电子电路基础--理论课8
(2021年整理)电子电路基础教材习题解天津大学出版社
a I 10W
2W
6I
4W
2W
b 题图1.9
解: 将图中实际受控电流源等效变换成实际受控电 压源 (见下图)。
+
a I 10W
12I 2W
4W
2W
b
将上图中两个 2W 串联后形成的实际受控电压源
等效变换成实际受控流电源 (见下图)。
R 4W
+
10A
8V
-
则有
1W R 4W
5V
+
+
8V -
5 + 8 1A 1+ R + 4
解得
R= 8W
1.15 对题图 1.15 的直流电路，试求电压 U 和电 流 I 以及各电源供出的功率。
U 10W + -
I 6A 5W +
2A
+
30V
25V
-
-
题图1.15
解： 根据 KCL 和 KVL 得
用电阻并联关系有下图。 A
2A 7.2W 16.8W
0.75A
将两个实际电流源等效变换成两个实际电压源（见 下图）。
7.2W
+ 14.4V
-
A 16.8W
+
12.6V -
最后得电流表读数为
○A 14.4 -12.6 0.075 A
7.2 + 16.8
1—6
第一章 电路元件和电路基本定律
5A 2W 2W
节点 4、5、6 等电位，则有下图所标注的支路电流。
I
I1 6 R
4
R3
电子电路设计课程大纲
电子电路设计课程大纲一、课程简介电子电路设计课程旨在培养学生对电子电路原理和设计方法的理解与应用能力，通过理论学习与实践操作的相结合，使学生具备设计和分析各种类型电子电路的能力。
二、课程目标1. 掌握电子电路基本理论知识，包括电子元器件、电路分析方法和电路定理等；2. 熟悉常见的模拟电路和数字电路，了解它们的基本原理与设计思路；3. 学习电子电路的仿真软件使用，能够对电路进行仿真分析和优化设计；4. 培养学生解决电子电路设计实际问题的能力，提高创新思维和实践操作能力。
三、课程安排1. 模块一：电子元器件基础- 单元1：电子元器件概述- 单元2：电阻、电容和电感- 单元3：二极管与三极管2. 模块二：模拟电路设计- 单元1：放大器设计与分析- 单元2：滤波器设计与分析- 单元3：振荡器设计与分析3. 模块三：数字电路设计- 单元1：数字逻辑门电路设计- 单元2：组合逻辑电路设计- 单元3：时序逻辑电路设计4. 模块四：电路仿真与优化- 单元1：电路仿真软件介绍与使用- 单元2：电路性能分析与优化5. 模块五：实验设计与实践操作- 单元1：实验器材与实验技巧介绍- 单元2：模拟电路实验设计与操作- 单元3：数字电路实验设计与操作四、课程评价方式1. 平时成绩：包括课堂参与、作业完成情况和实验操作等；2. 期中考试：考察学生对电子电路理论知识的掌握程度；3. 期末考试：综合考察学生对电子电路设计的综合应用能力；4. 实验报告：要求学生对实验过程、结果及分析进行书面报告；5. 课程项目：组织学生进行电子电路设计项目，评价实际设计能力。
五、参考教材1. 《电子电路设计基础》2. 《电子电路设计与模拟仿真》3. 《数字电子技术与逻辑设计》六、教学团队本课程由电子工程学院的具有丰富教学和实践经验的教师主讲，辅以行业专家的讲座和实验指导。
七、备注本课程要求学生有一定的数学和物理基础，熟悉电路基本理论知识，并具备计算机操作和编程能力。
电子电路技术基础教学设计
电子电路技术基础教学设计引言电子电路技术作为电子工程的重要基础，是培养学生电子技术能力的关键课程之一。
本文旨在设计一种能够提高学生学习兴趣，加深理论与实践结合的电子电路技术基础教学模式，并提供一套详细的教学设计方案。
一、教学目标1. 了解电子电路技术的基本概念和基本原理；2. 掌握基础电路的组成和运行原理；3. 掌握常见电子元器件的特性和使用方法；4. 能够分析和设计简单的电子电路；5. 培养学生的动手实践能力和团队合作意识。
二、教学内容1. 电子电路技术基本概念和基本原理；2. 电子元器件的分类和特性；3. 基础电路的组成和运行原理；4. 逻辑电路和数字电路设计；5. 模拟电路设计；6. 实验室实践和项目设计。
三、教学方法1. 理论讲授与案例分析相结合：在理论教学中，通过案例分析引导学生将所学知识应用到实际问题中，增强学生对知识的理解和应用能力。
2. 实验室实践：通过实验操作，让学生亲自动手完成电路的搭建和测量，提高学生动手实践能力和解决实际问题的能力。
3. 小组讨论和合作学习：鼓励学生在小组内进行讨论、合作学习，通过交流和合作，提高学生的团队合作意识和解决问题的能力。
4. 课堂互动与问题解答：在课堂上加强与学生的互动，鼓励学生提问，及时解答学生疑惑，提高学生学习的积极性。
四、教学步骤1. 引入与激发学生学习兴趣：通过引入生活中的电子电路问题，让学生体会到电子电路技术的重要性和实际应用。
2. 理论讲授与案例分析：系统介绍电子电路技术的基本概念和基本原理，并结合实际案例进行讲解和分析，引导学生将理论知识应用到实际问题中。
3. 实验室实践与讨论：安排实验室实践环节，由学生亲自动手完成电路搭建和测量，学生之间进行讨论和交流，通过实践加深对电子电路技术的理解和掌握。
4. 小组合作设计项目：分组进行电子电路设计项目，学生在小组内合作解决实际问题，培养学生团队合作和问题解决能力。
5. 实验报告和总结：学生完成实验报告，总结实验结果和心得体会，老师进行指导和评价。
大学课程数电模电全称
大学课程数电模电全称数电模电（电子电路基础）是大学中一个重要的电子工程学科，全称为《数字电路与模拟电路基础》。
本文将介绍数电模电课程的基本内容和学习重点。
1. 数电模电概述数电模电是电子工程专业课程中的基础课程，它主要介绍数字电路和模拟电路的基本理论、设计和分析方法。
在电子工程领域中，数电模电是其他高级课程的基础，它为学生打下扎实的电路基础，为后续学习提供必要的知识背景。
2. 数电模电主要内容2.1 数字电路•布尔代数和逻辑运算：数电模电课程的第一部分介绍了布尔代数和逻辑运算，包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等基本逻辑电路。
•组合逻辑电路：介绍了与、或、非等基本逻辑门的逻辑功能和应用，同时也介绍了多路选择器、译码器、编码器等组合逻辑电路的设计和分析方法。
•时序逻辑电路：在这一部分，学生将学习到触发器、寄存器和计数器等时序逻辑电路的原理和应用。
•存储器：介绍了RAM、ROM等存储器的结构、工作原理和应用。
2.2 模拟电路•基本电路元件：介绍了电阻、电容和电感等基本电路元件的特性和应用。
•放大电路：学生将学习到放大电路的基本原理和特性，包括共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
•运放电路：介绍了运放电路的工作原理和使用方法，包括比较器、积分器和微分器等。
•控制系统基础：介绍了反馈原理和控制系统的基本概念，为后续学习提供了基础。
3. 数电模电学习方法•理论学习：理解课本上的基本概念、原理和应用是数电模电课程学习的第一步。
学生应该注重理解各种电路元件的特性和应用，同时熟悉各种电路的分析和设计方法。
•实践操作：数电模电课程中的实验操作是非常重要的。
学生应该积极参与实验室实践，亲自动手设计和搭建各种电路，通过实际操作加深对电路原理的理解。
•概念总结：及时总结所学知识点，理清关键知识和难点，可以通过制作思维导图、总结表格等方式来梳理知识框架，便于日后复习和记忆。
4. 数电模电的应用领域数电模电课程学习不仅仅是为了掌握理论知识，更重要的是应用于实际工程中。
电路理论
由电磁感应律：u d L
dt
线性电感电压： u L di dt
线性电感电流： i
1 L
udt
或定积分形式：
i 1
tud 1
t0 ud 1
t
ud
L
L
L t0
i(t0)
1 L
t
ud
t0
17
线性电感电压： u L di dt
电感功率： p ui Lidi dt
受控电源反映电路中某处电压（或电流）控制另一处电压（或 电流）的现象。也是表示一处电路变量与另一处电路变量之间 的耦合关系。
22
例：1-3
求图示电路中的电流 i，已知u2=0.5u1， iS=2A，
i
iS
+
5 u1
-
+ u2 2 -
解 i ： u 20 .5 u 10 .5 1 02 .5A 22 2
u(t)
C
u()d(u)1C2u(t)1C2u( )
u( )
2
2
若在 t = -时电容未储能，则：
WC
1Cu2(t) 2
从 t1 到 t2 ，电容元件的电场能：
W C C u u ( ( t 1 t2 ) )u d 1 2 C 2 u ( t2 ) u 1 2 C 2 ( t 1 ) u W C ( t2 ) W C ( t 1 )
10
1-4 电路元件
电路元件是电路中的最基本的组成单元 分为：二端、三端、四端、多端元件；有源元件、无源元件
线性元件、非线性元件； 时不变元件、时变元件等
常用的理想元件符号
理想电压源 理想电流源 电阻
电路与电子学基础内容
电路分析导论
仔细理解下面的例题
• 图示电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U为 5V，求电流I。 U I
解
P －20 I= = 5 = －4A U
+
元件
• 图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U 为10V，求电功率P。并说明元件性质。 U I +
解 P = UI = 10×(-100) = 1000W
返节目录
电路分析导论
利用电路模型研究问题的特点
1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种 真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数
电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都 集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流 出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象 可以用数学方式来精确地分析和计算。
返节目录
电路分析导论
1.1 电路及其模型
1.1.1 电路的作用、组成与模型
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
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电路分析导论
电路的组成
• 电路的组成
电源
火线 零 线
..
连接导线和其余 设备为中间环节 负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
返节目录
电路分析导论
电路的功能
电路与电子学基础
返章目录
电路分析导论
欢迎学习电路与电子学基础
电路与电子学基础是通信、信息工程、计算机、自动 控制等专业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可 使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路 实验的基本技能，为后续专业课程打下必要的基础。
电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学 生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能 养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重 要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。
电路理论基础总复习
四 主要内容的学习要点－－ 回路电流方程
设法将电流源的 按“自阻”、“互阻”、“回路源电压”等规 源电流、待求电 则，列KVL方程。 互阻有正负 流、电流控制的 受控源按独立源处理，但最后需要补充方程。 受控源的控制电 对电流源支路，其端电压是未知的，适当选取 流选为回路电流 回路，使电流源只包含在一个回路中，若无需
ruriigulllulixirusrisisgususzsi直流电路交流电路动态电路第2章线性直流电路第3章电路定理第4章非线性直流电路第6章正弦交流电路第7章三相电路第8章非正弦周期电流电路第9章频率特性和谐振现象第10章线性动态电路暂态过程的时域分析第11章线性动态电路暂态过程的复频域分析第13章网络的图网络矩阵与网络方程第14章二端口网络介绍电路的简化分析方法各种电路定理图论稳态分析暂态分析现代电路理论电源
电流确定，电压和功率由外电路决定 受控源：VCVS，VCCS，CCVS，CCCS
VCR 变 化 多 样
一 电路的基本规律－－
KCL : I 0 KVL : U 0
VCR R : U RI I GU
在直流电路中的表述
在上述方程 基础之上， 建立了电路 的各种分析 法方程，基 本定理，等 效变换
L : U L (s) sLI L (s) LiL (0 )
uC (0 ) 1 C : U C ( s) I C ( s) sC s
电源：U S ( s )
IS ( s)
二 电路课程的主要内容
直流电路
介绍电路 的简化、 分析方法、 各种电路 定理
稳态 分析
交流电路
第2章 线性直流电路 第3章 电路定理 第4章 非线性直流电路 第6章 正弦交流电路 第7章 三相电路 第8章 非正弦周期电流电路 第9章 频率特性和谐振现象 第14章 二端口网络
大专大一电工基础课本知识点
大专大一电工基础课本知识点电工基础课程是大专电子与电气类专业中的一门重要课程，它为学生打下了电工基础理论的基石，掌握了这些基本知识，学生才能更好地理解和应用电子电路、电动机、电力系统等相关内容。
本文将介绍大专大一电工基础课本中的一些重要知识点。
一、电路基础知识1. 电路基本概念：电压、电流、电阻- 电压：指电流在电路中的驱动力，单位是伏特(V)- 电流：电荷的流动，单位是安培(A)- 电阻：阻碍电流流动的能力，单位是欧姆(Ω)2. 欧姆定律- 欧姆定律表述了电压、电流、电阻之间的关系：U = I × R- 其中，U表示电压，I表示电流，R表示电阻- 该定律是电路分析和设计的基础3. 串联电路和并联电路- 串联电路：元件依次连接，电流相同，电压分配- 并联电路：元件并行连接，电流分配，电压相同二、电子元件与电路1. 二极管- 具有单向导电性质的电子元件- 通过PN结构的正向偏置和反向偏置来实现正向导电和反向截止2. 三极管- 由三个区域的P-N结组成的半导体器件- 可以放大电流和电压3. 集成电路- 将多个电子元件集成在一个芯片上的器件- 分为模拟集成电路和数字集成电路三、电动机1. 直流电动机- 根据电枢和磁极之间的相互作用来产生转矩的电动机- 分为永磁直流电动机和励磁直流电动机2. 交流电动机- 主要有异步电动机和同步电动机两种类型- 异步电动机根据转子类型可以进一步分为感应电动机和绕线电动机四、电力系统1. 发电厂- 电力系统的起点，将机械能转化为电能- 主要有火力发电厂、水力发电厂和核电厂等2. 输电与配电- 输电：将发电厂产生的高电压电能通过变压器降压后传输到各地- 配电：将输电过来的电能分配到用户3. 变压器- 用于改变电压大小和电流大小的电力设备- 主要有升压变压器和降压变压器五、安全与维护1. 电工安全知识- 避免触电事故的基本要点，如戴好绝缘手套、佩戴绝缘鞋等2. 电工维护与保养- 电机维护：定期检查电机运行状态、轴承润滑等3. 用电安全常识- 家庭用电的安全注意事项，如不乱拉乱接电线，不过负荷使用电器等本文为大专大一电工基础课本知识点的概括性介绍，涵盖了电路基础知识、电子元件与电路、电动机、电力系统以及安全与维护等内容。
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-5.0384
-3.2050 -1.3623 -0.2245 -0.0055 -3.198610-6
k 1 k k vG vG vG
3 4 5 6 7 8
7 * vG vG 17.4118V
李国林 电子电路与系统基础
有保护电阻时的负载电压，由于存在这个 低阻分流支路，负载和信源都得到保护
– 大信号激励下，非线性电路的线性化处理方法
• 二极管整流器 • 二极管稳压器 • 二极管混频器
李国林 电子电路与系统基础
清华大学电子工程系
2015年春季
2
一、非线性电路
• 存在非线性元件的电路为非线性电路
– 非线性电阻元件
• 元件约束方程为非线性代数方程
– 非线性动态元件
• 元件约束方程为非线性的微积分关系
2 2
• 如果非线性特性中有明 显分区的，均可分段折 线处理
iG
4.8 10 17.78 0.2699S
1.5 1.5
150V ,150
Current(A)
1 1
干扰区间
i 1 g v 17.78 0.2699v 4.8
对强干扰信号： 提供分流支路
4.8 4.8
6 10 vG f G vG 6 10 vG
vG 0 vG 0
RTH RS || RL 150
vL, s t 0.5vs t 3 sin t V
150V v L,int t R L || Rs iint t 150V 0
李国林 电子电路与系统基础
vTH t v L, s t v L,int t
20s t 25s 25s t 30s 其他时间段
清华大学电子工程系 2015年春季 11
t=75s
0 vG 3V
vTH t 3 sin t -3V
电子电路与系统基础I
理论课第八讲
非线性电路方程的线性化处理方法 牛顿-拉夫逊迭代法（数值法） 分段折线法
李国林 清华大学电子工程系
非线性电路方程线性化处理方法 大纲
• 非线性电路方程求解概述
• 数值法
– 牛顿-拉夫逊迭代法
• 非线性电路方程的线性化处理方法
– 以‘非线性电阻做保护电路’为例说明
• 分段折线法
0.5 0.5
0 0
电路正常工作：如同开路 三段折线
vG
-0.5 -0.5ຫໍສະໝຸດ i 0.27v 3.8
v 3.7i 14
李国林 电子电路与系统基础
-1 -1
干扰区间
• 局部线性化 三节课内容
– 只要交流信号足够小，交流信号感受不到曲线变化（非线性约束）， 在它的视野中，只能感受到局部的切线变化（线性约束） – 放大器的交直流分析法：确定直流工作点（非线性分析），在直流 工作点上进行交流小信号分析（线性分析）
• 分段线性化 本节二极管、下节MOSFET、下下节BJT
没有保护电阻时的负载电压
0 v vTH t 0 0 G f vG f G vG 1.9507 10 4 A RTH RTH
vG
f vG 4.8 10
0
6
0
3.8
1 RTH 0.0070S
1 0 0 vG vG vG 3 0.0280 2.9720V
RS 300
李国林 电子电路与系统基础
f 10kHz
RL 300
清华大学电子工程系 2015年春季 5
存在强干扰：电路可能损坏
干 扰 源 叠加定理：vs(t)单独起作用
RS RL iint t v s t
vL, s t 0.5vs t 3 sin t V
0
-0.5
vL vG 17.78V ,17.78V
-1
-1.5
-2 -20
-15
-10
-5
0 Voltage(V)
5
10
15
20
李国林 电子电路与系统基础
清华大学电子工程系
2015年春季
7
戴维南定理简化非线性方程列写
RS RL iint t vs t RG vTH t
猜想值
函数结果
vG
k
f vG k f vG
k
k
0 1
k vG
10 34.0871 -0.8901 21.9285
k f vG
微分斜率
k f vG
0.0370 3.2062
迭代增量
k vG
24.0871 -6.8395
k k k
李国林 电子电路与系统基础
1 f x f x x f x x ... 2 f x f x x 对前一次猜测的修正 f x x f x f x x x
k k k k k
2
...
x
k 1
x
k
x* x 0 x 1 x 2
f x k f x k
x
x * x n
f x n
迭代结束
保留零阶项和一阶线性项：就是用切线替代原曲线 牛顿-拉夫逊迭代法一般迭代不会超过10步，误差就小到可以忽略不计
k k 2 k k k
k
k
k
k 1
k
k
fx
k
9
NR迭代：对前一次猜测的线性修正
y
y f x
0 f x k 1 f x k x k
k k k
1 f x f x x f ' x x 2 f x f x x
0 f v 0 G vG 0.0280V 0 f vG
1 v vTH t 1 1 G f vG f G vG 1.5310 10 7 A RTH RTH
1
f vG 110 A
6
李国林 电子电路与系统基础
• 非线性电路方程求解比线性方程求解困难多多
– 线性电路有成熟的分析方法，其数学本质就是矩阵运 算，列方程矩阵求逆即可得解
• 采用变换域方法、叠加定理、戴维南定理可以大大简化分析复 杂度
– 非线性电路没有成熟的统一的方法，一般是具体问题 具体分析
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2015年春季 3
iint(t)单独起作用
150V v L,int t R L || Rs iint t 150V 0 20s t 25s 25s t 30s 其他时间段
1A iint t 1A 0
20s t 25s 25s t 30s 其他时间段
6 10 vG iG f G vG 6 10 vG 4.8 4.8
RTH RG
vG 0 vG 0
vTH t v L, s t v L,int t
戴维南电压就是未接保护电阻时的负载电压
vTH t vG f G vG iG RTH
迭代结束
1 * vG vG 2.9720V
12
有保护电阻时的负载电压 保护电阻属高阻支路，对正常电路的工作影响很小
t=23s
0 vG 10V
迭代次数
vTH t 0.5vs t RTH iint t 152.9763V
没有保护电阻时的负载电压：可能损坏电路器件
4.8 4.8
vG 0 vG 0
iG
小电阻，大的干 扰电流从保护通 路流走
1.5
对干扰的保护
1 Current(A) 0.5
极大电阻，近乎开路， 对原电路不起作用
vG
1A iint t 1A 0
20s t 25s 25s t 30s 其他时间段
清华大学电子工程系 2015年春季 4
李国林 电子电路与系统基础
二、数值法：牛顿拉夫逊迭代法
• 例1
RS RL v s t
RL v L t vs t 0.5vs t 3 sin t V RS RL
源和负载的正常连接
v s t 6 sin t V
2
27.2476
22.2091 19.0041 17.6418 17.4173 17.4118 17.4118
6.9166
2.0346 0.4824 0.0603 0.0014 8.182310-7 2.777810-13
1.3728
0.6348 0.3541 0.2685 0.2561 0.2558
非 线 性 电 路 分 析 的 基 本 方 法
• 解析法
一节课内容：差分对管
– 非线性元件数目少，描述方程简单 – 具有某种对称结构，描述方程可化简
用线性替代非线性是 工程惯例：给出复杂 问题的简单线性解析 解，便于原理性理解
• 数值法
本节
– 本讲义重点讨论牛顿-拉夫逊迭代法，是一种线性化数值解方法
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2015年春季 10
非线性电路方程
RTH RG vTH t
f vG 4.8 10 6 vG
3.8
1 RTH
vG位置的斜率