电子技术基础三学习要点.doc

1.1.1 电路和电路模型 1.电路的组成 什么是电路？ 电路是为了某种需要由若干电工设备或元件按一定方式组成的总体，是电流的通路。 电路一般由电源、负载、中间环节组成。 2.电路的作用 （1）实现电能的输送和变换 （2）实现信号的传递和处理 3.电路模型 一种电路元件往往兼有两种以上的电磁特性，为了便于对实际电路进行数学描述和分析，我们常需要将实际元件理想化或模型化，即在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要的因素，把它近似的看作理想电路元件。 1.1.2 直流电与交流电 1.直流电 一般来说我们把方向不随时间变的电压（电流）都称为直流电压（电流）。 2.交流电 交流电是指大小和方向都随时间变化的电压或电流。 1.1.3 模拟信号与数字信号 1.模拟信号 模拟信号是随时间连续变化的电压或电流信号。处理模拟信号的电路就叫作模拟电路。 2.数字信号 数字信号是指随时间断续变化的电压或电流信号。处理数字信号的电路就叫作数字电路。 1.1.4 电路的基本物理量及其参考方向 1.电流及其参考方向 （1）电流 正电荷移动的方向（或负电荷移动的反方向）规定为电流的实际方向。电流的大小（强弱）用电流强度来衡量，它定义为单位时间内通过导体某横截面电荷量，用字母i表示。 i = dq/dt 式中dq为在极短时间dt内通过导体某横截面的电荷量。 （2）电流的参考方向 在分析和计算较为复杂的电路时，往往事先难于判断某支路中电流的实际方向，我们可能任意选定某一方向为电流的参考方向（也称正方向）。 2.电压、电动势及其参考方向 （1）电压和电动势 电压表明了电场力对电荷做功的能力，用公式表示为 u = dW/dq （2）电压和电动势的参考方向 对于电压和电动势的实际方向，我们首先作如下的规定：电压的实际方向规定为由高电位端指向低电位端，即为电位降低的方向；而电动势的实际方向是指在电源内部低电位端指向高电位端，即为电位升高的方向。 在电路图中我们常需要对某个元件作电压U和电流I的参考方向的设定，我们习惯于将电压U和电流I的参考方向取为一致，这称为关联参考方向，否则就称为非关联参考方向。 3.功率与能量 （1）功率 功率定义为单位时间内能量的变化，也就是能量对时间的导数，即 P = dW/dt = udq/dt = ui 当电压U和电流I采用关联参考方向时，有 P = UI 若算得P0，这说明是电场力对电荷做功，表明元件此时在吸收或消耗功率，它在实际电路中起负载作用；如果P0，这说明是外力对电荷做功，表明元件此时是在产生或者是在释放功率，它在实际电路中起电源作用。 （2）电能 如果用电设备的功率为P，使用的时间为t，则该设备消耗的电能为 W = Pt = UIt （3）功率的平衡 电路在实际工作时，各电源元件产生或发出的功率之和必定等于各负载元件吸收或消耗的功率之和，这就是功率的平衡。 4.电路基本物理量的额定值 （1）额定电流IN （2）额定电压UN （3）额定功率PN 1.2 电阻、电感和电容 1.2.1 电阻元件 电阻元件是实际电阻器的理想化模型。 在u和i 关联参考方向下，欧姆定律可写为 u = Ri 1.2.2 电感元件 电感元件是实际电感器的理想化模型。 ∮= Li WL=1/2Li2(t) 电感元件具有的一个十分重要的特性，即电感元件中电流的变化具有连续性，一般不能发生跃变。 1.2.3 电容元件 电容元件是实际电容器的理想化模型。 C = q/u WC =1/2Cu2(t) 电容元件具有的一个十分重要的特性，即电容元件两端电压变化具有连续性，一般不能发生跃变。 1.3 电源元件 1.3.1 电压源 1.理想电压源 理想电压源是实际电源的一种理想化模型。 理想电压源一般具有以下特性： （1）电压的函数是固定的，不会因为它所连接的外电路的不同而改变（负载不能短路）。如果电压源没有接外电路，这时电压源处于开路状态，I为零值，电压源两端的电压此时就称为开路电压。 （2）电压源的电流随与之连接的外电路的不同而不同，也就是说电压源的电流随负载的大小而变化。 （3）电压源的内阻为零，一个端电压为零的电压源仅相当于一条短路线。 （4）在功率允许范围内，相同频率的电压源串联时可等效为一个同频率的电压源。 （5）一般情况下，电压源是不允许并联的，尤其是当电压函数不同时更应该注意，因为这时可能会引起电压源之间的短路以致损坏电压源。 2.实际电压源 严格的说理想电压源并不存在，这是因为实际电压源的内部总存在一定的内电阻。 1.3.2 电流源 1.理想电流源 理想电流源是实际电源的另一种理想化模型。 理想电流源一般具有以下特性： （1）输出电流始终保持定值或一定的时间函数，与负载的情无关（负载不能开路）。 （2）电流源两端电压的大小由负载确定。 （3）电流源