医学电子学基础 生物医学工程研究所
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学习建议 掌握基本原理和基本分析方法 理论和实验相结合，加深对理论的理解 ·掌握典型例题
学习建议 ◼ 掌握基本原理和基本分析方法 ◼ 理论和实验相结合，加深对理论的理解 ◼ 掌握典型例题
第一章电路基础 电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的， 其基本概念和基本定律是电子技术的基础，分析和综 合方法已在仪器设计中得到广泛应用. 第一节直流电路 ■第二节电路的暂态过程 ■第三节交流电路
第一章 电路基础 电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的， 其基本概念和基本定律是电子技术的基础，分析和综 合方法已在仪器设计中得到广泛应用． ◼ 第一节 直流电路 ◼ 第二节 电路的暂态过程 ◼ 第三节 交流电路
第一节直流电路 一.电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电流(current), 习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向 而电路(circuit)则是电流所流过的路径。 形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自由 移动的电荷（即载流子），二是电路两端必须加有 电压。 注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系
第一节 直流电路 一.电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电流(current)， 习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向， 而电路(circuit)则是电流所流过的路径。 形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自由 移动的电荷(即载流子)，二是电路两端必须加有 电压。 注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系
导体两端的电压 a 与通过它的电流强度 的关系称为欧姆定律。 内电路 R (resistance)片电阻 G(conductance):电 b 图1-1 简单电路 导，两者互为倒数。 电路的组成如图1-1 所示。 欧姆定律 GU
导体两端的电压 与通过它的电流强度 的关系称为欧姆定律。 R (resistance):电阻 G (conductance):电 导，两者互为倒数。 电路的组成如图1-1 所示。 欧姆定律 内电路
二.基尔霍夫定律(K irchhoff's Law) R3 用于进行复杂电路的计算。 支路(branch):通过同一电流 的每个分支电路。 节点(nodal point):二条或三 条以上通电支路的汇合点。 1.基尔霍夫第一定律 图1-2支路和节点 流入节点的电流之和等于流 出节点电流之和。 I=11+L2 -I1I2=0
二. 基尔霍夫定律（Ｋ irchhoff’s Law) 用于进行复杂电路的计算。 支路(branch):通过同一电流 的每个分支电路。 节点(nodal point):二条或三 条以上通电支路的汇合点。 1. 基尔霍夫第一定律 流入节点的电流之和等于流 出节点电流之和。 I=I1+I2 I-I1 -I2=0
对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出 一组电流方程， 称为基尔霍夫第一方程组， 通常记为∑I=0 其中流入节点的电流规定为正，流出节点的 电流为负。在应用第一定律时，如果支路电 流的方向不能预先确定，可以先任意假定一 个方向，最后由计算结果来确定它的实际方 向，如果计算值为正， 则实际方向与假设方 向相同；如果计算值为负，则实际方向与假 设方向相反
◼ 对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出 一组电流方程，称为基尔霍夫第一方程组， 通常记为∑I=0 ◼ 其中流入节点的电流规定为正，流出节点的 电流为负。在应用第一定律时，如果支路电 流的方向不能预先确定，可以先任意假定一 个方向，最后由计算结果来确定它的实际方 向，如果计算值为正，则实际方向与假设方 向相同；如果计算值为负，则实际方向与假 设方向相反
2.基尔霍夫第二定律 在分支电路中，任一闭合路径称为回路 (1oop),如图13所示，abdca和abfea都是闭 合回路 ■基尔霍夫第二定律指出：沿任一闭合回路的 电势增量的代数和等于零。即∑E+∑IR=0 ■对于各闭合回路，应用基尔霍夫第二定律可 以列出一组电压方程，称为基尔霍夫第二方 程组
2. 基尔霍夫第二定律 ◼ 在分支电路中，任一闭合路径称为回路 (1oop)，如图1-3所示，abdca和abfea都是闭 合回路。 ◼ 基尔霍夫第二定律指出：沿任一闭合回路的 电势增量的代数和等于零。即 ∑E+∑IR=0 ◼ 对于各闭合回路，应用基尔霍夫第二定律可 以列出一组电压方程，称为基尔霍夫第二方 程组
在使用基尔霍夫定律求解时，电流的 方向和绕行方向是任意选定的，并规定 电势升高者为“+”，电势降低者为 “_ 具体按以下规则确定电势增量的正、 负号：①当电阻R中的电流方向与选定的 回路绕行方向相反时，电势增量为+R, 相同时，电势增量为R;②如果电动势E 从负极到正极的方向与选定的绕行方向相 同，则电势增量为+E,相反时，电势增量 为-E
在使用基尔霍夫定律求解时，电流的 方向和绕行方向是任意选定的，并规定， 电势升高者为“+”，电势降低者为“-” 。 具体按以下规则确定电势增量的正、 负号：①当电阻R中的电流方向与选定的 回路绕行方向相反时，电势增量为+IR， 相同时，电势增量为-IR；②如果电动势E 从负极到正极的方向与选定的绕行方向相 同，则电势增量为+E，相反时，电势增量 为-E
电路如图13所示。 E E1=4.0V,E2=6.0V,R=1.02,R2=1.52,R3=10 2,计算I1,I2,I3的值。 解：假设各支路的电流方向如图中的箭头所 b 示，根据基尔霍夫第一定律，对于节点a,有 1+I2I30(a) 根据基尔霍夫第二定律，对于回路dcabd(逆 时针方向)，有 图13选取闭合回路 E1-I1R1+I2R2E2=0(b) 对于回路abfea(顺时针方向)，有 I2R2-E2+I3R30(c) 将(a)、(b)、(c)三式联立，通过对方程组 求解，可得各支路的电流分别为 I-0.53A I2=0.98A I3=0.45A
电路如图1-3所示。 El=4.0V,E2=6.0V,R1=1.0Ω,R2=1.5Ω,R3=10 Ω,计算I1,I2,I3的值。 解：假设各支路的电流方向如图中的箭头所 示，根据基尔霍夫第一定律，对于节点a，有 I1+I2-I3=0 (a) 根据基尔霍夫第二定律，对于回路dcabd(逆 时针方向)，有 El-I1Rl+I2R2-E2=0 (b) 对于回路abfea(顺时针方向)，有 I2R2-E2+I3R3=0 (c) 将(a)、(b)、(c)三式联立，通过对方程组 求解，可得各支路的电流分别为 I1=-0.53A I2=0.98A I3=0.45A