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文檔簡介
1、電工電子學(xué)課程階段性導(dǎo)學(xué)計(jì)劃及材料時(shí)間工作內(nèi)容第一周新學(xué)期導(dǎo)學(xué)開學(xué)寄語課程主要內(nèi)容介紹學(xué)習(xí)方法推薦第二周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第1章主要內(nèi)容介紹(1)電路與模型、電壓電流參考方向、功率助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第三周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第1章主要內(nèi)容介紹(2)電路的基本元件,基爾霍夫定律助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第四周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第1章主要內(nèi)容介紹(2)基爾霍夫定律助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第五周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第1章主要內(nèi)容介紹(3)電路的分析方法助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第六周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第1章主
2、要內(nèi)容介紹(4)疊加原理、戴維寧定理與諾頓定理、點(diǎn)位計(jì)算助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第七周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第2章主要內(nèi)容介紹(1)正弦交流電的基本概念助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第八周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第2章主要內(nèi)容介紹(2)單一參數(shù)的正弦交流電路助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介第九周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第2章主要內(nèi)容介紹(3)正弦交流電路的分析助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第2章主要內(nèi)容介紹(4)三相正弦交流電路助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十一周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第3章主要內(nèi)容介紹(1)換路定則與電壓
3、和電流初始值的確定助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十二周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第3章主要內(nèi)容介紹(2)RC電路的響應(yīng)助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十三周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第3章主要內(nèi)容介紹(3)一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十四周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第4章主要內(nèi)容介紹(1)半導(dǎo)體的基本知識、半導(dǎo)體二極管助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解助學(xué)內(nèi)容3總結(jié)性內(nèi)容第十五周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第4章主要內(nèi)容介紹(2)放大器基本概念、三極管助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解第十六周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第4章主要內(nèi)容介紹(3)放大電
4、路的失真分析、射極偏置電路、射極輸出器助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解第十七周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第5章主要內(nèi)容介紹(1)集成運(yùn)算放大器、放大電路中的負(fù)反饋助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解第十八周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第5章主要內(nèi)容介紹(2)集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解第十九周導(dǎo)學(xué)內(nèi)容第5章主要內(nèi)容介紹(3)集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用助學(xué)內(nèi)容1重點(diǎn)內(nèi)容簡介助學(xué)內(nèi)容2習(xí)題精解第二十周復(fù)習(xí)指導(dǎo)復(fù)習(xí)提綱典型題目解析第一周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、開學(xué)寄語親愛的同學(xué):新學(xué)期已經(jīng)開始,歡迎大家登錄教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。您在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中,不管遇到什么問題,都可以通過咨詢電話、留言板及石老師信
5、箱(非學(xué)術(shù)性問題),或課程網(wǎng)站答疑區(qū)、專業(yè)論壇(學(xué)術(shù)性問題)等多種途徑與我們進(jìn)行交流,我們將竭力為您提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)支持服務(wù)。新的學(xué)期代表新的起點(diǎn),無論大家的基礎(chǔ)如何,只要有了正確的學(xué)習(xí)態(tài)度,處理好工學(xué)矛盾,合理安排自己的時(shí)間,大家一起努力,最后都會(huì)收到一個(gè)滿意的效果。最后與大家共勉大師愛因斯坦的一句經(jīng)典語錄:人的差異在于業(yè)余時(shí)間。祝大家工作順利,學(xué)習(xí)進(jìn)步!2、課程主要內(nèi)容介紹電工電子學(xué)課程是面向石油工程、儲(chǔ)運(yùn)、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化、材料科學(xué)與工程、材料成型及控制工程、過程裝備與控制工程、安全工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、車輛工程、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等相關(guān)工科專業(yè)設(shè)置的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,全書分上下兩冊,
6、共18章。包括電路原理、電子技術(shù)、電動(dòng)機(jī)及電氣控制技術(shù)幾大模塊,涵蓋電工技術(shù)與電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容。第1、2、3章主要介紹直流電流、單相正弦交流電路、三相正弦交流電路;第4、5章介紹分立元件放大器和集成運(yùn)算放大器;第6、章介紹數(shù)字電路及其應(yīng)用;第7、8、9章介紹波形的產(chǎn)生、信號的測量與調(diào)整、數(shù)據(jù)采集;第10章介紹直流穩(wěn)壓電源;第11章介紹功率變換電路;第1218章介紹電機(jī)電器、工業(yè)供電與安全用電、PLC、自動(dòng)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、家用電器、汽車電子與智能化小區(qū)簡介等。第六章之后的內(nèi)容,各專業(yè)學(xué)生可參考學(xué)習(xí),不作為考試必須內(nèi)容。3、學(xué)習(xí)方法推薦電工電子學(xué)是一門研究電工基礎(chǔ)、電機(jī)與電力拖動(dòng)、模擬與數(shù)字
7、電子技術(shù)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。具有概念多、抽象、難學(xué)、難記、難理解的特點(diǎn)。為在有限的時(shí)間內(nèi)充分利用教學(xué)資源,獲得必要的基本技能,掌握電子產(chǎn)品制造的全過程,具備從事電子行業(yè)工作的基本能力。學(xué)習(xí)電子技術(shù)(無線電是比較狹義的)首先應(yīng)該有濃厚的興趣(有時(shí)候可是廢寢忘食的),然后是掌握正確的學(xué)習(xí)方法,電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué),在剛?cè)腴T時(shí),一定要注意多動(dòng)手,光看書不動(dòng)手是學(xué)不到真實(shí)本領(lǐng)的。電子技術(shù)一般是以自學(xué)為主,積累了一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以后才進(jìn)行系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)。這樣學(xué)習(xí)的效果也更好。開始時(shí)首先要熟悉各種電子元件的特性、在電路中的作用以及它們的測量方法,最好是通過一些小制作來熟悉它們。開始階段是模仿制作,
8、然后是自己做一些改動(dòng),最后階段是設(shè)計(jì)和創(chuàng)作。至于整機(jī)的原理學(xué)習(xí),可以結(jié)合維修機(jī)器來提高,但不要僅僅停留在維修水平上,要成為高手,就一定要有自己的創(chuàng)作和設(shè)計(jì)。另外這學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該首先是掌握模擬電路,模擬電路又以分立元件為先,熟悉了分立元件以后,再用集成電路就沒有什么困難了。數(shù)字電路也是必須掌握的。很多設(shè)計(jì)要靠數(shù)字電路。在學(xué)習(xí)制作過程中,我主張能動(dòng)手自己做的,就不要買現(xiàn)成的,因?yàn)橥ㄟ^自己動(dòng)手不但可以學(xué)到更多的東西,更重要的是能提高你的工藝水平(如我所有制作的電路板都是自己動(dòng)手制作的)。 另外,學(xué)習(xí)電子技術(shù)不要急功近利,一定要打好基礎(chǔ)。通過大量的實(shí)踐和系統(tǒng)的知識以后有什么新的產(chǎn)品你都能駕馭
9、自如。我是從礦石收音機(jī)做起,然后做晶體管收音機(jī),先是再生來復(fù)式,后來是超外差式的,自制黑白電視機(jī),然后是電子鐘控電鈴、對講機(jī)、卡拉OK功放、電子風(fēng)琴、然后是維修(有上千臺(tái)了吧)和改造電視機(jī)、錄像機(jī)、CD改VCD,為工廠設(shè)計(jì)產(chǎn)品最后推薦幾本無線電愛好者學(xué)習(xí)的報(bào)刊和書:無線電電子世界現(xiàn)代通信電子報(bào)等。最后我祝大家早日成為高手。第二周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料1.1電路的基本概念1.1.1電路與電路模型1.1.2電流、電壓及其參考方向1.1.3電路中的功率2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹1.1.1電路與電路模型實(shí)際電路:由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接構(gòu)成的電流的通路。功能:a、能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換;b
10、、信息的傳遞與處理。電路模型:反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡電路圖1.1.2電流、電壓及其參考方向電流:帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)。電流的真實(shí)方向:正電荷的運(yùn)動(dòng)方向。電壓U:單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場力做功(W)的大小。電壓的真實(shí)方向:規(guī)定為從高電位指向低電位。關(guān)聯(lián)參考方向:為了分析方便,常把元件上的電流與電壓的正方向取為一致,稱為關(guān)聯(lián)參考方向。反之,稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。我們約定,除電源元件外,所有元件上的電流和電壓都采用關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向是對一個(gè)元件而言的。1.1.3電路中的功率在指定電壓和電流的參考方向后,在應(yīng)用p(t)=u(t
11、)i(t)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意:當(dāng)電壓和電流的參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)參考方向時(shí),乘積ui表示元件吸收的功率;當(dāng)p為正值時(shí),表示該元件確實(shí)吸收功率。如果電壓和電流的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)參考方向時(shí),乘積ui表示元件發(fā)出的功率,當(dāng)p為正值時(shí),表示該元件確實(shí)發(fā)出功率。一個(gè)元件若吸收功率100W,也可以認(rèn)為它發(fā)出功率-100W,同理,一個(gè)元件若發(fā)出功率100W,也可以認(rèn)為它吸收功率-100W。這兩種說法是一致的。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電壓電流參考方向如圖中所標(biāo),問:對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否?【解析】在考察電壓和電流變量的參考方向是不是關(guān)聯(lián)時(shí),要看是對哪一部分而言。對該圖中變量方向的假定,電壓U和電流i
12、的參考方向,對電路A來說是非關(guān)聯(lián)的,對電路B就是關(guān)聯(lián)的。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經(jīng)選定,必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包括方向和符號),在計(jì)算過程中不得任意改變。(3)參考方向不同時(shí),其表達(dá)式相差一負(fù)號,但實(shí)際方向不變。第三周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料1.2電路的基本元件電阻元件、電容元件、電感元件、電源元件2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹1.2電路的基本元件電阻元件:表示消耗電能的元件,在電路當(dāng)中常遇到電阻元件的兩種特殊情況:(1)當(dāng)一個(gè)電阻元件的端電壓u不論為何值時(shí),流過它的電流恒為零,則稱“開路”,即(2)當(dāng)一個(gè)電阻元件中的電流i不論為何
13、值時(shí),它的端電壓u恒為零,則稱為“短路”,即R=0。電容元件:表示產(chǎn)生電場,儲(chǔ)存電場能量的元件。在電壓與電流取關(guān)聯(lián)方向時(shí),電容元件的電壓電流關(guān)系為:,電容的電流正比于兩端電壓的變化率。當(dāng)電容兩端電壓為恒定的直流電壓時(shí),電容的電流i=0,此時(shí)電容相當(dāng)于開路。電感元件:表示產(chǎn)生磁場,儲(chǔ)存磁場能量的元件當(dāng)電感上的電壓、電流取關(guān)聯(lián)方向時(shí),有,由該式可知,電感電壓正比于電流的變化率,當(dāng)流過電感元件的電流為恒定的直流電流時(shí),則電感的端電壓u=0,電感元件相當(dāng)于短路。電源元件:表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件實(shí)際電壓源是由電壓源與內(nèi)阻串聯(lián)而成的,電壓源的內(nèi)阻越小,越穩(wěn)定(對外輸出電壓穩(wěn)定);實(shí)際電流
14、源是由電流源與內(nèi)阻并聯(lián)而成的,電流源的內(nèi)阻越大,越穩(wěn)定(對外輸出電流穩(wěn)定)電壓源特點(diǎn):(1)電壓源的端電壓與通過它的電流無關(guān)(2)輸出的電流的大小由外電路決定電流源特點(diǎn):(1)電流源輸出電流與它兩端的電壓無關(guān)(2)電流源的端電壓由外電路決定3、助學(xué)材料之例題精解【例1】在下圖電路中,對負(fù)載電阻RL而言,虛線框中的電路可用一個(gè)等效電源代替,該等效電源是 。A理想電壓源 B理想電流源 C不能確定【答案】A【解析】本題考查知識點(diǎn):電壓源、電流源特性電壓源特性:(1)電壓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)。(2)通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定。電流源特性:(1
15、)電流源的輸出電流由電源本身決定,與外電路無關(guān);與它兩端電壓方向、大小無關(guān),(2)電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。本題中,電阻RL兩端電壓恒定,所以只能用理想電壓源來等效。下題中,流過電阻RL的電流恒定,所以只能用理想電流源來等效。【例2】圖示電路中,對負(fù)載電阻RL而言,點(diǎn)劃線框中的電路可用一個(gè)等效電源代替,該等效電源是 。A理想電壓源 B理想電流源 C不能確定【答案】B4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容1、電阻元件是由消耗電能的物理過程抽象出來的理想電路元件。線性電阻元件滿足歐姆定律。電阻元件是耗能元件,任意時(shí)刻電阻的功率大于零。2、電容元件是電場儲(chǔ)能的物理過程抽象出來的理想電路元件。電容具有
16、隔直流通交流的作用。電容元件上有電壓時(shí),電容元件存儲(chǔ)電場能量。3、電感元件是從存儲(chǔ)磁場能量的物理過程抽象出來的理想電路元件。電感具有通直流隔交流的作用。電感元件上有電流時(shí),電感元件存儲(chǔ)磁場能量。4、電壓源兩端電壓有本身決定,電流源輸出電流由電源本身決定。第四周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料1.3基爾霍夫定律1.3.1基爾霍夫電流定律KCL1.3.2基爾霍夫電壓定律KVL2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹1.3基爾霍夫定律用于描述由元件連接方式所形成的約束關(guān)系。1.3.1基爾霍夫電流定律KCL所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。1.3.2基爾霍夫電壓定律KVL定律:沿任一回路繞行一周,所有元件電壓的代數(shù)和
17、恒等于零。(1)應(yīng)用KVL時(shí),應(yīng)首先標(biāo)定各元件電壓的參考方向,然后規(guī)定回路的繞行方向(2)列KVL方程時(shí)亦有兩套符號問題。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電路如圖所示。求電流源兩端的電壓、電壓源的電流及各自的功率。【解析】理想電壓源和理想電流源在電路中要保持自己的性質(zhì)不變,即:電壓源電壓保持為10V,電流源電流保持2A;根據(jù)電路的電壓電流關(guān)系及歐姆定律求解。圖中,左邊回路列基爾霍夫電壓方程得:,10歐姆電阻的電流為:列節(jié)點(diǎn)的基爾霍夫電流方程:電流源的功率是:(負(fù)號表示發(fā)出功率)電壓源的功率是:(消耗功率)注意:在計(jì)算過程中出現(xiàn)的變量應(yīng)在圖中標(biāo)出,對于電流、電壓還應(yīng)標(biāo)出其參考方向。否則計(jì)算結(jié)果沒有
18、意義。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容1、支路:電路中的每一分支稱為支路,一條支路流過一個(gè)電流,稱為支路電流。2、結(jié)點(diǎn):三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。3、回路:在電路中,從某一結(jié)點(diǎn)出發(fā),又回到該結(jié)點(diǎn)的任一閉合路徑。4、網(wǎng)孔:內(nèi)部不含回路的回路。5、基爾霍夫電流定律 在任一時(shí)刻,對任一結(jié)點(diǎn),流入結(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流之和。或,對任一結(jié)點(diǎn),結(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和等于零。6、基爾霍夫電壓定律 在任意時(shí)刻,沿任一回路巡行一周(順時(shí)針或逆時(shí)針),電壓降之和恒等于電壓升之和。或,任意時(shí)刻,沿任一回路巡行一周,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。第五周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料1.4電路的分析方法1.4.1電
19、路的等效化簡1.4.2支路電流分析法1.4.3結(jié)點(diǎn)電壓分析法2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹1.4.1電路的等效化簡一般來說,兩個(gè)電路只要對應(yīng)的外接端子(或端口)上的電壓和電流關(guān)系相同,即外特性相同,不管內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否一樣,就稱它們是相互等效的電路。一個(gè)實(shí)際電源即可用電壓源與電阻串聯(lián)的電路模型來表示,也可用電流源與電阻并聯(lián)的電路模型來表示。兩種實(shí)際電源模型之間的等效互換,可應(yīng)用于電路的化簡。1.4.2支路電流分析法 設(shè)電路中有n個(gè)結(jié)點(diǎn)、b條支路,則獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程有n-1個(gè),獨(dú)立的回路電壓方程有b-(n-1)個(gè)。1.4.3結(jié)點(diǎn)電壓分析法在電路中任意選擇某一結(jié)點(diǎn)為參考結(jié)點(diǎn)。其他結(jié)點(diǎn)與參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓
20、稱為結(jié)點(diǎn)電壓。結(jié)點(diǎn)電壓法以結(jié)點(diǎn)電壓為求解對象,求出結(jié)點(diǎn)電壓后,所有支路的電壓就都確定了,再對各支路運(yùn)用基爾霍夫定律或歐姆定律,求出各支路電流及其他待求量。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】在圖示電路中,電源電壓U=30V,電阻R=15,則電流I值為 。A、6A B、-2A C、4A【答案】B【解析】為了各位學(xué)員看的清楚,我將題目提供的電路圖進(jìn)行了分解,用以下兩個(gè)電路圖來說明其分析過程: 分析過程1 分析過程2由上述分析可知,實(shí)際上這三個(gè)電阻是并聯(lián)在一起的。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容1、支路電流法以支路電流為未知量,根據(jù)元件的VAR及KCL、KVL約束來建立相互獨(dú)立的方程組,解出各支路電流,再求其它電
21、壓和功率。2、用支路電流法解題的一般步驟設(shè)電路中有n個(gè)結(jié)點(diǎn),b條支路(1)以支路電流為未知量,首先應(yīng)標(biāo)明各支路電流的參考方向。(2)用基爾霍夫電流定律對獨(dú)立結(jié)點(diǎn)(n-1)個(gè)列電流方程式。(3)用基爾霍夫電壓定律對獨(dú)立回路(b-n+1)個(gè)列電壓方程式。獨(dú)立回路的選取原則如下:(I)網(wǎng)孔;(II)每個(gè)回路應(yīng)包含一個(gè)其他回路中沒有的“新支路”。(4)將全部獨(dú)立方程式聯(lián)立求解,可得各支路電流值。(5)驗(yàn)算:用非獨(dú)立結(jié)點(diǎn)電流方程式或非獨(dú)立回路電壓方程式將結(jié)果代入驗(yàn)算。3、支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程,就能得出結(jié)果。缺點(diǎn):電路中支路數(shù)
22、多時(shí),所需方程的個(gè)數(shù)較多,求解不方便。4、使用支路電流法注意事項(xiàng)(1)列方程組時(shí),先列(n1)個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程;再根據(jù)需要列獨(dú)立回路方程,獨(dú)立回路方程數(shù)為b-(n-1)個(gè),或者少于b-(n-1)個(gè),獨(dú)立回路一般選網(wǎng)孔。(2)當(dāng)支路中含有電流源時(shí),在列KVL方程時(shí),所選回路中最好不包含電流源支路;這樣,電路中有幾條支路含有電流源,就可以少列幾個(gè)KVL方程。減少方程的個(gè)數(shù)。第六周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料1.4.4疊加原理1.4.5戴維寧定理與諾頓定理1.4.6電路中電位的計(jì)算2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹1.4.4疊加原理疊加原理:在任何含有多個(gè)電源的線性電路中,每一支路的響應(yīng)(電壓或電流),都可以看成
23、每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的響應(yīng)的代數(shù)和。1.4.5戴維寧定理與諾頓定理戴維寧定理:任何一個(gè)線性含源一端口網(wǎng)絡(luò),對外電路來說,總可以用一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合來等效置換;此電壓源的電壓等于外電路斷開時(shí)端口處的開路電壓Uoc,而電阻等于一端口的輸入電阻(或等效電阻Req)。諾頓定理:任何一個(gè)含源線性一端口電路,對外電路來說,可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)(電阻)的并聯(lián)組合來等效置換;電流源的電流等于該一端口的短路電流,而電導(dǎo)(電阻)等于把該一端口的全部獨(dú)立電源置零后的輸入電導(dǎo)(電阻)。諾頓等效電路可由戴維寧等效電路經(jīng)電源等效變換得到。1.4.6電路中電位的計(jì)算電路計(jì)算中,可以求出各支路電壓,但不
24、能算出各點(diǎn)的電位值。為了計(jì)算各點(diǎn)的電位值,必須選擇電路中某一點(diǎn)作為參考點(diǎn)。通常取參考點(diǎn)的電位為零,并用“接地”(并非真與大地相接)符號來表示。其余各點(diǎn)的電位值即為該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。參考點(diǎn)選得不同,電路中各點(diǎn)的電位值隨之改變,但任意兩點(diǎn)間的電壓值是不變的,所以,各點(diǎn)電位的高低是相對的,而兩點(diǎn)間的電壓值是絕對的。3、助學(xué)材料之例題精解【例1】用疊加原理計(jì)算題圖1.4中R2支路的電流I2。已知:US=6V,IS=0.3A,R1=60W,R2=40W,R3=30W,R4=20W。【解析】應(yīng)用疊加原理之后,可等效如下:進(jìn)一步分析電路:注意等效后的電路圖中電阻的下標(biāo),清楚各個(gè)電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系!按照圖
25、中提示,進(jìn)一步獨(dú)立完成本題!如果還有問題請及時(shí)提問!【例2】圖示電路中,已知:US=8V,IS1=2A,IS2=4A,R1=4W,R2=5W,R3=6W。用戴維寧定理求電流I,說明電壓源是發(fā)出還是吸收功率,并計(jì)算其數(shù)值。【解析】明確:戴維寧定理就是求開路電壓Uoc和等效電阻Req,步驟如下:1、將R3支路移開,電路如下:2、將有源二端網(wǎng)絡(luò)中各電源置零后,計(jì)算無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻:Req=R1+R23、將等效電阻與待求支路連接,形成等效簡化回路。根據(jù)已知條件求解:電壓源功率:p=UsI=8×2.4=19.2W。電源正極流出電流為正,發(fā)出功率。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容u 應(yīng)用疊加原理應(yīng)
26、注意以下幾個(gè)問題:1、當(dāng)某個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí),其他電源應(yīng)取零值,即電壓源應(yīng)做短路處理,電流源作開路處理。2、疊加原理只能用于計(jì)算電路中國的電壓或電流,不能計(jì)算功率或能量。第一點(diǎn)尤其需要注意:電壓源看成短路,電流源看成開路。u 戴維寧定理解題步驟總結(jié)如下:(1)當(dāng)一個(gè)復(fù)雜電路只需求解其中一條支路的電流或電壓時(shí),可將此支路斷開去掉,而將剩余部分電路看作一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。(2)求該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab,則UOC=Uab(3)將上述有源二端網(wǎng)絡(luò)除源,求所得無源二端網(wǎng)絡(luò)的等值電阻Rab,RO=Ra。(4)用UOC和RO串聯(lián)組成等效電壓源,接在待求支路兩端,形成單回路簡單電路,求出其中電流或電壓,即為所
27、求。u 電位在電路中的簡化表示法在電子電路中,電源的一端通常都接“地”,為了作圖簡便和圖面清晰,習(xí)慣上常常不畫電源而在電源的非接地端標(biāo)出其電位的數(shù)值(有正有負(fù))。第七周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料2.1正弦交流電的基本概念2.1.1正弦量2.1.2正弦量的相量表示法2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹2.1.1正弦量我們?nèi)粘K玫慕涣麟娫匆约昂芏嚯娦盘枺潆妱?dòng)勢、電壓和電流一般都是隨時(shí)間按正弦規(guī)律周期性變化的,故稱正弦交流電或正弦交流信號,常統(tǒng)稱為正弦量。正弦量:周期T,頻率f,角頻率,初相位角。瞬時(shí)值、幅值(最大值A(chǔ)m)、有效值,電流最大值等于電流有效值的倍,電壓最大值等于電壓有效值的倍。相位、初相位、相
28、位差,取值范圍,兩個(gè)正弦信號的相位關(guān)系由的大小確定。一般定義為電壓的初相位角減去電流的初相位角。因此可能大于零,小于零或等于零。如果對應(yīng)的電壓和電流一定是同相位的。如果大于零,電壓比電流超前°,如果小于零,電壓比電流滯后°。2.1.2正弦量的相量表示法頻率、有效值和初相位三個(gè)要素可以確定一個(gè)正弦量。相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)。用表示。正弦量和相量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,如:瞬時(shí)值寫成,用相量來表示。寫成復(fù)數(shù)的形式,盡可能用極坐標(biāo)的形式來進(jìn)行表示。I表示有效值,這里表示的是有效值相量,不是最大值相量。值得注意的是,相量只表示一個(gè)正弦量,而不能等于正弦量。,相量本身是一個(gè)復(fù)數(shù),復(fù)數(shù)不具有時(shí)
29、間的含義,所以二者不等價(jià)。基爾霍夫定律適用于正弦量的相量表示形式。,3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電路如圖,已知,求及P。【解析】,其中U、I分別為總電壓和總電流的有效值。為總電壓和總電流相位差。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容1、復(fù)數(shù)的表示復(fù)數(shù)A可表示為以下形式:極坐標(biāo)式 代數(shù)式 三角函數(shù)式 2、復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算復(fù)數(shù)的加減運(yùn)算用代數(shù)式,實(shí)部相加減,虛部相加減;復(fù)數(shù)的乘除運(yùn)算用極坐標(biāo)式,模相乘除,幅角相加減。第八周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料2.2單一參數(shù)的正弦交流電路2.2.1電阻元件的正弦交流電路2.2.2電感元件的正弦交流電路2.2.3電容元件的正弦交流電路2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹由公式知,若是直流
30、,求導(dǎo)為0,所以直流電路中電流無變化,無電壓,電感上若想產(chǎn)生電壓,必須讓電感電流發(fā)生變化。直流電路中的電感可以認(rèn)為是短路。下表中反映了各元件電壓、電流之間大小關(guān)系、相位關(guān)系、相量關(guān)系。第九周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料2.3R、L、C串聯(lián)的正弦交流電路2.3.1電壓與電流2.3.2功率2.4正弦交流電路的分析2.4.1阻抗的串聯(lián)2.4.2阻抗的并聯(lián)2.4.3一般正弦交流電路的分析和計(jì)算2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹2.4.3一般正弦交流電路的分析和計(jì)算(1)復(fù)阻抗的概念(模相除電壓有效值比上電流有效值,幅角相減)。復(fù)阻抗的大小是電壓電流有效值的比值,為阻抗值;復(fù)阻抗的幅角是電壓超前于電流的相位角,為阻
31、抗角。(2)RLC串聯(lián)的正弦交流電路復(fù)阻抗Z可以表示成代數(shù)式的形式,也可以表示成極坐標(biāo)的形式。他們之間存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。,。阻抗角與電路的性質(zhì):純阻性,純感性,純?nèi)菪浴8行噪娐罚≧L電路),容性電路(RC電路),電路呈感性,電路呈容性,電路呈阻性我們可以根據(jù)阻抗角的正負(fù),方便地判斷電路的性質(zhì)。(3)功率的計(jì)算(P、Q、S)有功功率,單位:W無功功率,單位:Var視在功率S=UI,單位:VA三者滿足以下功率三角形圖:被稱之為功率因數(shù),功率因數(shù)低,線路損耗大,電源的利用率低。提高功率因數(shù)有著非常重要的經(jīng)濟(jì)意義。(4)正弦交流電路的分析-相量圖法、相量式法重點(diǎn)要求掌握相量式法。相量式分析計(jì)算正弦交
32、流電路的步驟為:將電路中已知的正弦量都用相量式表示。將電路中的阻抗元件都用復(fù)阻抗(R用R,L用jXL,C用-jXC)表示。應(yīng)用分析直流電流的各種定理和方法列方程求解。但所有的方程都為相量方程,所有的運(yùn)算均為復(fù)數(shù)運(yùn)算。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電路如圖,已知,求及P。【解析】,其中U、I分別為總電壓和總電流的有效值。為總電壓和總電流相位差。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容正弦交流電路的分析有兩種方法:相量式法和相量圖法。相量式法步驟:(1)將電路中已知正弦量都用相量表示;(2)將電路中的各元件參數(shù)用復(fù)阻抗的形式表示,R、;(3)應(yīng)用各種電路分析方法求解。應(yīng)注意所有運(yùn)算均為復(fù)數(shù)運(yùn)算,所有方程都是相量方
33、程。相量圖法步驟:(1)選取參考相量。一般原則:串聯(lián)電路選電流為參考相量,并聯(lián)電路選電壓為參考相量,混聯(lián)電路根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取。(2)以參考相量為基礎(chǔ),根據(jù)各元件上的電壓電流相位關(guān)系畫出電路的相量圖。(3)根據(jù)相量幾何關(guān)系在相量圖上求取待求物理量。特殊情況:等腰直角三角形、等邊三角形。此方法適用于相位關(guān)系比較特殊的電路,對于一般的電路通常用相量式法。第十周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料2.7三相正弦交流電路2.7.1三相電源2.7.2負(fù)載星形連接的三相電路2.7.3負(fù)載三角形連接的三相電路2.7.4三相電路的功率2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹(1)三相對稱交流電源: 三相四線制連接方式 三相電源的電壓
34、相量圖三個(gè)電源之間的關(guān)系是:同頻、等幅、相位互差120°。三相對稱電壓的瞬時(shí)值之和及相量和均為零,即:相、線電壓關(guān)系:,即線電壓大小是相電壓的倍,每個(gè)線電壓比相應(yīng)的相電壓相位超前30°。反映在相量圖中如上圖所示。(2)三相電路的分析負(fù)載星形連接:要求掌握負(fù)載電壓負(fù)載電流的計(jì)算問題負(fù)載電壓:為電源相電壓;相電流=線電流,三個(gè)負(fù)載的電流分別為:,中線電流滿足基爾霍夫電流定律,所以,若負(fù)載對稱,則中線電流。負(fù)載對稱時(shí)可以使用三相三線制。如果負(fù)載不對稱,中線是一定要存在的。負(fù)載三角形連接連接特點(diǎn):三相負(fù)載分別連接在電源的兩根火線之間。1、電壓和電流關(guān)系:(1)負(fù)載電壓電源線電壓。(
35、2)電流負(fù)載不對稱時(shí),先計(jì)算出各相電流,再計(jì)算線電流。當(dāng)負(fù)載對稱時(shí),負(fù)載各相電流也時(shí)對稱的。2、相、線電流關(guān)系:大小關(guān)系:,相位關(guān)系:線電流滯后相應(yīng)的相電流30°。 3、助學(xué)材料之例題精解【例題】有一個(gè)三相對稱負(fù)載,其每相的電阻,感抗。如將負(fù)載聯(lián)成Y形電路接于線電壓380V的三相電源上,求相電壓,相電流及線電流。分析:負(fù)載Y形接法時(shí)每相負(fù)載兩端的電壓為電源的相電壓;相電流和線電流相等。【解析】由于負(fù)載星形接法而且對稱,所以每相負(fù)載的相電壓為阻抗相電流相電流的初相位線電流4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容通過負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路的分析,我們得到如下結(jié)論:負(fù)載不對稱而又沒有零線時(shí),負(fù)載上可能得到
36、大小不等的電壓,有的超過用電設(shè)備的額定電壓,有的達(dá)不到額定電壓,都不能正常工作。比如,照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對稱,所以絕對不能采用三相三線制供電,而且必須保證零線可靠。零線的作用在于,使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開,其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。負(fù)載三角形連接的三相電路連接特點(diǎn):三相負(fù)載分別連接在電源的兩根火線之間。1、電壓和電流關(guān)系:(1)電壓負(fù)載電壓電源線電壓。(2)電流負(fù)載不對稱時(shí),先計(jì)算出各相電流,再計(jì)算線電流。當(dāng)負(fù)載對稱時(shí),負(fù)載各相電流也時(shí)對稱的。2、相、線電流關(guān)系:a.大小關(guān)系:b.相位關(guān)系:線電流滯后相應(yīng)的相電流30°第十
37、一周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料3.1換路定則與電壓和電流初始值的確定3.3.1換路定則3.3.2電壓和電流初始值的確定2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹3.1.1換路定則換路定則:設(shè)t=0為換路瞬間,表示換路前的終了瞬間,表示換路后的初始瞬間,則從到瞬間,電容元件的電壓和電感元件的電流不能突變,這稱為換路定則。用公式表示為:3.1.2電壓和電流初始值的確定分析步驟如下:(1)首先求出換路前穩(wěn)態(tài)電路中儲(chǔ)能元件電感中的電流和電容兩端的電壓;換路前穩(wěn)態(tài)電路中,電感短路處理,電容斷路處理。(2)根據(jù)換路定則,確定電容元件的初始電壓和電感元件的初始電流。(3)畫出瞬間的等效電路。將電容元件作為理想電壓源處理,其電
38、壓值和方向由確定;將電感元件作為理想電流源處理,其電流值和方向由確定。利用該等效電路求出其他各量的初始值。注意:特殊情況對于電感在等效電路中,電感斷路處理對于電容在等效電路中,電容短路處理3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電路如圖所示,求在開關(guān)S閉合瞬間()各元件中的電流及其兩端電壓,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)各等于多少?設(shè)在時(shí),電路中的儲(chǔ)能元件均未儲(chǔ)能。【解析】由于在時(shí),電路中的電容上沒有電壓,電感上沒有電流,所以當(dāng)時(shí)刻s閉合時(shí),電容相當(dāng)于短路狀態(tài),電感相當(dāng)于開路狀態(tài)。當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定()時(shí),電容相當(dāng)于開路狀態(tài),電感相當(dāng)于短路狀態(tài),此時(shí)等效電路如圖解b所示。 a b時(shí),此時(shí)等效電路如圖解a所示。4、助學(xué)材料之總
39、結(jié)性內(nèi)容1、穩(wěn)態(tài):指電路中的電壓和電流在給定的條件下已達(dá)到某一穩(wěn)態(tài)值(對交流來講是其幅值達(dá)到穩(wěn)定)。2、暫態(tài):指電路在過渡過程中的工作狀態(tài)。3、過渡過程:從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的中間過程稱為過渡過程,亦稱其為暫態(tài)過程。4、過渡過程產(chǎn)生的原因(1)內(nèi)因:系統(tǒng)中的能量不能發(fā)生躍變。(2)外因或條件:電路存在換路。5、換路定則 6、電路電壓、電流初始值的確定步驟(1)首先求出換路前穩(wěn)態(tài)電路中儲(chǔ)能元件電感中的電流和電容兩端的電壓;換路前穩(wěn)態(tài)電路中,電感短路處理,電容斷路處理。(2)由換路定則,得和。(3)作時(shí)的等效電路:電感元件用理想電流源代替,將電容元件用理想電壓源代替。(4)由時(shí)的等效
40、電路求所需的、。注意:特殊情況對于電感在t0+等效電路中,電感斷路處理對于電容在t0+等效電路中,電容短路處理7、求解電路響應(yīng)時(shí)的初始值的原則:1、換路瞬間,、不能突變。其它電量均可能突變,變不變由計(jì)算結(jié)果決定;2、換路瞬間,電容相當(dāng)于恒壓源,其值等于U0,極性同換路前;電容相當(dāng)于短路;3、換路瞬間,電感相當(dāng)于恒流源,其值等于I0,方向同換路前;,電感相當(dāng)于開路。第十二周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料3.2 RC電路的響應(yīng)3.2.1RC電路的全響應(yīng)3.2.2RC電路的零輸入響應(yīng)3.2.3RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹回顧RLC的伏安特性 RC電路的全響應(yīng):RC電路零輸入響應(yīng)的解析式為
41、,此時(shí)電容元件的電壓由初始值按指數(shù)規(guī)律變化到新的穩(wěn)態(tài)值0,變化的速度取決于。RC電路零狀態(tài)響應(yīng)的解析式為,此時(shí)電容元件的電壓由初始值0按指數(shù)規(guī)律變化到新的穩(wěn)態(tài)值U,變化的速度取決于。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】在開關(guān)S閉合前電路已處以穩(wěn)定狀態(tài),求開關(guān)閉合后的電壓。【解析】開關(guān)S閉合前。開關(guān)S閉合后電路仍有電源激勵(lì),因此是一個(gè)求解全響應(yīng)的問題。此問題可用分別求解零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)后再進(jìn)行疊加的方法來解。(1)求零輸入響應(yīng):將電路激勵(lì)電源除去(理想電流源開路),保留其內(nèi)阻(),以作為初始儲(chǔ)能電壓,換路后的電路總電阻 時(shí)間常數(shù) 于是 (2)求零狀態(tài)響應(yīng):令,則。電路在電源作用下電容器充電,穩(wěn)態(tài)
42、值 時(shí)間常數(shù),于是零狀態(tài)響應(yīng) 完全響應(yīng) 4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容1、把電源的作用稱為激勵(lì),而把由激勵(lì)產(chǎn)生的結(jié)果稱為響應(yīng)。所以激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系,就是輸入與輸出的關(guān)系。2、RC電路的零狀態(tài)響應(yīng):換路前電容元件沒有儲(chǔ)能,換路后,由外部激勵(lì)產(chǎn)生電路的響應(yīng)。(課本提法:換路前電容元件未儲(chǔ)有能量,即。在此條件下,由電源激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng),稱為零狀態(tài)響應(yīng)。)3、RC電路的零輸入響應(yīng):換路前電容元件有儲(chǔ)能,換路后電路中沒有外部激勵(lì),由電容元件儲(chǔ)存的能量產(chǎn)生電路的響應(yīng)(課本提法:是指無外部電源激勵(lì),輸入信號為零。在此條件下,由電容元件電壓的初始值所產(chǎn)生的響應(yīng),稱為零輸入響應(yīng))。4、RC電路的全響應(yīng):換路前電容元件
43、有儲(chǔ)能,換路后電路中有外部激勵(lì),由電容元件儲(chǔ)存的能量和外部激勵(lì)共同產(chǎn)生電路的響應(yīng)。全響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)+零輸入響應(yīng)5、時(shí)間常數(shù)對含有電容的一階電路:。對含有電感的一階電路:。其中R是換路后的電路除去電源和儲(chǔ)能元件后在儲(chǔ)能元件兩端所得無源二端網(wǎng)絡(luò)的等值電阻。的物理意義:的大小反映了電路中能量儲(chǔ)存或釋放的速度,愈大則暫態(tài)過程時(shí)間愈長。第十三周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料3.3 一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹三要素:初始值、穩(wěn)態(tài)值及時(shí)間常數(shù)。分析一階段線性電路暫態(tài)過程中任意響應(yīng)的一般公式為:這種不需求解電路的微分方程而只利用、和這三個(gè)要素求解一階線性電路暫態(tài)響應(yīng)的方法叫做一階線性電
44、路暫態(tài)分析的三要素法。需要注意的是,三要素法只適用于在直流電源作用下的RC或RL一階線性電路。而經(jīng)典法本身則適用于任何線性電路的暫態(tài)分析。3、助學(xué)材料之例題精解【例題】電路如圖所示,U=20V,C=4F,R=50k。在t = 0時(shí)閉合S1,在t=0.1秒時(shí)閉合S2。求S2閉合后的電壓uR(t)。設(shè)uc(0)=0。【解析】該題使用三要素法求解。(一)t=0時(shí)閉合S1(1)求初始值。根據(jù)換路定理:(2)求穩(wěn)態(tài)值。閉合S1電路穩(wěn)定后,電容相當(dāng)于開路,此時(shí)等效電路如下:(3)求時(shí)間常數(shù)。(4)電容電壓的響應(yīng)關(guān)系為:(二)在t=0.1s時(shí)閉合S2求出此時(shí)電容電壓的值為第二次換路后的等效電路(1)求電阻電
45、壓的初始值。(2)求電阻電壓穩(wěn)態(tài)值。穩(wěn)態(tài)電路如圖所示:(3)求時(shí)間常數(shù)。(4)電阻電壓的相應(yīng)為:4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容簡要步驟如下:(1)求穩(wěn)態(tài)值:取換路后的電路,將其中的電感元件視作短路,電容視作開路,獲得直流電阻性電路,求出各支路電流和各元件端電壓,即為它們的穩(wěn)態(tài)值。(2)求初始值:參看第1、2講。(3)求時(shí)間常數(shù)對含有電容的一階電路:對含有電感的一階電路:其中是換路后的電路除去電源和儲(chǔ)能元件后從原儲(chǔ)能元件兩端看進(jìn)去的等效電阻。(4)將結(jié)果代入公式即為所求暫態(tài)過程電壓、電流隨時(shí)間變化規(guī)律。第十四周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料4.1 半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié) 4.1.1半導(dǎo)體的基本知識 4.1
46、.2PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦?.2 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 4.2.1半導(dǎo)體二極管4.2.2二極管應(yīng)用電路2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹束縛電子受到熱激發(fā),獲得足夠的能量脫離共價(jià)鍵的約束變成一個(gè)自由電子。在原來的位置上留下一個(gè)空位置,叫做空穴。價(jià)電子跑了,形成空穴。空穴帶正電。在其它力的作用下,空穴吸引鄰近的電子來填補(bǔ),這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移,而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng),因此可以認(rèn)為空穴是載流子。空穴遷移和電子遷移方向是相反的。空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)。空穴和自由電子都是載流子。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子,即自由電子和空穴。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。濃度越高導(dǎo)電
47、能力越強(qiáng)。(溫度越高,載流子的濃度越高,導(dǎo)電能力越強(qiáng))。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì),增加載流子濃度(或者是自由電子,或者是空穴)使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體(電子半導(dǎo)體),使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體(空穴半導(dǎo)體)。所以摻入5價(jià)元素就是N型半導(dǎo)體,摻入3價(jià)元素就是P型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中的載流子是什么?1、由施主原子(磷原子五價(jià)元素)提供的電子,濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。3、摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度,所以,自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子(多子),空穴稱為少數(shù)載流子(少子)。P型半導(dǎo)體中的載流子
48、是什么?1、受主原子(硼原子三價(jià)元素)提供空穴總結(jié):N型半導(dǎo)體中電子是多子,其中大部分是摻雜提供的電子,本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。N型半導(dǎo)體中空穴是少子,少子的遷移也能形成電流,由于數(shù)量的關(guān)系,起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。P型半導(dǎo)體中空穴是多子,電子是少子。內(nèi)電場的形成是由多子的擴(kuò)散而引起的。內(nèi)電場的方向由N指向P。擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬,內(nèi)電場加強(qiáng),內(nèi)電場加強(qiáng)后,反而使擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)減弱了。內(nèi)電場越強(qiáng),就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng),而漂移使空間電荷區(qū)變薄。所以擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡,相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng),空間電荷區(qū)的厚度固定不變。注意:1、空
49、間電荷區(qū)中沒有載流子。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P中的空穴、N中的電子(都是多子)向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)(擴(kuò)散運(yùn)動(dòng))。3、P中的電子和N中的空穴(都是少子),數(shù)量有限,因此由它們形成的電流很小。PN節(jié)的單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是:P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓;PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是:P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。正向偏置時(shí),外電場和內(nèi)電場方向相反,削弱了內(nèi)電場,有利于多子的擴(kuò)散。形成了一個(gè)由P指向N的外電流。這個(gè)電流比較大(原因:由擴(kuò)散引起的)反向偏置時(shí),外電場和內(nèi)電場方向相同,空間電荷區(qū)變寬,內(nèi)電場加強(qiáng)了,有利于漂移。由于少子數(shù)量有限,形成電流非常小。3、助學(xué)材料之習(xí)題精解【
50、例題】在圖示電路中,E=5V,二極管的正向壓降可忽略不計(jì),試分別畫出輸出電壓uo的波形。【解析】(1)分析:在圖(a)中,假設(shè)電壓源負(fù)極接地,將二極管D斷開,二極管陽極對地電位為,二極管陰極對地電位為,如圖所示,分析如下:當(dāng),即時(shí),二極管D導(dǎo)通,。當(dāng),即時(shí),二極管D截止,。答案:波形如圖所示。(2)分析:在圖(b)中,假設(shè)電壓源負(fù)極接地,將二極管D斷開,二極管陽極對地電位為,二極管陰極對地電位為,如圖所示,分析如下:當(dāng),即時(shí),二極管D導(dǎo)通,。當(dāng),即時(shí),二極管D截止, 。答案:波形如圖所示。4、助學(xué)材料之總結(jié)性內(nèi)容雜質(zhì)半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)構(gòu)成雜質(zhì)半導(dǎo)體。(1)P型半導(dǎo)體:在本
51、征半導(dǎo)體中摻入適量三價(jià)元素(硼、鋁),形成空穴型(P型)半導(dǎo)體。多數(shù)載流子是空穴。(2)N型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入適量五價(jià)元素(磷、銻),形成自由電子型(N型)半導(dǎo)體。多數(shù)載流子是自由電子。PN結(jié):P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作在一起,在交界面處形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū),這就是PN結(jié)。單向?qū)щ娦訮N結(jié)外加正向電壓(或正向偏置):將P型區(qū)接電源正極,N型區(qū)接電源負(fù)極。PN結(jié)呈現(xiàn)低阻值,處于導(dǎo)通狀態(tài)。PN結(jié)外加反向電壓(或反向偏置):將P型區(qū)接電源負(fù)極,N型區(qū)接電源正極。PN結(jié)呈現(xiàn)高阻值,處于截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)論:PN結(jié)正向?qū)ǎ聪蚪刂梗淳哂袉蜗驅(qū)щ娦浴#?)二極管的伏安特性1、正向特性(1)死區(qū)
52、電壓當(dāng)二極管加正向電壓,但正向電壓不足夠大時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)對應(yīng)的最大電壓,稱為死區(qū)電壓。(2)工作電壓(正向?qū)▍^(qū))當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓時(shí),電流I增長很快,二極管呈現(xiàn)出一個(gè)小電阻。當(dāng)二極管充分導(dǎo)通后,其正向電壓基本維持不變,稱為正向?qū)妷篣F.。2、反向特性(1)反向截止區(qū)當(dāng)二極管外加反向電壓(反向偏置)時(shí),僅有很小的反向飽和電流IR。(2)反向擊穿區(qū)當(dāng)反向電壓增加到一定值時(shí),反向電流劇增,稱為二極管的反向擊穿。(4)二極管的模型1、理想模型正向偏置時(shí)管壓降uD=0,相當(dāng)于短路;反向偏置時(shí)iD=0,相當(dāng)于開路。2、恒壓降模型它是指二極管導(dǎo)通后,管壓降是恒定值。硅管的管壓降為0.7V;鍺管的管壓降為0.3V。第十五周導(dǎo)學(xué)助學(xué)材料1、導(dǎo)學(xué)材料4.3 放大電路的基本概念及其性能指標(biāo) 4.3.1放大電路的基本概念 4.3.2放大電路的性能指標(biāo)4.4三極管及其放大電路 4.4.1三極管 4.4.2共發(fā)射極放大電路 4.4.3射極輸出器2、助學(xué)材料之重點(diǎn)內(nèi)容介紹一、三極管的類型按PN結(jié)的組合方式分為NPN型和PNP型。二、三極管的電流分配與放大作用電流放大的外部條件:發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓。電流放大倍數(shù): ; 三、三極管的特性曲線1、輸入特性曲線在三極管共發(fā)射極連接的情況下,當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電
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