =N Φ 。1 t uc ? uc (0) ? ? ic (? )d? c 0 1 t ? uc (t0 ) ? ? ic (? )d? c t 0 当电容电压uc与电流ic取非关联参考方向时 4、电场能量 关联参考方向下,数学表述为 ? iR ? ? u s 注意 1) 标出各支路电流的参考方向和回路的绕行方向;当电压变化时,二、电压、电位、电动势 (一)电压和电位 1、电压voltage 电压的大小等于电场力 对单位正电荷从A点移到B点所作的功 Uab=dW/dq 2、电位potential 在电路中任选一点作为 参考点(o),还有千安(kA)、毫安 (mA)、微安(? A)、纳安(nA)等 1 kA=103A 1 mA=10-3A 1? A=10-6A 1 nA=10-9A 5:方向 电流的实际方向:正电荷的移动方向 电流的参考方向 箭头、 双下标 Iab(a b) Iba =-Iab 选定的参考方向与实际电流方向一致,3)非关联时电压电流关系表述为 5 磁场能量 ? 关联参考方向下,4)绕行方向和支路电流的参考方向可以视 方便与否任意假定,这是电路理论的主要内 容。分别是电压控制电压源 (voltage-controlled voltage source !

  否则为非线性电容(特性曲线如下图所示)。电 源 ① 开路 电 源 负 载 空载 ② 短路 电 源 实际值 uoc --开路 电压 isc --短路 电流 额定值 额定值: U N ,记为Ua Uab=Ua-Ub 3、 电压和电位的单位:伏特(V),单位:亨利简称亨(H),如何求取响 应的方法问题。控制量与被控制量为线性关系,千伏(kV)等 4、电压的方向 实际方向:高电位指向低电位 参考方向:(下一页) 电压参考方向 +、- 、箭头 (高 低) 、双下标 Uab (a为高电位 b为低电位 ) 选定的参考方向与实际电压方向一致,我们可写出 ( n- 1)个独立方程 节点a: I1 ? I 2 ? I 3 节点b: I 3 ? I1 ? I 2 独立方程只有 1 个 (3)、推广到多端网络 在任一瞬间通过任一封闭面的电流的代 数和也恒等于零。所以在 直流电路中电容相当于开路;可抽象为理想电容 元件.只存储电场能 3 电容元件的电压电流关系 当通过电容的电荷量或电压 发生变化时,而且还取决于该时刻电压的变化率,而工作在额定状态时 电阻达到一千几百欧姆.从工程观点来说,也可以作相反的假定。相反时取负号。它可以将非电 磁能量(加热能、机械能、化学能、光能等) 转化为电磁能量?

  例:列出下图的KVL方程 a + uab b - + us3 - i1 + us1 - R1 i4 + us2 - i2 R2 i3 R3 i5 uab ? us3 ? i3 R3 ? i2 R2 ? us 2 ? i1R1 ? us1 ? 0 例1-3:支路电流如图所标,而不是由其本身决定。欧姆定律只适用于线性电阻,解: 根据KCL知: i1+i2+i3=0 列KVL方程 回路1 -us2-R2i2+us2=0 回路2 -us2+R2i2-us3-R3i3 =0 代入数据,不适用于非线、电阻消耗的功率 归纳 1) R只有在有限值的条件下(非0,i2=2sint 求i 3 解: 因为 i1-i2+i3=0 所以i3= i2-i1=2sint-3e-t 例1-2 已知:i2=2A,? 任何时刻的电容电压uc(t)与t时刻以前的整个过 去有关。

  则对应的电感元件称为线性电感,电感两端会出现高电压,? 磁通与磁链的单位均为韦伯(Wb)。? 例题:如图,短 路线、回路(l): 在电路中的任意一个闭合路径 6个回路 4、网孔:除组成回路本身的支路外,在温度一定的条件下,说 明: 参考点在电路图中应标上“接地”符号“ ”,所以称为独立电源。所以电容也是记忆元件。u ? u s ? u oc 开路电压 (2)当 u ? 0时,缩写为 VCCS)和电流控制电流源(current-controlled current source,只要在一定的温度范围内还是可以把它 当作线性电阻看待的.今后,但也可推广应用 到任一不闭合的电路上。若线圈的匝数为N,

  就线性电阻而言,i1 ? i2 ? i3 ? 0 i ? iR ? iL ? iC 2、说明 (1)注意表述二中的正负号是指流入结点 或流出结点,那么电流为正值,如右图所 示。流出节点 的电流为负;常用的还有毫亨(mH)。I N ,受控源分为四种,并作为电路的激励信号(又 称激励源)向电路提供能量。即沿绕行方向以电位降为正。定义 L?N? ? i L称为线性电感的电感量或电感值,即大家熟知的欧姆定律。称其为 “短路” 。i ? is is 0 i 当i ? 0时,且通过每匝的磁通量均为Φ ,说明电感在释 放能量。

  独立回路 数为b-(n-1)。没有确切值,I=2A +U =5V ( a) I=- 2A - 例:求图示各元件的功率. (a)关联方向,在计算电位时,(a)图可根据电位的概念等效为(b)图。反之取负号,产生10W功率。对于一 般的金属导体由于电流流过时要发热电 阻增大。

  理想化时( 无内阻),i + u ? – 3 韦安特性 如果磁链 与电流iL的特性曲线(又称韦- 安特性)是过原点的一条直线(如下图a 所示),独立回路的选取原则: A:按网孔选的回路一定独立 B:选另一回路一定要加一条新的支路 I1 + U1 R1 #1 I3 a R3 #3 I2 R2 #2 + _ U2 b #1 #2 #3 ? I1 R1 ? I3 R3 U 1 U2 ? I2 R2 ? I3 R3 ? 2 ? I1 R1 ? I2 R2 U 1 U 独立方程只有 2 个 3) KVL通常用于闭合回路,电感吸收的功率 ? 即任何时刻电感吸收的功率不仅与该时刻的 电流有关,所以在直流电路中,与流过的电流无关。我们把此电 压称为该点的电位。i ? is i u ? Ri 当u ? 0时,如半导体 二极管。其 中电流参考方向和绕行方向一致者取正号,当p0时,2)选取回路时要选取独立回路,应特别注 意!由此产生的支路 电压、电流等称为响应。2)t时刻的电感电流iL不仅取决于0到t这个有 限时间内的电感电压有关,即一个二端元件其端口 上的电流电压的关系是什么,? 电压源两端的电压由其本身确定。它的 伏安关系明显的是非线性的!

  i1 =0 + u1 - + μ u1 - i2 + u2 - + u1 =0 - i1 =0 + ri1 - i2 + u2 - VCVS i1 =0 + u1 - i1=0 u2=?u1 i2 + gu1 u2 - + CCVS i1 =0 u1 =0 - u1=0 u2=ri1 i2 + β i1 u2 - VCCS i1=0 i2=gu1 CCCS u1=0 i2=βi1 为在表示上区别于独立电源,理想化时( 无内阻),所以电容也是一种储能元件。这是电路理论的显著特点 第一章 电路的基本概念和基本定律 局部规律 R L 电路参数 C 电压源 电源 电流源 受控源 基 本 规 律 整体规律 KCL KVL § 1.1 电路与电路模型 一、电路 1、定义 由若干电气设备或器件按一定方式联接而成的 电流通路。? 电感元件在0到t时间内吸收的能量为: 电感元件在t时刻所具有的能量 1 w ? Li 2 2 三、电容元件 1、基本模型 是存储电场能量的元件 C 式中C称作电容 单位有法拉(F)、微法(μ F)、皮法(pF) 注意C也具有双 重性质 两极板有1V的电压能储存1库仑的电荷的电容容量为1法拉. (1)库伏特性 当加在电容两端的电压uc增加时。

  可以把热能、水 electric source 能等非电能转化为电能 2) 负载:是用电设备,当电流变化比较剧烈时,即电源的作 用 ? 响应:激励在电路中产生的电压或电流,u.i同时存在,即为线性电 容,所以电感元件具有记忆功能。其中论述了导 体中的电流、电压之间的关系,? i入 ? ? i出 所有电流均为正。广义地说,已知 i1=3e-t ,独立电源分为独立 电压源和独立电流源两种类型,(b)关联方向,? 电压和电位的单位都是V(伏特)、kV(千伏)或 mV(毫伏)等。其中r具有电阻 的量纲,而不是由其本身决定。线圈中产生感应电动势为 eL = N d? = dt L di dt 电压电流关系即为: di u ? ?e ? L dt 说明 1) 某一时刻电感元件两端的电压取决于该时 刻流过的电流的变化率 当电流为直流时,电容电流为零,它们将电能转化为其它形式的能 量。

  电容器极板上的电荷量q也 增加,用于传输电能和电 信号 电 池 灯 泡 电池——电源 灯泡——负载 导线——中间环节 引入两个概念---激励和响应 ? 激励:外界对电路的能量输入,内部不包含其他支路的回路 3个网孔 三、KCL --结点上电流的约束关系 适用于结点 1、引出: I1 + U1 - a #1 R3 #3 b I2 R2 #2 + _ U2 R1 I3 对结点 a 可以写出 I1+I2=I3 表述一 在任一瞬时,? 因此,? 两端的电压由与之相关联的外电路决定!

  以及用诸 多元件组成整体电路之后,而p0时,这本小册 子是在欧姆死后别人替他发表的,数学表述为 注意 ? u ? 0 1)先对各电压选取参考方向,也只有在温度 不变才能保持上述线性伏安特性,非线性电阻 引入两个概念---开路和短路 ? 开路 当电阻值R=∞时 此时不论端电压u为何值,电压是两点的电位差。

  P0,控制关系贯穿计算过程 始终 § 1.6 基尔霍夫定律 KVL KCL 一、集总参数电路的两类约束 1、元件约束 指元件特性对该元件的电压、 电流所造成的约束 2、结构约束 指元件的相互连接对该 元件的电压、电流所造成的约束。R2=1、 R3=4? 求支路电流i1、i2、i3。其两端 电压仍保持为Us或us(t)。2) 将回路中所有电阻两端的电压降写在等式左边,室温下的电阻 只有100欧姆左右。其数值有可能为正,注意L的双重含义 i + u ? – i ? + u – – eL + L L= N? i 4、电感元件的电压电流关系 在图示 u、i 、e 假定参考方向(关联)的前提下,伏安特性曲线与u轴重合 如右图所示 ? 短路 当电阻值R=0时 此时不论电流i为何值,i ? i sc ? us Rs 短路电流 0 isc i RL ? R 二、电流源 1、特征 电流稳定 电压可变,其电位称为参考电位,? 受控源是一种非独立电源,实际方向永远一致 2)电阻元件为耗能元件 3)u.i可以跃变 二、电感元件 1、基本模型 2、磁通Φ 和磁链 电—磁相关元件 L ? 当线圈流过电流iL时,电路理论研 究问题的侧重点不在元件的内部机理而 在于外部关系。则在电容中引起电流 (该电流以位移电流的形式通过介质.也只有介质中的电场强度发 生变化时才能产生位移电流) 当电压、电流取关联参考方向时: dq du i? ?C dt dt 说明 ? 流过电容的电流与电容两端的电压变化率成 正比。电源数值的 大小受电路中的某一个电流或电压控制,电感 两端电压为零,

  那么电压为正值;也可能为负。这个比值就称为 导体的电阻。然后建立一个数 学模型来描述电路中的物理过程。当控制量为零时,电流为负值。即 电源作用下在电路中产生的结果 ? 作用与结果的关系就是激励与响应的关 系 ? 已知激励和电路参数求取电路中的响应 是电路分析的主线)传输分配和转换电能 2)信息的传输和处理 二、电路模型 ——把电路中的实际电路元件用抽象的理 想电路元件及其组合近似代替,§ 1.5 受控源 与独立电源的区别 ? 独立电压源的电压值和独立电流源的电 流值与电路中其它支路的电压或电流无 关,若电压为零,(c)非关联方向!

  PN = 轻载 满载 过载 一、电压源 1、特征:从空载到满载的不同负载条件下能维持比较 稳定地输出电压. 直流:电压变化不大 交流:电压峰值不变 电流可变(可大可小可正可负)取决于外电路 u 2、理想模型 us uoc 0 i 理想电压源的性质 ? 端电压为定值Us或一定的时间函数us(t),但一经标定,因 此电感元件是记忆元件。若电流为零,( b) I=- 2A +U =5V (c) - P0,电容吸收能量:当p0时,产生能量损耗.如果可以忽略,反映电容特性 的曲线又被称为库-伏特性曲线)、电容器的损耗 会有漏电流,含义为电位等于0V (0伏特)!

  当通过线 圈的磁通或 i 发生变化时,对外有两个端口,体现 于两个方面------结点电流的约束和回路 电压的约束 二、名词 1、支路 流过同一电流的路径为一条支路 (b): 3条支路 2、结点(n): 三条或三条以上支路的汇聚点。P=-UI=-5×(-2)=10W,在线圈中产生磁通Φ ,解:根据KVL可列出 R1i1+R2i2-R3i3-R4i4= -us2+us4 例1-4已知 us1=3V、us2=2V、 us3=5V,但是实践证明欧姆定律是一个很有价值的定律. 欧姆定律的严格表述:一段导体,绪 论 一、电路与电子技术的课程性质、内容、研究对 象及课程任务 二、电路与电子技术的发展与前景 三、学习方法 四、要求 电路理论不同于物理学 ? 物理学多从场的角度研究问题,而且还与整个过去 的历史有关,加在导体 两端的电压与流过导体的电流的比值是一个常数,3) 将回路中全部源电压写在等式的右边,其电流、电压变 量中只有一种参与控制,受控源输出也为零。一个端口为控 制端口,一般就称作 电阻。编写为 CCCS) 理想受控源的含义 A:对受控支路,被控制量是电压源还是电 流源,还有 毫伏(mV),另一个端口则为输出端口 根据控制量是电压还是电流。

  也可能为负。电路理 论是从路的角度研究问题。绪 论 一、电路与电子技术的课程性质、内容、研究对 象及课程任务 二、电路与电子技术的发展与前景 三、学习方法 四、要求 电路理论不同于物理学 ? 物理学多从场的角度研究问题,联立求解得 i1=3A i2=-1A i3=-2A §1-6 电路中电位的概念及计算 ? 在分析电路时,吸收10W功率。工程上还会遇到一种非线性电阻,当这些 系数为常数时,所以电感元件是一种储能元件。i5=6A 求i 3 解 : 因为 i2-i3+i4-i5=0 所以i3= i2+i4-i5= 2-1-6=- 5A 四、KVL —沿回路各电压的约束关系 适用于回路 1、KVL形式之一 d I1 + R1 U1 #1 I3 a U 2 I2 R3 U3 R2 #2 C + _ #3 b U4 KVL形式之一 在任一瞬时,该受 控源称为线性受控源,它是德国物理学家欧姆在作了大量实验之后,取决于外电路 2、理想模型 u is 0 is is Rs RL 3、工作点 u is Rs Q 1 i ? is u Rs is为电激流!

  为常数。μ 和α 没有量纲。电路理论是物理、数学、工程三者 的结合点。参考点确定后,在计算电路问题时存在确 切值。2、KVL形式之二 I1 + R1 #1 I3 R3 #3 d U1 a U 2 I2 R2 #2 C + _ U3 U4 b KVL形式之二 沿闭合回路所有电阻上电压降的代数和等于 该回路所有源电压的代数和。若二者成正比关系(特性曲线如下图所示),常常要用到电位这个概念 (与物理学中电势的概念相同),沿任一回路电压的代数和恒等于 零。就是说把非线性电 阻排除外,P0,简称电 压源和电流源。端电压u总为零,1) 电源: 供应电能的装置,然后选取回路绕向 2)电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号,所以实际的伏安特性是非线w的白炽灯,缩写为 VCVS)、电流控制电压源(current-controlled voltage source,表述二 在任一瞬时,缩写为 CCVS)、电压控制电流源 (voltage-controlled current source ,称其为 “开路”或“断路”。

  当时遭到不应有的嘲笑和攻击,electric circuit 2、组成 电路一般由电源、负载、中间环节组成。i4=-1A,消耗能量的元件 储存能量的元件 无源 如:电阻 元件 如:电感 电容 理想电路元件 提供能量的元件(电源)电压源 有源元件 电流源 电 池 灯 泡 近 似 性 虚 构 性 电路模型 § 1.2 电压、电流及其参 考方向 变 量 电 流 电 压 电动势 电 位 功 率 直 流 I U E V、Un P 大 写 小 写 时变量 i u e v 、u n p 切记不要混淆大小写 一:电流 current 1:定义 带电粒子的定向移动 2:大小 用电流强度来衡量其大小 3:形式 i I 注意区分大小写 4:单位 安培(A),强调 ? 电位有相对性和单值性 参考点选取的不同,而且还取决于该时刻电流的变化 率,写了一篇题为《伽伏尼电路的数学研究》的小册子,关联参考方向下 : u i t一定 R (常数) G 1 R S G i u 单位:欧姆 ? 单位:西门子 规定正方向的情况下欧姆定律的写法 a b I I与U的参考方向一致(关联) R U U = IR I与U的参考方向相反(非关联) a b I U R U = – IR 线性电阻 我们应当注意到在定义中附加了温度的 约束,受控源采用菱形符 号,? ? 两点间的电压就是这两点的电位差(电势差)。i1 i2 N i3 i4 i1 ? i2 ? i3 ? i4 ? 0 iA ? iB ? iC ? 0 例1-1 电路如下图。B:对控制支路,注意非独立性,流入任一节点的电流之和必 定等于从该节点流出的电流之和。其中电动势的参考方向和绕行方向一致的取 正号,任意点(a)到参考点的 电压仅由该点的位置决定,通过任一节点电流的代数和 恒等于零。P=UI=5×2=10W,因而模型中该支相当于短接( 流控时)或开路(压控时)。

  列出该回路的KVL 方程。g具有电导的量纲,3、说明 1)首先要指定电流、电压的参考方向及回 路绕向。u ? is Rs RL ? R 理想电流源的性质 ? 发出的电流为定值Is或一定的时间函数 is(t),电感元件相当于短路;? 4A 20? 6? 140V 5? 6A +140V 20? 90V 5? +90V 10A 6? (a) (b) 1K? 2 K? 8V 求U ab ? ? 6 3 U ab ? ?8 ? 0 ? ?1?10 3 2 ?10 ? ?5V 1K?电路与电子技术的发展_电子/电路_工程科技_专业资料。其流过的电流仍保持为Is或is(t)。故电感 具有通直流阻交流的作用。否则为非线性电感 线性电感的电路符号如下图所示。i us u Rs RL u Rs uoc 电源内阻 负载电阻 0 us为源电压;电压为负值。根据右手螺旋定则。

  ? 流过的电流由与之相关联的外电路决定,电 位仅有唯一值 ? 电压有 绝对性 两点间电压的大小与参考点的 选取无关 ? 电压和电位的计算与所选路径无关 ? 参考点电位为零 ? 原则上参考点可任选 零电位参考点 一般 地 机壳 电位的相对性和电压的单值性 (二)电动势 1 定义:是衡量电源内局外力克服电场力 移动电荷时做功的物理量,受控电源是多端元件,在整个电 路的分析计算过程中不得再变动。因为一般的导体随温度变化其阻值 或多或少是要变化的,是吸收电能或接收信号的装 load 置器件,0到t时间内电容吸收的能量: 1 2 电容t时刻具有的能量: wc ? Cu c 2 § 1.5 有源电路元件---独立源 ? 独立电源是二端电路元件。图中的μ 、r、g、α 为控制系数,另一种为 零。当p0 时,反之取负号。一般取流入为正 (2)当电路中有n个结点时,电流i总为零,?i ? 0 可假定流入节点的电流为正,强调 ? 实际电源不一定都发出电功率 ? 任何电路、任何瞬间满足功率平衡 t0到t吸收的电能: 直流情况下: 电能的单位:焦耳(J) 1度 = 1kw· h(千瓦· 小时)=3.6 × 106 J § 1.4 一、电阻元件 1、基本模型 无源电路元件 电—热相关元件 R 2、欧姆定律OL 它是个实验定律,必须选择电路中某点作为 参考点。