电子电路第一章
电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理
5
E
B
1A
U U 9V
S
ABO
R 57 0
R0 57 +
US _ 9V
33
Ｕ
三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法
求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联 的方法即可求出。如前例：
A
R1 C
R2 D R0
R3
R4
B
R R // R R // R
0
1
2
3
4
求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方 法则不行。如下图：
二、戴维南定理应用举例
例1 R1
R2
I5
R5
等效电路
R3
R4
E
+_
R1 +
R2 _
I5
E
R5
已知：R1=20 、 R2=30 R3
R4
R3=30 、 R4=20
E=10V
求：当 R5=10 时，I5=?
有源二端 网络
第一步：求开端电压US
A
R1
R2
C +_ D
US
E
R3
R4
B
U U U
S
AD
R1 C
R3
A R2
R0 D
R4 B
串/并联方法?
R0
不能用简单 串/并联 方法 求解， 怎么办？
方法（1）: 开路、短路法
有源 网络
有源
Uabo
网络
IS
求 开端电压 Uabo 与 短路电流 IS
等效 内阻
R 0
U abo
I
S
R + -E
R Uabo=E + E
徐淑华电工电子技术 第一章
1.1.2 电流和电压的参考方向
电流和电压的正方向： 实际正方向：
物理量 电流I 电动势E 电压U
实际正方向 假设正方向
物理中对电量规定的方向。
正方向 正电荷移动的方向 单位 A, kA, mA, A V, kV, mV, V V, kV, mV, V
6
电源驱动正电荷的方向
低电位 高电位 电位降落的方向
di dt
0
u 0
29
所以,在直流电路中电感相当于短路.
电感的储能
u L
di
dt 电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：
WL
t 0
uidt WL
i 0
Lidi
2
1 2
Li
2
1 2
Li
？
电感中的电流是直流时, 储 存的磁场能量是否为0？
否！W L
1 2
LI
2
30
5.电容 C
C
q = Cu
du dt
直流电 路中， 电容两 端的电 压是否 为0？
i
dq dt
C
i C
du
dt 1 u idt C
当u
U (直流) 时,
du dt
0
i0
33
所以,在直流电路中电容相当于开路。
电容的储能
i C
du dt
电容是一种储能元件, 储存的电场能量为：
WC
t 0
11
例2 假设: I R 与 UR 的方向一致
a
IR UR
（关联参考方向）
b
U R = I R· R
假设: I R 与 UR 的方向相反 a IR UR b
电工电子学课件_______第一章
uab
b
13
关联参考方向与非关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常 常将其取为一致，称关联参考方向；如不一致， 称非关联参考方向。 i
a
i u
b a
+
−
u
+
b
(a)关联参考方向
(b)非关联参考方向
如果采用关联参考方向，在标注时标出一种即可。 如果采用非关联参考方向，则必须全部标注。
b （b）
三、电路中的功率
定义： 单位时间内元件吸收（消耗）或发出（释 放）的电能。 dw 数学表达式： p dt 单位：瓦特 W 方向：在电压、电流取关联参考方向下，p=ui 表 示的是该元件吸收（消耗）功率的大小。即为：
i i
w
+ u
w
+ u
p>0
18
p<0
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
34
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
实际电压源 I + − Rs Us
U Us
RL
0 理想电压源 实际电压源
U
I
电源内阻，表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越小 特性曲线越平坦
当Rs = 0 时，实际电压源模型就变成电压源模型
35
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
2.电流源
Uab
15
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
Uab是否表示a端的电位高 于b端的电位？
a
Uab 元件
b
Uab只表示a、b两端电位的参考 方向为由a指向b。实际两点电 位哪点高，要看是Uab>0，还是 Uab<0。若Uab>0，则a端电位高 于b端电位。反之， b 端电位高 于a端电位。
电子电路基础习题册参考答案-第一章
第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成 N 型半导体和 P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为 V，锗二极管的开启电压约为 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为 V,锗二极管的正向压降约为V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为无法确定 V,当开关S与N相接时，A点的电位为 0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为 10V 、流过电阻的电流是 4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为 0 V，流过电阻的电流为 2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为，流过V2的电流为 ,输出电压U0为 +5V。
15、光电二极管的功能是将光脉冲信号转换为电信号，发光二极管的功能是将电信号转换为光信号。
电路与电子技术基础 第1章
第一章 电路与元件
关联参考方向：电流参考方向与电压参 考方向一致（假定电流方向与假定电压 降方向一致）。
注意： 电压、电流的参 考方向可任意假定互 不相关，但为了分析 电路时方便，常常采 用关联参考方向。
第一章 电路与元件
关联参考方向举例 (associated reference direction)
第一章 电路与元件
第一章 电路与元件
主要内容： 1、电路变量（电流、电压、功率） 2、电路基本定律（欧姆定律、KCL、 KVL） 3、电阻、电源（独立源、受控源） 4、电路的三种状态（开路、短路、 带负载） 注意：电位（电势）
第一章 电路与元件
电路分析的主要任务在于求解电路物 理量，其中最基本的电路物理量就是 电流、电压和功率。
第一章 电路与元件
1.4 理 想 电 源 不管外部电路如何，其两端电压 总能保持定值或一定的时间函数的电 源定义为理想电压源。
图 1.4-1 理想电压源模型
第一章 电路与元件
(1) 对任意时刻t1, （直流）理想电压源 的端电压与输出电流的关系曲线(称伏安特 性)是平行于i轴、其值为us(t1)的直线，如图 1.4-2 所示。 理想电压源的内阻多大？ 内阻＝伏安曲线斜率
第一章 电路与元件
kW·h读作千瓦小时，它是计量电 能的一种单位。1000W的用电器具加电 使用1h，它所消耗的电能为1kW·h， 即 日常生活中所说的1度电。有了这一概 念，计算本问题就是易事。
第一章 电路与元件
开路和短路
• 开路：两点之间的电阻为无穷大。 根据i = u/R，开路时无论电压多大，电 流恒为零。 • 短路：两点之间的电阻为零。 根据u = i R，短路时无论电流多大，电 压恒为零。
电工电子 第1章 电路基本概念和定律
1-3
电阻元件
有源器件 ：需能（电）源的器件 。
有源器件一般用来信号放大、变换等。 IC、模块等都是有源器件 。 无源器件 ：无需能（电）源的器件 。 无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性 进行“信号放大” 。 容、阻、感都是无源器件 。
38
例1.3-1 阻值为2Ω的电阻上的电压电流参考方向关联， 已知电阻上电压 u(t)=4costV,求其上电流 i(t)、消耗的 功率p(t)。 解：因电阻上电压、电流参考方向关联，所以其 上电流
11
1-2
电路变量
若dq(t)/dt为常数， 即是直流电流，常用大写字母I
表示。电流强度的单位是安培(A)， 简称“安”。
1kA 10 A
3
1mA 10 A 1uA 10 A
规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 12
6
3
1-2
1.2.2 电压
电路变量
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电
荷电场力所做的功为 1J。常用千伏(kV)、 毫伏(mV)、微伏(μV)作电压单位。 电路中，规定电位真正降低的方向为电 压的实际方向。（选定任意点为参考点，规定电位为0） 14
1-2
一、问题提出：
电路变量
在复杂的电路里，电流、电压的实际方向是
不易判别的，或在交流电路里，两点间电流、电
压的实际方向是经常改变的，这给实际电路问题 的分析计算带来困难。
c 点移动至 b 点，电场力做功应为-12J，所以计算 c 点电位
时算式中要用-12。应用电压等于电位之差关系，求得
U ab Va Vb 2 0 2V U bc Vb Vc 0 ( 3) 3V
23
(完整word版)电子电路基础版
通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
（略）1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子（－）•空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。
•N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。
如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。
如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──＋3价载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况：P区：空穴多N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。
留下了正、负离子。
（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。
方向：N--> P大小：与材料和温度有关。
（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
第一章-电路及基本元器件PPT课件
.
电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线（硅管）
.
电工电子技术基础
五、半导体三极管
1、三极管的结构
图1-8
.
电工电子技术基础 2、三极管的电流放大作用 三极管工作在放大状态的条件是：发射结正偏，集电 结反偏。
.
电工电子技术基础
(1)电流分配关系：发射极电流等于基极电流和集电极电
流之和，即：
图1-9
.
电工电子技术基础
(1)输入特性 死区电压：硅管约为0.5V，锗管约为0.2V； 导通电压(发射结)：硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。 (2)输出特性
截止区： UBE小于死区电压，IC≈ 0，UCE ≈UCC，。
饱和区：集电结正向偏置 ，UCE＜UBE， IC≈ UCC/RC 。
放大区：发射结正偏，集电结反偏 , IC≈βIB。
图1-2
.
图1-3
电工电子技术基础
三、电功率和电能
1、电功率
电流通过电路时传输或转换电能的速率称为电功率，
简称为功率，用符号p表示。
当电压与电流为关联参考方向时，功率的计算公
式为：
p dW ui dt
当电压与电流为非关联参考方向时，功率的计算
公式为：
pui
.
电工电子技术基础 2、电能 电路在一段时间内吸收的能量称为电能。在国际单 位制（SI）中，电能的单位是焦耳（J）。1J等于1W的用 电设备在1s内消耗的电能。电力工程中，电能常用“度” 作单位，它是千瓦小时（kWh）的简称，1度等于功率为 1kW的用电设备在1小时内消耗的电能。
图1-23
.
电工电子技术基础 在电子电路中，电源的一端通常是接地的，为了作
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电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
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线性电阻的伏安特性
电子电路第一章
1.5 电源有载工作、开路与短路
I
1.5.1 电源有载工作
+
开关闭合, 接通电源与负载 E
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电子电路第一章
1.4 欧姆定律
U、I 参考方向相同时 U、I 参考方向相反时
+
U=IR
+
U = – IR
U IR
U IR
–
–
表达式中有两套正负号：
(1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；
(2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。
通常取 U、I 参考方向相同。
方向由负极指向正极；
电压U的参考方向与实际 方向相同, U = 2.8V, 方向由 指向；
电压U´的参考方向与实际 方向相反, U´= –2.8V;
即: U = – U´
I = 0.28A I = – 0.28A
+ E
+
3V
U U´
R0 2.8V – 2.8V
+
电流I的参考方向 与实际方向相同， I=0.28A,由流向, 反之亦然。
1. 2 电路模型
为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电 路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或
其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电 路相对应的电路模型。
理想电路元件主要
I 开关
有电阻元件、电感元件、 + +
E
电容元件和电源元件等。
U
R
例：手电筒
R0
手电筒由电池、
干电池
导线 电珠
kA 、A、mA、 μA
kV 、V、mV、 μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
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电子电路第一章
2. 电路基本物理量的参考方向
I
(1) 参考方向
+
在分析与计算电路时，对 E
+
电量任意假定的方向。
3V
U
(2) 参考方向的表示方法
R0
_
电流： I
箭 标a R b
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
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电子电路第一章
2.电路的组成部分
信号处理：
信号源:
放大、调谐、检波等
提供信息 话筒
放 扬声器
大
器
直流电源:
负载
提供能源
直流电源
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
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电子电路第一章
灯泡、开关和筒体组成。
手电筒的电路模型
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电子电路第一章
手电筒的电路模型
I 开关
+ + E
U
R
R0
干电池 导线 电珠
今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro；
灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R；
电压：
正负极性 a + U –
b
双下标 Iab 注意：
双下标 Uab
在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。
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电子电路第一章
(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。
例: 电路如图所示。 电动势为E =3V
开关闭合,接通
+
电源与负载。
E
1. 电压电流关系
–
R0
I R
U = IR 负载端电压 或 U = E – IRo
2. 功率与功率平衡
UI = EI – I2Ro
P = PE – P
(3) 电源输出的功率由负载决定。
负载 电源 内阻 负载大小的概念:
取用 产生 消耗
负载增加指负载取用的
功率 功率 功率 电流和功率增加(电压一定)。
电子电路第一章
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2020/11/28
电子电路第一章
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
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电子电路第一章
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电子电路第一章
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。
+
UI 6V 2A
R
– (a)
+
U 6V
I R
– –2A
(b)
解: 对图(a)有, U = IR
对图(b)有, U = – IR
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电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
电子电路第一章
线性电阻的概念：
第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解
电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位。
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电子电路第一章的通路，是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。
1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
(2)实现信号的传递与处理
电灯 电动机 电炉
...
话筒 放 扬声器 大 器
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电子电路第一章
2. 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
升压 变压器
输电线
负载: 取用 电能的装置
降压 变压器
电灯 电动机
筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。
开关用来控制电路的通 断。
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电子电路第一章
1.3 电压和电流的参考方向
1. 电路基本物理量的实际方向 物理中对基本物理量规定的方向
物理量 电流 I
电压 U
实际方向
正电荷运动的方向
高电位 低电位 (电位降低的方向)
单位
–
1. 电压电流关系
R0
R
(1) 电流的大小由负载决定。
U = IR 负载端电压 或 U = E – IR0
U
电源的外特性
(2) 在电源有内阻时，I U 。
E
当 R0<<R 时，则U E ，表明
当负载变化时，电源的端电压变
化不大，即带负载能力强。
0
I
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电子电路第一章
1.5.1 电源有载工作
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电子电路第一章
3. 电源与负载的判别
(1) 根据 U、I 的实际方向判别
电源：
U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出，
负载：
（发出功率）
U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。
(2) 根据 U、I 的参考方向判别 （吸收功率）