影像電子學(xué)基礎(chǔ)直流電路課件

醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)基礎(chǔ)、簡單、經(jīng)典的問題進(jìn)行講解醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)1第一章電路基礎(chǔ)第一節(jié)直流電路一、電路的基本概念電流:電荷在電場作用下的定向移動(dòng)電路：電流流過的路徑電流形成的條件：1：電路中有自由移動(dòng)的電荷2：電路兩端必須有電壓第一章電路基礎(chǔ)第一節(jié)直流電路一、電路的基本概2電路的組成：1：電源2：負(fù)載3：中間環(huán)節(jié)電路的劃分內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路外電路：電源外部的電路（開關(guān)、負(fù)載、導(dǎo)線等）如圖所示：電路的組成：1：電源2：負(fù)載3：中間環(huán)節(jié)電3橋式電路：如何來求解？原來的方法？應(yīng)用串聯(lián)、并聯(lián)的性質(zhì)？橋式電路：如何來求解？4二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律：支路：通過同一電流的每個(gè)分支電路節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的匯合點(diǎn)支路：acadabbcbdcd節(jié)點(diǎn)：abcd二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律：支路：通過同一電流的每個(gè)分5由電流的連續(xù)性可知，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和----基爾霍夫第一定律或記為：注意：應(yīng)用第一定律時(shí)，可以首先假定一個(gè)電流方向，計(jì)算結(jié)果，結(jié)果為正表示實(shí)際方向和假定方向一致，結(jié)果為負(fù)表示實(shí)際方向和假定方向相反獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程n個(gè)節(jié)點(diǎn)，n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程由電流的連續(xù)性可知，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和6基爾霍夫第二定律：回路：在分支電路中，任一閉合路徑基爾霍夫第二定律：回路：在分支電路中，任一閉合路徑7沿任一閉合回路的電勢(shì)增量的代數(shù)和等于零應(yīng)用這個(gè)關(guān)系可以寫列出一組電壓方程電流方向和繞行方向是任意選定的。電阻中的電流方向與選定的繞行方向相同取負(fù)、相反取正電動(dòng)勢(shì)從負(fù)極到正極的方向與繞行方向相同取正，相反取負(fù)按照繞行方向電勢(shì)升高為正，電勢(shì)降低為負(fù)列回路電壓方程沿任一閉合回路的電勢(shì)增量的代數(shù)和等于零應(yīng)用這個(gè)關(guān)系可以寫列出8例1列節(jié)點(diǎn)方程列回路電壓方程回路dcabd(逆時(shí)針方向)回路abfea順時(shí)針方向例1列節(jié)點(diǎn)方程列回路電壓方程回路dcabd9應(yīng)用基爾霍夫定律解題步驟：1：標(biāo)定各支路電流方向2：根據(jù)節(jié)點(diǎn)列出獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程3：按照基爾霍夫第二定律列出獨(dú)立電壓方程4：求解方程組5：確定電流實(shí)際方向電路之中M個(gè)未知數(shù)（支路數(shù)），需要列出M個(gè)獨(dú)立方程，N個(gè)節(jié)點(diǎn)，列出N-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程，其余M-(N-1)個(gè)方程應(yīng)為獨(dú)立回路方程，所選擇的每一個(gè)回路至少含有一個(gè)其他回路沒有包含的未知數(shù)應(yīng)用基爾霍夫定律解題步驟：電路之中M個(gè)未知數(shù)（支路數(shù)），需要10解：1.選定回路的繞行方向：adcba，aeda；標(biāo)定各支路的電流方向：abcd→I1

da→

I3aed→I2。2.列節(jié)點(diǎn)電流方程：I1+I2-I3=0例2：已知E1=6V，r1=0.5Ω，E2=1.5V，r2=1Ω，R1=4.5Ω，R2=9Ω，R3=10Ω，R4=5Ω，求，各支路的電流。解：1.選定回路的繞行方向：adcba，aeda；例2：已113.按選定的繞行方向，列回路電壓方程：

adcba：

I3R3+I1R4+I1R1+I1r1-E1=0

aeda：

E2-I2r2-I2R2-I3R3=0

4.組成方程組:

I1+I2-I3=0

10I3+5I1+4.5I1+0.5I1-E1=0

E2-I2-9I2-10I3=0

解得

I1=0.35(A)，I2=-0.1(A)，

I3=0.25(A)

I2為負(fù)值，I2標(biāo)定的方向與實(shí)

際電流方向相反。

3.按選定的繞行方向，列回路電壓方程：

a12[例3]已知：求（a）各支路的電流;（b）[例3]已知：求（a）各支路的電流;13對(duì)于節(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I5=0對(duì)于節(jié)點(diǎn)d：I4-I1-I3=0選定順時(shí)針為繞行方向，應(yīng)用基爾霍夫第二定律，回路abca:E2-I5r2-I5R2+E3-

I2r3=0回路eacde:-E1-I1r1-E3+I2r3

+I3R3-I1R1=0回路dcfd:-I3R3+E4-I4r4-I4R4=0解：(a)各支路電流及其參考方向如圖所示，應(yīng)用基爾霍夫第一定律，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I5=0對(duì)于節(jié)點(diǎn)d：I4-I1-I314解方程組

I1+I2-I5=0

I4-I1-I3=0

E2-I5r2-I5R2+E3-

I2r3=0

-E1-I1r1-E3+I2r3

+I3R3-I1R1=0

-I3R3+E4-I4r4-I4R4=0

得，I1=-0.5A，I2=3.0A，I3=0.5A，I4=0，I5=2.5A。I1為負(fù)值，說明I1實(shí)際方向與標(biāo)定方向相反。（b）沿右邊路徑求UbfUbf=I5R2+I4r4-E4=2.5V

解方程組

I1+I2-I5=0

15三、電壓源和電流源電壓源：實(shí)際的電壓源可以看成是電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻串聯(lián)組合如圖虛線框內(nèi)部分假設(shè)負(fù)載電阻兩端的電勢(shì)差為U，輸出電流為I，則三、電壓源和電流源電壓源：實(shí)際的電壓源可以看成是電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻16內(nèi)阻為零時(shí)，不論電源的輸出電流如何變化，其輸出電壓將等于電動(dòng)勢(shì)，這樣的電壓源稱為理想電壓源或恒壓源內(nèi)阻為零時(shí)，不論電源的輸出電流如何變化，其輸出電壓將等于電動(dòng)17電流源：實(shí)際的電流源可以看成是恒值電流與內(nèi)阻的并聯(lián)如圖所示加于負(fù)載的電壓為U，則流過內(nèi)阻Rs的電流為U/Rs，則電流源：實(shí)際的電流源可以看成是恒值電流與內(nèi)阻的并聯(lián)如圖所示加18電流源內(nèi)阻無限大的情況下，輸出電流將恒等于電流源電流，而不隨負(fù)載電阻的變化而變化，這種電流源稱為理想電流源或恒流源實(shí)際中，電流源的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻時(shí)，可以近似看成恒流源電流源內(nèi)阻無限大的情況下，輸出電流將恒等于電流源電流，而不隨19總結(jié)：電壓源的內(nèi)阻越小越好，電流源的內(nèi)阻越大越好電壓源與電流源的等效變換不管電壓源也好，電流源也好，對(duì)于負(fù)載，都有相同的電流和輸出電壓比較上兩式對(duì)應(yīng)項(xiàng)，當(dāng)：則對(duì)于負(fù)載來說，得到的電壓和電流是相同的總結(jié)：電壓源的內(nèi)阻越小越好，電流源的內(nèi)阻越大越好電壓源與電流20上式我們就稱為電路的等效轉(zhuǎn)換條件由電壓源可以改為電流源由電流源可以改為電壓源四、疊加定理對(duì)于線性電路而言，任何一條支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或者電流源）分別作用時(shí)，在此支路中產(chǎn)生的電流的代數(shù)和，這個(gè)規(guī)律稱之為疊加定理上式我們就稱為電路的等效轉(zhuǎn)換條件四、疊加定理對(duì)于線性電路而言21要使電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，應(yīng)假設(shè)其他電源不存在（各個(gè)理想電壓源短路，令其電動(dòng)勢(shì)為零，各個(gè)理想電流源開路，令其電流為零），但內(nèi)阻不能忽略要使電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，應(yīng)假設(shè)其他電源不存在（各個(gè)理22因?yàn)椋核裕和恚阂驗(yàn)椋核裕和恚?3五：戴維南定理和諾頓定理如果用等效電源替代那部分電路中含有電源，且有兩個(gè)出線端，則稱它為有源二端網(wǎng)絡(luò)，又稱為含源二端網(wǎng)絡(luò)。如果二端網(wǎng)絡(luò)中不含有電源，則稱為無源二端網(wǎng)絡(luò)五：戴維南定理和諾頓定理如果用等效電源替代那部分電路中含有電24戴維南定理：任何一個(gè)含源線性二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效稱為一個(gè)理想電壓源和內(nèi)阻串聯(lián)的電源，等效電源的電動(dòng)勢(shì)等于該含源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓（即該二端網(wǎng)絡(luò)與外電路斷開時(shí)其兩端點(diǎn)之間的電壓），而內(nèi)阻則等于此二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有電源都為零時(shí)（即各個(gè)理想電壓源短路，理想電流源開路）的兩個(gè)輸出斷電之間的等效電阻戴維南定理：任何一個(gè)含源線性二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效稱為一個(gè)理想電25例題：4例題：426求解開路電壓：求解等效電阻：則流過負(fù)載的電流為：求解開路電壓：求解等效電阻：則流過負(fù)載的電流為：27諾頓定理：任何一個(gè)含源線性二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效稱為一個(gè)理想電流源和內(nèi)阻并聯(lián)的電源。等效電源的電流等于該含源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流（即該二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)短路后其中的電流），而內(nèi)阻則等于此二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源都為零時(shí)（即各個(gè)理想電壓源短路，理想電流源開路）的兩個(gè)輸出斷點(diǎn)之間的等效電阻諾頓定理：任何一個(gè)含源線性二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效稱為一個(gè)理想電流28二端有源網(wǎng)絡(luò)可以用戴維南定理和諾頓定理分別轉(zhuǎn)化，則戴維南定理和諾頓定理之間肯定有一定的關(guān)系關(guān)系式為：二端有源網(wǎng)絡(luò)可以用戴維南定理和諾頓定理分別轉(zhuǎn)化，關(guān)系式為：29醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)基礎(chǔ)、簡單、經(jīng)典的問題進(jìn)行講解醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)30第一章電路基礎(chǔ)第一節(jié)直流電路一、電路的基本概念電流:電荷在電場作用下的定向移動(dòng)電路：電流流過的路徑電流形成的條件：1：電路中有自由移動(dòng)的電荷2：電路兩端必須有電壓第一章電路基礎(chǔ)第一節(jié)直流電路一、電路的基本概31電路的組成：1：電源2：負(fù)載3：中間環(huán)節(jié)電路的劃分內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路外電路：電源外部的電路（開關(guān)、負(fù)載、導(dǎo)線等）如圖所示：電路的組成：1：電源2：負(fù)載3：中間環(huán)節(jié)電32橋式電路：如何來求解？原來的方法？應(yīng)用串聯(lián)、并聯(lián)的性質(zhì)？橋式電路：如何來求解？33二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律：支路：通過同一電流的每個(gè)分支電路節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的匯合點(diǎn)支路：acadabbcbdcd節(jié)點(diǎn)：abcd二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律：支路：通過同一電流的每個(gè)分34由電流的連續(xù)性可知，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和----基爾霍夫第一定律或記為：注意：應(yīng)用第一定律時(shí)，可以首先假定一個(gè)電流方向，計(jì)算結(jié)果，結(jié)果為正表示實(shí)際方向和假定方向一致，結(jié)果為負(fù)表示實(shí)際方向和假定方向相反獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程n個(gè)節(jié)點(diǎn)，n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程由電流的連續(xù)性可知，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)等于流出節(jié)點(diǎn)電流之和35基爾霍夫第二定律：回路：在分支電路中，任一閉合路徑基爾霍夫第二定律：回路：在分支電路中，任一閉合路徑36沿任一閉合回路的電勢(shì)增量的代數(shù)和等于零應(yīng)用這個(gè)關(guān)系可以寫列出一組電壓方程電流方向和繞行方向是任意選定的。電阻中的電流方向與選定的繞行方向相同取負(fù)、相反取正電動(dòng)勢(shì)從負(fù)極到正極的方向與繞行方向相同取正，相反取負(fù)按照繞行方向電勢(shì)升高為正，電勢(shì)降低為負(fù)列回路電壓方程沿任一閉合回路的電勢(shì)增量的代數(shù)和等于零應(yīng)用這個(gè)關(guān)系可以寫列出37例1列節(jié)點(diǎn)方程列回路電壓方程回路dcabd(逆時(shí)針方向)回路abfea順時(shí)針方向例1列節(jié)點(diǎn)方程列回路電壓方程回路dcabd38應(yīng)用基爾霍夫定律解題步驟：1：標(biāo)定各支路電流方向2：根據(jù)節(jié)點(diǎn)列出獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程3：按照基爾霍夫第二定律列出獨(dú)立電壓方程4：求解方程組5：確定電流實(shí)際方向電路之中M個(gè)未知數(shù)（支路數(shù)），需要列出M個(gè)獨(dú)立方程，N個(gè)節(jié)點(diǎn)，列出N-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程，其余M-(N-1)個(gè)方程應(yīng)為獨(dú)立回路方程，所選擇的每一個(gè)回路至少含有一個(gè)其他回路沒有包含的未知數(shù)應(yīng)用基爾霍夫定律解題步驟：電路之中M個(gè)未知數(shù)（支路數(shù)），需要39解：1.選定回路的繞行方向：adcba，aeda；標(biāo)定各支路的電流方向：abcd→I1

da→

I3aed→I2。2.列節(jié)點(diǎn)電流方程：I1+I2-I3=0例2：已知E1=6V，r1=0.5Ω，E2=1.5V，r2=1Ω，R1=4.5Ω，R2=9Ω，R3=10Ω，R4=5Ω，求，各支路的電流。解：1.選定回路的繞行方向：adcba，aeda；例2：已403.按選定的繞行方向，列回路電壓方程：

adcba：

I3R3+I1R4+I1R1+I1r1-E1=0

aeda：

E2-I2r2-I2R2-I3R3=0

4.組成方程組:

I1+I2-I3=0

10I3+5I1+4.5I1+0.5I1-E1=0

E2-I2-9I2-10I3=0

解得

I1=0.35(A)，I2=-0.1(A)，

I3=0.25(A)

I2為負(fù)值，I2標(biāo)定的方向與實(shí)

際電流方向相反。

3.按選定的繞行方向，列回路電壓方程：

a41[例3]已知：求（a）各支路的電流;（b）[例3]已知：求（a）各支路的電流;42對(duì)于節(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I5=0對(duì)于節(jié)點(diǎn)d：I4-I1-I3=0選定順時(shí)針為繞行方向，應(yīng)用基爾霍夫第二定律，回路abca:E2-I5r2-I5R2+E3-

I2r3=0回路eacde:-E1-I1r1-E3+I2r3

+I3R3-I1R1=0回路dcfd:-I3R3+E4-I4r4-I4R4=0解：(a)各支路電流及其參考方向如圖所示，應(yīng)用基爾霍夫第一定律，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I5=0對(duì)于節(jié)點(diǎn)d：I4-I1-I343解方程組

I1+I2-I5=0

I4-I1-I3=0

E2-I5r2-I5R2+E3-

I2r3=0

-E1-I1r1-E3+I2r3

+I3R3-I1R1=0

-I3R3+E4-I4r4-I4R4=0

得，I1=-0.5A，I2=3.0A，I3=0.5A，I4=0，I5=2.5A。I1為負(fù)值，說明I1實(shí)際方向與標(biāo)定方向相反。（b）沿右邊路徑求UbfUbf=I5R2+I4r4-E4=2.5V

解方程組

I1+I2-I5=0

44三、電壓源和電流源電壓源：實(shí)際的電壓源可以看成是電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻串聯(lián)組合如圖虛線框內(nèi)部分假設(shè)負(fù)載電阻兩端的電勢(shì)差為U，輸出電流為I，則三、電壓源和電流源電壓源：實(shí)際的電壓源可以看成是電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻45內(nèi)阻為零時(shí)，不論電源的輸出電流如何變化，其輸出電壓將等于電動(dòng)勢(shì)，這樣的電壓源稱為理想電壓源或恒壓源內(nèi)阻為零時(shí)，不論電源的輸出電流如何變化，其輸出電壓將等于電動(dòng)46電流源：實(shí)際的電流源可以看成是恒值電流與內(nèi)阻的并聯(lián)如圖所示加于負(fù)載的電壓為U，則流過內(nèi)阻Rs的電流為U/Rs，則電流源：實(shí)際的電流源可以看成是恒值電流與內(nèi)阻的并聯(lián)如圖所示加47電流源內(nèi)阻無限大的情況下，輸出電流將恒等于電流源電流，而不隨負(fù)載電阻的變化而變化，這種電流源稱為理想電流源或恒流源實(shí)際中，電流源的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻時(shí)，可以近似看成恒流源電流源內(nèi)阻無限大的情況下，輸出電流將恒等于電流源電流，而不隨48總結(jié)：電壓源的內(nèi)阻越小越好，電流源的內(nèi)阻越大越好電壓源與電流源的等效變換不管電壓源也好，電流源也好，對(duì)于負(fù)載，都有相同的電流和輸出電壓比較上兩式對(duì)應(yīng)項(xiàng)，當(dāng)：則對(duì)于負(fù)載來說，得到的電壓和電流是相同的總結(jié)：電壓源的內(nèi)阻越小越好，電流源的內(nèi)阻越大越好電壓源與電流49上式我們就稱為電路的等效轉(zhuǎn)換條件由電壓源可以改為電流源由電流源可以改為電壓源四、疊加定理