1、電子學基礎電路分析基礎第1頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能第2頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能一個力作用在物體上，物體在這個力的作用下移動了一段距離，這個力就對物體做了功。 力的方向必須與物體移動的方向相同。第3頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能功的單位是 牛頓.米 N . m 用 W 來表示功W = F x d

2、 這里 F 表示力的方向，d 則表示物體移動的距離。Fd第4頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能力矩也和功一樣 也是力和距離的乘積，但是他們之間卻存在很大區別。力矩往往是順時針或者逆時針方向旋轉一個物體時產生，因此力的方向要和距離垂直才能產生力矩。第5頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能支點5 m3 m6 N10 N 力矩= 5 m x 6 N = 30 N.m 力矩= 3 m x 10 N = 30 N.m第6

3、頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能能指的是做功的能力。能一般有三種形式：勢能、動能、靜能。第7頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能勢能 動能 靜能物體因為它所處的位置或者結構，具有了做工的能力，這種被儲存的能量我們叫“勢能”。 物體由于處在一定的高度而具有的勢能。 物體可能由于的它的構造而具有勢能。第8頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串

4、并聯 功 力矩 能勢能 動能 靜能第9頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能勢能 動能 靜能物體因為運動而具有的做功能力。我們稱動能.這里的物體可以是 氣體、液體、固體。第10頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 功 力矩 能勢能 動能 靜能物體由于具有質量而擁有的與質量等價的能，這就要涉及到愛因斯坦的著名的等式 E=mc 這里的 m 是質量 C 是光速，表明了質量和能量的等價。 第11頁，共41頁，2022年，5月20日，19

5、點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電量 電流 電壓 電阻 電功率我們用庫倫（C）命為電量單位、庫倫是一個法國人，人們為了紀念他在電子學領域的成就，發現了電荷之間作用力之間的平方反比定律，用他的名字來命名電量。第12頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電量 電流 電壓 電阻 電功率1 C 的電荷每秒流動的速率。我們用 I 來表示電流，用安培（A）命為電流的單位，安培也是一位法國人，人們為了紀念他發展了電磁理論，電流的單位用他的名字來命名。1A的電流相當于1C的電荷每秒流動的速率。速

6、率總是與時間有關系， 所以 I =Q / t Q為電荷。第13頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電量 電流 電壓 電阻 電功率電壓的單位是伏特（V）用V表示電壓伏特是一位意大利人，伏特因為發明了第一節電池而出名，所以人們紀念伏特的發明的電池把電壓的單位獻給了它。電壓就是把一個單位的正電荷從負極傳輸到正極所需要做的功，或者所消耗的能量。V=W/Q第14頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電量 電流 電壓 電阻 電功率用R表示電阻，它的單位是

7、歐姆（ ），歐姆是一位嚴謹細心的德國人，他在實驗室發現了著名的歐姆定律，既電壓、電流、電阻之間的關系，為了紀念他的成果，人們把電阻的單位用他的名命名。第15頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電量 電流 電壓 電阻 電功率電功率用 P 來表示既 能量轉移或者轉化為熱量、聲、光 等其他的一些能量的速率。功率的單位是瓦特（W），詹姆斯.瓦特是一位英國人。 1W等于每秒做1J的功。 P = W/t。第16頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的

8、方向 交流電&直流電 電阻器電流的定義是基于 本杰明.富蘭克林的理念，既電是一種從正極流向負極的看不見的物質。實際上在導體上帶負電的電荷 既電子是從負極流向正極的，與我們常規的電流定義的方向相反。 不過電流測量的方法只有一種 ，我們知道電流測量方法即可 。第17頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的方向 直流電&交流電 電阻器第18頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的方向 直流電&交流電 電阻器直流電流（Direct curren

9、t）簡稱DC ，按一個方向流動的電流我們稱為直流電流，是被愛迪生發現。在一個電路中，恒定作用的電壓從電源(如電池)中產生直流電流。第19頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的方向 直流電&交流電 電阻器交流電流（Alternating current）簡稱AC ，電力公司配送大小和方向都隨時間做周期性變化的電流，這種電流就是一種交流電。第20頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的方向 直流電&交流電 電阻器電阻對電流有阻礙作用，其單

10、位是歐姆 如果某物質上施加了1V的電壓時有1A的電壓流過時，我們則稱該物質有1 的電阻 電阻器是那些經設計使得他們的引線段之間有一定的電阻值元件。第21頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯電流的方向 直流電&交流電 電阻器 電阻器主要作用：限制電流、分壓。第22頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律電壓 V：是電荷通過電路的驅動力。單位 伏特 V電流 I：是電荷流動的速率。單位 安培 A電阻 R：是對電流的阻

11、礙作用。單位 歐姆 電壓V電阻 R電流 IV=IRI=V/RR=V/I第23頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律能定義為做功的能力。單位是 J焦耳 1 J 等于1 N力的作用下沿著力的方向移動1m 的距離所做的功。電能是能的另一種勢能的基本形式，它可以轉化為其他形式的能量。如運轉電動機的動能。而功率 P 是一種能轉化為另一種能的速率。1 W等于1 S內用完 1 J 能量的功率。P=W/t第24頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位

12、歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律千瓦 . 時 Kwh千瓦 . 時是一個比焦耳 J 大的多的能量單位。 因為W=P x t 而在這里功率用1千瓦（1kW）代替，時間用1小時（1 h）代替；則我們得到 kw.h因此千瓦.時(Kw.h)指的是1小時內保持1千瓦的功率所用的能量。實際上1kW是時等于360萬J第25頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律千瓦 . 時 Kwh 0.75kW的電風扇用了 12個小時 1.8kW的冰箱用了12個小時 0.25kW的電視用了5個小

13、時 0.4kW的洗衣機用了1小時 假設1度電 要8毛錢？確定一天內總費用。0.75kW*12h+1.8kW*12h+0.25kW*5h+0.4kW*1h=32.25kWh 32.25*0.8=25.8塊第26頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律當電流通過燈泡就會產生光，而功率在這里指的是產生光能的速率。功率越大燈泡越亮，并且把功率表示為電流與電壓的乘積。P = V I 又因為V= IR I=V/R 所以P =I R P=V /R上式三個等式統稱為瓦特定律22第27頁，共41頁，202

14、2年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯 歐姆定律 電能和電功率 瓦特定律 馬力（horse power，hp）正如能量有兩個單位功率也有兩個單位。馬力起源于蘇格蘭，在對一匹強壯的馬的力量進行測試時，這匹馬能 夠以746W的功率拖動一個負載 所以1馬力（hp）等于746W第28頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器在串聯連接時，從電源出發經過電阻器再回到電源只有一條電流路徑，總電阻值等于它們的和 在一個串聯電路中，流過所有元

15、件的電流相同。第29頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器基爾霍夫電壓定律（Kirchhoffs voltage law）KVL 基爾霍夫發現在一個閉合的路徑內，所有的電壓降之和等于該閉合路徑的總電源電壓。V總 =15 V I =15 V/40k =0.375mAV1=IR1=3.75 VV2=IR2=3 VV3=IR3=8.25 VV1+V2+V3=15 V第30頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯

16、串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器在串聯電路中我們可以認為，各個電阻器將電源電壓在它們之間進行分配。分壓器這個術語來源于這一思想。Ix = I總Vx / Rx=Vs / R總所以有 Vx=(Rx / R總)*VS第31頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器 Vx=(Rx / R總)*VSR總 =9.1k +4.7k +3.3k V1= （R1/R總）*VS = 7.98V第32頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐

17、姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器兩個或兩個以上的電阻器與一個公共電壓源相連的電路。在并聯電路從電壓源到任一電阻器和返回到電壓源總能找到一條完整的路徑，而不必通過另一個電阻器。第33頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器節點電路中兩個或兩個以上的電路元件的公共連節點，所有的并聯電路正好有兩個節點。第34頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL

18、分流器總電阻并聯電路的總電阻比電路中最小一個電阻器的電阻還要小。1/R總 = 1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn33.6 第35頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器歐姆定律在并聯電路應用由于在并聯電路電壓源直接跨接在元件兩端，因而在并聯電路每一個元件兩端電壓正好等于電源電壓。可以表示為Vs=V1=V2=V3第36頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器 并聯 KCL 分流器歐姆定律在并聯電路應用 求 I1 = I2= I3= V1= V2= V3=0.268mA 0.556mA0.183mA15V15V15V第37頁，共41頁，2022年，5月20日，19點53分，星期四電子學物理基礎 基本物理量&單位 歐姆+瓦特定律 串并聯串聯 KVL 分壓器