高等学校教材：《电工电子技术（上册）——电路与模拟电子技术基础》PDF电子书（共八章）.pdf_大学文库

21世纪是科学技术飞速发展的时代,也是竞争激烈的时代。为了新一代大学生能适应这个高科技和竞争激烈的时代,根据教育部面向21世纪电工电子技术课程教改要求,结合我校电工电子系列课程建设以及山西省教育厅重点教改项目—“21世纪初非电类专业电工学课程模块教学的改革与实践”,在我们已经使用数年的电工电子技术系列讲义的基础上,经过多次试用与反复修改,将以教材形式面诸于世本书是理工科非电类专业与计算机专业本、专科适用的电工电子技术系列教材之一;也是我们教改项目中的第一模块教材,即计算机专业与机械、机电类专业适用教材;同时也是兄弟理工类院校相应专业择用的教材之一;也可作为高职高专和职业技术学院相应专业的择用教材。参考学时为110~130学时。本教材的基本特点是:精练,删堿传统内容力度较大;结构顺序变动较大;集成电路与数字电子技术部分内容大大加强;电气控制技术部分系统性增强;电工电子新技术内容与现代分析手段大量引入;突出电气技能与素质培养方面的内容及其在工业企业中的应用范例明显增多;基本概念、分析与计算、EDA仿真等各类习题分明。本教材在突出电气技能与素质培养方面增设了不少电工与电子技术应用电路及设计内容。如调光、调速电路、测控技术电路、小型变压器设计与绕制、电动机定子绕组的排布、常用集成运放芯片与数字逻辑芯片介绍及其典型应用电路、世界各主要厂家的PLC性能简介、使用isp Design Expert软件开发 ISpLSI器件等新技术应用内容依据电工电子技术的发展趋势及其在机械、机电类专业的应用特点,并兼顾计算机专业的教学需求,此教材的上册为“电路与模拟电子技术基础”,下册为“数字与电气控制技术基础”。为了有效堿少课堂教学时数,增加课内信息量,提高教学效率,并以提高学生技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标,使用本教材应建立EDA机辅分析教学平台,结合教学方法及教学手段的改革,并与实践教学环节相配合,方能更有效地发挥其效能。本教材由太原理工大学电工基础教学部组织编写,上册由李晓明任主编,王建平、渠云田任副主编,下册由渠云田任主编,王建平、李晓明任副主编。王建平编写第1、2、4、5、8章,李晓明编写第3、6、15章,渠云田编写第9、10、11、12、13、14章,陶晋宜编写第16章,太原理工大学信息学院夏路易教授编写第7章与下册的附录1,太原师范学院周全寿副教授参与了本书附录与部分节次的编写。渠云田、李晓明、王建平三人对全书作了仔细的修改,并最后定稿。本教材上册由北京理工大学刘蕴陶教授主审,下册由北京理工大学庄效桓教授主审。两位教授对书稿进行了详细的审阅,并提出许多宝贵的意见和修改建议。我们根据提出的意见和建议进行了认真的修改。在本教材编写和出版过程中,大连理工大学唐介教授、太原理工大学信息学院夏路易教授、太原师范大学周全寿副教授以及太原理工大学电工基础教学部使用过本教材讲义的所有教师,给予了极大的关心和支持,在此一并对他们表示衷心的感谢

前言 21 世纪是科学技术飞速发展的时代, 也是竞争激烈的时代。为了新一代大学生能适应这个高科技和竞争激烈的时代,根据教育部面向 21 世纪电工电子技术课程教改要求, 结合我校电工电子系列课程建设以及山西省教育厅重点教改项目———“21 世纪初非电类专业电工学课程模块教学的改革与实践”, 在我们已经使用数年的电工电子技术系列讲义的基础上, 经过多次试用与反复修改,将以教材形式面诸于世。本书是理工科非电类专业与计算机专业本、专科适用的电工电子技术系列教材之一; 也是我们教改项目中的第一模块教材,即计算机专业与机械、机电类专业适用教材; 同时也是兄弟理工类院校相应专业择用的教材之一;也可作为高职高专和职业技术学院相应专业的择用教材。参考学时为 110～130 学时。本教材的基本特点是:精练, 删减传统内容力度较大;结构顺序变动较大; 集成电路与数字电子技术部分内容大大加强;电气控制技术部分系统性增强; 电工电子新技术内容与现代分析手段大量引入;突出电气技能与素质培养方面的内容及其在工业企业中的应用范例明显增多; 基本概念、分析与计算、EDA 仿真等各类习题分明。本教材在突出电气技能与素质培养方面增设了不少电工与电子技术应用电路及设计内容。如调光、调速电路、测控技术电路、小型变压器设计与绕制、电动机定子绕组的排布、常用集成运放芯片与数字逻辑芯片介绍及其典型应用电路、世界各主要厂家的 PLC 性能简介、使用 ispDesignExpert 软件开发 ispLSI 器件等新技术应用内容。依据电工电子技术的发展趋势及其在机械、机电类专业的应用特点, 并兼顾计算机专业的教学需求,此教材的上册为“电路与模拟电子技术基础”, 下册为“数字与电气控制技术基础”。为了有效减少课堂教学时数,增加课内信息量, 提高教学效率, 并以提高学生技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标, 使用本教材应建立 EDA 机辅分析教学平台, 结合教学方法及教学手段的改革,并与实践教学环节相配合, 方能更有效地发挥其效能。本教材由太原理工大学电工基础教学部组织编写,上册由李晓明任主编, 王建平、渠云田任副主编,下册由渠云田任主编, 王建平、李晓明任副主编。王建平编写第 1、2、4、5、8 章, 李晓明编写第 3、6、15 章, 渠云田编写第 9、10、11、12、13、14 章, 陶晋宜编写第 16 章, 太原理工大学信息学院夏路易教授编写第 7 章与下册的附录 1 , 太原师范学院周全寿副教授参与了本书附录与部分节次的编写。渠云田、李晓明、王建平三人对全书作了仔细的修改,并最后定稿。本教材上册由北京理工大学刘蕴陶教授主审, 下册由北京理工大学庄效桓教授主审。两位教授对书稿进行了详细的审阅,并提出许多宝贵的意见和修改建议。我们根据提出的意见和建议进行了认真的修改。在本教材编写和出版过程中,大连理工大学唐介教授、太原理工大学信息学院夏路易教授、太原师范大学周全寿副教授以及太原理工大学电工基础教学部使用过本教材讲义的所有教师,给予了极大的关心和支持, 在此一并对他们表示衷心的感谢。 Ⅰ

录第1章电路分析基础 …124微分电路和积分电路 ………41 1.1电路的基本概念…… 241微分电路… 41 1.11电路及电路模型… 242积分电路… 42 112电流、电压的参考方向……………225RL电路的暂态分析 …43 113电路的工作状态…… ……426暂态分析的运算法……………………45 114电路中的电位 261拉普拉斯变换及反变换… 12电路的基本元件………… 262应用拉氏变换分析线性电路… 121独立电源元件… 习题 122电阻、电感和电容元件… 概念题… ………………49 13基尔霍夫定律 2.计算和仿真题 131基尔霍夫电流定律(KCL)…………14第3章交流电路……………………………53 132基尔霍夫电压定律(KⅥL)……143.1正弦交流量及其表示法…… 133基尔霍夫定律的应用——支路电 311正弦交流电的基本概念流法……………… 312正弦量的相量表示法………………55 14电路的常用定理… 1732交流电路的分析与计算 141弥尔曼定理 173321单一参数的交流电路 142叠加定理……………………………19 322串联交流电路…… 61 143等效电源定理 323并联及混联交流电路……………64 15含受控源电路的分析 324功率因数的提高……………………66 151受控源的类型和符号… 325复杂交流电路的计算方法… 152含受控源电路的分析· 2533交流电路的频率特性 …69 习题…… 27331RC电路的频率特性… 1.概念题…………………………………27 332LC谐振电路及其频率特性 72 2.计算和仿真题 ……………29·34非正弦周期信号电路的分析 75 第2章电路的暂态分析 32 341非正弦周期信号的分解 …75 21概述 342非正弦周期信号的分析与计算 22电路初始值和稳态值的确定………3335三相交流电路 221换路定则及电路初始值的确定……33 相交流电的产生与联结…………78 222电路稳态值的确定… 35 352负载的星形(Y)联结……………80 23RC电路的暂态分析 353负载的三角形(△)联结… 231一阶电路的三要素公式 …35 354三相电路的功率…………………85 232一阶RC电路的响应 355安全用电……

目录第 1 章电路分析基础 ………………………… 1 1 .1 电路的基本概念………………………… 1 1 .1 .1 电路及电路模型 ……………………… 1 1 .1 .2 电流、电压的参考方向 ……………… 2 1 .1 .3 电路的工作状态 ……………………… 4 1 .1 .4 电路中的电位 ………………………… 6 1 .2 电路的基本元件………………………… 8 1 .2 .1 独立电源元件 ………………………… 8 1 .2 .2 电阻、电感和电容元件 ……………… 10 1 .3 基尔霍夫定律 ………………………… 13 1 .3 .1 基尔霍夫电流定律 (KCL) …………… 14 1 .3 .2 基尔霍夫电压定律 (KVL) ………… 14 1 .3 .3 基尔霍夫定律的应用———支路电流法 ………………………………… 16 1 .4 电路的常用定理 ……………………… 17 1 .4 .1 弥尔曼定理 ………………………… 17 1 .4 .2 叠加定理 …………………………… 19 1 .4 .3 等效电源定理 ……………………… 20 1 .5 含受控源电路的分析 ………………… 24 1 .5 .1 受控源的类型和符号 ……………… 24 1 .5 .2 含受控源电路的分析 ……………… 25 习题 ……………………………………………… 27 1 . 概念题……………………………………… 27 2 . 计算和仿真题 ……………………………… 29 第 2 章电路的暂态分析 …………………… 32 2 .1 概述 ……………………………………… 32 2 .2 电路初始值和稳态值的确定 ……… 33 2 .2 .1 换路定则及电路初始值的确定 …… 33 2 .2 .2 电路稳态值的确定 ………………… 35 2 .3 RC 电路的暂态分析 ………………… 35 2 .3 .1 一阶电路的三要素公式 …………… 35 2 .3 .2 一阶 RC 电路的响应 ……………… 37 2 .4 微分电路和积分电路 ………………… 41 2 .4 .1 微分电路 …………………………… 41 2 .4 .2 积分电路 …………………………… 42 2 .5 RL 电路的暂态分析 ………………… 43 * 2 .6 暂态分析的运算法 …………………… 45 2 .6 .1 拉普拉斯变换及反变换 …………… 45 2 .6 .2 应用拉氏变换分析线性电路 ……… 46 习题 ……………………………………………… 49 1 . 概念题……………………………………… 49 2 . 计算和仿真题 ……………………………… 50 第 3 章交流电路 ……………………………… 53 3 .1 正弦交流量及其表示法……………… 53 3 .1 .1 正弦交流电的基本概念 …………… 53 3 .1 .2 正弦量的相量表示法 ……………… 55 3 .2 交流电路的分析与计算……………… 58 3 .2 .1 单一参数的交流电路 ……………… 58 3 .2 .2 串联交流电路 ……………………… 61 3 .2 .3 并联及混联交流电路 ……………… 64 3 .2 .4 功率因数的提高 …………………… 66 3 .2 .5 复杂交流电路的计算方法 ………… 68 3 .3 交流电路的频率特性 ………………… 69 3 .3 .1 RC 电路的频率特性 ………………… 69 3 .3 .2 LC 谐振电路及其频率特性 ………… 72 * 3 .4 非正弦周期信号电路的分析 ……… 75 3 .4 .1 非正弦周期信号的分解 …………… 75 3 .4 .2 非正弦周期信号的分析与计算 …… 76 3 .5 三相交流电路 ………………………… 78 3 .5 .1 三相交流电的产生与联结 ………… 78 3 .5 .2 负载的星形 (Y)联结 ………………… 80 3 .5 .3 负载的三角形 (△ ) 联结 …………… 83 3 .5 .4 三相电路的功率 …………………… 85 3 .5 .5 安全用电 …………………………… 85 Ⅰ

习题 ………………8857差分放大电路……… 144 1.概念题… 571差分放大电路的工作情况… 145 2.计算和仿真题………………………………89 572差分放大器的分析………………146 第4章二极管及其应用 573差分放大器的输入-输出方式……147 4.1PN结和二极管… ……9358功率放大器………… 411PN结的单向导电性……………………93 581概述 149 412二极管 582互补对称功率放大器… 151 413二极管的等效电路及其应用 583集成功率放大器 155 42特殊二极管 9859场效晶体管放大电路 157 421稳压二极管 591共源极放大电路… 15′ 422光电二极管…………… 592共漏极放大电路——源极输出器…159 423发光二极管 …100习题 43二极管整流及滤波电路 1.概念题……………………………………160 431单相整流电路… 2.计算和仿真题 432滤波电路……… ………103第6章集成运算放大器 44稳压管稳压电路 6.1集成运算放大器简介 166 习题集成运放的结构与符号概念题 …∷∷…108 612集成运放的主要技术指标及其 2.计算和仿真题选用注意事项 167 第5章晶体管及其基本放大电路……112 613集成运放的电压传输特性与理 51晶体三极管 ……∷112 想化模型 …169 511晶体管结构及其放大作用 1262放大电路中的反馈 512晶体管的特性曲线及主要参数……113 621反馈的基本概念 171 513晶体管的开关应用——非门… 622反馈的判断 173 52场效晶体管 623负反馈对放大电路性能的影响……176 521绝缘栅型场效晶体管…………11963集成运放的线性应用… 522场效晶体管主要参数…………·122 631比例运算电路……… …178 53晶体管共发射极放大电路 124 632加、减法运算电路 531共发射极放大电路的组成 124 633积分、微分运算电路……………180 532静态分析 ……125 634测量放大电路………… ……181 533动态分析…… …………126 635有源滤波器 …182 54静态工作点的稳定……………13464集成运放的非线性应用 541温度对静态工作点的影响…… 641电压比较器 18 542分压式偏置放大电路 134 642方波发生器……… 187 55射极输出器 13765正弦波发生器…………………………189 56多级放大电路………… 140 651自激振荡 561阻容耦合放大电路………………141 652文氏桥式振荡器…………………190 562直接耦合放大电路……… 14366常用集成运放芯片介绍 191

习题 ……………………………………………… 88 1 . 概念题……………………………………… 88 2 . 计算和仿真题 ……………………………… 89 第 4 章二极管及其应用 …………………… 93 4 .1 PN 结和二极管………………………… 93 4 .1 .1 PN 结的单向导电性 ………………… 93 4 .1 .2 二极管 ……………………………… 94 4 .1 .3 二极管的等效电路及其应用 ……… 95 4 .2 特殊二极管 …………………………… 98 4 .2 .1 稳压二极管 ………………………… 98 4 .2 .2 光电二极管 ………………………… 99 4 .2 .3 发光二极管 ………………………… 100 4 .3 二极管整流及滤波电路 …………… 100 4 .3 .1 单相整流电路 ……………………… 101 4 .3 .2 滤波电路 …………………………… 103 4 .4 稳压管稳压电路……………………… 106 习题 …………………………………………… 108 1 . 概念题 …………………………………… 108 2 . 计算和仿真题 …………………………… 110 第 5 章晶体管及其基本放大电路 ……… 112 5 .1 晶体三极管 …………………………… 112 5 .1 .1 晶体管结构及其放大作用 ………… 112 5 .1 .2 晶体管的特性曲线及主要参数 …… 113 5 .1 .3 晶体管的开关应用———非门 ……… 118 5 .2 场效晶体管 …………………………… 119 5 .2 .1 绝缘栅型场效晶体管 ……………… 119 5 .2 .2 场效晶体管主要参数 ……………… 122 5 .3 晶体管共发射极放大电路 ………… 124 5 .3 .1 共发射极放大电路的组成 ………… 124 5 .3 .2 静态分析 …………………………… 125 5 .3 .3 动态分析 …………………………… 126 5 .4 静态工作点的稳定 ………………… 134 5 .4 .1 温度对静态工作点的影响 ………… 134 5 .4 .2 分压式偏置放大电路 ……………… 134 5 .5 射极输出器 …………………………… 137 5 .6 多级放大电路 ………………………… 140 5 .6 .1 阻容耦合放大电路 ………………… 141 5 .6 .2 直接耦合放大电路 ………………… 143 5 .7 差分放大电路 ………………………… 144 5 .7 .1 差分放大电路的工作情况 ………… 145 5 .7 .2 差分放大器的分析 ………………… 146 5 .7 .3 差分放大器的输入 - 输出方式 …… 147 5 .8 功率放大器 …………………………… 149 5 .8 .1 概述 ………………………………… 149 5 .8 .2 互补对称功率放大器 ……………… 151 5 .8 .3 集成功率放大器 …………………… 155 5 .9 场效晶体管放大电路 ……………… 157 5 .9 .1 共源极放大电路 …………………… 157 5 .9 .2 共漏极放大电路———源极输出器 … 159 习题 …………………………………………… 160 1 . 概念题 …………………………………… 160 2 . 计算和仿真题 …………………………… 164 第 6 章集成运算放大器 …………………… 166 6 .1 集成运算放大器简介 ……………… 166 6 .1 .1 集成运放的结构与符号 …………… 166 6 .1 .2 集成运放的主要技术指标及其选用注意事项 ……………………… 167 6 .1 .3 集成运放的电压传输特性与理想化模型 …………………………… 169 6 .2 放大电路中的反馈 ………………… 171 6 .2 .1 反馈的基本概念 …………………… 171 6 .2 .2 反馈的判断 ………………………… 173 6 .2 .3 负反馈对放大电路性能的影响 …… 176 6 .3 集成运放的线性应用 ……………… 177 6 .3 .1 比例运算电路 ……………………… 178 6 .3 .2 加、减法运算电路 ………………… 179 6 .3 .3 积分、微分运算电路 ……………… 180 6 .3 .4 测量放大电路 ……………………… 181 6 .3 .5 有源滤波器 ………………………… 182 6 .4 集成运放的非线性应用 …………… 185 6 .4 .1 电压比较器 ………………………… 185 6 .4 .2 方波发生器 ………………………… 187 6 .5 正弦波发生器 ………………………… 189 6 .5 .1 自激振荡 …………………………… 189 6 .5 .2 文氏桥式振荡器 …………………… 190 * 6 .6 常用集成运放芯片介绍 …………… 191 Ⅱ

6 .6 .1 常用集成运放芯片 ………………… 191 6 .6 .2 常用集成比较器芯片 ……………… 193 6 .6 .3 函数发生器芯片 …………………… 193 习题 …………………………………………… 194 1 . 概念题 …………………………………… 194 2 . 计算和仿真题 …………………………… 196 第 7 章直流稳压电源 ……………………… 199 7 .1 串联型稳压电源……………………… 199 7 .1 .1 稳压电源的主要指标 ……………… 199 7 .1 .2 串联反馈式稳压电路的工作原理 … 199 7 .1 .3 基准电压源 ………………………… 200 7 .1 .4 简单分立元件组成的稳压电路 …… 201 7 .2 集成稳压器 …………………………… 202 7 .2 .1 三端固定集成稳压器 ……………… 202 7 .2 .2 三端可调集成稳压器 ……………… 202 7 .2 .3 低压差三端稳压器 ………………… 203 7 .3 串联开关式稳压电源 ……………… 203 习题 …………………………………………… 208 1 . 概念题 …………………………………… 208 2 . 计算和仿真题 …………………………… 208 第 8 章电力电子器件及其应用 ………… 210 8 .1 晶闸管 ………………………………… 210 8 .1 .1 晶闸管的结构及工作原理 ………… 210 8 .1 .2 晶闸管的伏安特性及主要参数 …… 211 8 .2 可控整流电路 ………………………… 213 8 .2 .1 单相半波可控整流电路 …………… 213 8 .2 .2 单相桥式半控整流电路 …………… 215 8 .3 单结晶体管触发电路 ……………… 216 8 .3 .1 单结晶体管 ………………………… 216 8 .3 .2 单结晶体管振荡电路 ……………… 218 8 .3 .3 单结晶体管同步触发电路 ………… 219 8 .4 晶闸管的保护 ………………………… 220 * 8 .5 交流调压电路 ………………………… 221 8 .5 .1 单相交流调压电路 ………………… 221 8 .5 .2 双向晶闸管及其应用 ……………… 222 * 8 .6 无源逆变电路 ………………………… 223 * 8 .7 直流调压电路(斩波器) …………… 224 8 .7 .1 全控型电力电子器件简介 ………… 224 8 .7 .2 直流调压电路 (斩波器 ) …………… 225 习题 …………………………………………… 226 1 . 概念题 …………………………………… 226 2 . 计算和仿真题 …………………………… 227 附录 ……………………………………………… 229 附录 1 电阻器、电容器及其标称值 …… 229 附录 2 半导体分立器件型号命名法 … 231 附录 3 部分半导体器件型号和参数 … 232 附录 4 半导体集成电路型号命名法 … 235 附录 5 部分半导体集成电路的型号 m 和主要参数 ……………………… 237 中英名词对照 …………………………………… 238 主要参考书目 ……………………………… 246 Ⅲ

第1章电路分析基础电工电子技术的应用离不开电路。电路由电路元件构成。本章着重介绍电路的基本概念、常用电路元件、电路的基本定律和电路常用的分析方法,为学习各种类型的电工电子电路建立必要的基础。 11电路的基本概念 111电路及电路模型 1.电路的组成和作用从日常生活和生产实践可以体会到,要用电一般要用导线、开关等将电源和用电设备或用电器连接起来,构成一个电流流通的闭合路径。这就是所谓电路。电路的形式是多种多样的,但从电路的本质来说,其组成都有电源、负载、中间环节三个最基本的部分。例如图1-1所示的手电筒电路中,电池把化学能转换成电能供给灯泡,灯泡却把电能转换成光能作照明之用。凡是将化学能、机械能等非电能转换成电能的供电设备,称为电源,如干电池、蓄电池和发电机等;凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能的用电设备,要池称为负载,如电热炉、白炽灯和电动机等;连接电源和负载的部分,称为引中间环节,如导线、开关等。电路的种类繁多,但从电路的功能来说,主要分为两个方面:其图1-1手电筒电路实现电能的传输和转换(如电力工程,它包括发电、输电、配电、电力拖动、电热、电气照明、以及交、直流电之间的整流和逆变等等。);其二进行信号的传递与处理(如信息工程,它包括语言、文字、音乐、图像的发射和接收、生产过程中的自动调节、各种输入数据的数值处理、信号的存储等等。)。电路的作用不同,对其提出的技术要求也不同,前者较多的侧重于传输效率的提高,后者多侧重于信号在传递过程中的保真、运算的速度和抗干扰等。 2.理想元件和电路模型电路的功能虽然只有两个方面,但是实际电路的类型以及工作时发生的物理现象则是千差万别的。我们不可能也没有必要去探讨每一个实际电路,而只需找出它们的普遍规律。为此,我们把实际电路的元件理想化,忽略其次要的因素用以反映它们主要物理性质的理想元件来代替。这样由理想元件组成的电路就是实际电路的电路模型,它是对实际电路物理性质的高度抽象和概括。用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元件,简称实际元件。实际元件的物理性质,从能量转换角度看,有电能的产生、电能的消耗以及电玚能量和磁场能量的储存。用

第 1 章电路分析基础电工电子技术的应用离不开电路。电路由电路元件构成。本章着重介绍电路的基本概念、常用电路元件、电路的基本定律和电路常用的分析方法, 为学习各种类型的电工电子电路建立必要的基础。 1 .1 电路的基本概念 1 .1 .1 电路及电路模型 1 . 电路的组成和作用从日常生活和生产实践可以体会到,要用电一般要用导线、开关等将电源和用电设备或用电器连接起来,构成一个电流流通的闭合路径。这就是所谓电路。电路的形式是多种多样的,但从电路的本质来说, 其组成都有电源、负载、中间环节三个最基图 1 - 1 手电筒电路本的部分。例如图 1 - 1 所示的手电筒电路中, 电池把化学能转换成电能供给灯泡,灯泡却把电能转换成光能作照明之用。凡是将化学能、机械能等非电能转换成电能的供电设备, 称为电源, 如干电池、蓄电池和发电机等;凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能的用电设备, 称为负载,如电热炉、白炽灯和电动机等;连接电源和负载的部分, 称为中间环节,如导线、开关等。电路的种类繁多,但从电路的功能来说, 主要分为两个方面: 其一实现电能的传输和转换( 如电力工程, 它包括发电、输电、配电、电力拖动、电热、电气照明、以及交、直流电之间的整流和逆变等等。) ; 其二进行信号的传递与处理 ( 如信息工程, 它包括语言、文字、音乐、图像的发射和接收、生产过程中的自动调节、各种输入数据的数值处理、信号的存储等等。) 。电路的作用不同,对其提出的技术要求也不同, 前者较多的侧重于传输效率的提高, 后者多侧重于信号在传递过程中的保真、运算的速度和抗干扰等。 2 . 理想元件和电路模型电路的功能虽然只有两个方面,但是实际电路的类型以及工作时发生的物理现象则是千差万别的。我们不可能也没有必要去探讨每一个实际电路,而只需找出它们的普遍规律。为此, 我们把实际电路的元件理想化,忽略其次要的因素用以反映它们主要物理性质的理想元件来代替。这样由理想元件组成的电路就是实际电路的电路模型, 它是对实际电路物理性质的高度抽象和概括。用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元件, 简称实际元件。实际元件的物理性质,从能量转换角度看, 有电能的产生、电能的消耗以及电场能量和磁场能量的储存。用 · 1 ·

来表征上述物理性质的理想电路元件(今后理想两字常略去)分别称为理想电压源Us、理想电流源厶、电阻元件R、电容元件C、电感元件L。图1-3是它们的电路模型图形符号。它们为电路结构的基本模型,由这些基本模型构成电路的整体模型。例如手电筒电路的电路模型如图1-2所示。灯泡看成电阻元件RL,干电池看成理想电压源U和电阻元件(内阻)R串联。可见电路模型就是实际电路的科学抽象。采用电路模型来分析电路,不仅使计算过程大为简化,而且能更清晰地反映电路的物理实质。零电源习电看画出阳E 图1-2手电筒电路模型图1-3电路的基本模型——理想电路元件 1,12电流、电压的参考方向电流、电压、电动势的实际方向在物理学中已作过明确的规定:电路中电流的流动方向是指正电荷流动的方向,电路中两点之间电压的方向是高电位(“+”极性)点指向低电位(“-”极性) 点的方向(即电位降落的方向),电动势的方向在电源内部由低电位(“-”极性)点指向高电位 (“+”极性)点的方向(即电位升高的方向)。图1-4所示电路中分别标出了电流、电压、电动势的方向。但是在分析复杂电路时往往不能预先确定某段电路中电流、电压的实际方向。为了便于分析电路,电路中引出了参考方向的概念。电流、电压的参考方向是人为任意设定的,图1-5电路中箭头所示方向就是电流的参考方向。电压的参考方向用极性“+”“-”号表示。电路中的电流和电压的参考方向可能与实际方向一致或相反,但不论属于哪一种情况,都不会影响电路分析的正确性。按参考方向求解得出的电流和电压值有两种可能。若为正值,说明设定的参考方向与实际方向一致,若为负值,则表明参考方向与实际方向相反。必须指出,电路中的电流或电压在未标明参考方向的前提下,讨论电流或电压的正、负值是没有意义的参考方向也称正方向,除了用箭标和极性标示外,还可以用双下标标示。如图1-5中电流 3和电压U3也可以写为l2和Uab FaIL 图1-4电流、电压的实际方向图1-5电流、电压的参考方向

来表征上述物理性质的理想电路元件 ( 今后理想两字常略去) 分别称为理想电压源 US、理想电流源 IS 、电阻元件 R、电容元件 C、电感元件 L。图 1 - 3 是它们的电路模型图形符号。它们为电路结构的基本模型,由这些基本模型构成电路的整体模型。例如手电筒电路的电路模型如图 1 - 2 所示。灯泡看成电阻元件 RL , 干电池看成理想电压源 US 和电阻元件(内阻) R0 串联。可见电路模型就是实际电路的科学抽象。采用电路模型来分析电路,不仅使计算过程大为简化, 而且能更清晰地反映电路的物理实质。图 1 - 2 手电筒电路模型图 1 - 3 电路的基本模型———理想电路元件 t 1 .1 .2 电流、电压的参考方向电流、电压、电动势的实际方向在物理学中已作过明确的规定: 电路中电流的流动方向是指正电荷流动的方向,电路中两点之间电压的方向是高电位“( + ”极性 ) 点指向低电位“( - ”极性) 点的方向(即电位降落的方向) , 电动势的方向在电源内部由低电位“( - ”极性 ) 点指向高电位 “( + ”极性) 点的方向(即电位升高的方向) 。图 1 - 4 所示电路中分别标出了电流、电压、电动势的方向。但是在分析复杂电路时往往不能预先确定某段电路中电流、电压的实际方向。为了便于分析电路,电路中引出了参考方向的概念。电流、电压的参考方向是人为任意设定的,图 1 - 5 电路中箭头所示方向就是电流的参考方向。电压的参考方向用极性“ + ”、“ - ”号表示。电路中的电流和电压的参考方向可能与实际方向一致或相反,但不论属于哪一种情况, 都不会影响电路分析的正确性。按参考方向求解得出的电流和电压值有两种可能。若为正值, 说明设定的参考方向与实际方向一致,若为负值, 则表明参考方向与实际方向相反。必须指出, 电路中的电流或电压在未标明参考方向的前提下,讨论电流或电压的正、负值是没有意义的。参考方向也称正方向,除了用箭标和极性标示外, 还可以用双下标标示。如图 1 - 5 中电流 I3 和电压 U3 也可以写为 Iba 和 Uab 。图 1 - 4 电流、电压的实际方向图 1 - 5 电流、电压的参考方向 · 2 ·