电子学基础电路分析基础.ppt

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1、电子学基础 阿多 电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下移动了一段距离，这个力就对物体做了功。力的方向必须与物体移动的方向相同。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能功的单位是 牛顿.米 N.m 用 W 来表示功W=F x d 这里 F 表示力的方向，d 则表示物体移动的距离。Fd电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能力矩也和功一样 也是力和距离的乘积，但是他们之间却存在很大区别。力矩往往是

2、顺时针或者逆时针方向旋转一个物体时产生，因此力的方向要和距离垂直才能产生力矩。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能支点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电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能能指的是做功的能力。能一般有三种形式：势能、动能、静能。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能势能 动能 静能物体因为它所处的位置或者结构，具有了做工的能力，这种被储存的能量我们叫“势能”。物体由于处在一定的高度而具有的势能。物体可能由于

3、的它的构造而具有势能。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能势能 动能 静能电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能势能 动能 静能 物体因为运动而具有的做功能力。我们称动能.这里的物体可以是 气体、液体、固体。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 功 力矩 能势能 动能 静能物体由于具有质量而拥有的与质量等价的能，这就要涉及到爱因斯坦的著名的等式 E=mc 这里的 m 是质量 C 是光速，表明了质量和能量的等价。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电量 电流 电压 电阻 电功率我们用库伦（C

4、）命为电量单位、库伦是一个法国人，人们为了纪念他在电子学领域的成就，发现了电荷之间作用力之间的平方反比定律，用他的名字来命名电量。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电量 电流 电压 电阻 电功率1 C 的电荷每秒流动的速率。我们用 I 来表示电流，用安培（A）命为电流的单位，安培也是一位法国人，人们为了纪念他发展了电磁理论，电流的单位用他的名字来命名。1A的电流相当于1C的电荷每秒流动的速率。速率总是与时间有关系，所以 I=Q/t Q为电荷。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电量 电流 电压 电阻 电功率电压的单位是伏特（V）用V表示电压伏特是一位意

5、大利人，伏特因为发明了第一节电池而出名，所以人们纪念伏特的发明的电池把电压的单位献给了它。电压就是把一个单位的正电荷从负极传输到正极所需要做的功，或者所消耗的能量。V=W/Q电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电量 电流 电压 电阻 电功率用R表示电阻，它的单位是欧姆（），欧姆是一位严谨细心的德国人，他在实验室发现了著名的欧姆定律，既电压、电流、电阻之间的关系，为了纪念他的成果，人们把电阻的单位用他的名命名。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电量 电流 电压 电阻 电功率电功率用 P 来表示既 能量转移或者转化为热量、声、光 等其他的一些能量的速率。功

6、率的单位是瓦特（W），詹姆斯.瓦特是一位英国人。1W等于每秒做1J的功。P=W/t。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 交流电&直流电 电阻器电流的定义是基于 本杰明.富兰克林的理念，既电是一种从正极流向负极的看不见的物质。实际上在导体上带负电的电荷 既电子是从负极流向正极的，与我们常规的电流定义的方向相反。不过电流测量的方法只有一种，我们知道电流测量方法即可。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 直流电&交流电 电阻器电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 直流电&交流电 电阻器直流电流（Direct

7、current）简称DC，按一个方向流动的电流我们称为直流电流，是被爱迪生发现。在一个电路中，恒定作用的电压从电源(如电池)中产生直流电流。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 直流电&交流电 电阻器交流电流（Alternating current）简称AC，电力公司配送大小和方向都随时间做周期性变化的电流，这种电流就是一种交流电。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 直流电&交流电 电阻器电阻对电流有阻碍作用，其单位是欧姆 如果某物质上施加了1V的电压时有1A的电压流过时，我们则称该物质有1 的电阻 电阻器是那些经设计使得他们的引线

8、段之间有一定的电阻值元件。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联电流的方向 直流电&交流电 电阻器 电阻器主要作用：限制电流、分压。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧姆定律 电能和电功率 瓦特定律电压 V：是电荷通过电路的驱动力。单位 伏特 V电流 I：是电荷流动的速率。单位 安培 A电阻 R：是对电流的阻碍作用。单位 欧姆 电压V电阻 R电流 IV=IRI=V/RR=V/I电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧姆定律 电能和电功率 瓦特定律能定义为做功的能力。单位是 J焦耳 1 J 等于1 N力的作用下沿着力的方向移动1m 的

9、距离所做的功。电能是能的另一种势能的基本形式，它可以转化为其他形式的能量。如运转电动机的动能。而功率 P 是一种能转化为另一种能的速率。1 W等于1 S内用完 1 J 能量的功率。P=W/t电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧姆定律 电能和电功率 瓦特定律千瓦.时 Kwh千瓦.时是一个比焦耳 J 大的多的能量单位。因为W=P x t 而在这里功率用1千瓦（1kW）代替，时间用1小时（1 h）代替；则我们得到 kw.h因此千瓦.时(Kw.h)指的是1小时内保持1千瓦的功率所用的能量。实际上1kW是时等于360万J电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧

10、姆定律 电能和电功率 瓦特定律千瓦.时 Kwh 0.75kW的电风扇用了 12个小时 1.8kW的冰箱用了12个小时 0.25kW的电视用了5个小时 0.4kW的洗衣机用了1小时 假设1度电 要8毛钱？确定一天内总费用。0.75kW*12h+1.8kW*12h+0.25kW*5h+0.4kW*1h=32.25kWh0.75kW*12h+1.8kW*12h+0.25kW*5h+0.4kW*1h=32.25kWh 32.25 32.25*0.8=25.80.8=25.8块块电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧姆定律 电能和电功率 瓦特定律当电流通过灯泡就会产生光，而功率在这

11、里指的是产生光能的速率。功率越大灯泡越亮，并且把功率表示为电流与电压的乘积。P=V I 又因为V=IR I=V/R 所以P=I R P=V/R上式三个等式统称为瓦特定律22电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联 欧姆定律 电能和电功率 瓦特定律 马力（horse power，hp）正如能量有两个单位功率也有两个单位。马力起源于苏格兰，在对一匹强壮的马的力量进行测试时，这匹马能 够以746W的功率拖动一个负载 所以1马力（hp）等于746W电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器在串联连接时，从电源出发经过电阻器再回到电

12、源只有一条电流路径，总电阻值等于它们的和 在一个串联电路中，流过所有元件的电流相同。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器基尔霍夫电压定律（Kirchhoffs voltage law）KVL 基尔霍夫发现在一个闭合的路径内，所有的电压降之和等于该闭合路径的总电源电压。V总=15 V I=15 V/40k=0.375mAV1 1=IR1 1=3.75 VV2 2=IR2 2=3 VV3 3=IR3 3=8.25 VV1 1+V2 2+V3 3=15 V电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联

13、KCL 分流器在串联电路中我们可以认为，各个电阻器将电源电压在它们之间进行分配。分压器这个术语来源于这一思想。Ix x=I总总Vx x/Rx x=Vs /R总总所以有 Vx=(Rx x/R总总)*VS S电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器 Vx=(Rx/R总总)*VS SR总总 =9.1k9.1k +4.7k+4.7k +3.3k+3.3k V1 1=（R1 1/R总总）*VS S =7.98V电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器两个或两个以上的电阻器与一个公共电压源相

14、连的电路。在并联电路从电压源到任一电阻器和返回到电压源总能找到一条完整的路径，而不必通过另一个电阻器。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器节点电路中两个或两个以上的电路元件的公共连节点，所有的并联电路正好有两个节点。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器总电阻并联电路的总电阻比电路中最小一个电阻器的电阻还要小。1/R总总 =1/R1 1+1/R2 2+1/R3 3+1/Rn n33.6 电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KC

15、L 分流器欧姆定律在并联电路应用由于在并联电路电压源直接跨接在元件两端，因而在并联电路每一个元件两端电压正好等于电源电压。可以表示为Vs=V1=V2=V3电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器欧姆定律在并联电路应用 求 I1=I2=I3=V1=V2=V3=0.268mA 0.556mA0.183mA15V15V15V电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs current law）KVL 基尔霍夫发现 流进一个节点的电流之和等于流出该节点的

16、电流之和。电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs current law）KVLV1=V2=V3=Vs=18VI1=V1/R1=0.545mAI2=V2/R2=0.667mAIs=I1+I2+I3I3=Is-(I1+I2)=1.79mA电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器分流器（current divider）：在并联电路中总的电流分给各个支路电阻,因而称分流器。并联电路的总电阻总是比最小的电阻还要小。如果并联电路的总电阻为RT T，则任一电阻器中的电流所占总电流比率仅为RT T/Rx，其中Rx为相应电阻器电阻。Ix=（RT/Rx）IT电子学物理基础 基本物理量&单位 欧姆+瓦特定律 串并联串联 KVL 分压器 并联 KCL 分流器I1=(R总/R1)I总 =50mA