電路基礎(chǔ)（第3版）教學(xué)指南 中職 高教版

《電路基礎(chǔ)（第3版）》教學(xué)指南

（1）課程性質(zhì)和任務(wù)

本課程是中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。其任務(wù)是使學(xué)生具備

從事電氣電子工作的高素質(zhì)勞動(dòng)者和中初級(jí)專門人才所必須的電工基本知識(shí)、基

本理論和基本技能，并為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。

（2）學(xué)習(xí)本課程所需的預(yù)備知識(shí)

本課程主要應(yīng)用了物理課電學(xué)中的一些基本知識(shí)，如歐姆定律、電磁感應(yīng)定

律等。數(shù)學(xué)課中的導(dǎo)數(shù)、積分、傅里葉級(jí)數(shù)、三角函數(shù)等相關(guān)知識(shí)。

（3）各模塊教學(xué)提要、課程內(nèi)容、教學(xué)要求

第1模塊電路的基本概念和基本定律

［教學(xué)要求］深刻理解電路模型的概念、電流電壓及其參考方向的概念。熟練掌握電阻元件、

電壓源、電流源的參數(shù)與電壓、電流的關(guān)系。熟練掌握基爾霍夫定律。

［課程內(nèi)容提要］

一、電路、電路模型

1、電流流通的路徑叫電路，通常由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及控制電器組成。電路中有

持續(xù)電流的條件是:（1）電路為閉合通路（回路）；（2）要有電源（或電路兩端必須要有電壓）。

2、理想電路元件是指實(shí)際電路元件忽略次要因素，只考慮主要特性的理想化模型。由

理想電路元件構(gòu)成的電路，稱為電路模型。在電路理論研究中，都用電路模型來代替實(shí)際電

路加以分析和研究。

二、電流、電壓

1、電荷的定向移動(dòng)形成電流

在導(dǎo)體中形成電流的內(nèi)因是導(dǎo)體中存在著載流子（即負(fù)電荷和正電荷）；外因是導(dǎo)體兩

端有電壓，即導(dǎo)體中存在著電場。

規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，它與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反；電流的大小用電流

強(qiáng)度來表示，基本單位是安培（A）。

2、電路中a、b兩點(diǎn)間電壓的大小等于電場力由a點(diǎn)移動(dòng)單位正電荷到b點(diǎn)所做的功，

方向由高電位指向低電位點(diǎn)。某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓叫做該點(diǎn)的電位。電壓和電位的基本單

位是伏特（V）。

3、若電流和電壓的參考方向選得一致（即電流從電壓“十”端流入，“一”端流出）則

電流電壓是關(guān)聯(lián)方向。電流和電壓是電路中的基本物理量，其參考方向和關(guān)聯(lián)方向是個(gè)很重

要的概念。分析電路時(shí)，必須首先設(shè)定電流和電壓的參考方向，這樣計(jì)算的結(jié)果才有意義。

三、電阻、歐姆定律

1、電阻R是表示元件對(duì)電流所呈現(xiàn)阻礙作用大小的物理量（或參數(shù)）?；締挝粸闅W

姆(Q)。

2、歐姆定律確定了電阻元件上電流、電壓之間的約束關(guān)系。它是電路重要的基本定律

之一。包括一段無源電路歐姆定律、一段含源電路歐姆定律和全電路歐姆定律。

四、電功和電功率

電流在一段時(shí)間內(nèi)所做的功，叫電功即電能。W=Pt,基本單位是焦耳(J),常用單位

千瓦小時(shí)又叫度。1千瓦小時(shí)=1度=3.6x10」J

電功率是指電能量對(duì)時(shí)間的變化率，用P表示，基本單位是瓦特(W)。

五、電壓源與電流源

1、恒壓源是一個(gè)二端元件，它的端電壓固定不變，或是一定時(shí)間的函數(shù)Us(t),不隨

外電路而改變；通過它的電流大小隨外電路不同而改變。

2、恒流源也是一個(gè)二端元件，通過電流源的電流是定值，或是一定時(shí)間的函數(shù)is(t),

而與端電壓無關(guān)；電流源的端電壓隨外電路的不同而改變。

六、電路的基本定律

基爾霍夫定律是研究電路互聯(lián)的基本定律。對(duì)電路中任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻有EI=0是

電荷守恒的邏輯推論；對(duì)電路中的任一回路，在任一瞬時(shí)，沿任一回路有￡U=0,是能量守

恒的邏輯推論。對(duì)電阻電路，又可寫成EIR=EUs

七、電位分析法

1、電位的判斷：

電位升：(1)在電阻上：逆著電流方向?yàn)殡娢簧?2)在電源上：沿電源負(fù)極至正極為

電位升。

電位降則相反。

2、電位分析方法步驟

(1)選參考點(diǎn)，一般選大地、機(jī)殼為參考點(diǎn)；

(2)求閉合回路電流；

(3)標(biāo)出各元件上電壓的參考方向；

(4)從待求點(diǎn)到參考點(diǎn)，求各段電壓的代數(shù)和。

3、注意事項(xiàng)：

(1)沒有電流通過電阻時(shí)，其兩端同電位；

(2)導(dǎo)線上雖有電流，但電阻為零的導(dǎo)線上各點(diǎn)電位相同；

(3)電路中雖無電流，但有電源，兩端電位不等，正極電位高，負(fù)極電位低。

第2模塊直流電阻電路的分析

［教學(xué)要求］理解等效變換概念，了解實(shí)際電源兩種電路模型的特性及其等效變換。熟練

掌握電阻串、并、混聯(lián)連接方式，等效電阻、電壓、電流、功率的計(jì)算。掌握分壓電路分流

電路的應(yīng)用，電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算。掌握戴維南定理，會(huì)應(yīng)用該定理求解2個(gè)網(wǎng)孔的有源

二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路；掌握彌爾曼定理，會(huì)求解具有兩節(jié)點(diǎn)的電路；理解疊加定理，

會(huì)分析兩個(gè)直流電源的電路。

［課程內(nèi)容提要］

本模塊內(nèi)容始終貫穿著“等效”這條主線，這是電路理論中一個(gè)很重要的概念。所謂兩

個(gè)結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)完全不同的電路“等效”，是指它們對(duì)外電路作用效果完全相同，即它們

對(duì)外端鈕上的電壓、電流的關(guān)系完全相同。因此將電路中的某一部分用另一種電路結(jié)構(gòu)和元

件參數(shù)代替后，不會(huì)影響原電路中留下來未作變換的任何一條支路中的電壓和電流。據(jù)此便

可推出各種電路的等效變換關(guān)系，從而極大地方便了電路的分析與計(jì)算。

本模塊介紹了復(fù)雜電路的分析計(jì)算方法，它包括線性網(wǎng)絡(luò)定理的應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)等效變換的

一些規(guī)律。

一、等效變換

1、端口電壓電流關(guān)系相同的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)叫做等效網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行等效網(wǎng)絡(luò)變換時(shí)，必須保

持外部電流、電壓不變。

2、無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換：

(1)電阻的串聯(lián)及其分壓

R=R］+7?2+R3+..........+R11t

U/U衛(wèi)「..RX:R2:R3:.......

RR

兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)：u.=—,u=一

R、+7?22R、+7?2

(2)電阻的并聯(lián)及其分流

G=6+62+63+……

：

A：12：13=—-=GG

K

%2火3

兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)：

R

lx=-I,=—^—I

&+R,~+R

(3)電阻混聯(lián)電路

運(yùn)用串、并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行化簡計(jì)算.

⑷Y-△電阻電路的等效變換

當(dāng)Yf△時(shí)，即已知R］、R］、叫求凡2、氏23和夫31

Y形每相鄰兩電阻乘積之和

Y形對(duì)角電阻

當(dāng)^一Y,即已知用，、與3、叫1求瑞、&、&

對(duì)應(yīng)點(diǎn)△形相鄰兩電阻之積

△形三邊電阻之和

3、有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路

就是戴維南定理的等效電路。任何一個(gè)線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電壓源

來代替。這個(gè)等效電壓源的電壓等于原來網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。改,其等效內(nèi)阻用等于原來網(wǎng)

絡(luò)中所有電壓源短路，電流源開路（保留其內(nèi)阻）時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)的入端電阻。用戴維南定理求電

路中某一支路的電流、電壓或功率比較方便。求解有源二端網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載獲得最大功率的問題

時(shí)，較好的方法是用戴維南定理。

4、電壓源與電流源的等效互換

（已在第一模塊介紹，這里不再敘述）

二、節(jié)點(diǎn)電壓法

三個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路節(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式為：

G“Uio+G12U20=1sii

G21U10+20=1S22

當(dāng)一個(gè)電路只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的節(jié)點(diǎn)電壓法稱為彌爾曼定理，一般形式為

列方程時(shí)，自電導(dǎo)總是正的，互電導(dǎo)總是負(fù)的。節(jié)點(diǎn)電流源的電流，流入節(jié)點(diǎn)的取正，

流出節(jié)點(diǎn)的取負(fù)。

解出各節(jié)點(diǎn)電壓，然后求各支路的電流及其它物理量。

三、疊加定理

疊加定理是線性電路普遍適用的重要原理。它的內(nèi)容是：在線性電路中，各支路的電流

（或電壓）等于各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。

在應(yīng)用疊加定理計(jì)算某個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，其它獨(dú)立源不作用。電壓源不作用相當(dāng)于將

它短接，電流源不作用相當(dāng)于將它開路。

第3模塊電路的動(dòng)態(tài)元件

［教學(xué)要求］理解電容元件定義、電容元件上電壓與電流的關(guān)系、電容器中電場能量。理解電

感元件的定義、電感元件上電壓與電流關(guān)系、線圈中的磁場能量、電磁感應(yīng)定律。

［課程內(nèi)容提要］

、電容元件與電感元件是具有對(duì)偶性質(zhì)的二端元件

元件電容元件電感元件

q=C”,C=—

特性關(guān)系U

h

記⑴=。絲也uJt）=L也生

電流與電壓。dtLdt

的關(guān)系電流與電壓的變化率成正比，在直流電壓與電流的變化率成正比，在直流

穩(wěn)定條件下C相當(dāng)于開路（隔直流）。穩(wěn)定條件下L相當(dāng)于短路（通直流）。

電容充電時(shí)/增加，儲(chǔ)存電能。放電當(dāng)稔增加，儲(chǔ)存磁能，當(dāng)稔減少釋放

儲(chǔ)能元件

磁能。儲(chǔ)存磁能和釋放磁能都必有一

時(shí)/下降，釋放電能。儲(chǔ)存電能和釋

個(gè)時(shí)間過程，能量不能躍變，產(chǎn)生磁

放電能都必須有一個(gè)時(shí)間過程，能量能的電感電流不能躍變。

不能躍變，電容電壓不能躍變。

瞬時(shí)功率Pc=3cPL=uLh

、電容器的串、并聯(lián)

類別并聯(lián)串聯(lián)

11111

c=G+G+G+…+G一=---1----1----1--1---

總?cè)萘靠側(cè)萘康扔诟麟娙萑萘恐蚦GGGG

總?cè)萘康牡箶?shù)等于各電容容量倒數(shù)之

和

It=Uy=It?=***〃

總電壓=%+%----

各電容器上的電壓相同總電壓等于各電容器上的電壓之和

各電容器的電量與電容量的大小成反各電容器上儲(chǔ)存的電量相等。

比：ql=GU,%=…q=q、=q?=%…

總電量總電量等于各電容器上儲(chǔ)存的電量之

和

4=d+%+%+…+%

總耐壓值等于各電容器耐總耐壓值等于各電容器中允許儲(chǔ)存電

總耐壓

壓值中的最小者。量的最小值除以總電容。

三、當(dāng)與回路（線圈）交鏈的磁通發(fā)生變化時(shí)，回路（線圈）中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方

向由電磁感應(yīng)定律確定。電磁感應(yīng)定律是普遍適用的規(guī)律，應(yīng)用于自感歸于下表：

應(yīng)

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一般規(guī)律楞次定律電路運(yùn)用形式

條用

件范

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向電路參考方向規(guī)定定律的數(shù)學(xué)形式

圍

與法拉第定律楞次定律：由感應(yīng)（添圖:圖在68頁相d①

—>0-e感的實(shí)

線普”“d①電動(dòng)勢(shì)激勵(lì)電流所應(yīng)位置）at

圈遍e=----=N-----產(chǎn)生的磁通，總是際方向與規(guī)定方向

dtdt

交適反抗原磁通的變d①

相反；—<0,

鏈用化。dt

的規(guī)

e感的實(shí)際方向與

磁律

通規(guī)定方向相同。

發(fā)

當(dāng)磁通增大時(shí)，強(qiáng)>0,相的實(shí)

應(yīng)rdiQ

生CT—L---（添圖:圖在68頁相dt

用Ldt

變的實(shí)際方向與參考應(yīng)位置）際方向與規(guī)定方向

于

化方向相反；當(dāng)磁通

自相反;——<0e

dtL

感減小時(shí)，弱的實(shí)際

的實(shí)際方向與規(guī)定

現(xiàn)

方向與參考方向相方向相同。

象

同。

第4模塊正弦交流電路的分析與計(jì)算

［教學(xué)要求］熟練掌握正弦量的有效值、頻率、相位、相位差的概念，掌握正弦量的相量表示

法，電阻、電感、電容元件上電壓與電流關(guān)系及RLC串聯(lián)電路的分析，復(fù)阻抗、電壓三角

形、阻抗三角形的概念，理解有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)并會(huì)計(jì)算。了解正

弦量的表示法——相量法及RLC串聯(lián)電路的相量模型及相量圖，相量形式的KCL、KVL,

了解三相電路的基本知識(shí)。

［課程內(nèi)容提要］

一、正弦量

1、正弦量的三要素

振幅值:瞬時(shí)值中的最大值Im、Um、Em。

角頻率:正弦量每秒鐘經(jīng)歷的電角度，o=^=2/（md/s）。

初相:計(jì)時(shí)起點(diǎn)t=0時(shí)的電角度，a=w,|必《兀

2正弦量的三種表示法

三角函數(shù)法（解析式）即；Imsin（女+⑼

正弦曲線表示法（波形圖）。

相量表示法，I="（Pi、U=UN（p“、E=EN（Pe。

3同頻正弦量的相位關(guān)系

一個(gè)正弦量比另一個(gè)正弦量早到達(dá)零值或振幅值時(shí)，稱前者超前后者，或后者滯后

前者?？捎孟辔徊钆袛?，02〉0,則1超前于2。反之，2超前于1。有同相、正交、反相

等特例。

4正弦量的有效值和平均值

有效值I=0.7071m,U=0.707Um,E=0.707Emo

平均值Lv=0.637Im,Uav=0.637Um,Eav=0.637Em。

二、復(fù)數(shù)

1復(fù)數(shù)的四種表示形式

代數(shù)表示形式A=a+jb

三角函數(shù)表示形式A=rcos0+jrsin0

指數(shù)表示形式\=reje

極坐標(biāo)表示形式A=rZ0

2復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算

若A=ai+jbi=nZOi

B=a2+jb2=nZ02

復(fù)數(shù)的加減法A±B=(ai±a2)+j(bi土b2)

復(fù)數(shù)的乘除法AB=ri12ZOi+02

9=。-%

Br2

3旅轉(zhuǎn)因子

eid=1/6

7T

當(dāng)。=2時(shí)eJjO=、1Z/冗一=].

22

當(dāng)6="時(shí)eje=INTT=—1

377

當(dāng)。=上時(shí)eje=1Z/——3"=—i.

22

當(dāng)0=2n時(shí)eje=1/2%=1

三、正弦交流電路中參數(shù)元件的規(guī)律

1電阻、電感、電容元件上的電壓與電流關(guān)系分別為:

UR=RIR、UL=jXLII、Uc=-jXcIe

2相量形式的基爾霍夫定律

KCL?=0

KVL三。=。

四、相量法分析正弦交流電路

1串聯(lián)電路

復(fù)阻抗Z=R+jX=R+j(XL-Xc)

阻抗的模Z=JR'+X2

x

阻抗角(p=arctan一

電壓與電流的關(guān)系U=ZI

有功功率P=UIcos(p=I2R

無功功率Q=UIsin(p=PX

視在功率S=UI

2并聯(lián)電路

舟41111

阻抗法其中一=-------1---------!-???-!-------

ZZ]

-IZ2Zn

導(dǎo)納法I=YU其中y=X+X+…+匕

「R

總電導(dǎo)G=￡GK(G=-p)

K=1

總電導(dǎo)B=￡BK(一

K=1

2

復(fù)導(dǎo)納Y^\Y\Z(p'|y|=A/G2+B9'=arctan—

G

3相量法分析一般正弦交流電路

(1)節(jié)點(diǎn)電壓法

^(兩個(gè)節(jié)點(diǎn))

(2)戴維南定理

Uabo

開路電壓。岫，輸入阻抗Z,,所求支路電流/R

Z,+7?

4負(fù)載獲得最大功率的條件

(1)R與X均可調(diào)R=&X=-X/或2=Z；

u2

p=4

mm4R

(2)國可調(diào)而cp不可調(diào)|Z|=|Z;|,

p=dcos。

mm4|zjl+cos@.—0)]

五、三相電路

1對(duì)稱三相電源

UA=UZQ°,UB=C7Z—120。，Uc=UZ12Q0

(1)丫接法

UAB=43UAZ30°

UBC=43UBZ30°

UCA=43UCZ30°

Il=Ip

(2)△接法

IA=43IBAZ-30°,

L=V3/CBZ-30°

/C=V3/ACZ-30°

UI=UP

2三相負(fù)載

(1)丫接法

；UA}U\UC

LA-LB-Blc=

IA+IB+IC=IN

(2)△接法

???

；UAB；UBC*UCA

/AB-1BC—/CA-

777

AB乙BC乙C4

3三相電路的功率

(1)有功功率

P=PA+PB+PC=UAIAcos(pA+UBIBCOS(PB+Uclccos(pc

(2)對(duì)稱三相電路

P=3UpIpcos(p=Cujicos(p

Q=3Upipsin0=6UJLSM夕

s=93

第5模塊非正弦周期性電路

［教學(xué)要求］了解常見的非正弦周期波，理解非正弦周期波的分解、諧波的概念.重點(diǎn)理解頻譜

圖的概念及畫法，了解非正弦周期波的有效值和平均值的概念及計(jì)算。

［課程內(nèi)容提要］

一、非正弦周期波的概念

1、非正弦周期波的產(chǎn)生

(1)非正弦電壓源和非正弦電流源

(2)電路中有非線性元件

2、非正弦周期波的表示方法

(1)傅里葉級(jí)數(shù)表示法

00

/(t)=Ao+^mksin(k3t+巾k)

k=\

(2)頻譜表示法

振幅頻譜圖一一譜線的長度代表各諧波振幅，譜線所在頻率軸上的位置代表該正弦波

的角頻率。

(3)周期性信號(hào)的頻譜具有離散性、諧波性、收斂性。

3、非正弦周期波的有效值/=+/；+/；+.一/；+—

二、非正弦周期性電流電路的分析

1、諧波分析法

(1)把已知非正弦量分解為直流分量和各次諧波分量。

(2)計(jì)算動(dòng)態(tài)元件對(duì)各分量的感抗和容抗。對(duì)于直流分量電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)

于短路。對(duì)于K次諧波有：

Xix=ka)L,X=-——

CKka)C

(3)分別計(jì)算各分量單獨(dú)作用于電路時(shí)的電壓或電流。對(duì)于正弦激勵(lì)的響應(yīng)用相量法

計(jì)算。

(4)應(yīng)用疊加定理計(jì)算各支路上的總電流或總電壓，注意必須用解析式相加。

2、功率

(1)平均功率

或尸=4+6+5+…+&+…

(2)視在功率

S=UI=+［/；+...+《+...X+/；+/；+.?.+/；+???

(3)功率因數(shù)

P

入=cos(p=-

非正弦周期性電路的功率因數(shù)是等值正弦波的功率因數(shù)。

第6模塊互感和理想變壓器

［教學(xué)要求］重點(diǎn)理解互感、同名端、耦合系數(shù)的概念，掌握互感線圈的順向串聯(lián)與反向串聯(lián)

的連接方式及等效電感，掌握互感消去法，并會(huì)分析互感線圈的兩種并聯(lián)形式。

［課程內(nèi)容提要］

一、互感

兩個(gè)相鄰線圈中，由于一個(gè)線圈的電流變化而在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓的現(xiàn)象稱為

互感現(xiàn)象。線圈中電流變化時(shí)產(chǎn)生磁通的能力用互感系數(shù)來表征，即

hh

兩個(gè)線圈的磁通相互交鏈的關(guān)系稱為磁耦合,表征兩個(gè)線圈磁耦合緊密程度的物理量為

耦合系數(shù)，即

74L?

、同名端與互感電壓

1、同名端的定義

2、同名端的特性判斷

3、根據(jù)寫出互感電壓表達(dá)式

(1)當(dāng)/i和八由同名端流入、電流與互感電壓的參考方向?qū)ν艘恢聲r(shí)，則有

dl1-fr-,..di,

=M—和I/]?=M——

dtdt

(2)/1和八由異名端流入、電流與互感電壓的參考方向?qū)ν艘恢聲r(shí)，則有

和u=

dtn'dt

4、對(duì)于正弦量

Un—j3MI2

??

U21=jcoMh

要深入理解同名端的概念，并熟練應(yīng)用。

三、互感線圈的聯(lián)接

互感線圈的聯(lián)接包括

順向串聯(lián)：L^L.+L^+IM

反向串聯(lián)：LR=L\+L「2M

互感消去法是一個(gè)用無互感電路代替有互感電路的分析方法，主要作用是分析某些問題

時(shí)更方便。

四、空芯變壓器

1空芯變壓器的概念

2空芯變壓器的等效電路

反射阻抗的分析方法：把次級(jí)回路對(duì)初級(jí)回路的影響考慮在反射阻抗Zif中，把初級(jí)回

路對(duì)次級(jí)回路的影響考慮在反射阻抗Z2f中，這樣用等效電路的方法來分析問題，比較直觀

簡單。

五、理想變壓器

1、理想變壓器全部磁通都封閉在鐵芯中，初、次級(jí)沒有任何損耗，是一個(gè)理想化的電

路元件。

2、理想變壓器存在下列關(guān)系

2k

/2Mn

Zab=

理想變壓器具有三個(gè)重要特性：變壓、變流、變阻抗。上述表達(dá)式在今后的實(shí)際應(yīng)用中

有很廣泛的指導(dǎo)意義，應(yīng)重點(diǎn)掌握。

第7模塊諧振電路

［教學(xué)要求］重點(diǎn)是掌握諧振電路的選頻特性，即諧振電路具有選擇頻率的能力.了解

串聯(lián)諧振的諧振曲線、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)、通頻帶，理解串聯(lián)諧振電路特點(diǎn)，掌握諧振條

件、諧振頻率計(jì)算；了解并聯(lián)諧振電路特點(diǎn)、諧振條件、諧振頻率計(jì)算、并聯(lián)諧振的諧振曲

線、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)、通頻帶。

［課程內(nèi)容提要］

本模塊討論了三種諧振電路（串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)振電路和耦合諧振電路）的選頻特性。

介紹了電路形式，找到了元件參數(shù)和回路參數(shù)的關(guān)系，闡述了諧振現(xiàn)象及其特點(diǎn)，描述了頻

率特性曲線，分析了各個(gè)選頻特性指標(biāo)。

在串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路的分析中，有很多相同的結(jié)論:例如二者的諧振頻率表達(dá)式相同；

品質(zhì)因數(shù)、通頻帶、矩形系數(shù)和選擇性都具有相同的意義和表達(dá)式。

也有很多相對(duì)應(yīng)的關(guān)系：例如二者幅頻特性表達(dá)式，只是縱坐標(biāo)有區(qū)別，串聯(lián)諧振電路

縱坐標(biāo)為工■,并聯(lián)諧振電路縱坐標(biāo)為"，函數(shù)式相同，對(duì)應(yīng)的幅頻曲線形狀相同。

幅頻特性曲線描述了諧振電路的一般頻率響應(yīng)規(guī)律,諧振現(xiàn)象只是回路一個(gè)特殊的工作

狀態(tài)，但它有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路諧振時(shí)具有不同的特點(diǎn)。串聯(lián)諧振時(shí)，阻抗最小；元件上電壓是電

源電壓的。倍，p=?0L=-o并聯(lián)諧振時(shí)，阻抗最大，支路電流是總電流的。倍等

a）0C

等，這些特點(diǎn)在實(shí)際中都得到廣泛的應(yīng)用。研究諧振電路頻率特性最終落實(shí)到四個(gè)具體指標(biāo)

上，即

諧振頻率人、通頻帶、選擇性、和矩形系數(shù)。

復(fù)雜并聯(lián)諧振電路分為雙電感和雙電容諧振電路，通過部分接入可以減小Rg和RL對(duì)回

路的影響，另外可調(diào)節(jié)接入系數(shù)的大小，達(dá)到回路與信號(hào)源及負(fù)載的阻抗匹配。分析復(fù)雜并

聯(lián)諧振電路總是將部分接入電路折合到回路兩端去，把部分接入的分析轉(zhuǎn)化為簡單并聯(lián)諧振

電路的分析，使問題的分析得到簡化。

耦合諧振電路的種類很多，信號(hào)的傳輸靠耦合元件來完成。耦合電路的頻率特性與耦合

系數(shù)有關(guān)，通常分三種情況：

強(qiáng)耦合：%)1,曲線為雙峰；

弱耦合：%<1，曲線為單峰；

臨界耦合：%=1,曲線為單峰；它對(duì)應(yīng)的曲線頂部較平坦，而且寬，

兩邊較陡峭，具有較好的選頻特性，因此實(shí)際應(yīng)用非常廣。

三種諧振電路的特性列表總結(jié)如下：

(見教材174頁一175頁表格)

第8模塊線性動(dòng)態(tài)電路的分析

［教學(xué)要求］熟練掌握換路定律及一階電路的分析計(jì)算方法一一三要素法，深刻理解時(shí)間常

數(shù)的意義，定性分析RC串聯(lián)電路及RL串聯(lián)電路的瞬態(tài)過程。

［課程內(nèi)容提要］

本模塊分析了線性動(dòng)態(tài)電路由一種穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的動(dòng)態(tài)過程。

一、過渡過程

在直流激勵(lì)下，一階電路的過渡過程是：電路中的電流和電壓由初始值向新的穩(wěn)態(tài)值過

渡，且按指數(shù)規(guī)律增長或衰減，趨向新的穩(wěn)態(tài)值。電路過渡過程的速率與時(shí)間常數(shù)t緊密相

關(guān)。

二、換路定律

引起過渡過程的電路變化稱為換路。由于電路含有儲(chǔ)能元件電感和電容，其能量不能躍

變，所以電感電流)和電容電壓不能躍變，即

Mf(OJ=Mc(OJ樞0+)=樞0_)

用換路定律可求出一階電路的初始值/(0+)?

三、一階電路的三要素法

1、一階電路

僅含一個(gè)儲(chǔ)能元件的電路，在直流激勵(lì)下，其電路性質(zhì)用一階微分方程描述，在任何瞬

間，電流電壓的瞬時(shí)值受基爾霍夫定律制約。

2、一階電路的全響應(yīng)

全響應(yīng)=零狀態(tài)響應(yīng)+零輸入響應(yīng)

全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量

一階電路在直流激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)都可視為全響應(yīng)的特例。

3、一階電路的三要素法

設(shè)/(0+)表示電壓或電流的初始值，

/(co)表示電壓或電流的穩(wěn)態(tài)值，

T表示電路的時(shí)間常數(shù)，

/(t)表示電路中待求的電壓或電流。

用三要素法求一階電路全響應(yīng)的通式為

/(t)=/(co)+［/(0+)-f(CO)

第9模塊雙端口網(wǎng)絡(luò)與濾波器

［教學(xué)要求］

了解雙端口網(wǎng)絡(luò)的概念及互易定理，阻抗方程與Z參數(shù)，理解網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)與傳輸

常數(shù).重點(diǎn)掌握濾波器的基本概念及濾波器原理與應(yīng)用。

［課程內(nèi)容提要］

一、雙端口網(wǎng)絡(luò)的概念。

1線性網(wǎng)絡(luò)和非線性網(wǎng)絡(luò)。

2有源網(wǎng)絡(luò)和無源網(wǎng)絡(luò)。

3對(duì)稱和不對(duì)稱的雙端口網(wǎng)絡(luò)。

4平衡和不平衡的雙端口網(wǎng)絡(luò)。

二、雙端口網(wǎng)絡(luò)的基本方程及參數(shù)

雙端口網(wǎng)絡(luò)部分重要的內(nèi)容是找出端口變量的相互關(guān)系，共有六組方程。本模塊主要講

述前兩組，即

1、Z參數(shù)Z］1、Z22、Z12和Z21

Ui=Zi+Z1212

(1)參數(shù)方程:

U2=Z211\+Z22/2

(2)參數(shù)的物理意義：開路阻抗參數(shù)

Z-4702702

?'乙12-二-?，Z[\=-?，Z22=一*

12=071=0；2=0/1=0

/1，2/1，2

2、丫參數(shù)?、兀、"叱2

ii=Yl,Ui+Y?U2

(1)參數(shù)方程：1112

h=Y2lUi+Y22U2

(2)參數(shù)的物理意義：短路導(dǎo)納參數(shù)

hI2II

匕=3J。

。2=0L/i=0Ui=o

U1U2U2

其余方程及參數(shù)之間的關(guān)系在表9-1中列出。

三、網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)

激勵(lì)響應(yīng)傳輸函數(shù)

-u

電壓電壓電壓傳輸系數(shù)2

匕

?/

電流電流電流傳輸系數(shù)K,=三2

九

電流電壓轉(zhuǎn)移阻抗Z7=上二

h

1

電壓電流轉(zhuǎn)移導(dǎo)納r=工2

Ux

四、雙端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸常數(shù)

/=-ln^^-=/3+ja

2

UiI2

^=-InW（Np）

2u2L2

a=：（（p“+（pj（rad）

若網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱，則有

/=ln-^=ln—

U2II

P=ln4=ln4（即）

U212

a=（p“=（Pi（rad）

五、濾波器的基本概念

1、濾波器的種類及其通帶和阻帶

低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器

通帶：。?fc通帶：fc?8通帶：J?二2通帶：0?J和%?8

阻帶：fc?00阻帶：0?fc阻帶：0?f,l和%?8阻帶：Of

2、對(duì)濾波器的基本要求

⑴為了達(dá)到阻抗匹配：

輸入端的特性阻抗等于電源內(nèi)阻；輸出端的特性阻抗等于負(fù)載電阻。

(2)為了使信號(hào)的各個(gè)頻率成分在通帶內(nèi)都能順利地通過，特性阻抗一定是純電阻。

(3)理想狀態(tài)下，在通帶內(nèi)的衰減常數(shù)等于零；在阻帶內(nèi)的衰減常數(shù)為無窮大。

六、K式濾波器

1、基本結(jié)構(gòu)：可分為「型濾波器、對(duì)稱T型濾波器、對(duì)稱n型濾波器。

2、以低通濾波器為例定性說明濾波器的濾波特性。

3、K式濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，在遠(yuǎn)離截止頻率的地方，有較好的衰減特性。主

要缺點(diǎn)是在截止頻率附近衰減特性不陡峭，不能明顯地把通帶與阻帶分開。

七、其它