中文名 | 電路 | 類????別 | 慕課、國家精品課程、國家級精品資源共享課、國家精品在線開放課程 |
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授課平臺 | 中國大學(xué)MOOC | 開課時(shí)間 | 2014年09月16日(首次) |
授課教師 | 羅先覺、鄒建龍、應(yīng)柏青 | 建設(shè)院校 | 西安交通大學(xué) |
電路理論是21世紀(jì)電氣工程與電子科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一。經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,電路理論已經(jīng)發(fā)展成為一門體系完整、具有生命力的學(xué)科。在工程技術(shù)領(lǐng)域和實(shí)際生活中,電路理論有著廣泛的應(yīng)用。從簡單的照明電路,到復(fù)雜的電力系統(tǒng);從單個(gè)的手提電話、收音機(jī)、電視機(jī),到衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng),都與電路理論有著密切的關(guān)系。
電路課程是電氣類、電子信息類、自動化類、計(jì)算機(jī)類等電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,通過對非正弦周期電流電路、電阻電路等效變換、電路定律、動態(tài)電路時(shí)域、正弦穩(wěn)態(tài)電路等內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)習(xí)者掌握并運(yùn)用電路基本概念和基本分析方法,具備科學(xué)思維能力、分析計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)研究能力。
電路課程適合電氣類、電子信息類、自動化類、計(jì)算機(jī)類等電類專業(yè)學(xué)習(xí)。
電路課程共十二章,第一章介紹電路定律等知識點(diǎn);第二章講述電路的等效變換等內(nèi)容;第三章介紹結(jié)點(diǎn)電壓法、回路電流法等知識點(diǎn);第四章講述特勒根定理、互易定理等內(nèi)容;第五章介紹動態(tài)電路方程等知識點(diǎn);第六章講述電路定律相量形式等內(nèi)容;第七章介紹正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率等知識點(diǎn);第八章講述同名端和互感電壓方向等內(nèi)容;第九章介紹RLC串聯(lián)諧振特點(diǎn)等知識點(diǎn);第十章講述三相電路功率等內(nèi)容;第十一章介紹非正弦周期電流電路有效值和平均功率等知識點(diǎn);第十二章講述二端口方程和參數(shù)等內(nèi)容。
電路學(xué)術(shù)意思
電路是電流所流經(jīng)的路徑,或稱電子回路,是由電氣設(shè)備和元器件(用電器),按一定方式聯(lián)接起來。如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開關(guān)等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
電路規(guī)模的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成電路,大到高低壓輸電網(wǎng)。
根據(jù)所處理信號的不同,電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。
是由電氣設(shè)備和元器件, 按一定方式連接起來,電路其實(shí)是在電壓作用下,有自由電子移動或自由離子移動形成的。
·是由自然界產(chǎn)生周期性變化的連續(xù) 性的物理自然變量,在將連續(xù)性物理自然變量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電信號,并通過運(yùn)算連續(xù)性電信號的電路即稱為模擬電路。
模擬電路對電信號的連續(xù)性電壓、電流進(jìn)行處理。
最典型的模擬電路應(yīng)用包括:放大電路、振蕩電路、線性運(yùn)算電路(加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路)。運(yùn)算連續(xù)性電信號。
亦稱為邏輯電路
將連續(xù)性的電訊號,轉(zhuǎn)換為不連續(xù)性定量的電信號,并運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號的電路,稱為數(shù)字電路。
數(shù)字電路中,信號大小為不連續(xù)并定量化的電壓狀態(tài)。
多數(shù)采用布爾代數(shù)邏輯電路對定量后信號進(jìn)行處理。典型數(shù)字電路有,振蕩器、寄存器、加法器、減法器等。運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號。
·集成電路亦稱為IC (Integrated Circuit)。
·運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)程式(IC設(shè)計(jì)),將一般電路設(shè)計(jì)到半導(dǎo)體材料里的半導(dǎo)體電路(一般為硅片),稱為積體電路。
·利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出集成電路(IC)。
串聯(lián)是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個(gè)順次首尾相連接,
將各用電器串聯(lián)起來組成的電路叫串聯(lián)電路。
·開關(guān)在任何位置控制整個(gè)電路,即其作用與所在的位置無關(guān)。電流只有一條通路,經(jīng)過一盞燈的電流一定經(jīng)過另一盞燈。如果熄滅一盞燈,另一盞燈一定熄滅。
·優(yōu)點(diǎn):在一個(gè)電路中, 若想控制所有電器, 即可使用串聯(lián)的電路;
·缺點(diǎn):只要有某一處斷開,整個(gè)電路就成為斷路。 即所相串聯(lián)的電子元件不能正常工作。
串聯(lián)電路中總電阻等于各電子元件的電阻和,各處電流相等,總電壓等于各處電壓之和。
并聯(lián)電路是使在構(gòu)成并聯(lián)的電路元件間電流有一條以上的相互獨(dú)立通路,為電路組成二種基本的方式之一。例如,一個(gè)包含兩個(gè)電燈泡和一個(gè)9 V電池的簡單電路。若兩個(gè)電燈泡分別由兩組導(dǎo)線分開地連接到電池,則兩燈泡為并聯(lián)。
特點(diǎn):用電器之間互不影響。一條支路上的用電器損壞,其他支路不受影響。
并聯(lián)電路中,總電阻1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn,各處電壓相等。
1、截圖一的描述是正確的。2、開關(guān)與單開之間是2根線(火線、受開關(guān)控制的火線),燈具與燈具之間的3根線(受開關(guān)控制的火線、零線、接地線)
給你一個(gè)簡單電路,斷線可以多根串起來,線斷蜂鳴器就響(需是有源蜂鳴器?。词乖俳油〝嗑€,蜂鳴器仍然保持報(bào)警,只有斷開K,進(jìn)行復(fù)位才能恢復(fù)。
第一章 電路模型和電路定律 1-1電路概述 1-2電路模型 1-3電流、電壓、電功率和能量 1-4電流和電壓的參考方向 1-5電路元件—電阻 1-6電路元件—電壓源和電流源 1-7受控電源 1-8基爾霍夫電流定律 1-9基爾霍夫電壓定律 1-10KCL和KVL的綜合運(yùn)用 第二章 電阻電路的等效變換 2-1電路的等效變換 2-2電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 2-3電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián) 2-4實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換 第三章 電阻電路的一般分析 3-1回路電流法 3-2結(jié)點(diǎn)電壓法 3-3結(jié)點(diǎn)電壓法和回路電流法比較 第四章 電路定理 4-1疊加定理 4-2替代定理 4-3戴維寧定理 4-4戴維寧等效電路求解 4-5諾頓定理及其等效電路求解 4-6最大功率傳輸定理 4-7特勒根定理、互易定理和對偶原理 第五章 動態(tài)電路的時(shí)域分析 5-1電容元件 5-2電感元件 5-3動態(tài)電路的方程 5-4動態(tài)電路的初始條件 5-5一階電路的零輸入響應(yīng) 5-6一階電路的零狀態(tài)響應(yīng) 5-7一階電路的全響應(yīng) 5-8一階電路分析的三要素法 5-9二階電路 第六章 相量法 6-1為什么需要引入相量法 |
6-2復(fù)數(shù) 6-3正弦量 6-4相量法的引入 6-5電路定律的相量形式 6-6阻抗和導(dǎo)納 第七章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 7-1正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 7-2相量圖 7-3正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率——瞬時(shí)功率 7-4正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率——有功功率 7-5正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率——無功功率 7-6正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率——視在功率和功率因數(shù) 7-7正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率——復(fù)功率 7-8正弦穩(wěn)態(tài)電路的最大功率傳輸 第八章 含有耦合電感的電路 8-1互感的定義 8-2同名端和互感電壓方向 8-3互感的去耦等效 8-4含有耦合電感電路的計(jì)算 8-5空心變壓器 8-6理想變壓器 第九章 電路的頻率響應(yīng) 9-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 9-2諧振定義和諧振條件 9-3RLC串聯(lián)諧振的特點(diǎn) 9-4RLC串聯(lián)諧振的頻率響應(yīng) 9-5RLC并聯(lián)諧振的特點(diǎn) 第十章 三相電路 10-1三相電路 10-2線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系 10-3對稱三相電路的計(jì)算 10-4不對稱三相電路的概念 10-5三相電路的功率 第十一章 非正弦周期電流電路 11-1非正弦周期信號 11-2非正弦周期電流電路的有效值和平均功率 11-3非正弦周期電流電路的計(jì)算 第十二章 二端口網(wǎng)絡(luò) 12-1二端口網(wǎng)絡(luò) 12-2二端口的方程和參數(shù) |
(注:課程大綱排版從左到右排列)
電路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線和輔助設(shè)備四大部分組成。實(shí)際應(yīng)用的電路都比較復(fù)雜,因此,為了便于分析電路的實(shí)質(zhì),通常用符號表示組成電路實(shí)際原件及其連接線,即畫成所謂電路圖。其中導(dǎo)線和輔助設(shè)備合稱為中間環(huán)節(jié)。
電源是提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。例如,電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能;發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。由于非電能的種類很多,轉(zhuǎn)變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種,只允許同等大小的電壓源并聯(lián),同樣也只允許同等大小的電流源串聯(lián),電壓源不能短路,電流源不能斷路。
在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負(fù)載。負(fù)載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥?。例如,電爐把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,等等。通常使用的照明器具、家用電器、機(jī)床等都可稱為負(fù)載。
連接導(dǎo)線用來把電源、負(fù)載和其他輔助設(shè)備連接成一個(gè)閉合回路,起著傳輸電能的作用。
輔助設(shè)備 輔助設(shè)備是用來實(shí)現(xiàn)對電路的控制、分配、保護(hù)及測量等作用的。輔助設(shè)備包括各種開關(guān)、熔斷器、電流表、電壓表及測量儀表等。
電路物理量
電路的作用是進(jìn)行電能與其它形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)換。因此,用一些物理量來表示電路的狀態(tài)及各部分之間能量轉(zhuǎn)換的相互關(guān)系。
電流在實(shí)用上有兩個(gè)含義:第一,電流表示一種物理現(xiàn)象,即電荷有規(guī)則的運(yùn)動就形成電流。第二,本來,電流的大小用電流強(qiáng)度來表示,而電流強(qiáng)度是指在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面積的電荷量,其單位是安培(庫/秒),簡稱安,用大寫字母A表示。但電流強(qiáng)度平時(shí)人們多簡稱電流。所以電流又代表一個(gè)物理量,這是電流的第二個(gè)含義。
電流的真實(shí)方向和正方向是兩個(gè)不同的概念,不能混淆。
習(xí)慣上總是把正電荷運(yùn)動的方向,作為電流的方向,這就是電流的實(shí)際方向或真實(shí)方向,它是客觀存在,不能任意選擇,在簡單電路中,電流的實(shí)際方向能通過電源或電壓的極性很容易地確定下來。
但是,在復(fù)雜直流電路中,某一段電路里的電流真實(shí)方向很難預(yù)先確定,在交流電路中,電流的大小和方向都是隨時(shí)間變化的。這時(shí),為了分析和計(jì)算電路的需要,引入了電流參考方向的概念,參考方向又叫假定正方向,簡稱正方向。
所謂正方向,就是在一段電路里,在電流兩種可能的真實(shí)方向中,任意選擇一個(gè)作為參考方向(即假定正方向)。當(dāng)實(shí)際的電流方向與假定的正方向相同時(shí),電流是正值;當(dāng)實(shí)際的電流方向與假定正方向相反時(shí),電流就是負(fù)值。
換一個(gè)角度看,對于同一電路,可以因選取的正方向不同而有不同的表示,它可能是正值或者是負(fù)值。要特別指出的是,電路中電流的正方向一經(jīng)確定,在整個(gè)分析與計(jì)算的過程中必須以此為準(zhǔn),不允許再更改。
從數(shù)值上看,AB兩點(diǎn)之間的電壓是電場力把單位正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時(shí)所做的功;而電場中某點(diǎn)的電位等于電場力將單位正電荷自該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)所做的功。比較電壓和電位的概念可以看出,電場中某點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓,電位是電壓的一個(gè)特殊形式。對于電位來說,參考點(diǎn)是至關(guān)重要的。在同一電路中,當(dāng)選定不同的參考點(diǎn),同一點(diǎn)的電位數(shù)值是不同的。
原則上說,參考點(diǎn)可以任意選定。在電工領(lǐng)域,通常選電路里的接地點(diǎn)為參考點(diǎn),在電子電路里,常取機(jī)殼為參考點(diǎn)。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí),僅知道兩點(diǎn)間的電壓往往不夠,還要求知道這兩點(diǎn)中哪一點(diǎn)電位高,哪一點(diǎn)電位低。例如,對于半導(dǎo)體二極管來說,還有其陽極電位高于陰極電位時(shí)才導(dǎo)通;對于直流電動機(jī)來說,繞組兩端的電位高低不同,電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向可能是不同的。由于實(shí)際使用的需要,要求我們引入電壓的極性,即方向問題。
電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差,叫做電動勢。用字母E表示,單位是伏特。在電路中,電動勢常用符號δ表示。
在物理學(xué)中,用電功率表示消耗電能的快慢.電功率用P表示,它的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是W.電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功叫做電功率 以燈泡為例,電功率越大,燈泡越亮。燈泡的亮暗由實(shí)際電功率決定,不用所通過的電流、電壓、電能、電阻決定!
在電路中:如果指定流過元件的電流參考方向是從標(biāo)以電壓的正極性的一端指向負(fù)極性的一端,即兩者的參
(Ohm's Law):在同一電路中,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻阻值成反比,基本公式是I=U/R(電流=電壓/電阻)
諾頓定理:任何由電壓源與電阻構(gòu)成的兩端網(wǎng)絡(luò), 總可以等效為一個(gè)理想電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
戴維寧定理:任何由電壓源與電阻構(gòu)成的兩端網(wǎng)絡(luò), 總可以等效為一個(gè)理想電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
分析包含非線性器件的電路,則需要一些更復(fù)雜的定律。實(shí)際電路設(shè)計(jì)中,電路分析更多的通過計(jì)算機(jī)分析模擬來完成。
它是線性元件的一個(gè)重要定理。在線性電阻中,某處電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí),在該處分別產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。
對于一個(gè)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)和b條支路的電路,假設(shè)各條支路電流和支路電壓取關(guān)聯(lián)參考方向,并令(i1,i2,···,ib)、(u1,u2,···,ub)分別為b條支路的電流和電壓,則對于任何時(shí)間t,有i1*u1+i2*u2+···+ib*ub=0。
在對偶電路中,某些元素之間的關(guān)系(或方程)可以通過對偶元素的互換而相互轉(zhuǎn)換。對偶的內(nèi)容包括:電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電路變量、電路元件、一些電路的公式(或方程)甚至定理。
所有的電路在工作時(shí),每一個(gè)元件或線路都會有能量的工作運(yùn)用,即電能運(yùn)用,而所有電路里的電能工作運(yùn)用即稱為電路功率。
電路或電路元件的功率定義為:【功率=電壓*電流(P=I*V)】。
自然界里能量不會消滅,固有一定律【能量不滅定律】。
電路總功率=電路功率+各電路元件功率。例如:【電源(I*V)=電路(I*V)+ 各元件(I*V)】
在電路中的能量有時(shí)會變?yōu)闊崮芑蜉椛淠堋绕渌芰康娇諝庵校@就是電路或電路元件會發(fā)熱的原因,不會全部形成電能于電路中,根據(jù)【總能量=電能+熱能+輻射能+其他能量】。
開課次數(shù) |
開課時(shí)間 |
授課老師 |
學(xué)時(shí)安排 |
參與人數(shù) |
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第1次開課 |
2014年09月16日-2015年02月11日 |
羅先覺、鄒建龍 |
3-5小時(shí)每周 |
20319 |
第2次開課 |
2015年03月10日-2015年07月31日 |
27597 |
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第3次開課 |
2015年08月25日-2016年01月29日 |
羅先覺、鄒建龍、應(yīng)柏青 |
30734 |
|
第4次開課 |
2016年02月16日-2016年08月07日 |
31527 |
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第5次開課 |
2016年08月23日-2017年01月25日 |
30917 |
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第6次開課 |
2017年02月14日-2017年07月28日 |
21380 |
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第7次開課 |
2017年08月21日-2018年01月21日 |
19418 |
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第8次開課 |
2018年03月05日-2018年08月15日 |
羅先覺、鄒建龍 |
17679 |
|
第9次開課 |
2018年08月27日-2019年01月28日 |
19311 |
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第10次開課 |
2019年02月25日-2019年08月05日 |
16281 |
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第11次開課 |
2019年09月02日-2020年01月16日 |
4小時(shí)每周 |
13476 |
|
第12次開課 |
2020年02月10日-2020年08月18日 |
3-5小時(shí)每周 |
60097 |
|
第13次開課 |
2020年09月14日-2021年02月05日 |
25208 |
||
第14次開課 |
2021年03月01日-2021年08月10日 |
30955 |
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第15次開課 |
2021年08月30日-2021年12月31日 |
3-6小時(shí)每周 |
待定 |
(注:表格內(nèi)容參考資料)
通過對電路課程的學(xué)習(xí),使學(xué)習(xí)者掌握并運(yùn)用電路基本概念和基本分析方法,具備科學(xué)思維能力、分析計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)研究能力。
提高電子電路抗干擾能力的方法:
一、減小來自電源的噪聲
電源在向系統(tǒng)提供能源的同時(shí),也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復(fù)位線,中斷線,以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。
電網(wǎng)上的強(qiáng)干擾通過電源進(jìn)入電路。即使電池供電的系統(tǒng),電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經(jīng)受不住來自電源的干擾。因此設(shè)計(jì)電源時(shí)要采取一定的抗干擾措施:(如輸入電源與強(qiáng)電設(shè)備動力線分開;采用隔離變壓器;采用低通濾波器;采用獨(dú)立功能塊單獨(dú)供電等)。
二、減小信號傳輸中的畸變
微控制器主要采用高速CMOS技術(shù)制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右,輸入電容10pF左右,輸入阻抗相當(dāng)高。高速CMOS電路的輸出端都有相當(dāng)?shù)膸лd能力,即相當(dāng)大的輸出值,將一個(gè)門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端,反射問題就很嚴(yán)重。它會引起信號畸變,增加系統(tǒng)噪聲。當(dāng)Tpd>Tr時(shí),就成了一個(gè)傳輸線問題,必須考慮信號反射、阻抗匹配等問題。
信號在印制板上的延遲時(shí)間與引線的特性阻抗有關(guān),即與印制線路板材料的介電常數(shù)有關(guān)??梢源致缘卣J(rèn)為,信號在印制板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)中常用邏輯電子元件的Tr(標(biāo)準(zhǔn)延遲時(shí)間)為3到18ns之間。
在印制線路板上,信號通過一個(gè)7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時(shí)間大致在4~20ns之間。也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應(yīng)盡量少,最好不多于2個(gè)。
當(dāng)信號的上升時(shí)間快于信號延遲時(shí)間,就要按照快電子學(xué)處理。此時(shí)要考慮傳輸線的阻抗匹配,對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現(xiàn)Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。
用以下結(jié)論歸納印刷線路板設(shè)計(jì)的一個(gè)規(guī)則:信號在印刷板上傳輸,其延遲時(shí)間不應(yīng)大于所用器件的標(biāo)稱延遲時(shí)間。
·電源電路:產(chǎn)生各種電子電路的所需求電源。
·電子電路:亦稱電氣回路。
·基頻電路,基頻,低頻率,使用基頻元件。
·高頻電路,高頻,高頻率,使用高頻元件。
·基頻、高頻混合電路
·被動元件:如電阻、電容、電感、二極體…等,有分基頻被動元件、高頻被動元件。
·主動元件:如電晶體、微處理器…等有分基頻主動元件、高頻主動元件。
【微處理器電路】:亦稱微控制器電路,形成計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、(播放器影、音)、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控…等。
【電腦電路】:為微處理器電路進(jìn)階電路,形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業(yè)電腦…各樣電腦等。
【通訊電路】:形成電話、手機(jī)、有線網(wǎng)路、有線傳送、無線網(wǎng)路、無線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛(wèi)星通訊等。
【顯示器電路】:形成螢?zāi)弧㈦娨?、儀表等各類顯示器。
【光電電路】:如太陽能電路。
【電機(jī)電路】:常運(yùn)用於大電源設(shè)備、如電力設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備…等。
【串聯(lián)電路】:使同一電流通過所有相連接器件的聯(lián)結(jié)方式
【并聯(lián)電路】: 使同一電壓施加于所有相連接器件的聯(lián)結(jié)方式
學(xué)習(xí)電路課程需要掌握高等數(shù)學(xué)、高中數(shù)學(xué)、物理等課程基礎(chǔ)知識。
書名 |
作者 |
出版時(shí)間 |
出版社 |
---|---|---|---|
《電路(第5版)》 |
邱關(guān)源 |
2006年 |
高等教育出版社 |
(注:表格內(nèi)容參考資料)
1. 電流處處相等: I總=I1 =I2 =I3 =……=In
2. 總電壓等于各處電壓之和:U總=U1+U2+U3+……+Un
3. 等效電阻等于各電阻之和:R總=R1+R2+R3+……+Rn
(增加用電器相當(dāng)于增加長度,增大電阻)
4. 總功率等于各功率之和:P總=P1+P2+P3+……+Pn
5. 總電功等于各電功之和:W總=W1+W2+……+Wn
6. 總電熱等于各電熱之和:Q總=Q1+Q2+……+Qn
7. 等效電容量的倒數(shù)等于各個(gè)電容器的電容量的倒數(shù)之和:1/C總=1/C1+1/C2+1/C3+……+1/Cn
8. 電壓分配、電功、電功率和電熱率跟電阻成正比:(t相同)
U1/U2=R1/R2,W1/W2=R1/R2,P1/P2=R1/R2,Q1/Q2=R1/R2?;?qū)懗?U1/U2=W1/W2=P1/P2=Q1/Q2=R1/R2
9.在一個(gè)電路中,若想控制所有電器, 即可使用串聯(lián)電路。
1、完成全部的課程學(xué)習(xí),平時(shí)成績占總成績的50%,期末考試成績占總成績的50%。
2、總成績在60分及以上頒發(fā)合格證書,總成績在85分及以上頒發(fā)優(yōu)秀證書。
1.各支路兩端的電壓都相等,并且等于電源兩端電壓:
U總=U1=U2 =U3=……=Un;
2.干路電流(或說總電流)等于各支路電流之和:
I總=I1 +I2 +I3 +……+In;
3.總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)和:
1/R總=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn或?qū)憺?R=1/(1/(R1+R2+R3+……+Rn));
(增加用電器相當(dāng)于增加橫截面積,減少電阻)
4.總功率等于各功率之和:P總=P1+P2+P3+……+Pn;
5. 總電功等于各電功之和:W總=W1+W2+……+Wn
6. 總電熱等于各電熱之和:Q總=Q1+Q2+……+Qn
7.等效電容量等于各個(gè)電容器的電容量之和:C總=C1+C2+C3+……+Cn
8. 在一個(gè)電路中, 若想單獨(dú)控制一個(gè)電器, 即可使用并聯(lián)電路。
在使用插座時(shí),一般電源的插座距離地面要達(dá)到三十厘米,而開關(guān)的插座要達(dá)到一米四,如果有特殊的要求,比如要使用壁掛式的空調(diào)插座,則按特殊情況來處理,可以采用單獨(dú)走線來進(jìn)行完成。而且同一個(gè)室內(nèi)的電源和電話、電視機(jī)等插座的面板要在同一個(gè)水平高度上,一般高度的差距也要低于五毫米,衛(wèi)生間的插座在使用之時(shí)還應(yīng)該使用防濺型的插座,防水水濺入其中導(dǎo)致引發(fā)觸電危險(xiǎn)。
電線的管道與熱水器管道以及煤氣管道不能夠彼此靠近,應(yīng)該相互之間都保持一定的距離,煤氣的管道不能被封死,必須要走明管,如果需要對管道進(jìn)行移動時(shí),則應(yīng)該找專業(yè)的燃汽公司來進(jìn)行操作,防止出現(xiàn)事故,或者是移管不準(zhǔn)確。在使用時(shí)水管時(shí),熱水的管道全部要使用PPR水管,而下水管道則是采用PVC管道,在驗(yàn)收時(shí),也要特別注意,應(yīng)該是左邊進(jìn)熱水,右邊進(jìn)冷水的,在驗(yàn)收之時(shí),要確保所有的水管都不會出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。
靜電放電(ESD)是從事硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的工程師都必須掌握的知識。很多開發(fā)人員往往會遇到這樣的情形:實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)的產(chǎn)品,測試完全通過,但客戶使用一段時(shí)間后,即會出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,故障率也不是很高。一般情況下,這些問題大多由于浪涌沖擊、ESD沖擊等原因造成。在電子產(chǎn)品的裝配和制造過程中,超過25%的半導(dǎo)體芯片的損壞歸于ESD。隨著微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,人們對靜電放電的電磁場效應(yīng)如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題越來越重視。
電路設(shè)計(jì)工程師一般通過一定數(shù)量的瞬間電壓抑制器(TVS)器件增加保護(hù)。如固狀器件(二極管)、金屬氧化物變阻器(MOV)、可控硅整流器、其他可變電壓的材料(新聚合物器件)、氣體電子管和簡單的火花隙。隨著新一代高速電路的出現(xiàn),器件的工作頻率已經(jīng)從幾kHz上升到GHz,對用于ESD保護(hù)的高容量無源器件的要求也越來越高。例如,TVS必須迅速響應(yīng)到來的浪涌電壓,當(dāng)浪涌電壓在0.7ns達(dá)到8KV(或更高)峰值時(shí),TVS器件的觸發(fā)或調(diào)整電壓(與輸入線平行)必須足夠低以便作為一個(gè)有效的電壓分配器。安森美半導(dǎo)體的NUC2401是一款帶集成低電容ESD保護(hù)功能的共模濾波器,能提供高速USB 2.0信號必要的帶寬、恰當(dāng)?shù)墓材Kp及敏感的內(nèi)部電路ESD保護(hù),保持了信號的完整性。Vishay公司VBUS054B-HS3是一種單芯片ESD解決方案,線路電容間的差別非常小,可保護(hù)雙高速USB端口,以防瞬態(tài)電壓信號。還可對略低于接地電平的負(fù)瞬態(tài)進(jìn)行鉗位,同時(shí)在略高于5V工作電壓范圍對正瞬態(tài)進(jìn)行鉗位。
盡管低成本的硅二極管(或變阻器)的觸發(fā)/箝位電壓非常低,但其高頻容量和漏電流無法滿足不斷增長的應(yīng)用需求。聚合物ESD抑制器在頻率高達(dá)6GHz時(shí)的衰減小于0.2dB,對電路的影響幾乎可以忽略不計(jì)。
電磁兼容和電路保護(hù)對所有電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而言都是無法回避的問題。電路設(shè)計(jì)工程師除了熟悉電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)中還需綜合考慮器件本身的性能、寄生參數(shù)、產(chǎn)品性能、成本以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的每個(gè)功能模塊,通過布局布線優(yōu)化、增加去耦電容、磁珠、磁環(huán)、屏蔽、PCB諧振抑制等措施來確保EMI在控制范圍之內(nèi)。在制定電路保護(hù)設(shè)計(jì)方案時(shí),最重要的是首先掌握因應(yīng)的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)手段,并據(jù)此選擇正確的ESD保護(hù)器件。
電池與電源有內(nèi)阻..所以得出下面的計(jì)算公式:
I(電流)=E(電動勢)/(R[用電器電阻]+Rg[檢測器電阻]+r[電源內(nèi)阻])
R(電阻)=U(電壓)/I(電流)(I=U/R,U=IR)
2005年2月7日,電路課程被中華人民共和國教育部認(rèn)定為“國家精品課程”。
2013年12月20日,電路課程被中華人民共和國教育部認(rèn)定為“第三批國家級精品資源共享課”。
2017年12月26日,電路課程被中華人民共和國教育部認(rèn)定為“國家精品在線開放課程”。
羅先覺,西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授,從事模擬電路系統(tǒng)的分析、診斷、CAD與優(yōu)化等領(lǐng)域研究工作。
鄒建龍,西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授,從事可控電抗器的設(shè)計(jì)和控制方法等領(lǐng)域研究工作。
應(yīng)柏青,西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院工程師,承擔(dān)承擔(dān)電路、電磁場、信號與系統(tǒng)等課程教學(xué)工作。 2100433B
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評分: 4.3
初中電路分析問題及考題匯編 電路分析 一、方法介紹 1.電路簡化 這是電路分析中的一個(gè)非常重要的步驟,只有把比較復(fù)雜的電路簡化才能進(jìn)行電路的分析。對于 電路的簡化概括為一下幾種方法: ⑴對于電路中存在的電流表,由于其電阻極小,因此可以用導(dǎo)線將其取代; ⑵對于電路中存在的電壓表,由于其電阻極大,因此可以看作斷路而直接將電壓表去掉; ⑶對于電路中存在的短路、斷路的這部分電路,由于實(shí)際沒有電流通過,因此也可以直接將該部 分電路去掉; ⑷對于電路出現(xiàn)的導(dǎo)線端點(diǎn)可以不經(jīng)電源、用電器、等任意移動; ⑸對于電路中出現(xiàn)的滑動變阻器,可以看作是有兩個(gè)定值電阻組成的電路。 經(jīng)過以上幾種電路簡化后,電路就會變得比較簡單,容易識別出是并聯(lián)還是串聯(lián),明確各用電器 的關(guān)系,接下去進(jìn)行第二個(gè)步驟是電表的對應(yīng)。 2.電表對應(yīng) 經(jīng)過電路簡化后,電路中基本只出現(xiàn)電源、用電器,電路顯得比較簡單,把剛才去掉的電表復(fù)原 上去,。
關(guān)于電器件的電路造型、電路分析、電路綜合等方面的理論。電路理論是物理學(xué)、數(shù)學(xué)和工程技術(shù)等多方面成果的融合。物理學(xué),尤其是其中的電磁學(xué)為研制各種電路器件提供了原理依據(jù),對各種電路現(xiàn)象作出理論上的闡述;數(shù)學(xué)中的許多理論在電路理論得到廣泛的應(yīng)用,成為分析、設(shè)計(jì)電路的重要方法;工程技術(shù)的進(jìn)展不斷向電路理論提出新的課題,推動電路理論的發(fā)展。
直接變頻電路是指不經(jīng)過任何中間環(huán)節(jié),直接將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。一般還可同時(shí)控制輸出電壓。直接變頻電路應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、感應(yīng)加熱裝置、不停電電源等場合。與間接變頻電路相比,直接變頻電路僅進(jìn)行一次電能變換,變換效率較高。按變頻電路的輸出頻率和輸入頻率的關(guān)系分,可分為直接降頻電路、直接升頻電路和直接升降頻電路。
直接變頻電路又稱周波變流電路。它由兩組反并聯(lián)的相控整流電路(正極組和負(fù)極組)組成。三相橋式相控整流器組成的直接降頻電路。正極組和負(fù)極組整流器交替地工作,即可輸出一個(gè)低頻的交流電壓。直接降頻電路按控制方式可分為定比式周波變流器和連續(xù)式周波變流器兩種。①定比式周波變流器它的輸出電壓波形。電路的輸出頻率與輸入頻率有一定的比例關(guān)系,不能連續(xù)變化,輸出電壓的低次諧波較大,但控制方式簡單,可用于頻率精度要求不高的場合。②連續(xù)式周波變流器 它可連續(xù)改變正極組和負(fù)極組的觸發(fā)滯后角,通過改變觸發(fā)滯后角的變化周期改變輸出頻率,改變觸發(fā)滯后角改變輸出電壓。它的輸出頻率和電壓都是連續(xù)可調(diào)的。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓波形。為使輸出電壓波形更接近于正弦波,各整流器的觸發(fā)滯后角按余弦規(guī)律變化。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓中包含有分?jǐn)?shù)次諧波。當(dāng)輸出頻率和輸入頻率之比大于三分之一時(shí),這種分?jǐn)?shù)次諧波會對負(fù)載產(chǎn)生惡劣的影響(見高次諧波抑制)。在周波變流器中,同一組中晶閘管換相與相控整流電路的換相相同(見相控整流電路),而在負(fù)載電流過零時(shí)進(jìn)行從正極組工作到負(fù)極組工作的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的方式有兩種,一種是有環(huán)流式,另一種是無環(huán)流式。有環(huán)流式控制較簡單,但需要在兩組整流電路之間增設(shè)限流電抗器限制環(huán)流。無環(huán)流式控制是按照檢測出的負(fù)載電流的正負(fù)有選擇地使正極組或負(fù)極組中的一組整流器工作,不產(chǎn)生環(huán)流。這種方式因無須設(shè)置限流電抗器,功率因數(shù)和效率都有所提高。但存在負(fù)載電流在過零點(diǎn)不連續(xù)的缺點(diǎn)。 直接降頻電路主要應(yīng)用于交流電動機(jī)低速傳動。它的優(yōu)點(diǎn)無須換相電路;可以由負(fù)載向交流電源回饋電能;變流效率較高。缺點(diǎn)是晶閘管用量多,控制電路較復(fù)雜;輸出頻率變化范圍較小,一般低于輸入頻率的三分之一。
經(jīng)過兩次以上的變換,將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。按變換的途徑可分為交流-直流-交流變頻電路和交流-直流-高頻-交流變頻電路。
先用整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,再用逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。整流器采用不控整流電路或相控整流電路。在要求變頻器輸出電壓可變,而逆變器又無控制電壓的能力的場合。
相控整流電路
在逆變器能夠控制輸出電壓的場合,一般采用不控整流電路以降低成本。按換流方式不同,逆變電路可分為電源換流、負(fù)載換流和自換流3種。交流-直流-交流變頻電路
電源換流逆變電路
電路中的晶閘管利用電源電壓換流,晶閘管關(guān)斷條件好,它構(gòu)成的變頻器容量可以做得較大。主要應(yīng)用于線繞式異步電動機(jī)串級調(diào)速,高壓直流輸電,大電網(wǎng)的聯(lián)接。
負(fù)載換流逆變電路
電路中的晶閘管利用負(fù)載電壓換流。主要用于同步電動機(jī)調(diào)速和感應(yīng)加熱裝置中。用于同步電動機(jī)調(diào)速的變頻電路輸出頻率不高,一般在幾赫到幾十赫范圍,可以采用普通晶閘管作為逆變器的開關(guān)元件,成本較低。在啟動時(shí),同步電動機(jī)反電動勢為零,晶閘管不能利用負(fù)載電壓換流,常采用電源換流或輔助強(qiáng)迫換流。用于感應(yīng)加熱的變頻電路的輸出頻率較高,一般在幾百赫到幾萬赫的范圍。它的逆變電路種類很多,有并聯(lián)逆變電路、串聯(lián)逆變電路、串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路。并聯(lián)逆變電路負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng),適用于熔煉和透熱。串聯(lián)逆變電路可以在逆變器內(nèi)部調(diào)節(jié)輸出電壓,啟動比較方便,適用于淬火和釬焊。串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路適用于輸出頻率較高的應(yīng)用場合。
自換流逆變電路
主要用于異步電動機(jī)變頻調(diào)速和恒壓恒頻裝置中。逆變器中的晶閘管需要專門的輔助換流電路換流,電路較復(fù)雜。為了簡化電路,在中、小功率的自換流逆變電路中常采用功率晶體管等自關(guān)斷元件。在簡單的控制下,自換流逆變電路本身不能控制輸出電壓,當(dāng)采用脈沖寬度控制時(shí),自換流逆變電路不但能控制輸出電壓,還能改善輸出電壓的波形。
整流器將輸入交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,逆變器再將直流電轉(zhuǎn)變成高頻交流-直流-交流變頻電路 交流電,經(jīng)變壓器隔離后用直接式降頻器再將高頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。一般逆變器輸出的頻率大于2萬赫,變壓器的體積小,重量輕且無噪聲。這種變頻電路適用于多路輸出,且要求各路輸出電壓互相隔離,又要求變換器體積小、重量輕的場合。2100433B
根據(jù)已知的激勵(lì)和某些響應(yīng)(即輸出)確定電路的結(jié)構(gòu)和電路元件。進(jìn)行電路綜合時(shí),常需根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)選擇合適的電路結(jié)構(gòu)。例如要消除電力系統(tǒng)中的高次諧波電流成分,時(shí)常采用對該高次諧波諧振的濾波電路,確定出電路的結(jié)構(gòu),進(jìn)而確定各元件的參數(shù)(即電阻、電感、電容的值),最后檢查該電路是否符合所提指標(biāo)的要求。不符合要求時(shí)須改變元件參數(shù)甚至改變電路結(jié)構(gòu)。電路綜合的結(jié)果不是唯一的,往往有若干個(gè)電路都能滿足要求,可從中選擇最佳的一個(gè)。因此,電路綜合可以采用優(yōu)化技術(shù)。