《电路》第五版课件第3章.pptx

电路的基本概念电路的基本概念 制作人：时间：2024年X月目录目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 电压和电流电压和电流第第3 3章章 电路定律电路定律第第4 4章章 交流电路交流电路第第5 5章章 滤波电路滤波电路第第6 6章章 总结总结 0101第第1章章 简简介介 什么是电路什么是电路电路的定义电路的组成电路的分类 基尔霍夫定律基尔霍夫定律节点电流定律回路电压定律 电路元件电路元件电阻电容电感 电路符号和单位电路符号和单位常用符号常用单位 电流大小和方向不变直流电路直流电路0103 02电流大小和方向随时间变化交流电路交流电路基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律是分析电路的重要工具之一，能够描述电路基尔霍夫定律是分析电路的重要工具之一，能够描述电路基尔霍夫定律是分析电路的重要工具之一，能够描述电路基尔霍夫定律是分析电路的重要工具之一，能够描述电路中的电流和电压关系。节点电流定律指出，电流在汇合处中的电流和电压关系。节点电流定律指出，电流在汇合处中的电流和电压关系。节点电流定律指出，电流在汇合处中的电流和电压关系。节点电流定律指出，电流在汇合处相等；回路电压定律指出，电压在回路中的代数和为零。相等；回路电压定律指出，电压在回路中的代数和为零。相等；回路电压定律指出，电压在回路中的代数和为零。相等；回路电压定律指出，电压在回路中的代数和为零。电路符号电路符号电池电池电阻电阻电容电容电感电感电容电容电容电容存储电荷存储电荷单位：法拉单位：法拉符号：符号：F F颜色代码：黑色、褐色、红色、颜色代码：黑色、褐色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色、白色、金色、银色色、灰色、白色、金色、银色电感电感电感电感储存磁性能储存磁性能单位：亨利单位：亨利符号：符号：H H颜色代码：黑色、褐色、红色、颜色代码：黑色、褐色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色、白色、金色、银色色、灰色、白色、金色、银色 电阻、电容、电感的特点电阻、电容、电感的特点电阻电阻电阻电阻阻碍电流流动阻碍电流流动单位：欧姆单位：欧姆符号：符号：颜色代码：黑色、褐色、红色、颜色代码：黑色、褐色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色、白色、金色、银色色、灰色、白色、金色、银色常用电路符号常用电路符号在电路图中，不同的电路元件用特定的符号表示。0202第第2章章 电压电压和和电电流流 电压和电势差电压和电势差电压和电势差电压和电势差电压是指每单位电荷在电场中获得的能量，通常用电压是指每单位电荷在电场中获得的能量，通常用电压是指每单位电荷在电场中获得的能量，通常用电压是指每单位电荷在电场中获得的能量，通常用“V”“V”“V”“V”表表表表示。而电势差是指两点之间每单位电荷所获得的能量差，示。而电势差是指两点之间每单位电荷所获得的能量差，示。而电势差是指两点之间每单位电荷所获得的能量差，示。而电势差是指两点之间每单位电荷所获得的能量差，通常用通常用通常用通常用“V”“V”“V”“V”表示。电压源一般分为直流电源和交流电源。表示。电压源一般分为直流电源和交流电源。表示。电压源一般分为直流电源和交流电源。表示。电压源一般分为直流电源和交流电源。电势差的定义电势差的定义电势差是电势能差电势能电势能电势差有方向方向方向电压源能产生电势差电压源电压源 电子在导体中流动形成电流定义定义0103用来测量电流电流表电流表02电流的方向为电子流动的方向方向方向欧姆定律欧姆定律欧姆定律表明，电阻、电压和电流之间有着关系，即UIR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。欧姆定律可以用于计算电路中各个元件的电流大小和电压大小。功率计算功率计算功率计算功率计算欧姆定律可以用于计算电路中欧姆定律可以用于计算电路中元件的功率元件的功率计算公式为计算公式为P=UIP=UI串并联电路串并联电路串并联电路串并联电路欧姆定律可以用于串并联电路欧姆定律可以用于串并联电路的分析的分析串联电路中电阻相加，并联电串联电路中电阻相加，并联电路中电阻倒数相加路中电阻倒数相加电压源和电阻的关系电压源和电阻的关系电压源和电阻的关系电压源和电阻的关系欧姆定律可以用于计算电路中欧姆定律可以用于计算电路中电压源和电阻之间的关系电压源和电阻之间的关系例如，电路中的电压源为例如，电路中的电压源为12V12V，电阻为电阻为22，则电流为，则电流为6A6A欧姆定律的应用欧姆定律的应用电阻计算电阻计算电阻计算电阻计算利用欧姆定律可以计算电路中利用欧姆定律可以计算电路中电阻的大小电阻的大小计算公式为计算公式为R=U/IR=U/I电功和电功率电功和电功率电功和电功率电功和电功率电功指电流通过电阻时所转化的电能，通常用电功指电流通过电阻时所转化的电能，通常用电功指电流通过电阻时所转化的电能，通常用电功指电流通过电阻时所转化的电能，通常用“W”“W”“W”“W”表示。表示。表示。表示。而电功率是指单位时间内所转化的电功，通常用而电功率是指单位时间内所转化的电功，通常用而电功率是指单位时间内所转化的电功，通常用而电功率是指单位时间内所转化的电功，通常用“P”“P”“P”“P”表示。表示。表示。表示。电功率的定义电功率的定义P=UI计算公式计算公式瓦特（W）单位单位电功率越大，电路越容易发生故障功率大小功率大小 0303第第3章章 电电路定律路定律 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电学中的重要定律。它指出在电路的各个基尔霍夫定律是电学中的重要定律。它指出在电路的各个基尔霍夫定律是电学中的重要定律。它指出在电路的各个基尔霍夫定律是电学中的重要定律。它指出在电路的各个节点上，电流进入和离开该节点的代数和相等。公式如下：节点上，电流进入和离开该节点的代数和相等。公式如下：节点上，电流进入和离开该节点的代数和相等。公式如下：节点上，电流进入和离开该节点的代数和相等。公式如下：I1+I2+.+In 0I1+I2+.+In 0I1+I2+.+In 0I1+I2+.+In 0。应用基尔霍夫定律可以进行电。应用基尔霍夫定律可以进行电。应用基尔霍夫定律可以进行电。应用基尔霍夫定律可以进行电路分析和计算，解决各种问题。路分析和计算，解决各种问题。路分析和计算，解决各种问题。路分析和计算，解决各种问题。基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用支路电流与其电阻值的比例相等电流分配定律电流分配定律总电阻等于各电阻之和电阻串联定律电阻串联定律电路中各电阻的压降之和等于电源电压电压串联定律电压串联定律 电流分析法的步骤电流分析法的步骤一般顺着电压依次分析确定电流分析确定电流分析方向方向利用基尔霍夫定律列出节点电流列出节点电流方程方程得到未知电流值解方程解方程 电压分析法电压分析法电压分析法电压分析法电压分析法是电路分析中的一种方法，基于电压分配定律电压分析法是电路分析中的一种方法，基于电压分配定律电压分析法是电路分析中的一种方法，基于电压分配定律电压分析法是电路分析中的一种方法，基于电压分配定律和电压源等电势线的特性，通过求解未知电压值，得到电和电压源等电势线的特性，通过求解未知电压值，得到电和电压源等电势线的特性，通过求解未知电压值，得到电和电压源等电势线的特性，通过求解未知电压值，得到电路参数。步骤包括选择参考方向、列电压方程、解方程。路参数。步骤包括选择参考方向、列电压方程、解方程。路参数。步骤包括选择参考方向、列电压方程、解方程。路参数。步骤包括选择参考方向、列电压方程、解方程。诺顿定理诺顿定理诺顿定理诺顿定理诺顿定理也是电路理论中的一诺顿定理也是电路理论中的一个重要定理。个重要定理。它将整个电路看作是一个电流它将整个电路看作是一个电流源和一个电阻串联的等效电路，源和一个电阻串联的等效电路，把负载电路转化为该电路中的把负载电路转化为该电路中的电阻，从而可以方便地计算电电阻，从而可以方便地计算电路参数。路参数。诺顿等效电路中的电流等于短诺顿等效电路中的电流等于短路电流，电阻等于负载电路中路电流，电阻等于负载电路中对应节点的内阻。对应节点的内阻。戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理也称为电路欧姆定戴维南定理也称为电路欧姆定律，是电路理论中的一个重要律，是电路理论中的一个重要定理。定理。它表示任何线性二端口电路都它表示任何线性二端口电路都可以用一个电压源和一个电阻可以用一个电压源和一个电阻串联，与一个电流源和一个电串联，与一个电流源和一个电阻并联的等效电路来代替。阻并联的等效电路来代替。据此得到的电路所在节点的电据此得到的电路所在节点的电压、电流和功率都与原电路相压、电流和功率都与原电路相同。同。电阻、电流、电压等计算电路参数计算电路参数0103改变电路元件参数、拓扑结构等优化电路设计优化电路设计02例如开路、短路等分析电路失效原因分析电路失效原因总结总结通过学习本章内容，我们可以深刻理解电路定理的内涵和外延，掌握电路定理的应用方法，提高电路分析和计算的能力。0404第第4章章 交流交流电电路路 交流电压和电流交流电压和电流交流电压和电流交流电压和电流交流电压是指时间内呈正弦变化的电压，交流电流是指时交流电压是指时间内呈正弦变化的电压，交流电流是指时交流电压是指时间内呈正弦变化的电压，交流电流是指时交流电压是指时间内呈正弦变化的电压，交流电流是指时间内呈正弦变化的电流。正弦波是最常见的交流波形，特间内呈正弦变化的电流。正弦波是最常见的交流波形，特间内呈正弦变化的电流。正弦波是最常见的交流波形，特间内呈正弦变化的电流。正弦波是最常见的交流波形，特点是周期性变化，峰值和零点对称。点是周期性变化，峰值和零点对称。点是周期性变化，峰值和零点对称。点是周期性变化，峰值和零点对称。电容的交流电路特性电容的交流电路特性随着频率的变化，电容的阻抗呈现出相反的变化趋势阻抗的变化阻抗的变化电容电流滞后电压90度，即电容存储的能量需要较长时间才能释放电流的滞后电流的滞后电容的相位比电压要领先90度相位的变化相位的变化 电感的交流电路特性电感的交流电路特性随着频率的变化，电感的阻抗呈现出相反的变化趋势阻抗的变化阻抗的变化电感电流超前电压90度，即电感需要较长时间才能存储能量电流的超前电流的超前电感的相位比电压要滞后90度相位的变化相位的变化 并联和串联电路的特点并联和串联电路的特点电容和电感的并联电路中，当电容的阻抗小于电感的阻抗时，电路呈现电感性质，当电容的阻抗大于电感的阻抗时，电路呈现电容性质并联电路并联电路当电容和电感串联时，交流电路呈现谐振特性，发生谐振时电路的阻抗最小串联电路串联电路 交流电路的复数表示交流电路的复数表示复数表示法是一种将交流电压和电流表示成复数形式的方法，其中实部表示相位差，虚部表示幅度。通过复数表示法，可以方便地进行交流电路分析，例如计算阻抗和电流等。交流电路的相位交流电路的相位交流电路中电压和电流的相对相位差，常以角度表示相位差相位差交流电路中功率因数为相位差的余弦值，用于衡量电路的有功和无功功率功率因数功率因数交流电路的频率响应是指电路对不同频率的交流信号的响应情况，可通过相位频率响应曲线表示频率响应频率响应 交流电路的等效交流电路的等效交流电路的等效交流电路的等效电路电路电路电路交流电路的等效电路是指在交流电路中，将非线性等效电交流电路的等效电路是指在交流电路中，将非线性等效电交流电路的等效电路是指在交流电路中，将非线性等效电交流电路的等效电路是指在交流电路中，将非线性等效电路转化为线性等效电路，以便进行简化和分析。常见的等路转化为线性等效电路，以便进行简化和分析。常见的等路转化为线性等效电路，以便进行简化和分析。常见的等路转化为线性等效电路，以便进行简化和分析。常见的等效电路有受控源等效电路、戴维南等效电路、诺顿等效电效电路有受控源等效电路、戴维南等效电路、诺顿等效电效电路有受控源等效电路、戴维南等效电路、诺顿等效电效电路有受控源等效电路、戴维南等效电路、诺顿等效电路等。路等。路等。路等。基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律是指在电路中，基尔霍夫定律是指在电路中，节点电流代数和为节点电流代数和为0 0基尔霍夫定律在交流电路中同基尔霍夫定律在交流电路中同样适用样适用诺顿定理诺顿定理诺顿定理诺顿定理诺顿定理指出，任何线性电路诺顿定理指出，任何线性电路都可以等效为一个电流源和一都可以等效为一个电流源和一个电阻的并联个电阻的并联诺顿定理在交流电路中同样适诺顿定理在交流电路中同样适用用戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理指出，任何线性电戴维南定理指出，任何线性电路都可以等效为一个电压源和路都可以等效为一个电压源和一个电阻的串联一个电阻的串联戴维南定理在交流电路中同样戴维南定理在交流电路中同样适用适用交流电路的基本定理交流电路的基本定理欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律在交流电路中同样适欧姆定律在交流电路中同样适用用电流与电压成正比，电阻是比电流与电压成正比，电阻是比例系数，也称为阻抗例系数，也称为阻抗 0505第第5章章 滤滤波波电电路路 滤波电路的定义滤波电路的定义滤波电路是一种能够让某些信号通过并削弱或者抑制其他频率信号的电路。滤波电路的分类滤波电路的分类低频、中频、高频滤波器按频率响应划按频率响应划分分通带、阻带、过渡带按通带特性划按通带特性划分分集合点滤波器、分配器滤波器按电性质划分按电性质划分 滤波电路的应用滤波电路的应用应用于电源电路中，用于滤除电源电压中的杂波和纹波电源滤波电路电源滤波电路应用于音频信号处理中，用于滤除杂波和信号干扰音频滤波电路音频滤波电路应用于视频信号处理中，用于滤除杂波和信号干扰视频滤波电路视频滤波电路 一阶一阶一阶一阶RCRCRCRC滤波器的滤波器的滤波器的滤波器的原理原理原理原理一阶一阶一阶一阶RCRCRCRC滤波器是由一个电阻和一个电容组成的，它的原理滤波器是由一个电阻和一个电容组成的，它的原理滤波器是由一个电阻和一个电容组成的，它的原理滤波器是由一个电阻和一个电容组成的，它的原理是通过电容和电阻的串联或并联，从而使得不同频率的信是通过电容和电阻的串联或并联，从而使得不同频率的信是通过电容和电阻的串联或并联，从而使得不同频率的信是通过电容和电阻的串联或并联，从而使得不同频率的信号得到不同的源抑制比，从而进行滤波。号得到不同的源抑制比，从而进行滤波。号得到不同的源抑制比，从而进行滤波。号得到不同的源抑制比，从而进行滤波。一阶一阶RCRC滤波器的频率响应滤波器的频率响应频率范围为0-正无穷通带通带频率范围为负无穷-0阻带阻带等于通带和阻带的边界截止频率截止频率 二阶二阶RCRC滤波器的原理滤波器的原理由两个一级RC滤波器级联构成串联二阶串联二阶RCRC滤滤波器波器由两个一级RC滤波器并联构成并联二阶并联二阶RCRC滤滤波器波器 让特定频率范围内的信号通过带通滤波器带通滤波器0103只让低于截止频率的信号通过低通滤波器低通滤波器02让特定频率范围外的信号通过带阻滤波器带阻滤波器中心频率和带宽的计算中心频率和带宽的计算等于上限频率和下限频率的平均值中心频率中心频率等于上限频率和下限频率之差带宽带宽 只让高于截止频率的信号通过高通滤波器高通滤波器0103让特定频率范围内的信号通过带通滤波器带通滤波器02让特定频率范围外的信号通过带阻滤波器带阻滤波器电源滤波电路电源滤波电路电源滤波电路电源滤波电路电源滤波电路是用于滤除电源电压中的杂波和纹波的电路。电源滤波电路是用于滤除电源电压中的杂波和纹波的电路。电源滤波电路是用于滤除电源电压中的杂波和纹波的电路。电源滤波电路是用于滤除电源电压中的杂波和纹波的电路。它通常由电容、电感和电阻等元器件组成。它通常由电容、电感和电阻等元器件组成。它通常由电容、电感和电阻等元器件组成。它通常由电容、电感和电阻等元器件组成。音频滤波电路音频滤波电路音频滤波电路是用于滤除杂波和信号干扰的电路，在音频信号处理中起着非常重要的作用。视频滤波电路视频滤波电路视频滤波电路视频滤波电路视频滤波电路是用于滤除杂波和信号干扰的电路，在视频视频滤波电路是用于滤除杂波和信号干扰的电路，在视频视频滤波电路是用于滤除杂波和信号干扰的电路，在视频视频滤波电路是用于滤除杂波和信号干扰的电路，在视频信号处理中起着非常重要的作用。信号处理中起着非常重要的作用。信号处理中起着非常重要的作用。信号处理中起着非常重要的作用。0606第第6章章 总结总结 电路分析方法的比较电路分析方法的比较在电路分析中，我们常常使用基尔霍夫定律、电流分析法和电压分析法。但是它们各自的适用范围是不同的。基尔霍夫定律适用于任何电路，电流分析法适用于串联电路，而电压分析法适用于并联电路。电路的实际应用电路的实际应用电路广泛应用于各个领域，例如电子产品的电路设计，通信中的电路应用以及能源中的电路应用等。在电子产品的设计中，电路是制造各种电子器件的基础。通信领域中的电路应用包括电话、电视、无线电、互联网等。在能源领域，我们使用的电路包括电源、交流电路、直流电路等。电路设计的注意电路设计的注意电路设计的注意电路设计的注意事项事项事项事项设计电路时需要注意选择合适的电路元件，例如电阻器、设计电路时需要注意选择合适的电路元件，例如电阻器、设计电路时需要注意选择合适的电路元件，例如电阻器、设计电路时需要注意选择合适的电路元件，例如电阻器、电容器、电感器等。此外，还要注意电路的安全性，例如电容器、电感器等。此外，还要注意电路的安全性，例如电容器、电感器等。此外，还要注意电路的安全性，例如电容器、电感器等。此外，还要注意电路的安全性，例如电路中的电压是否超过了元件的额定电压，电路中的电流电路中的电压是否超过了元件的额定电压，电路中的电流电路中的电压是否超过了元件的额定电压，电路中的电流电路中的电压是否超过了元件的额定电压，电路中的电流是否过大等。在调试电路时，也需要注意细节，例如连接是否过大等。在调试电路时，也需要注意细节，例如连接是否过大等。在调试电路时，也需要注意细节，例如连接是否过大等。在调试电路时，也需要注意细节，例如连接线是否正确、元件是否插好等。线是否正确、元件是否插好等。线是否正确、元件是否插好等。线是否正确、元件是否插好等。电电电电路路路路应应应应用用用用的的的的未未未未来来来来趋趋趋趋势势势势智能家居智能家居车联网车联网工业物联网工业物联网医疗健康医疗健康电路学科的发展前景电路学科的发展前景电路学科的发展前景电路学科的发展前景电子工程师、电路设计工程师电子工程师、电路设计工程师等职业需求大等职业需求大电路学科与其他领域的交叉越电路学科与其他领域的交叉越来越多来越多电路教育的普及和培养计划的电路教育的普及和培养计划的实施实施 电路未来的发展趋势电路未来的发展趋势电电电电路路路路技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展方方方方向向向向微小化微小化低功耗低功耗高速性能高速性能可重构性可重构性电路设计的注意事项电路设计的注意事项电阻器、电容器、电感器等选择合适的电选择合适的电路元件路元件电路中的电压是否超过了元件的额定电压，电路中的电流是否过大等注意电路的安注意电路的安全性全性连接线是否正确、元件是否插好等调试电路的注调试电路的注意事项意事项 电子产品的电路设计电子产品的电路设计0103 电路在能源中的应用电路在能源中的应用02 电路在通信中的应用电路在通信中的应用总结总结电路是电子学的基础，广泛应用于各个领域。在电路分析中，我们使用基尔霍夫定律、电流分析法和电压分析法。在电路设计中，我们需要选择合适的电路元件，并注意电路的安全性。电路的未来发展方向包括微小化、低功耗、高速性能和可重构性。THANKS 谢谢观看！