电路基本概念及电路元件
第一章-电路及基本元器件PPT课件
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电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线（硅管）
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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
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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。
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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
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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
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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
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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
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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
电路总结知识
在大小上，线电压是相电压的 3 倍，
在相位上, 线电压比相应的相电压超前30 º。
第4章小结
2、对称负载角形连接 负载的线电压与负载的相电压相等。
负载的相电流与负载的线电流的关系为：
在大小上，线电流是相电流的 3 倍，
在相位上，线电流比相应的相电流滞后30º。
相电流
IAB I P IBC I P 120 ICA I P 240
二、功率关系
1.有功功率：P = 3UP IP cos = 3 Ul Il cos 2.无功功率：Q = 3UP IPsin = 3 Ul Il sin 3.视在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul Il
注意:式中的 角仍为相电压与相电流之间的相位差。
电感 (储能元件) ： u L di dt
（u与i为关联参考方向）
u L di （u与i为非关联参考方向）
dt
第1章小结
理想电压源：输出电压恒定，电流由外电路决定。
理想电流源：输出电流恒定，电压由外电路决定。
3、功率 P =UI（U与I为关联参考方向） P = UI（U与I为非关联参考方向） P为负值，是电源，发出功率 P为正值，是负载，取用功率。
4、电位 电路中的电位与参考点选择有关，电压与参考点选
择无关。 二、基本定律
基尔霍夫电流定律：在任一瞬间流入结点电流的 和等于从该结点流出电流的和。
第1 章 小 结
基尔霍夫电压定律：在任一瞬间，沿任一回路循 行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。 电压的参考方向与回路的循行方向一致为正，否则为负。
1、产生暂态过程的必要条件：电路中含有储能 元件及电路发生换路。
2、直流电路达到稳态时，电容相当于断路,电感相当 于短路。
1.电路基本概念
+
或
i Gu
2. 电压与电流取非关联参考方向
i
R
u
电导 (S) 或 i – Gu
+
u – Ri
★ 公式必须和参考方向配套使用！
电阻元件（3）
不管电压、电流是否为关联参考方向，都有 功率： p=i2R=u2/R i (p始终为正）
R
u
p –ui –(–R i ) i i 2 R
结论:电感为储能元件，具有存储磁场能量的作用
常用元件---电容、电感的串、并联
电容串联
C1 Ck Cn
Ceq
等效
电容并联
C1 Ck
1/Ceq= 1/C1+1/C2+…+1/Cn
Ceq
Cn 等效
Ceq=C1+C2+…+Ck+…+Cn
电感串、并联 电感串并联时等效电感的求解方法与电容相反
{end}
电容 C 的SI单位：F (法) (Farad，法拉)
常用单位：F（10-6F)，nF(10-9F)，pF(10-12F)
常用元件---电容元件（2）
符号： 伏安关系
C
i C + u –
电容对直流 相当于开路
设为关联参考方向
则
dq du C 微分关系: i dt dt t 1 u(t) idt 积分关系: C
P W 0 U1 U1I 10
P W 0 U2 U2 I 5
P 0
-----功率平衡
电路的基本物理量—电功率（4）
在右图2个电路中，若IAB均为1A，则有关功率描述正确的 是 ( )。
A．两元件发出的功率都为2W B．两元件吸收的功率相等 C．两元件的功率不等 D．无法比较两元件的功率
电路基础总结知识点
电路基础总结知识点电路基础知识是电子工程、电气工程等相关专业学生必须掌握的基础内容。
本文将从电路的基本概念、基本元件、基本定律、基本原理及常见电路类型等方面进行总结。
一、电路的基本概念1. 电路的定义：电路是指电器件按照一定的连接方式，形成能够传输电流的结构。
2. 电路的分类：根据电流的传输方式，电路可分为直流电路和交流电路；根据连接方式，电路可分为串联电路、并联电路和混合电路。
3. 电路的基本参数：电路的基本参数包括电压、电流、电阻、功率等。
4. 电路的基本元件：电路中的基本元件包括电源、电阻、电容和电感等。
二、电路的基本元件1. 电源：电路中提供电流的设备称为电源，通常分为直流电源和交流电源。
2. 电阻：电阻是电路中最基本的元件之一，用来限制电流的大小。
3. 电容：电容是能够储存电荷的元件，具有储存电荷的能力。
4. 电感：电感是具有储存能量的元件，其作用是通过互感作用储存电磁场能量。
三、电路的基本定律1. 基尔霍夫定律：基尔霍夫定律包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，用来描述电路中电压和电流的分布规律。
2. 欧姆定律：欧姆定律是电路理论中最基本的定律，描述了电压、电流和电阻之间的关系。
3. 马克斯韦尔方程组：马克斯韦尔方程组是描述电磁场的动力学规律的方程组，可用来描述电磁场中电荷和电流的分布情况。
四、电路的基本原理1. 超定原理：超定原理是指当电路中的支路电阻大于等于零时，支路电流等于零；当支路电压等于零或支路无电压源时，支路电压等于零。
2. 叠加原理：叠加原理是指一个线性电路中多个电压或电流的叠加效应等于每个电压或电流分别作用时的效应之和。
3. 置换原理：置换原理是指在电路中可以用一个等值的电路代替另一个电路而不改变电路的原有特性。
五、常见电路类型1. 直流电路：直流电路是指电流方向保持不变或变动很小的电路，主要包括串联电路和并联电路。
2. 交流电路：交流电路是指电流方向不断变化的电路，主要包括谐振电路、滤波电路和功率电路等。
电路基本理论及基本元件
电路基本理论及基本元件1. 介绍电路基本理论电路是由电子元件通过导线连接形成的电流传输路径。
了解电路基本理论对于学习和应用电子技术至关重要。
电路基本理论主要包括电压、电流、电阻和功率等概念。
1.1 电压电压是电子元件前后的电势差，单位是伏特（V）。
它代表了一定位置上电子的电势能。
1.2 电流电流是电子在电路中的流动，单位是安培（A）。
电流的大小取决于电荷的数量和流动的速度。
1.3 电阻电阻是电子在电路中流动时遇到的阻碍，单位是欧姆（Ω）。
电阻决定了电流的大小，符号为R。
1.4 功率功率是电路中能量转换速率的衡量，单位是瓦特（W）。
功率可以用来表示电压和电流之间的关系，符号为P。
2. 介绍电路基本元件电路中的元件是构成电路的基本组成部分，常见的电路基本元件有电源、电阻、电容和电感。
2.1 电源电源是提供电路所需电能的装置。
常见的电源有直流电源和交流电源。
直流电源提供稳定的电压和电流，交流电源提供周期性变化的电压和电流。
2.2 电阻电阻是电路中用来控制电流大小的元件。
电阻可以分为固定电阻和变阻器两种类型。
固定电阻的电阻值是固定的，变阻器的电阻值可以调节。
2.3 电容电容是存储电荷能力的元件。
它由两个导体（通常是金属板）和介质组成，介质可以是空气或者是电介质材料。
电容的单位是法拉（F）。
2.4 电感电感是电路中储存磁场能量的元件。
它由线圈或者线圈的组合构成，当电流发生变化时，会在电感中产生电动势。
电感的单位是亨利（H）。
3. 电路基本原理电路基本原理描述了电子元件在电路中的工作规律和相互作用关系。
3.1 欧姆定律欧姆定律规定了电压、电流和电阻之间的关系。
它可以表示为 V =I * R，其中V是电压，I是电流，R是电阻。
3.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是用来分析复杂电路的公式。
基尔霍夫定律包括基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
3.2.1 基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律也被称为“电流守恒定律”，它规定了电流在节点上的守恒性质。
电路和电路元件
考虑元件的耐压、耐流、耐温等性能参 数
考虑元件的安全性和可靠性
考虑元件的价格和供货情况
考虑元件的环保性和可回收性
电路元件的安装与连接
电路元件的安装位置：根据电路原理图和实际需求，确定电路元件的安装位置。
电路元件的固定方式：使用螺丝、螺母、垫片等工具，将电路元件固定在安装位置上。
电路元件的连接方式：根据电路原理图，使用导线、接线端子等工具，将电路元件与电 源、信号源、负载等设备连接起来。 电路元件的测试与调整：在安装与连接完成后，进行测试与调整，确保电路元件能够正 常工作。
诺顿定理
诺顿定理是电路分析中的一种 重要定理，用于分析线性电路 的电压和电流关系。
诺顿定理的应用广泛，可以用 于电路的简化、分析和设计。
诺顿定理指出，任何线性有源 电路都可以等效为一个电压源 和一个电阻的串联组合。
诺顿定理是电路分析和设计的 基础，对于理解和掌握电路原 理具有重要意义。
电路设计的基本流程
明确设计要求和目标
确定电路的功能和性能要 求
确定电路的组成和结构
确定电路的电源和信号输 入输出方式
确定电路的尺寸和成本要 求
选择合适的电路元件
根据电路的功能和需 求，选择合适的电路
元件
考虑元件的尺寸、形 状、安装方式等，确 保符合电路设计和制
造要求
考虑元件的电压、电 流、功率等参数，确
保满足电路需求
电感：表示电路中储存磁场能量的物理量
频率：表示电路中电流和电压变化的快慢 程度
电路元件的种类和特性
电阻器
电阻器的定义：电阻器是一种电子元件，用于限制电流通过，降低电压。 电阻器的种类：固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器等。 电阻器的特性：电阻值、功率、温度系数、频率特性等。 电阻器的应用：电子电路、家用电器、汽车电子等领域。
电路分析基础
电路分析基础电路分析基础是电子工程学习的重要基础，是了解电子学知识的必要步骤。
本文将介绍电路的基本概念、基本定律、基本电路元件的特点和作用，及其它相关基础知识。
一、电路的基本概念电路是由电源、导体和连接这些导体的元件构成的系统。
电源可输出电流或电压，导体可传输电流，元件包括电阻、电容、电感等。
在电路中，电源为电路提供能量，元件限制、调节电流或电压，导体将电流传输至各处。
电路的表示方法有两种，一种是以原理图的形式表示电路；另一种是使用布线图来展示电路。
原理图使用符号图示电源和元件，使得我们更清楚地了解电路的结构。
布线图是实际连接的电路图，直观体现了电路的连接方式。
电路中最基本的参数有电流、电压、功率、电阻等。
电流指电荷运动的方向和流过导体横截面的带电粒子数，单位是安培(A)，用I表示。
电压指电源的电势差，单位是伏特(V)，用U 表示。
功率是电路中能量转换的速率，单位是瓦特(W)，用P 表示。
电阻指电路中阻碍电流流动的程度，单位是欧姆(Ω)，用R表示。
二、基本定律1.欧姆定律欧姆定律描述了电路中电流、电阻和电压之间的关系。
当电路中的电阻保持不变时，电流与电压成正比，当电压增大时电流也随之增大，公式为：I=U/R。
使用欧姆定律，我们可以计算出电阻、电流和电压中的任意一个参数值，只要另外两个参数中有两个即可。
2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律是指分析电路时应使用的两个重要定律：基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
基尔霍夫第一定律又称作电流守恒定律，它描述的是电流的总和在电路中保持不变。
也就是说，在一个节点处，所有进入该节点的电流值之和等于所有离开该节点的电流值之和。
基尔霍夫第二定律则称作电压守恒定律，描述的是电压在电路中的分配情况。
它指出，一个封闭电路中，所有电压升降之和等于零。
即所有电流通过一个闭合回路的电路元素后，电源所提供的电势能与电路消耗掉的电势能之和为零。
三、基本电路元件1.电阻电阻是爱欧姆定律定义的基本元素，描述了电流流过时电荷受到的拦截。
电工学第六版第一章电路基本概念
目录
• 电路的基本概念 • 电路的基本物理量 • 电路的基本元件 • 电路的工作状态 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法
01
CATALOGUE
电路的基本概念
电路的组成
电源
负载
开关
导线
提供电能，将其他形式 的能量转换为电能。
消耗电能，将电能转换 为其他形式的能量。
电功率
总结词
电功率是单位时间内转换、使用或耗散的电能，是衡量电气 设备工作效率的物理量。
详细描述
电功率的大小用瓦特（W）表示，其计算公式为电压与电流 的乘积。电功率可以分为有功功率和无功功率，有功功率用 于转换能量，无功功率用于建立磁场和传递能量。
电能量
总结词
电能量是电荷在电场中由于电势能而具有的总能量，是衡量电荷在电场中储存的能量的 物理量。
电感元件
总结词
电感元件是电路中用于存储磁场能量的元件，具有隔交通直的特性。
详细描述
电感元件主要用于交流电路中，其电压和电流之间的关系由电感定律描述。电感元件的单位是亨利（ H），常用的电感元件有铁氧体磁珠、空心线圈和铁芯线圈等。
04
CATALOGUE
电路的工作状态
开路
总结词
电流无法流通的状态
详细描述
实际元件
具有实际尺寸和形状，其电气 特性受物理尺寸和形状影响。
等效电路
由理想元件组成的电路，能够 模拟实际元件的电气特性。
电路图
用图形符号表示电路元件和连 接关系的图。
02
CATALOGUE
电路的基本物理量
电流
总结词
电流是电荷在导体中流动的现象，是衡量单位时间内通过导体的电荷量的物理 量。
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因此电流可定义为 i dq dt
电路基本 概念
2.方向
（1）实际方向：规定为正电荷的移动方向。
（2）参考方向：人为规定，任意假设。
二者关系：i >0，相同，i <0，相反。
例如： i=5A
a
ba
i= - 0.1 A
b
实际方向与 参考方向相同
实际方向与 参考方向不相同
电概路念基本1.3.2、电压、电位及电动势
电路基本 概念
2、电路模型
开关 电 源
连接导线
+ US– 负载
R0
S R
实际电路
电路模型
将实际电路中的元件用理想电路元件表示、 连接，称为实际电路的电路模型。
电路基本 概念
开关S
启辉器Q
镇流器L
220V
电容器C
日光灯管R
实际电路
s
R
+
us -
C
L
电路模型
电路基本 概念
3、电路的分类
1.集总参数电路：其电路的几何尺寸l<<电路的工 作频率对应的波长λ。
单位
正电荷运动的方向
kA 、A、mA、 μA
高电位 低电位 kV 、V、mV、
(电位降低的方向)
μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
电位：电路中某点至参考点的电压
电路基本 概念
国际单位制的换算
以电流(A)为例A, 1nA=10-9A,
电路基本 概念
U、I 参考方向相同时， U、I 参考方向相反时，
+
U=IR
U IR P = UI
–
+
U = – IR
U I R P = – UI –
表达式中有两套正负号：
① 式前的正负号由U、I 是否是关联参考方向来
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。
电路基本 概念
1、理想电路元件
实际的电路是由一些按需要起不同作用的元 件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、 电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
电路基本 概念
例如：一个白炽灯在有电流通过时
消耗电能
（电阻性） R
忽略L
i
产生磁场 储存磁场能量 L
R
（电感性）
理想电路元件
为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下 常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质， 把它看成理想电路元件。
aI
U R P U I ( W)
b
如果U I参考方向不
一致结果如何？
功率有无正负？
电概路念基本在 U、 I 数值为正的前提下
若 P = UI 0
aI
aI
U R或
UR
b
b
“吸收功率” （负载）
若 P = -UI 0
Ia
+
U
-
b
“发出功率” （电源）
根据能量守衡关系 P（吸收）= P（发出）
说明及结论：
(1)电路图中标出的方向均为参考方向。 (2)选用哪一种参考方向，原则上任意。习惯上：无源 元件取关联参考方向；有源元件取非关联参考方向。 (3) u、i 参考方向一经确定，计算过程中不得改变。
集总参数电路又分为线性电路和非线性电路
2.分布参数电路：l ≈λ 的电路。
本门课程学习集总参数线性电路的分析方法。
电路基本 概念
1-3电路中的基本物理量
1.3.1、电流及其参考方向
1.定义：电荷的定向运动称为电流。其大小用电流强
度表示。
电流强度：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。
可表为：
I Q t
电路基本 概念
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
话筒 放 扬声器 大 器
电灯 电动机 电炉
...
电路基本 概念
1.2电路模型
实际电路的 分析方法
用仪器仪表对实际电路进行测量，把 实际电路抽象为电路模型，用电路理 论进行分析、计算。
1. 电位
电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点消 耗的电能。用V 表示。单位：伏[特]（V）。
参考点也称接地，用 表示，其电位为零。
2. 电压
电场力将单位正电荷从电路某一点移至另一点消 耗的电能。用U 表示。单位：伏[特]（V）。
电压：两点的电位差。如Uab = Va - Vb 某点电位：该点与参考点的电压。 即Va=Va-Vo=Uao 电压方向：规定高电位→低电位，即电位降低方向。
1.电功率：单位时间电路消耗的能量。为直流时
PW t
功率随时间变化时，则有
即
p(t) dw
dt
p(t) lim w dw t0 t dt
p=ui
单位：瓦特（W)
电路基本 概念
电功率
功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此
部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:
1μA=10-6A 1pA=10-12A
电路基本 概念
5、电压电流的关联参考方向
+
US_ R1
IS
I R2
任意假定一个方向作为电路 分析和计算时的参考，这些 假定的方向称为参考方向或 正方向，标注在电路图上。
关联参考方向
I
＋
U
—
注意：方向任意假定， 但取值有正有负。
电路基本 概念
1.3.3、电功率与电能
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机 电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
电路基本 概念
电路的组成部分
信号处理：
放大、调谐、检波等
信号源:
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。
电路基本 概念
电路基本 概念
电路基本 概念
电概路念基本第1章电路的基本概念及电路元件
1.1 电路的组成及功能 1.2 电路模型 1.3 电的基本物理量 1.4 电路设备的额定值 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 无源电路元件 1.7 有源电路元件 1.8 基尔霍夫定律
电路基本 概念
教学重点和难点
重点： 1.电流、电压的参考方向及关联参考方向、 2.电源和负载的判断 3.电位的计算 4.基尔霍夫定律的内容及应用。
难点：电功率的计算及对电路发出和吸收功 率的判断（电源和负载的判断）、电位计算、 基尔霍夫定律应用。
电路基本 概念
1.1
电路的组成及其作用
电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
负载: 取用 电能的装置
电路基本 概念
3. 电动势
电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电 源的负极移至正极所转换而来的电能。用E 表示。 单位：伏[特]（V）。 电动势方向：电源负极→正极，即电位升高方向。
I
++ +
E - U- S U-L
电路基本 概念
小结：电路基本物理量的实际方向
物理量 电流 I
电压 U
实际方向