清华大学电路原理电子ppt课件.ppt

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组电路原理课件我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组第第1 1章章 绪论绪论1. 1 1. 1 电路电路1. 2 1. 2 电流和电压电流和电压1. 3 1. 3 电路模型的建立和电电路模型的建立和电路分析的基本观点路分析的基本观点1. 4 1. 4 电路用于信号处理电路用于信号处理1. 6 1. 6 电路的分类电路的分类1. 5 1. 5 电路用于能量处理电路用于能量处理我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组1.1 1.1 电路电路一、电路一、电路 （circuits）电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源电源（source）：提供能量或信号。）：提供能量或信号。负载负载（load）：将电能转化为其他形式的能量，或对信号）：将电能转化为其他形式的能量，或对信号进行处理。进行处理。导线导线（line）、开关（）、开关（switch）等：将电源与负载接成通路。）等：将电源与负载接成通路。 电路是电工设备构成的整体，它为电流（电路是电工设备构成的整体，它为电流（current）的流通提）的流通提供路径。供路径。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组二、为什么要学习电路？二、为什么要学习电路？ 从学术的观点来看从学术的观点来看 电路是电气工程（电路是电气工程（electrical engineering）的基础。）的基础。 电路是计算机科学（电路是计算机科学（computer science）的基础。）的基础。 从实际情况来看从实际情况来看 电路原理是许多高级课程的先修课程。电路原理是许多高级课程的先修课程。 熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。三、什么是电气工程？三、什么是电气工程？国内习惯的归类与统称国内习惯的归类与统称各学科领域各学科领域国外习惯的归类与统称国外习惯的归类与统称电气工程电气工程电力工程电力工程电气工程电气工程信息科学与技术信息科学与技术(或电子信息科学与技术或电子信息科学与技术)控制工程控制工程通信工程通信工程电子工程电子工程 计算机科学与技术计算机科学与技术计算机科学计算机科学计算机工程计算机工程统称：电气工程与信息科学统称：电气工程与信息科学（或电气电子信息科学）（或电气电子信息科学）统称：电气工程与计算机科学统称：电气工程与计算机科学（简称（简称EECS、ECE）四、电路都有哪些作用？四、电路都有哪些作用？ 处理能量处理能量 电能的产生、传输、分配电能的产生、传输、分配 处理信号处理信号 电信号的获得、变换、放大电信号的获得、变换、放大我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物电路原理电路原理相互融合的相互融合的信息系统信息系统(无处不在的无处不在的IT产业产业)公共公共基础基础专门专门技术技术应用应用领域领域电力系统电力系统(能量传输与处理能量传输与处理)控制系统控制系统(信号反馈与处理信号反馈与处理)通信系统通信系统(信号传输与处理信号传输与处理)信号处理系统信号处理系统*计算机系统计算机系统电力电子技术电力电子技术(关注大功率关注大功率)通信电路通信电路(关注高频段关注高频段)微电子技术微电子技术(集成芯片设计集成芯片设计)模拟电子线路模拟电子线路数字电子线路数字电子线路信号与系统信号与系统*：指各类信号处理课程，包括某些专业的专门课程（如生物医学工程、核电子学等）。：指各类信号处理课程，包括某些专业的专门课程（如生物医学工程、核电子学等）。 五、电路原理的后续课程五、电路原理的后续课程我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组电路分析电路分析(analysis)电路理论（电路原理）电路理论（电路原理）实际电路实际电路电路模型电路模型分析分析求解方程求解方程（代数、常微分、偏微分）（代数、常微分、偏微分）结果结果电路分析电路分析电路综合电路综合电路综合电路综合(synthesis)六、电路分析与电路综合六、电路分析与电路综合我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组根据电源性质根据电源性质直流电路直流电路交流电路交流电路根据负荷性质根据负荷性质电阻电路电阻电路动态电路动态电路根据感兴趣的时段根据感兴趣的时段暂态分析暂态分析稳态分析稳态分析七、如何看待电路七、如何看待电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组1.2 1.2 电流和电压电流和电压一、一、 电流电流 （current）带电质点有规律的运动形成电流。带电质点有规律的运动形成电流。电流的大小用电流的大小用电流强度电流强度表示。表示。电流强度：电流强度：单位时间内通过导体横截面的电量。单位时间内通过导体横截面的电量。0d( ) = limdtqqi ttt 单位名称：安单位名称：安培培 符号：符号：A （Ampere，安培；，安培；1775 1836，France）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组电流的参考方向电流的参考方向: :实际方向实际方向实际方向实际方向参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。i 参考方向参考方向AB我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组电流参考方向的电流参考方向的两种表示两种表示： 用箭头表示：箭头的指向为用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向；电流的参考方向； 用双下标表示：如用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由电流的参考方向由A指向指向B。i 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+ 0 吸收正功率吸收正功率 （实际吸收）（实际吸收）P0 发出正功率发出正功率 （实际发出）（实际发出）PUT后，后，MOSFET的的D、S间导通。间导通。转移特性曲线转移特性曲线二、二、MOSFET的电气性质的电气性质我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组DSGUGSMOSFETUDSIDSIDSUDSUGS=5VUGS=4VUGS=3V三极管区三极管区/可变电阻区可变电阻区饱和区饱和区/恒流区恒流区DSTGSTUUUU DSTGSUUU 输出特性曲线输出特性曲线我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组 22TGSDSUUKI 导通后导通后UGSUT+UDS的时候，的时候，MOSFET的的D、S间呈间呈电阻特性电阻特性。TGSUU 0DSI1 截止区截止区条件：条件：性质：性质：3 三极管区三极管区条件：条件：性质：性质：TDSGSUUU RONTDSGSTUUUU 2 饱和区饱和区条件：条件：性质：性质： 22TGSDSUUKI DSGUGSUDSIDSUSUGSUDSIDSUSUGSUDSIDSUS 22TGSDSUUKI UGSUDSIDSUSRON三、三、MOSFET的等效电路的等效电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组四、四、MOSFET的模型的模型开关电阻（开关电阻（SR）模型）模型:截止状态截止状态导通状态导通状态TGSUU TDSGSUUU UGSUDSIDSUSRONUGSUDSIDSUSRON我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组截止状态截止状态导通状态导通状态TGSUU TDSGSTUUUU UGSUDSIDSUS 22TGSDSUUKI UGSUDSIDSUS开关电流源（开关电流源（SCR）模型）模型:我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组2.4 2.4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律一一 、几个名词、几个名词支路支路 ( (branch) )：电路中通过同一电流的每个分支。电路中通过同一电流的每个分支。回路回路（loop）：）：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。b=3网孔网孔（mesh）：）：对对平面电路平面电路，每个网眼即为网孔。，每个网眼即为网孔。 网孔是回网孔是回路，但回路不一定是网孔。路，但回路不一定是网孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123（Kirchhoff，基尔霍夫；，基尔霍夫；18241887，Germany）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组物理基础：电荷（物理基础：电荷（electric charge）守恒，电流连续性。）守恒，电流连续性。i1i4i2i3令电流流出为令电流流出为“+”i1+i2i3+i4=0i1+i3=i2+i47A4Ai110A-12Ai2i1+i210(12)=0 i2=1A 例例 47i1= 0 i1= 3A 0)(ti二、基尔霍夫电流定律（二、基尔霍夫电流定律（KCL） 在任何集总参数（在任何集总参数（lumped parameter）电路中，在任一时电路中，在任一时刻，流出（流入）任一节点的各支路电流的代数和为零。刻，流出（流入）任一节点的各支路电流的代数和为零。 即即我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组KCL的推广的推广ABi=0ABiiABi3i2i10321 iii两条支路电流大小相等，两条支路电流大小相等，一个流入，一个流出。一个流入，一个流出。只有一条支路相连，则只有一条支路相连，则 i=0。选定一个绕行方向：顺时针或逆时针。选定一个绕行方向：顺时针或逆时针。R1I1US1+R2I2R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4例例 0U取顺时针方向绕行：取顺时针方向绕行：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0-U1+U2+U3+U4= US1 -US4 I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4+- -+- -+- -+- - 0)(tu三、基尔霍夫电压定律（三、基尔霍夫电压定律（KVL） 在任何集总参数（在任何集总参数（lumped parameter）电路中，在任一时刻，）电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径（按固定绕向沿任一闭合路径（按固定绕向) )，各支路电压的代数和为零。，各支路电压的代数和为零。 即即电阻压降电阻压降电源压升电源压升 S UUR即即AB l1l2UAB (沿沿l1)=UAB (沿沿l2）电位的单值性电位的单值性推论推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过：电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压的代数和。元件电压方向与路径绕行方的各元件电压的代数和。元件电压方向与路径绕行方向一致时取正号，相反取负号。向一致时取正号，相反取负号。32ABUUU 44S11SABUUUUU 例例I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4+- -+- -+- -+- -AB我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组KCL，KVL小结：小结：（1） KCL是对连到节点的支路电流的线性约束，是对连到节点的支路电流的线性约束，KVL是是对回路中支路电压的线性约束。对回路中支路电压的线性约束。（2） KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。与组成支路的元件性质及参数无关。（3） KCL表明在每一节点上电荷是守恒的；表明在每一节点上电荷是守恒的；KVL是电位是电位单值性的具体体现（电压与路径无关）。单值性的具体体现（电压与路径无关）。（4） KCL、KVL只适用于集总参数的电路。只适用于集总参数的电路。电路如图示，求电路如图示，求U和和I。解解3+1-2+I=0，I= -2（A）U1=3I= -6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）例例2求下图电路开关求下图电路开关S打开和闭合时的打开和闭合时的 i1 和和 i2 。S打开：打开：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S闭合：闭合：i2=0i1=i+2ii=10/5=2i1=6(A)10V5 5 i1i2ii2S-+解解例例1U11A3A2A3V2V3 UI+- - -我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组一、电阻等效变换一、电阻等效变换2.5 2.5 电路的等效变换电路的等效变换(1) (1) 电路特点电路特点1.1.电阻串联电阻串联 ( (series connection) )+_R1Rn+_uki+_u1+_unuRk(a) 各电阻顺序连接，流过同一电流各电阻顺序连接，流过同一电流 （KCL）；(b) 总电压等于各串联电阻上的电压之和总电压等于各串联电阻上的电压之和 （KVL）：nkuuuu 1等效等效(2) 等效电阻（等效电阻（equivalent resistance）Req+_R1RniuRku+_Reqi等效：对等效：对外部电路外部电路 端钮（端钮（terminal）以外）以外 效果相同效果相同Req=( R1+ R2 +Rn) = Rk(3) 串联电阻上电压的分配串联电阻上电压的分配uRRukkeq +_un+_R1RniuRk+_uk+_u1等效电阻等于串联的各电阻之和等效电阻等于串联的各电阻之和我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组例例 两个电阻分压（两个电阻分压（voltage division），）， 如下图所示。如下图所示。uRRRu2111 uRRRu2122 （注意方向注意方向 !）（4） 功率关系功率关系 p1 = R1i 2 ， p2 = R2i 2 ， ， pn = Rni 2 p1 : p2 : : pn= R1 : R2 : : Rn总功率总功率 p = Reqi 2 = (R1+ R2+ +Rn ) i 2 = R1i 2 + R2i 2 + + Rni 2 = p1 + p2 + + pni+_uR1R2+-u1-+u2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组2. 电阻并联电阻并联 （parallel connection）inR1R2RkRni+ui1i2ik_（1） 电路特点电路特点(a) 各电阻两端分别接在一起，端电压为同一电压各电阻两端分别接在一起，端电压为同一电压 （KVL）；）；(b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和总电流等于流过各并联电阻的电流之和 （KCL）：）：i = i1+ i2+ + ik+ + in我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组等效等效由由KCLi = i1+ i2+ + ik+ +in= u Geq故有故有 uGeq= i = uG1 +uG2 + +uGn=u（G1+G2+ +Gn）即即设设 Gk =1 / Rk （k = 1， 2， ， n）Geq=G1+G2+ +Gk+ +Gn= Gk = 1/Rk（2） 等效电导（等效电导（equivalent conductance）GeqGeq+u_i等效电导等于并联的各电导之和。等效电导等于并联的各电导之和。inG1G2GkGni+ui1i2ik_我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组（3） 并联电阻的分流（并联电阻的分流（current division）eqeq/GGRuRuiikkk 由由电流分配与电导成正比电流分配与电导成正比得得 iGGikkeq 对于两电阻并联，对于两电阻并联，iRRRiRRRi2122111/1/1/1 有有iRRRiRRRi2112122/1/1/1 R1R2i1i2i我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组（4） 功率关系功率关系p1=G1u2， p2=G2u2， ， pn=Gnu2p1: p2 : : pn= G1 : G2 : :Gn总功率总功率 p = Gequ2 = (G1+ G2+ +Gn ) u2 = G1u2 + G2u2 + + Gnu2 = p1 + p2 + + pn我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组解解 R = 4(2+(36) )= 2 3 例例12 4 6 R 3 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组 解解 R = (4040) + (303030) = 30 例例240 30 30 40 30 R40 40 30 30 30 R我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组R1R2R3R4+_uSAB2AS12RuuRR 4BS34RuuRR uAuB？1423R RR R UAB=0IAB=0(2) 已知电流为零的支路可以断开。已知电流为零的支路可以断开。(1) 已知电压为零的节点可以短接。已知电压为零的节点可以短接。等电位点等电位点等电位点之间开路或短路不等电位点之间开路或短路不影响电路的电压电流分布。影响电路的电压电流分布。3. 平衡电桥平衡电桥我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组（1 1）电阻的）电阻的三角形（三角形（ ）联接）联接和和星形（星形（Y）联接）联接 形形联接联接（ connection） R12R31R23i3 i2 i1 123+u12 u23 u31 Y形形联接联接（Yconnection）R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+u12Yu23Yu31Y4. 电阻的电阻的 Y 变换变换我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组等效条件等效条件 i1 = i1Y ， i2 = i2Y ， i3 = i3Y ， 且且 u12 = u12Y ， u23 = u23Y， u31 = u31Y （2 2） Y 电阻电阻等效变换（等效变换（equivalent transformation) )的条件的条件 R12R31R23i3 i2 i1 123+u12 u23 u31 R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+u12Yu23Yu31Y我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组Y接接: 用电流表示电压用电流表示电压u12Y=R1i1YR2i2Y 接接: 用电压表示电流用电压表示电流i1Y+i2Y+i3Y = 0 u23Y=R2i2Y R3i3Y i3 =u31 /R31 u23 /R23i2 =u23 /R23 u12 /R12i1 =u12 /R12 u31 /R31（1）（2）（3）电阻的）电阻的三角形（三角形（ ）联接）联接和和星形（星形（Y）联接的等效变换）联接的等效变换 R12R31R23i3 i2 i1 123+u12 u23 u31 R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+u12Yu23Yu31Y由式由式（2）解得解得i3 =u31 /R31 u23 /R23i2 =u23 /R23 u12 /R12i1 =u12 /R12 u31 /R31（1）133221231Y312Y1YRRRRRRRuRui 1332213121232RRRRRRRuRuiYYY 1332211232313RRRRRRRuRuiYYY (3) 根据等效条件，比较式根据等效条件，比较式（3）与式与式（1），得由，得由Y接接接接的变换结果。的变换结果。 213133113232233212112RRRRRRRRRRRRRRRRRR 321133132132233212112GGGGGGGGGGGGGGGGGG 或或我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组类似可得到由类似可得到由 接接 Y接的变换结果接的变换结果 122331233133112231223223311231121GGGGGGGGGGGGGGGGGG 312312233133123121223231231231121RRRRRRRRRRRRRRRRRR 或或由由Y 由由 Y 213133113232233212112RRRRRRRRRRRRRRRRRR312312233133123121223231231231121RRRRRRRRRRRRRRRRRR 特例特例 若三个电阻相等若三个电阻相等( (对称对称) )，则有，则有 R = 3RY（外大内小（外大内小 ）13注意注意(1) 等效是指对外部（端钮以外）电路而言，对内不成立等效是指对外部（端钮以外）电路而言，对内不成立；(2) 等效电路与外部电路无关。等效电路与外部电路无关。R31R23R12R3R2R1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组例例 桥桥T电路（电路（bridge-T circuit）1k 1k 1k 1k RE1/3k 1/3k 1k RE1/3k 1k RE3k 3k 3k 解解通常有两种求入端电阻的方法通常有两种求入端电阻的方法 端口加电压求电流法端口加电压求电流法 端口加电流求电压法端口加电流求电压法下面用下面用加流求压法加流求压法求求RabRab=U/I=(1- )R当当 0，正电阻，正电阻正电阻正电阻负电阻负电阻uiU=(I - - I)R=(1 - )IR当当 1, Rab 0，负电阻，负电阻例例求求 a，b 两端的入端电阻（两端的入端电阻（input resistance） Rab 。I IabRRab+U_（ 1）5. 含电阻和受控源二端网络的等效电阻含电阻和受控源二端网络的等效电阻我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组等效等效R等效等效= U / I 一个无独立源的二端（一个无独立源的二端（two-terminal）电阻网络可以用一个电）电阻网络可以用一个电阻等效。阻等效。一般情况下一般情况下小结小结R等效等效+U_I无无源源+U_I求等效电阻的方法求等效电阻的方法(2) 加压求流法；加压求流法；(3) 加流求压法。加流求压法。(1) 串并联；串并联；我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组二、电源等效变换二、电源等效变换1. 理想电压源的串、并联理想电压源的串、并联串联串联一般有一般有uS= uSk （注意参考方向）（注意参考方向）电压相同的电压源电压相同的电压源才能并联，且每个才能并联，且每个电源的电流不确定。电源的电流不确定。并联并联SS1S2uuu 等效等效等效等效uS2+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组2. 理想电流源的串、并联理想电流源的串、并联可等效成一个理想电流源可等效成一个理想电流源 i S（ 注意参考方向）。注意参考方向）。电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电流源的端电压不能确定。流源的端电压不能确定。串联串联:并联：并联：kkiiiiiiS2S1SSSS , iS1iS2iSkiS我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组例例3例例2例例1iS = iS2 iS1uSiSuSuSiSiSiSuS1iS2iS1uS2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组（1）实际电压源）实际电压源USUU=US Ri II+_USRi+U_RI RiIui0其外特性曲线如下：其外特性曲线如下：Ri: 电源内阻电源内阻,一般很小。一般很小。3. 实际电压源和实际电流源的模型及其等效变换实际电压源和实际电流源的模型及其等效变换我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组（2） 实际电流源实际电流源I = iS Gi UGi: 电源内电导电源内电导,一般很小。一般很小。Gi+_iSUIISUIGiUui0其外特性曲线如下其外特性曲线如下:我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组u = uS Ri ii = iS Giui = uS/Ri u/Ri 通过比较，得等效的条件：通过比较，得等效的条件： iS=uS/Ri , Gi=1/Rii+_uSRi+u_iGi+u_iS（3）实际电压源和实际电流源模型间的等效变换）实际电压源和实际电流源模型间的等效变换 等效是指对外部电路的作用等效，即端口的电压、电流等效是指对外部电路的作用等效，即端口的电压、电流伏安关系保持不变。伏安关系保持不变。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组由电压源模型变换为电流源模型：由电压源模型变换为电流源模型：等效等效等效等效由电流源模型变换为电压源模型由电流源模型变换为电压源模型SSiii1ui,GRRSSiii1,iuRGG i+_uSRi+u_iGi+u_iSiGi+u_iSi+_uSRi+u_（2） 所谓的所谓的等效等效是对是对外部电路外部电路等效，对等效，对内部电路内部电路是不等效的。是不等效的。注意：注意：开路的电流源可以有电流流过并联电导开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。 电流源短路时电流源短路时, 并联电导并联电导Gi中无电流。中无电流。 电压源短路时，电阻电压源短路时，电阻Ri中有电流；中有电流；开路的电压源中无电流流过开路的电压源中无电流流过 Ri；iS（3） 理想电压源与理想电流源不能相互转换。理想电压源与理想电流源不能相互转换。方向：电流源电流方向与电压源电压方向相反方向：电流源电流方向与电压源电压方向相反。（1） 变换关系变换关系数值关系；数值关系； iS ii+_uSRi+u_iGi+u_iS例例我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组应用应用 利用电源转换可以简化电路计算。利用电源转换可以简化电路计算。例例1I=0.5A6A+_U5 5 10V10V+_U55 2A6AU=20V例例25A3 4 7 2AI+_15V_+8V7 7 I我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组注注:受控源和独立源一样可以进行电源转换。受控源和独立源一样可以进行电源转换。10V例例3简化电路简化电路1k 1k 0.5I+_UI10V2k +_U+500I-I1.5k 10V+_UIU = 1500I + 10U = 2000I-500I + 10我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组求图示电路中求图示电路中Rf 为何值时其获得最大功率，并求此最大功率。为何值时其获得最大功率，并求此最大功率。USRfRiI解解Sif22SfffifUIRRUPI RRRR 时，时，Rf 获最大功率获最大功率ffd0dPR 得得 Rf = Ri即：即：直流电路最大功率传输定理直流电路最大功率传输定理 （maximum power transform theorem）2maxi4UPR 4. 最大功率传输最大功率传输我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组一、运算放大器的电气特性一、运算放大器的电气特性2.6 2.6 运算放大器运算放大器12345678封装的封装的8脚运放脚运放 补偿补偿 补偿补偿 同向输入同向输入 反向输入反向输入 负电源负电源 正电源正电源 空空 输出输出 主要关心的端子：主要关心的端子： 反相输入、同相输入、输出、正电源、负电源反相输入、同相输入、输出、正电源、负电源 1. 端子端子 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组反相输入反相输入 同相输入同相输入 输出输出 正电源正电源 负电源负电源 电路符号电路符号 2. 电路符号电路符号 -+V+V-简化的电路符号简化的电路符号 abo3. 运算放大器的端电压运算放大器的端电压 a： 反相输入端（反相输入端（inverting input），输入电压），输入电压 u-。 b：同相输入端（：同相输入端（noninverting input） ，输入电压，输入电压 u+。 o： 输出端（输出端（output），输出电压），输出电压 uo。 A：开环电压放大倍数（：开环电压放大倍数（open-loop gain）。）。 : : 公共端（接地端）。公共端（接地端）。 +_+u+u-+_uoao+_udud_+A+b+_US+_US我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组Usat-UsatUds-Udsuoud0 线性工作区线性工作区 |ud| Uds, 则则 uo= Usat ud0 反向饱和区反向饱和区 ud u- -uoUsatu+ u- -uoUsatu+u- -uoUsat-Usat0无反馈无反馈(开环开环)1. 电压比较器电压比较器 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组2. 正反馈正反馈 将将Op Amp的输出引到非反相输入端的输出引到非反相输入端- -+ + +_uo+_uii- -i+正反馈正反馈Op Amp输出端有微小正扰动输出端有微小正扰动输入端待放大信号变大输入端待放大信号变大输出端信号变大输出端信号变大扰动被放大扰动被放大uo为为Usat 或或 Usat虚短不再适用虚短不再适用虚断仍然适用虚断仍然适用？+- - +_uo+_uiRR虚短不再适用虚短不再适用虚断仍然适用虚断仍然适用正反馈，正反馈，uo为为Usat或或- -Usat设设uoUsat，则，则u2satUui 0.5Usat，根据正反馈的性质，根据正反馈的性质，uo变为变为 Usat此时此时u2satUui Usat/2时，时，uo维持维持Usat不变。不变。一旦一旦ui I0 时，时， 有唯一解有唯一解当当 IS 0u = f (i)dd ( )0dduf iii 伏安特性伏安特性严格渐增严格渐增非线性电阻电路有唯一解的非线性电阻电路有唯一解的一种一种充分条件充分条件：(1) 电路中的每一电阻的伏安特性都是严格递增的，电路中的每一电阻的伏安特性都是严格递增的， 且每个电阻的电压且每个电阻的电压 u 时，时，电流分别趋于电流分别趋于 。(2) 电路中不存在仅由独立电压源构成的回路和仅由电路中不存在仅由独立电压源构成的回路和仅由独立电流源连接而成的节点（更精确的表述为：独立电流源连接而成的节点（更精确的表述为：构成的割集）。构成的割集）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物清华大学电路原理教学组4.2 4.2 直接列方程求解直接列方程求解建电路方程建电路方程元件性能元件性能 非线性非线性 电路的连接电路的连接 KCL，KVL 非线性代数方程非线性代数方程 例例1 1 求求u。+ SURuiT HS(e1)u UiI KCL+KVL元件特性：元件特性： THSSe1u UUuIR 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没