无线电技术导论之二电路基础知识幻灯片.ppt

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1、无线电技术导论之二电路基础知识第1页，共44页，编辑于2022年，星期六无线电技术导论无线电技术导论课件下载方式课件下载方式:新浪免费邮箱新浪免费邮箱:Password:Password:beihangbeihang第2页，共44页，编辑于2022年，星期六无线电技术导论无线电技术导论无线电技术导论 第二讲第二讲-电路基础知识电路基础知识 第3页，共44页，编辑于2022年，星期六本次课的内容本次课的内容(1)(1)电路的基本定律之一电路的基本定律之一 -欧姆定律欧姆定律(2)(2)电路的基本定律之二电路的基本定律之二 -克希霍夫定律克希霍夫定律(3)(3)正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本

2、概念(4)(4)正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法第4页，共44页，编辑于2022年，星期六欧姆定律欧姆定律该式成立的条件：该式成立的条件：是在电流、电压方向一致情况下成立是在电流、电压方向一致情况下成立表征了电阻元件的性质：表征了电阻元件的性质：通过电阻的电流数值与其两端电压成正比，通过电阻的电流数值与其两端电压成正比，而与阻值成反比而与阻值成反比第5页，共44页，编辑于2022年，星期六欧姆定律的几点说明（欧姆定律的几点说明（1 1）v电电阻阻元元件件的的重重要要特特征征就就是是对对电电荷荷的的运运动动呈呈现现阻阻力力，它它具具有阻碍电流流动的性质，就将电阻元件简称电阻。有阻碍电流流

3、动的性质，就将电阻元件简称电阻。v电电阻阻元元件件或或任任一一段段导导体体的的电电阻阻与与它它本本身身的的材材料料性性质质及及几几何何尺尺寸寸有有关，还与外界温度有关。关，还与外界温度有关。v电电阻阻元元件件的的特特性性也也可可以以用用另另一一个个参参数数来来表表示示：电电导导G G，它它表示的是元件传导电流的能力。表示的是元件传导电流的能力。与电阻的关系是互为倒数：与电阻的关系是互为倒数：G G1 1R Rv电导的单位是西门子，简称电导的单位是西门子，简称“西西”(S)(S)第6页，共44页，编辑于2022年，星期六欧姆定律的几点说明（欧姆定律的几点说明（2 2）v利利用用电电阻阻：电电阻阻

4、元元件件对对电电流流呈呈现现阻阻力力，即即消消耗耗能能量量，转转换换为为热热能能。利利用用这这个个特特点点，可可以以制制成成各各种种电电热热器器，如如电电阻阻炉炉、电电烙烙铁铁、白白炽炽灯等。灯等。v负负面面作作用用：有有的的电电气气设设备备中中，甚甚至至在在传传输输导导线线中中，由由于于存存在在一一定定的的电电阻阻，也也要要导导致致发发热热，这这种种电电流流的的热热效效应应造造成成了了能能量量损损失失，有有时还会损坏设备，应尽量减少。时还会损坏设备，应尽量减少。v电阻消耗的功率为：电阻消耗的功率为：第7页，共44页，编辑于2022年，星期六欧姆定律的几点说明（3）v欧欧姆姆定定律律也也可可以

5、以用用电电压压(V)(V)和和电电流流(I)(I)的的关关系系曲曲线线来来表表示示，即即电阻元件的伏安特性曲线：电阻元件的伏安特性曲线：线性元件线性元件-线性电路线性电路非线性元件非线性元件-非线性电路非线性电路第8页，共44页，编辑于2022年，星期六克希霍夫定律克希霍夫定律-几个基本概念几个基本概念（1 1）电压和电流的方向）电压和电流的方向v电流方向：电流方向：v电压方向：电压方向：正电荷实际运动方向正电荷实际运动方向电压正方向指向正电荷运动方向电压正方向指向正电荷运动方向第9页，共44页，编辑于2022年，星期六克希霍夫定律克希霍夫定律-几个基本概念几个基本概念v电压与电位的关系电压与

6、电位的关系v电位：电位：v电位差电位差:该点到参考点之间的电压该点到参考点之间的电压两点之间的电压两点之间的电压第10页，共44页，编辑于2022年，星期六克希霍夫定律克希霍夫定律-几个基本概念几个基本概念v电压与电动势电压与电动势:（1 1）表征了电源将其他形式的能量转化成电能的本领）表征了电源将其他形式的能量转化成电能的本领（2 2）其大小表征了它将正电荷从电源负极经电源内部搬运到电源）其大小表征了它将正电荷从电源负极经电源内部搬运到电源正极所做的功，单位为伏特正极所做的功，单位为伏特（3 3）方向：外电路以电压的形式表现出来）方向：外电路以电压的形式表现出来第11页，共44页，编辑于20

7、22年，星期六克希霍夫定律克希霍夫定律-几个基本概念几个基本概念（2 2）电路、节点、支路、回路）电路、节点、支路、回路v电路：电路：v节点：节点：v支路：支路：v回路：回路：v网孔：网孔：将电源、电子元、器件用导线连接起来，由此构成的电流通路统称电路将电源、电子元、器件用导线连接起来，由此构成的电流通路统称电路电路中电路中3条或条或3条以上连接电气元件的导线的交点条以上连接电气元件的导线的交点连接任何两个节点之间的一段电路连接任何两个节点之间的一段电路电路中任何一个闭合路径叫回路。电路中任何一个闭合路径叫回路。最简单的回路又叫最简单的回路又叫“网孔网孔”，在网孔中没有支路穿过，在网孔中没有支

8、路穿过 第12页，共44页，编辑于2022年，星期六Kirchhoff Current LawKirchhoff Current Law（KCLKCL）vKCLKCL是有关节点电流的定律，用来确定电路中各支路、各部分电流之间的关系。是有关节点电流的定律，用来确定电路中各支路、各部分电流之间的关系。v在在某某一一瞬瞬时时，对对电电路路中中的的任任何何一一个个节节点点来来说说，流流入入节节点点的的电电流流总总和和等等于于流流出出该节点的电流总和。即在同一时刻，流经任何节点的电流的代数和等于零。该节点的电流总和。即在同一时刻，流经任何节点的电流的代数和等于零。第13页，共44页，编辑于2022年，星

9、期六Kirchhoff Voltage Law Kirchhoff Voltage Law（KVLKVL）vKVLKVL是用来确定一个回路内各部分电压之间的关系的定律是用来确定一个回路内各部分电压之间的关系的定律 v内内容容：在在任任一一瞬瞬时时，沿沿闭闭合合回回路路绕绕行行一一周周，各各段段电电压压降降的的代代数数和和为为零零。即即V=0V=0v注：电压正方向与绕行方向一致时，为正电压降，否则为负电压降注：电压正方向与绕行方向一致时，为正电压降，否则为负电压降。第14页，共44页，编辑于2022年，星期六KCLKCL、KVLKVL解题步骤解题步骤v（1 1）标上支路中的电流方向）标上支路中的

10、电流方向(可任意标可任意标)v（2 2）标上节点）标上节点(独立节点独立节点)v（3 3）选绕行方向（一致即可，方向随意）选绕行方向（一致即可，方向随意）v（4 4）列写）列写KCLKCL和和KVLKVL独立方程独立方程v（5 5）求解）求解第15页，共44页，编辑于2022年，星期六KCLKCL、KVLKVL应用举例应用举例1 1KCL方程（节点方程（节点a）：）：KVL方程（网孔方程（网孔I）：）：KVL方程（网孔方程（网孔II）：）：结果：结果：第16页，共44页，编辑于2022年，星期六KCLKCL、KVLKVL应用举例应用举例2 21.确定独立节点，列出电流方程确定独立节点，列出电流

11、方程2.列出网孔电压方程列出网孔电压方程3.联立解方程组联立解方程组第17页，共44页，编辑于2022年，星期六2.2.正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念v交流电：电压和电流的大小和方向随时间作周交流电：电压和电流的大小和方向随时间作周期性往复变化期性往复变化v正弦交流电、方波交流电正弦交流电、方波交流电第18页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的基本特征正弦交流电的基本特征-周期与频率周期与频率v周期：周期：正弦交流量完成往复变化一周所需的时间正弦交流量完成往复变化一周所需的时间 单位：单位：T T，秒（，秒（s s）v频率：频率：每秒时间内正弦量交变的次数每秒时间内正弦量

12、交变的次数 单位：单位：f=1/T f=1/T，赫兹（，赫兹（HzHz）v电角度：电角度：正弦交流电变化一个周期，相当于正弦函数变化正弦交流电变化一个周期，相当于正弦函数变化 2 2弧度，为避免与机械角度相弧度，为避免与机械角度相混淆，把它称做电角度混淆，把它称做电角度 v电角频率：电角频率：每秒时间内交流电变化的电角度为电角速度，用每秒时间内交流电变化的电角度为电角速度，用 表示，单位是弧度秒，缩写为表示，单位是弧度秒，缩写为rad/s)rad/s)，又称角频率，又称角频率v在在t t时时间间里里变变化化的的电电角角度度为为，则则角角频频率率 /t/t。角角频频率率也也是是正正弦量变化快慢的

13、另一弦量变化快慢的另一种表示。种表示。第19页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的基本特征正弦交流电的基本特征-相位与相位差相位与相位差v相位：相位：交流电在随时间变化的过程中，不同的时刻对应不同的电角度，从而得到交流电在随时间变化的过程中，不同的时刻对应不同的电角度，从而得到不同的瞬时值，所以正弦量中的（不同的瞬时值，所以正弦量中的（t+t+）反映了正弦量在交变过程中瞬时）反映了正弦量在交变过程中瞬时值变化的过程，我们把（值变化的过程，我们把（t+t+）称为正弦量的相位。称为正弦量的相位。v初相：初相：当当t=0t=0时刻，正弦量的相位称做初相，又叫初相角即少角时刻，正弦量的相位

14、称做初相，又叫初相角即少角 第20页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的基本特征正弦交流电的基本特征-相位差相位差v相位差：相位差：两个同频率的正弦交流电在任何瞬时的相位角之差两个同频率的正弦交流电在任何瞬时的相位角之差 v频率不同，相位差是时间的函数频率不同，相位差是时间的函数频率相同频率相同频率不同频率不同第21页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的基本特征正弦交流电的基本特征-大小及其表示方法大小及其表示方法v瞬时值：瞬时值：v最大值：最大值：v有效值：有效值：交流电在任一时刻的实际值叫瞬时值。瞬时值只是从随交流电在任一时刻的实际值叫瞬时值。瞬时值只是从随时间变化

15、的关系上说明某一时刻正弦量的大小，一般都时间变化的关系上说明某一时刻正弦量的大小，一般都用小写英文字母表示，如用字母用小写英文字母表示，如用字母e、v、i分别表示正弦交流分别表示正弦交流电动电动势、电压和电流的瞬时值。势、电压和电流的瞬时值。交交流流电电在在变变化化过过程程中中所所出出现现的的最最大大瞬瞬时时值值叫叫最最大大值值，它它就就是是正正弦弦交交流流电电的的振振幅幅。通通常常用用字字母母量量Em、Vm、Im分分别别表表示示正正弦弦交交流流电动势、电压和电流的最大值。电动势、电压和电流的最大值。一一个个交交流流电电流流的的做做功功能能力力相相当当于于某某一一数数值值的的直直流流电电流流的

16、的做功能力，这个直流电流做功能力，这个直流电流的数值就叫该交流电流的有效值的数值就叫该交流电流的有效值 第22页，共44页，编辑于2022年，星期六交流电最大值和有效值的关系交流电最大值和有效值的关系根据焦耳一楞次定律可知，交流电流一个周期时间根据焦耳一楞次定律可知，交流电流一个周期时间T内所产生的热量为：内所产生的热量为：直流电流在同一个时间直流电流在同一个时间T内产生的热量为：内产生的热量为：由此式可得出交流电的有效值由此式可得出交流电的有效值根据有效值的定义，两种电流产生的热量相等，所以有：根据有效值的定义，两种电流产生的热量相等，所以有：第23页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦

17、交流电最大值和有效值的关系正弦交流电最大值和有效值的关系第24页，共44页，编辑于2022年，星期六例题例题1 1v用用交交流流电电表表测测知知某某交交流流电电设设备备的的电电压压为为220 220 V V，电电流为流为3A3A，试问电压和电流的最大值是多少，试问电压和电流的最大值是多少?第25页，共44页，编辑于2022年，星期六例题例题2 2v一电烙铁铭牌上标明一电烙铁铭牌上标明220V220V、60W60W，已知电源电压，已知电源电压240V240V、50Hz50Hz、相角、相角=-=-3030，写出该电烙铁的电流瞬时值表达式：，写出该电烙铁的电流瞬时值表达式：电烙铁的电阻：电烙铁的电阻

18、：流过电烙铁的电流有效值：流过电烙铁的电流有效值：流过电烙铁的电流瞬时值：流过电烙铁的电流瞬时值：第26页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法(1)(1)v三角函数及曲线图形来表示三角函数及曲线图形来表示:第27页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法(2)(2)v旋转矢量表示（旋转矢量表示（3 3个基本要素）个基本要素）1,1,以直角坐标系的以直角坐标系的O O点为原点点为原点;2,2,取矢量的长度为振幅取矢量的长度为振幅Im;Im;3,3,矢量的起始位置与横轴之间的夹角为初相角。矢量的起始位置与横轴之间的夹角为初

19、相角。第28页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法(3)(3)v复数表示复数表示原则：同时、同频的两个交流量进行运算原则：同时、同频的两个交流量进行运算在电工中常把复数矢量的三角形和指数形式简写为极坐标形式：在电工中常把复数矢量的三角形和指数形式简写为极坐标形式：第29页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电运算法则正弦交流电运算法则v先将交流电转换为相应的代数型、指数型表示方法先将交流电转换为相应的代数型、指数型表示方法v加减运算加减运算代数型代数型指数型指数型v乘除运算乘除运算指数型指数型v指数型指数型交流表示型交流表示型第30页，共44页，

20、编辑于2022年，星期六正弦交流电的复数运算（续）正弦电量正弦电量（时间函数）（时间函数）正弦量运算正弦量运算所求正弦量所求正弦量变换相量相量（复数）（复数）相量结果相量结果反变换相量运算相量运算（复数运算（复数运算)第31页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的复数运算举例v已知已知v求求第32页，共44页，编辑于2022年，星期六正弦交流电的复数运算（续）第33页，共44页，编辑于2022年，星期六本章的重点与基本要求本章的重点与基本要求v掌握欧姆定律的定义及物理意义。掌握欧姆定律的定义及物理意义。v掌掌握握KCLKCL和和KVLKVL的的定定义义，能能列列写写任任何何一一节节点

21、点的的KCLKCL方方程程及及回回路路的的KVLKVL方方程程，能能使使用用KCLKCL和和KVLKVL计计算算不不超超过过两两个个网网孔孔的的电电路。路。v掌握电压、电流正方向的定义。掌握电压、电流正方向的定义。v掌掌握握确确定定正正弦弦交交流流电电的的三三要要素素，即即振振幅幅、频频率率和和初初相相，以以及及两两个同频率正弦交流电的相位差的概念和定义。个同频率正弦交流电的相位差的概念和定义。v明明确确正正弦弦交交流流电电有有效效值值的的意意义义，掌掌握握正正弦弦交交流流电电有有效效值值与与最最大大值的关系。值的关系。v会用复数法表示正弦量，并能计算正弦量的和、差、积、商。会用复数法表示正弦

22、量，并能计算正弦量的和、差、积、商。第34页，共44页，编辑于2022年，星期六无线电技术导论无线电技术导论 第二讲第二讲(补充补充)-元器件分类元器件分类第35页，共44页，编辑于2022年，星期六本次课的内容本次课的内容1.1.元器件的定义元器件的定义2.2.元器件的分类元器件的分类3.3.微电路的封装形式微电路的封装形式第36页，共44页，编辑于2022年，星期六GJB4027-2000定义：定义：在电子线路或电子设备中执行电气、电子、电磁、机电和光电功能的在电子线路或电子设备中执行电气、电子、电磁、机电和光电功能的基本单元，该基本单元可以由一个或多个零件组成，通常不破坏是不基本单元，该

23、基本单元可以由一个或多个零件组成，通常不破坏是不能将其分解的。能将其分解的。元器件的定义元器件的定义GJB/Z 34-93电子产品定量环境应力筛选指南电子产品定量环境应力筛选指南（part）NASA标准标准NHB5300.4-1998.7NASA空间飞行项目的电气、电子和机电元器件的管理与控空间飞行项目的电气、电子和机电元器件的管理与控制要求制要求（part component）ESA标准标准ESA PSS-01-60（1988.11）ESA空间系统元器件选择、采购和控制空间系统元器件选择、采购和控制（part=component）MIL-STD-1547航天器与运载器用电子元器件、材料和工艺

24、航天器与运载器用电子元器件、材料和工艺（electronic part）第37页，共44页，编辑于2022年，星期六 元元 器器 件件电电 气气 元元 件件电电 子子 器器 件件机机 电电 元元 件件其其 他他 元元 器器 件件 电阻器、电位器电感线圈、变压器 电 容 器 电线、电缆 电光纤、光缆 熔 断 器 微 电 路 电 子 模 块 半导体分立器件 真空电子器件 纤维光学器件 声表面波器件 光电子器件 断 路 器 开 关 电 连 接 器 继 电 器 微 特 电 机 石英晶体元件 波导和同轴元件 电 池 磁 性 元 件 数字集成电路 模拟集成电路 混合电路 微波电路 接口集成电路 其他电路

25、半导体二极管 场 效 应 管 半导体三极管 其他电路 微波电子管 阴极射线电子管 真空光电子器件等离子、辉光、荧光显示器件 空间电荷控制电子管 离子器件 半导体光电子器件 红外探测器 固体激光器 气体激光器第38页，共44页，编辑于2022年，星期六 数字集成电路数字集成电路半半导导体体集集成成电电路路分分类类 模拟集成电路模拟集成电路 一般数字电路一般数字电路 微处理器电路微处理器电路 混合电路混合电路 微波电路微波电路 微机接口电路微机接口电路可编程逻辑器件可编程逻辑器件 接口集成电路接口集成电路 其他电路其他电路 存储器集成电路存储器集成电路第39页，共44页，编辑于2022年，星期六

26、模模拟拟集集成成电电路路采样保持放大器采样保持放大器运算放大器运算放大器射频放大器射频放大器仪表用放大器仪表用放大器宽带放大器宽带放大器对数放大器对数放大器模拟乘法器模拟乘法器电压比较器电压比较器时基电路时基电路电源电路电源电路电压基准电压基准模拟开关模拟开关微波放大器微波放大器滤波器滤波器压控振荡器压控振荡器电源滤波器电源滤波器DC/DCAC/DC电压调整器电压调整器处理器监控电路处理器监控电路第40页，共44页，编辑于2022年，星期六1.SSOP(缩小外型封装）2.TQFP（薄型四方扁平封装）3.陶瓷铜顶封装4.四分之一大的小外型封装5.陶瓷扁平封装6.模块封装，SBGA（超级球式栅格阵

27、列，5*5TQFP）7.CERDIP（陶瓷双列直插）8.TO-3塑料接脚栅格阵列9.LCC（无引线芯片承载封装）10.MQFP（公制四方扁平封装）11.窄体塑封双列直插12.塑封双列直插13.PLCC（塑料式引线芯片承载封装）14.窄体陶瓷双列直插封装（300mil)微电路封装形式微电路封装形式第41页，共44页，编辑于2022年，星期六作业题作业题:写姓名学号写姓名学号1.1.已知已知:E1=24V,E2=9V,:E1=24V,E2=9V,E3=2V,R1=6OE3=2V,R1=6O,R2=10,R2=10,R3=20,R3=20,R4=7,R4=7,求求V VABAB和和V VBCBC的大

28、小的大小.第42页，共44页，编辑于2022年，星期六ThanksThanks！第43页，共44页，编辑于2022年，星期六每周推荐做人简单，做事勤奋！做人简单，做事勤奋！1980，考入北京邮电学院，考入北京邮电学院1985，赴日留学，赴日留学1990，赴美留学，赴美留学1994，加入微软（总部），加入微软（总部）1997，回国筹建上海微软，回国筹建上海微软2002，获微软中国终身荣誉总裁，获微软中国终身荣誉总裁称号称号2004，加盟盛大公司任总裁，加盟盛大公司任总裁2008，加盟新华都集团任总裁兼，加盟新华都集团任总裁兼CEO，“转会费转会费”10亿。亿。唐骏唐骏 -打工皇帝打工皇帝第44页，共44页，编辑于2022年，星期六