電路分析課程教案第2章

1、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-1 1 1頁頁頁電子教案第二章第二章 電路元件電路元件2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件 一、電阻元件一、電阻元件 二、獨(dú)立電源二、獨(dú)立電源 三、電容元件三、電容元件 四、電感元件四、電感元件2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件 一、受控電源一、受控電源 二、運(yùn)算放大器二、運(yùn)算放大器2.3 2.3 一端口電路一端口電路 及其端口特性及其端口特性 點(diǎn)擊目錄點(diǎn)擊目錄 ，進(jìn)入相關(guān)章節(jié)，進(jìn)入相關(guān)章節(jié)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-2 2 2頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件一、

2、電阻元件一、電阻元件2.2.線性時(shí)不變電阻元件線性時(shí)不變電阻元件電阻元件電阻元件對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可用用ui平面上的一條曲線來描述：平面上的一條曲線來描述：0),(iufiu任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。1.1.定義定義伏安伏安特性特性0電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-3 3 3頁頁頁電子教案l ui 關(guān)系關(guān)系R 稱為電阻，單位：稱為電阻，單位： (Ohm)滿足歐姆定律滿足歐姆定律GuRuiiuR l 單位單位G 稱為電導(dǎo)，單位：稱為電導(dǎo)，單位：S (Siemens) 西門子西門子 u、i 取關(guān)聯(lián)取

3、關(guān)聯(lián)參考方向參考方向Riu 伏安特伏安特性為一性為一條過原條過原點(diǎn)的直點(diǎn)的直線線ui0Rui+2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-4 4 4頁頁頁電子教案如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號；聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號；說明線性電阻是無記憶、雙向性的元說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件。件。歐姆定律歐姆定律只適用于線性電阻只適用于線性電阻( R 為常數(shù)為常數(shù)）；）；則歐姆定律寫為則歐姆定律寫為u R i i G u公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！注意Rui-+2.1 2.1 二端電路

4、元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-5 5 5頁頁頁電子教案3.3.功率和能量功率和能量電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。p u i (R i) i i2 R u2/ Rp u i i2R u2 / Rl 功率功率Rui+ +- -表明Rui- -+ +2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-6 6 6頁頁頁電子教案ui從從 t0 到到 t 電阻消耗的能量：電阻消耗的能量：ttttRuipW00dd4.4.電阻的開路與短路電阻的開路與短路l 能量能量l 短路短路0 0uiGor R 0l 開路開路

5、0 0ui0 Gor RuiRiu+u+i002.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-7 7 7頁頁頁電子教案例例 一個(gè)500電阻，流過它的電流為50mA，問電阻兩端電壓是多少？所消耗的功率是多少？每分鐘產(chǎn)生多少熱量？ 電阻兩端電壓為 U=IR=5005010-3=25V消耗的功率為 P=UI=255010-3=1.25W每分鐘產(chǎn)生的熱量為 Q=PT=1.2560=75J解解2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-8 8 8頁頁頁電子教案例例2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第

6、1-1-1-9 9 9頁頁頁電子教案普通金屬普通金屬膜電阻膜電阻電阻排電阻排繞線繞線電阻電阻熱敏熱敏電阻電阻貼片電阻貼片電阻2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-101010頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-111111頁頁頁電子教案實(shí)際電阻器經(jīng)常應(yīng)用在電視機(jī)、收音機(jī)等電子產(chǎn)品中； 電阻器的應(yīng)用盡管電阻器在形狀和大小方面有很多不同的類型，但總的來說可以分為兩大類：定值電阻器和可變電阻器。貼片電阻器應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)碼攝象機(jī)等數(shù)字電子產(chǎn)品中； 金屬繞線電阻器一般應(yīng)用在功率比較大的設(shè)備中； 光敏電

7、阻器用于光控電路中，如路燈、樓道聲控電燈等； 可變電阻器用于電視機(jī)、收音機(jī)的音量調(diào)節(jié)電路等。 熱敏電阻器用于消磁電路、充電器、電子體溫計(jì)等電子產(chǎn)品中； 5.5.電阻的分類電阻的分類2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-121212頁頁頁電子教案其中12V的蓄電池作為照明電路的電壓源；汽車儀表盤照明電路汽車儀表盤照明電路儀表盤照明燈的開關(guān)與用來控制前車燈的開關(guān)是同一個(gè)；熔斷器（保險(xiǎn)絲）主要作用是保護(hù)電路，防止電流過大或短路而損壞電路。電位器作為變阻器，通過儀表盤上的旋鈕控制通過燈泡電流的大小進(jìn)而控制光線的明暗；2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電

8、路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-131313頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-141414頁頁頁電子教案電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-151515頁頁頁電子教案工程問題1 敏感元件的種類 2 貼片電阻2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-161616頁頁頁電子教案二、獨(dú)立電源二、獨(dú)立電源2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件l電路符號電路符號1.1.理想電壓源理想電壓源l定義定義其兩端電壓總能保持定值或一定其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與流過它的電的時(shí)間

9、函數(shù)，其值與流過它的電流流 i 無關(guān)的元件叫理想電壓源。無關(guān)的元件叫理想電壓源。i+ +- -Su電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-171717頁頁頁電子教案電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。通過電壓源的電流由電源及通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定。外電路共同決定。l理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系直流電壓源直流電壓源的伏安關(guān)系的伏安關(guān)系例例Ri-+Su外電路外電路RuiS)( 0Ri)0( Ri1電壓源不能短路！短路會使電流成無窮大，燒毀，電壓源不能

10、短路！短路會使電流成無窮大，燒毀， 2內(nèi)阻為零內(nèi)阻為零 3不同電壓的直流電源是不能并聯(lián)的，否則就會產(chǎn)生極大所以的電不同電壓的直流電源是不能并聯(lián)的，否則就會產(chǎn)生極大所以的電流流(U1-U2)/0，連接導(dǎo)線會被燒毀，電源也因電流過大受損。，連接導(dǎo)線會被燒毀，電源也因電流過大受損。2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件ui0us電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-181818頁頁頁電子教案l電壓源的功率電壓源的功率電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；i+_usiuPS 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電）由低電位向高電位移動，外力克服電場力作位向高電位移動，外力克服電場力作功

11、，電源發(fā)出功率。功，電源發(fā)出功率。 iuPS發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用物理意義：物理意義：電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)；物理意義：物理意義：電場力做功，電源吸收功率電場力做功，電源吸收功率 iuPS吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件i+_us電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-191919頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-202020頁頁頁電子教案例例計(jì)算圖示電路各元件的功率計(jì)算圖示電路各元件的功率解解滿足滿足：P（發(fā)發(fā)）P（吸吸）10521055515

12、10 1105 155 15RRVSVSRuVuiARPu iWPu iWPRiW 2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件5Ri+_+_10V5V- -+Ru電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-212121頁頁頁電子教案實(shí)際電壓源 2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-222222頁頁頁電子教案例例 一直流電源的開路電壓為10V，與外電阻R接通后，用電壓表測得外電阻R 兩端電壓為U=8V，流過R的電流I =5A。求電阻R及電源內(nèi)阻RS的值。 由實(shí)際電壓源的特性得由實(shí)際電壓源的特性得解解由歐姆定律得由歐姆定律得81.65URI1080.45OC

13、SUURI2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-232323頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-242424頁頁頁電子教案其輸出電流總能保持定值或一定的其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無關(guān)的元件叫理想電流源。無關(guān)的元件叫理想電流源。l 電路符號電路符號2.2.理想電流源理想電流源l 定義定義l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與

14、它兩端電壓方向、大小無關(guān)。關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)。2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件u+_is電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-252525頁頁頁電子教案電流源兩端的電壓由電源及外電路共電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。同決定。直流電流源的直流電流源的伏安關(guān)系伏安關(guān)系例例Ru- -+Si外電路外電路SRiu )0( 0Ru)( Ru1 電流源不能開路！使輸出端電壓升高至無窮電流源不能開路！使輸出端電壓升高至無窮 2 內(nèi)阻為無窮大內(nèi)阻為無窮大 3 不能串聯(lián)，否則在電流小的電流源上的電壓將是不能串聯(lián)，否則在電流小的電流源上的電壓將是無窮大無窮大2.1 2.1 二端電路元

15、件二端電路元件ui0is電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-262626頁頁頁電子教案 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。一定值的電流等。實(shí)際電流源的產(chǎn)生：實(shí)際電流源的產(chǎn)生：l 電流源的功率電流源的功率SuiP 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用SuiP電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載SuiP 2.1 2.1 二

16、端電路元件二端電路元件u+_isu+_is電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-272727頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-282828頁頁頁電子教案實(shí)際電流源2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-292929頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-303030頁頁頁電子教案例： 如圖所示電路，已知i2=1 A，試求電流i1、電壓u和兩電源產(chǎn)生的功率。故電壓iS產(chǎn)生的功率uS產(chǎn)生的功率解解 由KCL發(fā)出功率電路分析基礎(chǔ)電路分析基

17、礎(chǔ)第第第1-1-1-313131頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-323232頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電壓電流源儀器電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-333333頁頁頁電子教案2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-343434頁頁頁電子教案實(shí)際電源實(shí)際電源干電池鈕扣電池1. 1. 干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源）干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源） 干電池電動勢干電池電動勢1.5V，僅取決于（糊狀）化學(xué)材料，其大，僅取決于（糊狀）化學(xué)材料，其大小決定儲存的能量，化

18、學(xué)反應(yīng)不可逆。小決定儲存的能量，化學(xué)反應(yīng)不可逆。鈕扣電池電動勢鈕扣電池電動勢1.35V V，用固體化學(xué)材料，化學(xué)反應(yīng)不可逆。，用固體化學(xué)材料，化學(xué)反應(yīng)不可逆。2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-353535頁頁頁電子教案 氫氧燃料電池示意圖氫氧燃料電池示意圖2. 2. 燃料電池（化學(xué)電源）燃料電池（化學(xué)電源） 電池電動勢電池電動勢1.23V。以氫、氧作為燃料。約。以氫、氧作為燃料。約40-45%的化學(xué)能的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。 2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基

19、礎(chǔ)第第第1-1-1-363636頁頁頁電子教案3. 3. 太陽能電池（光能電源）太陽能電池（光能電源）在電路中可以用電流源模型來表示在電路中可以用電流源模型來表示 一塊太陽能電池電動勢一塊太陽能電池電動勢0.6V。太陽光照射到。太陽光照射到P-N結(jié)上，結(jié)上，形成一個(gè)從形成一個(gè)從N區(qū)流向區(qū)流向P區(qū)的電流。約區(qū)的電流。約 11%的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷墓饽苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，故常用太陽能電池板。能，故常用太陽能電池板?一個(gè)一個(gè)50cm2太陽能電池的電動勢太陽能電池的電動勢0.6V,電流電流0.1A 太陽能電池示意圖太陽能電池板太陽能電池板2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-

20、1-1-373737頁頁頁電子教案蓄電池示意圖蓄電池示意圖4. 4. 蓄電池（化學(xué)電源）蓄電池（化學(xué)電源） 電池電動勢電池電動勢2V。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度小。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度小于一定值時(shí)，電動勢低于于一定值時(shí)，電動勢低于2V，常要充電，化學(xué)反應(yīng)可逆。，常要充電，化學(xué)反應(yīng)可逆。2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-383838頁頁頁電子教案電容器電容器 在外電源作用下，正負(fù)電極上分別在外電源作用下，正負(fù)電極上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，電極上的電帶上等量異號電荷，撤去電源，電極上的電荷仍可長久地聚集下去，是一種儲存電能的荷仍

21、可長久地聚集下去，是一種儲存電能的部件。部件。_+ qqU電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。注意三、電容元件三、電容元件2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-393939頁頁頁電子教案1. 1. 定義定義電容元件電容元件儲存電能的兩端元件。任何時(shí)儲存電能的兩端元件。任何時(shí)刻其儲存的電荷刻其儲存的電荷 q 與其兩端與其兩端的電壓的電壓 u能用能用qu 平面上的一平面上的一條曲線來描述。條曲線來描述。0),(qufuq庫伏庫伏特性特性o2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-

22、404040頁頁頁電子教案 任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電壓與電壓 u 成正比。成正比。qu 特性曲線是過原點(diǎn)的直線。特性曲線是過原點(diǎn)的直線。 Cuq quo2.2.線性時(shí)不變電容元件線性時(shí)不變電容元件電容電容器的器的電容電容2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-414141頁頁頁電子教案l 電路符號電路符號Cu+q-qF (法拉法拉), 常用常用F，pF等表示等表示。l 單位單位1F=106 F1 F =106pF2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-424242頁頁頁

23、電子教案tuCtCutqidddddd3. 3. 電容的電壓電容的電壓電流關(guān)系電流關(guān)系電容元件電容元件VCR的微分形式的微分形式u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向Cui2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-434343頁頁頁電子教案tuCidd當(dāng)當(dāng) u 為常數(shù)為常數(shù)( (直流直流) )時(shí)，時(shí)，i =0。電容相當(dāng)于開路，。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；電容有隔斷直流作用；表明Cu+q-q某一時(shí)刻電容電流某一時(shí)刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓的大小取決于電容電壓 u 的的變化率變化率,而與該時(shí)刻電壓而與該時(shí)刻電壓 u 的大小無關(guān)。電容是的大小

24、無關(guān)。電容是動態(tài)元件（微分方程）；動態(tài)元件（微分方程）；2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-444444頁頁頁電子教案實(shí)際電路中通過電容的電流實(shí)際電路中通過電容的電流 i 為有限值，為有限值，則電容電壓則電容電壓 u 必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。i dtdu tiCt ud)(1)( 00d)(1d)(1 tttiCiC )(00d)(1 ttiCuttu02.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-454545頁頁頁電子教案某一時(shí)刻的電容電壓值與某一時(shí)刻的電容電壓值與-到該時(shí)刻的所到該時(shí)刻的所

25、有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的作用，故稱電容元件為記憶元件。作用，故稱電容元件為記憶元件。表明研究某一初始時(shí)刻研究某一初始時(shí)刻t0 以后的電容電壓，需以后的電容電壓，需要知道要知道t0時(shí)刻開始作用的電流時(shí)刻開始作用的電流 i 和和t0時(shí)刻的時(shí)刻的電壓電壓 u（t0）。）。電容元件電容元件VCR的積的積分形式分形式2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件ttiCuutt00d1 )()( 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-464646頁頁頁電子教案當(dāng)電容的當(dāng)電容的 u，i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號分和

26、積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號 ; ;注意上式中上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時(shí)刻的儲能狀況，也稱為初始映電容初始時(shí)刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。狀態(tài)。 2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件dduiCt 00 ( )( ) 1 (d )ttttuuiC電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-474747頁頁頁電子教案4.4.電容的功率和儲能電容的功率和儲能tuCuuipdd當(dāng)電容充電，當(dāng)電容充電， p 0, 電容吸收功率。電容吸收功率。當(dāng)電容放電，當(dāng)電容放電，p 0, 電感吸收功率。電感吸收功率。當(dāng)電流減小，當(dāng)電流減小，p0, , 電感發(fā)出功率。電

27、感發(fā)出功率。 電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時(shí)間能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。表明2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-666666頁頁頁電子教案從從t0到到 t 電感儲能的變化量：電感儲能的變化量：)(21)(21022tLitLiWLttLLiiLiW) (21ddd2l 電感的儲能電感的儲能)(212tLi)(21)

28、(2122LitLi2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-676767頁頁頁電子教案電感的儲能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電電感的儲能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變。流不能躍變，反映了儲能不能躍變。電感儲存的能量一定大于或等于零。電感儲存的能量一定大于或等于零。表明2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件21( )02LWLi t電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-686868頁頁頁電子教案貼片型功率電感貼片型功率電感貼片電感貼片電感2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-69

29、6969頁頁頁電子教案貼片型空心線圈貼片型空心線圈可調(diào)式電感可調(diào)式電感環(huán)形線圈環(huán)形線圈立式功率型電感立式功率型電感2.1 2.1 二端電路元件二端電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-707070頁頁頁電子教案2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件一、受控電源一、受控電源l 電路符號電路符號+受控電壓源受控電壓源1.1.定義定義受控電流源受控電流源 電壓或電流的大小和方向不是給定電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓(或電或電流流)控制的電源，稱受控源?？刂频碾娫?，稱受控源。2.2 2.2 二端口電路元件二端

30、口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-717171頁頁頁電子教案電流控制的電流源電流控制的電流源 ( CCCS ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u 或電流或電流i，受控源，受控源可分四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓可分四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。源表示；當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。2.2.分類分類四端元件四端元件12 ii輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分 i1+_u2i2_u1i1+2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元

31、件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-727272頁頁頁電子教案g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( ( VCCS ) )12gui 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( ( VCVS ) )12 uu: 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) gu1+_u2i2_u1i1+i1u1+_u2i2_u1+_2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-737373頁頁頁電子教案電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( ( CCVS ) )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 ri1+_u2i2_u1i1+_2.2 2.2 二端口電路元件二端口電

32、路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-747474頁頁頁電子教案元元 件件 名名 稱稱元元 件件 方方 程程控 制 量被 控 制 量控 制 系 數(shù)VCVSu2 = u1u2CCVSu2 = r i1i1u2rVCCSi2 = g u1u1i2gCCCSi2 = i1i1i2i10u1u100i10u1電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-757575頁頁頁電子教案3.3.受控源功率受控源功率 受控源吸收的功率為： 222211iuiuiup電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-767676頁頁頁電子教案4.4.受控源與獨(dú)立源的比較受控源與獨(dú)立源的比較獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓( (

33、或電流或電流) )由電源本身決定，與電路由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓( (或電流或電流) )由控制量決定。由控制量決定。獨(dú)立源在電路中起獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)激勵(lì)”作用，在電路中產(chǎn)作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的電壓或電流對另一處的電壓或電流對另一處的電壓或電流電壓或電流的控制關(guān)系的控制關(guān)系，在電路中不能作為，在電路中不能作為“激勵(lì)激勵(lì)”。2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-777777頁頁頁電子教案 受控源受控源(co

34、ntrolled source)是由某些電子器件抽象而來的一種電是由某些電子器件抽象而來的一種電源模型，這些電子器件都具有輸出端的電壓或電流受輸入端的電壓源模型，這些電子器件都具有輸出端的電壓或電流受輸入端的電壓或電流控制的特點(diǎn)。像或電流控制的特點(diǎn)。像晶體管、變壓器、運(yùn)算放大器晶體管、變壓器、運(yùn)算放大器等電子器件都等電子器件都可以用受控源作為其電路模型?？梢杂檬芸卦醋鳛槠潆娐纺Ｐ汀PN型晶體管 PMOS管 運(yùn)算放大器(OP-AMP) 5 5 實(shí)際電子元器件實(shí)際電子元器件 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-787878頁頁頁電子教案例例求：電壓求：電壓u2解解Ai2361Viu4610

35、 65125i1+_u2_i1+-3u1=6V2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件例例電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-797979頁頁頁電子教案解解A155102IV2225532222IIIIU510V+-3I2U=?I =05-+2I2 I25+-例例求開路電壓求開路電壓 U2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-808080頁頁頁電子教案解：如圖所示電路中，已知如圖所示電路中，已知 ， ，求受控源的功率。求受控源的功率。s7Ai 5 . 0rs12iii721ii1213riii05 . 221iiA21iA52iW5525

36、 . 021irip（吸收功率） 例：例：2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-818181頁頁頁電子教案ibicECBcbii 控制ib ib控制部分控制部分受控部分受控部分三極管集電極電流受基極電流所控制，可以用受控源來描述其工作性能。 例例2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件基級基級集電極集電極發(fā)射極發(fā)射極電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-828282頁頁頁電子教案如圖所示電路為某電壓放大器的一種等效電路。它含有一個(gè)電壓控制電壓源電壓控制電壓源uSu，受控源uSu的大小為u1，其中u1為R2兩端的電壓，是控制量， 為常系數(shù)。

37、試求電壓u2 。例：解解2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-838383頁頁頁電子教案如圖所示電路，其中含有一個(gè)電流控制電壓電流控制電壓源源uSi, uSi的控制量為電流i1，被控量uSi的大小為2i1。試求電壓u。例：解解由KVL可得2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-848484頁頁頁電子教案圖 (a)和(b)分別為場效應(yīng)晶體管符號及其簡單模型。圖 (c)所示電路為一簡單的場效應(yīng)晶體管(FET)放大器電路模型，其中u1為輸入，u2為輸出。電路中含有一電壓控制電流源電壓控制電流源iSu。被控量

38、iSu的大小為gmugs為控制量，ugs為控制量，gm為常系數(shù)。試求輸出電壓u2 。例：2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-858585頁頁頁電子教案解解再根據(jù)KCL，得可得2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-868686頁頁頁電子教案圖 (a)為雙極晶體管符號，圖 (b)所示電路陰影部分為一簡單的雙極晶體管放大器的T形等效電路。其中含有一電流控制電流源電流控制電流源iSi 。求輸人電阻Rin和輸出電壓u2。例：2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1

39、-878787頁頁頁電子教案解解 由KVL，有由KCL，有從而得故輸人電阻2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-888888頁頁頁電子教案圖1-36 例1-7圖由于又因?yàn)樽詈蟮?.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-898989頁頁頁電子教案二、運(yùn)算放大器二、運(yùn)算放大器是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開始應(yīng)用于開始應(yīng)用于1940年，年，1960年后，隨著集成電路年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降

40、低了成本，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。低了成本，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-909090頁頁頁電子教案l 應(yīng)用應(yīng)用信號的運(yùn)算電路信號的運(yùn)算電路比例、加、減、對數(shù)、指比例、加、減、對數(shù)、指數(shù)、積分、微分等運(yùn)算。數(shù)、積分、微分等運(yùn)算。產(chǎn)生方波、鋸齒波等波形產(chǎn)生方波、鋸齒波等波形信號的處理電路信號的處理電路信號的發(fā)生電路信號的發(fā)生電路有源濾波器、精密整流電路、有源濾波器、精密整流電路、電壓比較器、采樣電壓比較器、采樣保持電保持電路。路。2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-9

41、19191頁頁頁電子教案l電路符號電路符號a a：反：反向輸入端，輸入電壓向輸入端，輸入電壓ub b：同向：同向輸入端，輸入電壓輸入端，輸入電壓u+o o：輸出端：輸出端, , 輸出電壓輸出電壓 uo在電路符號圖中一般不畫出直流電在電路符號圖中一般不畫出直流電源端，而只有源端，而只有a,b,o三端和接地端。三端和接地端。 圖中參考方向表示每一點(diǎn)對地的電壓，在接圖中參考方向表示每一點(diǎn)對地的電壓，在接地端未畫出時(shí)尤須注意。地端未畫出時(shí)尤須注意。A：開環(huán)電壓放大倍數(shù)，開環(huán)電壓放大倍數(shù)，可達(dá)十幾萬倍。可達(dá)十幾萬倍。: : 公共端公共端( (接地端接地端) )注意+_+u+u-+_uoao+_uib_+

42、A+2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-929292頁頁頁電子教案 在在 a,b 間加一電壓間加一電壓 ui =u+-u-，可得輸出可得輸出uo和輸和輸入入ui 之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下：之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下：1. 1. 運(yùn)算放大器的輸入輸出特性運(yùn)算放大器的輸入輸出特性Es- -Es-UoUi0實(shí)際特性實(shí)際特性o+_uib_+A+u+u-auo2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-939393頁頁頁電子教案分三個(gè)區(qū)域：分三個(gè)區(qū)域：線性工作區(qū)：線性工作區(qū)：|ui| 則則 uo= Esui- 則則 u

43、o= -Es 是 一 個(gè) 數(shù) 值 很 小 的 電 壓 ， 例 如是 一 個(gè) 數(shù) 值 很 小 的 電 壓 ， 例 如Es=13V, A =105，則則 = 0.13mV。注意Es- -Es-UoUi0近似特性近似特性2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-949494頁頁頁電子教案2. 2. 電路模型電路模型輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻當(dāng)當(dāng): : u+= 0, 則則uo=Au當(dāng)當(dāng): : u= 0, 則則uo=Au3. 3. 理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器+_A(u+- -u- -)RoRiu+u- -uo在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下理想化處理：在

44、線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下理想化處理： Auo為有限值，則為有限值，則ui=0 , ,即即u+=u- -，兩個(gè)，兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路輸入端之間相當(dāng)于短路( (虛短路虛短路) ) Ri 即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路( (虛斷路虛斷路) )，即輸入電流等于零。，即輸入電流等于零。 Ro 02.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-959595頁頁頁電子教案5.2 5.2 比例電路的分析比例電路的分析例例 反相比例器反相比例器運(yùn)放開環(huán)工作極不穩(wěn)定，一般外部接若干元件運(yùn)放開環(huán)工作極不穩(wěn)定，一般外部接若干元件( (R、

45、C等等) )，使其工作在閉環(huán)狀態(tài)。，使其工作在閉環(huán)狀態(tài)。根據(jù)根據(jù)“虛短虛短”：根據(jù)根據(jù)“虛斷虛斷”：u+ = u- =0， i1= us/R1 i2= -uo /Rfi2= i1fos1 RuuR i1i2+_uo+_usR1RfRL21_+2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-969696頁頁頁電子教案uo / ui只取決于反饋電阻只取決于反饋電阻Rf與與R1比值，而與放大器比值，而與放大器本身的參數(shù)無關(guān)。負(fù)號表明本身的參數(shù)無關(guān)。負(fù)號表明uo和和ui總是符號相反總是符號相反( (反相反相比例器比例器) )。表明fo1 sRuuR 2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第第1-1-1-979797頁頁頁電子教案例例 電壓跟隨器電壓跟隨器 輸入阻抗無窮大輸入阻抗無窮大( (虛斷虛斷) )； 輸出阻抗為零；輸出阻抗為零；應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級電路的作用。應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級電路的作用。 uo= ui。電電路路A電電路路B特點(diǎn)+_+_uiuo_+2.2 2.2 二端口電路元件二端口電路元件電路分析基