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电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载

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电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载

书名:电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语:

作者:李晶皎、

出版社:电子工业出版社

出版时间:2012-05-01

书籍编号:30466846

ISBN:9787121161254

正文语种:中文

字数:148353

版次:4

所属分类:教材教辅-大学

全书内容:

电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载







第4版前言


本书是国家精品课程和国家电工电子教学基地建设成果。


十几年来,东北大学信息学院电子技术基础教学团队的老师们,从1997年入选国家“九五”规划教材开始,不断与时俱进地探索和完善电子技术基础课程的教学体系和教学内容,截至2011年底,《电路与电子学》教材已销售近30万册,成为受高校师生欢迎的精品教材。


本次修订在《电路与电子学》(第3版)的基础上,依据教育部高等学校电子电气基础课程教学指导委员会2010年制定的《电子电气基础课程教学基本要求》,并结合电子技术的发展进行了勘误、优化和更新。


原书结构不变。上篇电路基础部分基本未做修改,只进行了局部优化和完善。下篇模拟电子技术基础部分,主要对第4、5、9、10章内容进行部分更新。


为了便于实际应用,并与目前的技术市场接轨,我们将书中原有的市场无法买到的国标器件型号修改为实际常用型号,同时修改了原理电路,例如将F007集成运放替换成μA741。增加了近几年来常用的器件原理介绍和应用电路,例如电流反馈型集成运放、常用线性三端稳压器和集成开关稳压器等。


本书是电子信息类各专业平台课程教材,可供高校计算机、通信、电子、电气及自动化等专业作为本科生教材,还可供自学考试、成人教育和电子工程技术人员自学使用。


《电路与电子学》第4版由李晶皎、王文辉等编著。参加修订工作的还有赵丽红、刘淑英、蔡胜乐、王永军、李景宏、杜玉远、王爱侠、杨丹、马学文、康恩顺、王骄。


新版教材中一定还会存在不少错误和疏漏,殷切希望读者给予批评指正。


编著者


2012年5月于东北大学信息学院


本书为任课老师免费提供多媒体电子课件,请需要者通过华信教育资源网http://www.hxedu.com.cn注册索取,或直接联系wangrh@phei.com.cn索取。


第3版前言


本书是在2002年出版的国家“九五”规划教材《电路与电子学》第2版的基础上,按照CC2001和CCC2002教程精神,并参照教育部电子信息与电气基础课程教学指导委员会于2004年8月修订的“电子技术基础(A)课程教学基本要求”(草案)重新修订而成的。


原书的结构不变,仍保持原来的上、下两篇。上篇电路基础部分,对第3章内容做了压缩,对电路部分的例题和习题做了进一步修改,力图在难度上更有层次。下篇模拟电子技术基础部分,在第5章中对放大电路的组成与分析做了调整,在第7章对近年来电子技术的新技术、新器件进行了扼要的介绍,第9章增加了电子系统中常用的放大电路内容,第10章对原有内容做了删减。总之,编者力图保持内容简明的特点,删除了在教学中极少采用的内容,新增加的内容有机地融入到原书相关的章节中,新版篇幅比第2版略有减少。


在修订本书的同时,我们同步编写了与本书配套的《电路与电子学习题解答与实验指导》一书,供读者学习参考。本书还提供教学用多媒体电子课件,任课教师可通过华信教育资源网http://www.hxedu.com.cn或直接联系010-68152204索取。


本次修订工作仍由第2版的全体作者完成。第1,2,3章由刘淑英编写,第4,5章由蔡胜乐编写,第6,7章由李晶皎编写,第8,9章由王文辉编写,第10章由王永军编写,配套教学课件由李景宏、马学文和陈默编制。系列教材编委员会常委、东北大学朱家铿教授审阅了全书,并提出了详尽的评审和修改意见。本书在编写过程中,得到了东北大学“教育部电工电子基础课程教学基地”有关同志的大力支持,他们提出了许多宝贵意见,在此表示衷心的感谢!


限于水平和能力,修订后的教材一定还存在许多不完善之处,恳请广大读者批评指正。作者的E-mail地址:wwh212cn@yahoo.com.cn。


编著者


2006年1月于东北大学信息学院


第2版前言


《电路与电子学》教材自1997年出版以来,迄今已经多次印刷,受到诸多兄弟院校师生及广大读者的关注,我们深表感谢。


这次修订主要是根据这几年广大读者对这本书提出的一些意见和建议,以及我们使用本书的体会而进行的。通过这次修订,编者力图一方面保持内容简明的特点,删除了在教学中极少采用的内容;另一方面又增加了一些内容,以便使本书除能满足计算机专业本科生的需要外,还能满足其他电类专业本科生的教学需要。考虑到本书是电类专业的重要的技术基础课,所以这部分新增加的内容,即便对计算机专业的读者来说,也是非常必要的。新增加的内容有机地融入到原书相关的章节中,因此修订版的篇幅增加极为有限。


原书的结构不变,仍保持原来的上、下两篇。修订工作主要集中在下篇模拟电子技术基础部分。在放大电路基础(第5章)一章中,扩充了放大器频率响应的内容,对放大器的频率特性进行了定量的分析。第8章负反馈放大器的内容做了适当的扩充。第9章中正弦波振荡电路稍加扩充,补充了LC振荡。第10章对原有内容做了删减,加强了目前广泛应用的开关电源的介绍。


参加修订工作的仍为原版的全体作者。第1,2,3章由刘淑英编写,第4,5章由蔡胜乐编写,第6,7章由李晶皎编写,第8,9章由王文辉编写,第10章由王永军编写。全书由刘淑英、蔡胜乐、王文辉主编。东北大学电子技术教研室的其他同志也参加了编写的讨论,提出了许多宝贵意见,在此表示衷心的感谢!限于水平和能力,修订版也一定会有许多不尽如人意之处,恳请继续得到广大读者的批评指正。


编著者


2001年6月于东北大学


第1版前言


本书是根据“计算机学科教学计划1993”编写的。这份教学计划是中国计算机学会教育委员会和全国高等院校计算机教育研究会,在研究、学习、借鉴了1990年12月ACM和IEEE/CS联合专题组发表的“Computing Curricula 1991”报告,并结合我国高等院校计算机本科教学的实际情况而制定的。教学计划明确规定《电路与电子学》是计算机专业的一门技术基础课,本课应使学生初步掌握基本电路与电子学方面的知识,其内容包括:简单电路的分析,线性网络分析的一般方法和定理,一阶网络分析,三相电路的基本知识,放大电路基础,频率特性与多级放大器,功率放大器,运算放大器及其应用,稳压电源。把电子学中的数字电路基础,逻辑门电路等有关内容放到另一本教材《数字逻辑与数字系统》中去讲授。本书内容仅包括两方面:一是电路基础;二是模拟电子技术基础。


在编写过程中,我们注意了以下几个问题。


一、总结汲取了多年为计算机专业讲授电子技术课的经验。


多年来尚无一本计算机专业使用的全国统编的电路和电子学方面的教材。但任计算机专业电子技术课的老师往往根据专业的需要,从多本教材中选择内容讲授。为了进一步适应计算机专业电子技术课的教学需要,东北大学电子技术教研室的同志曾于1989年8月会同几所兄弟院校的同行编写了《计算机电子线路与逻辑设计基础》,经过几届本科生的使用,积累了一定的经验。我们正是在前面工作的基础上,进一步充实了内容。使之更加适应计算机专业的需要,编写出这本《电路与电子学》。


二、保证基础,突出集成。


本书上篇为电路基础,下篇为模拟电子技术基础。上篇是下篇的基础。我们根据计算机学科各专业的需要,认真汲取了电路课的教学经验,筛选出最基本的内容进行重点阐述,以保证基础。在下篇中删除了大量陈旧的分立元件电路,而以集成运放为主线进行讨论。这样既节约了篇幅,又可与目前电子技术飞速发展的现状相适应。作为电子技术的基础知识,必不可少地要介绍元器件知识及基本放大电路,本书在这部分内容处理上,保留了必要的基础知识,以免在内容叙述上出现割裂和跳跃,并采用了以直接耦合放大电路为主的分析方法,这样既保证了基础,又为集成运放的讨论做了准备。


三、讲清概念,立足应用。


全书授课总学时为60,其中上篇20学时,下篇40学时。篇幅有限,但涉及内容很多。因此,本书在论述方法上强调对基本概念、基本原理的理解和应用,而舍弃了很多烦琐的推导过程,尽量简化定量分析。本书作为技术基础课的教学用书,重点放在讲解基本知识方面,但从应用角度,对于新知识、新器件我们也给以应有的注意,并进行了概要的介绍,用以扩展读者的眼界。


本书在内容讲述过程中精选了大量例题,每章后面附有习题,这些例题和习题与教材内容紧密配合,深浅适当。书末附有部分习题参考答案,以供校核。


全书分上下两篇共10章,其中第1,2,3章由刘淑英编写,第4,5章由蔡胜乐编写,第6,7章由李晶皎编写,第8,9章由王文辉编写,第10章由王永军编写。全书由王文辉、刘淑英主编。


本书由东北大学田志芬教授主审,田老师仔细审阅了书稿,写出了详细的评审和修改意见。中国计算机学会教育委员会和全国高等院校计算机教育研究会的教材编委会编委、东北大学教授朱家铿对本书做了全面细致的审阅,东北大学电路教研室副教授陈绍林、孙玉琴对本书的上篇也进行了审阅,他们都提出了很多宝贵意见和建议。本书正是遵照这些评审意见修改而成。在此谨向他们表示衷心的感谢。


按照“计算机学科教学计划1993”的要求,为计算机学科各专业编写电路与电子学教材,应该说这还是一种尝试,由于我们水平有限,经验不足,不当之处在所难免,恳望得到读者的批评指正。


编著者


1994年8月于东北大学


上篇 电路基础符号说明


V电位


u电压、正弦交流电电压瞬时值


i电流、正弦交流电电流瞬时值


U直流电压、电压有效值


I直流电流、电流有效值


us电压源电压


is电流源电流


Us直流电压源电压


Is直流电流源电流


Uoc开路电压


Isc短路电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载电压有效值相量


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载电流有效值相量


R电阻


L电感


C电容


G电导


f频率


T周期


ω角频率


Um电压最大值


Im电流最大值


Z复阻抗


φ阻抗角


X电抗


XL感抗


XC容抗


Y复导纳


p瞬时功率


P平均功率


Q无功功率


S视在功率


下篇 模拟电子技术基础符号说明


1.电流和电压


I,i 电流的通用符号


U,u电压的通用符号


IE(以发射极电流为例)表示直流量,用大写字母、大写下标


iE表示电流的瞬时总量,用小写字母、大写下标


Ie表示交流有效值,用大写字母、小写下标


ie表示交流瞬时值,用小写字母、小写下标


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载表示正弦交流复数量


ΔIE表示直流变化量


ΔiE表示瞬时值变化量


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载正弦交流信号源电压、电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载正弦交流输入电压、电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载正弦交流输出电压、电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载正弦交流反馈电压、电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载正弦交流偏差电压、电流


VCC晶体管集电极回路直流电源电压


VEE晶体管发射极回路直流电源电压


VBB晶体管基极回路直流电源电压


VDD场效应管漏极回路直流电源电压


VSS场效应管源极回路直流电源电压


UREF,IREF或UR,IR参考电压、参考电流


UQ,IQ晶体管的静态工作点电压、电流值


U+,I+集成运放同相输入端对地电压、电流


U-,I-集成运放反相输入端对地电压、电流


uIC共模输入电压


uId差模输入电压


ΔuIC共模输入电压增量


ΔuId差模输入电压增量


UT电压比较器的阈值电压


2.功率和效率


P功率通用符号


p瞬时功率


Po输出功率


Pv总电源功率


Pom最大输出功率


PT晶体管耗散功率


PE电源提供的功率


η效率


ηmax最大效率


3.频率


f频率通用符号


ω角频率通用符号


fbw通频带


fH放大电路的上限截止频率


fL放大电路的下限截止频率


fC放大电路的增益为0dB时对应的信号频率


fp滤波电路的截止频率


f0电路的振荡频率


4.电阻、电感、电容


R电阻的通用符号


G电导的通用符号


C电容的通用符号


L电感的通用符号


RS信号源内阻


Ri放大电路的输入电阻


Rif负反馈放大电路的输入电阻


Ro放大电路的输出电阻


Rof负反馈放大电路的输出电阻


RL放大电路的负载电阻


5.放大倍数


A放大倍数或增益的通用符号


Aud差模电压放大倍数


Auc共模电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载电压放大倍数的通用符号


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载考虑信号源内阻的电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载高频电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载低频电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载中频电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载有源滤波器的通带电压放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载各类负反馈放大电路的开环放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载各类负反馈放大电路的闭环放大倍数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载各类负反馈放大电路的反馈系数


6.各种器件及其参数符号


Si硅元素符号


Ge锗元素符号


NN型(电子型)半导体


PP型(空穴型)半导体


n电子浓度


p空穴浓度


UT温度的电压当量


ISPN结反向饱和电流


CJPN结总电容


CB势垒电容


CD扩散电容


D二极管


Ur二极管的死区电压


UD二极管的正向压降


ID二极管的电流


U(BR)二极管的反向击穿电压


IF二极管的最大整流电流


IR二极管的反向电流


UR二极管的最大反向工作电压


fM二极管的最高工作频率


rD二极管导通时的动态电阻


DZ稳压二极管(稳压管)


UZ稳压二极管的稳定电压


IZ稳压二极管的稳定电流


rZ稳压二极管稳压时的动态电阻


PZM稳压二极管的最大耗散功率


T晶体管(三极管)或场效应管


b晶体管的基极


c晶体管的集电极


e晶体管的发射极


ICBO发射极开路时c—b极间的反向饱和电流


ICEO基极开路时c—e极间的穿透电流


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载晶体管共基直流电流放大系数


α晶体管共基交流电流放大系数


电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载晶体管共射直流电流放大系数


β晶体管共射交流电流放大系数


U(BR)CEO基极开路时c—e极间的反向击穿电压


U(BR)CBO发射极开路时c—b极间的反向击穿电压


U(BR)EBO集电极开路时,e—b极间的反向击穿电压


ICM集电极最大允许电流


PCM集电极最大允许耗散功率


UCES晶体管饱和区电压降


fβ晶体管β的上限截止频率


fT晶体管的特征频率


rbe晶体管b—e极间交流等效电阻


rce晶体管c—e极间交流等效电阻


rbb′晶体管的基区体电阻


rb′e晶体管的发射结交流等效电阻


Cb′e晶体管发射结的等效电容


Cb′c晶体管集电结的等效电容


hie,hre,hfe,hoe晶体管共射接法h参数微变等效电路的4个参数


d场效应管的漏极


g场效应管的栅极


s场效应管的源极


gm场效应管的跨导


ID场效应管的漏极电流


IDSS耗尽型场效应管UGS=0时的漏极电流


UP耗尽型场应管的夹断电压


UT增强型场效应管的开启电压


IDM漏极最大允许电流


PDM漏极最大允许耗散功率


U(BR)DS场效应管d—s极间的击穿电压


U(BR)GS场效应管g—s极间的击穿电压


RGS场效应管g—s极间直流输入电阻


Cgs场效应管g—s极间的等效电容


Cgd场效应管g—d极间的等效电容


rds场效应管d—s极间的交流等效电阻


A集成运算放大器


Aod集成运放的开环差模增益


UIO集成运放的输入失调电压


dUIO/dT失调电压的温漂


IIO集成运放的输入失调电流


dIIO/dT失调电流的温漂


IIB集成运放输入级静态偏置电流


KCMR集成运放的共模抑制比


rid集成运放的差模输入电阻


ro集成运放的输出电阻


Uom输出电压限幅值


Uidmax集成运放最大差模输入电压


Uicmax集成运放最大共模输入电压


SR集成运放的转换速率


fc单位增益带宽


fH-3dB带宽


7.其他符号


Q放大电路的静态工作点


S整流电路的脉动系数


Sr稳压电路的稳压系数


上篇 电路基础



第1章 直流电路


本章结合直流电路介绍一般电路的基本物理量;介绍电压源、电流源和电阻元件的伏安关系;讨论电路的基本定律、基本定理和电路的基本分析方法。



1.1 电路与电路模型


电路(Circuit)就是电流(Current)所通过的路径。实际电路是由一些电路器件用导线连接起来组成的。所谓电路器件是指电阻器、电感器、电容器、变压器、开关、晶体管和电池等。为了便于对实际电路进行分析,需将实际电路器件理想化(或称模型化),即在一定条件下突出其主要的电磁性质,忽略其次要因素,将其近似地看作理想电路元件。由一些理想化元件组成的电路,就是实际电路的电路模型。一般将理想电路元件简称为元件(Element),将电路模型简称为电路。


电路中所应用的各种元件,按其工作时表现出的电特性可分为两类:一类元件工作时可以向电路提供电能,称为电源(Electric Source);另一类元件工作时吸收电能并将电能转化为其他形式的能量,如转化为热能、光能、机械能等,这类元件称为负载(Load)。负载主要有三种:电阻(Resistance)、电容(Capacitance)和电感(Inductance)。实际的某个器件在工作时的特征可以用一种理想元件或几种理想元件的组合来反映。


将一个小灯泡用导线与电池连接起来就组成了一个简单的电路,其电路模型如图1-1所示,电阻元件R表示小灯泡,理想电压源Us表示电池。在这里忽略导线的电阻和电池的内阻。

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图1-1 电路模型示例

同一个实际器件在不同的条件下可能要用不同的理想元件来表示。比如前面例子中的电池,在电流比较大或使用时间比较长时,因内部损耗较大则需用一个理想电压源和一个电阻元件相串联来表示。


比较复杂的电路又称电网络,简称网络(Network)。元件通过端子与外电路相连,按端子的数目可将元件分为二端元件、三端元件、四端元件等。比如,电阻元件、电感元件是二端元件,晶体三极管是三端元件。



1.2 电流、电压、电位



1.2.1 电流和电流的参考方向


电流是由电荷有规则的定向流动形成的。电流的大小用电流强度来衡量。电流强度等于单位时间内通过导体某横截面的电量。电流强度也简称电流,用字母i表示,若在dt时间内通过导体某横截面的电量为dq,则有

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在国际单位制中,电流i的单位是安培(A),简称安;电量q的单位是库仑(C);时间t的单位是秒(s)。


大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流,或者称为直流电流(Direct Current),通常用大写字母I表示。


习惯上把正电荷流动的方向作为电流的实际方向。在电路分析中有时不容易判断出电流的实际方向,在有些情况下电流的实际方向还是变化的,为此我们可以任意选定一个方向作为电流的参考方向。当电流的实际方向与参考方向相同时,i>0;当电流的实际方向与参考方向相反时,i<0。这样电流i的值就有正有负,它是一个代数量。本书电路图上所标出的电流方向都是参考方向。在选定的电流参考方向下,根据电流的正负,就可确定电流的实际方向,如图1-2所示。


电流的参考方向在电路图中用箭头表示出来,可以画在线外,也可以画在线上,如图1-3所示。电流的参考方向也可以用双下标表示,比如iab表示电流由a点流向b点,即电流的参考方向是由a点指向b点。

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图1-2 电流的参考方向

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图1-3 电路中电流参考方向的表示方法


1.2.2 电压和电压的参考方向


电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功(Work)称为a,b两点之间的电压(Voltage),即电路与电子学(第4版)pdf/doc/txt格式电子书下载


在国际单位制中,功w的单位是焦耳(J),电压u的单位是伏特(V),简称伏。


在电场内两点间的电压也称为两点间的电位差,即


uab=Va-Vb


式中,Va为a点的电位(Electric Potential),Vb为b点的电位。电压和能量的关系密切,如果正电荷由a点移动到b点是失去能量,则a点为高电位,b点为低电位。电压是标量,但在分析电路时,和电流一样,我们也说它具有方向,也可用箭头表示。电压的实际方向规定为由高电位端指向低电位端。


与电流的参考方向类似,可以任意选取电压的参考方向。当实际方向与参考方向相同时,电压为正值;当实际方向与参考方向相反时,电压为负值,如图1-4所示。


电压的方向还可以用极性表示。若a点电位高于b点电位,则a点为正极(Positive Pole),用“+”号表示,b点为负极(Negative Pole),用“-”号表示。于是,在分析电路时电压的参考方向也可以用参考极性表示。参考极性也可任意假定,如果电压的真实极性与假定的参考极性相同,则电压为正值;如果电压的真实极性与参考极性相反,则电压为负值。


图1-5所示为同一电路中电压uab参考方向的两种等效(Equivalent)的表示方法。

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图1-4 电压的参考方向

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图1-5 相同电压参考方向的两种表示方法

一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向均可任意假定,两者可以一致,也可以不一致。如果一致,称为关联参考方向;如果不一致,则称为非关联参考方向,如图1-6所示。图1-6(a),(b)为关联参考方向,图1-6(c),(d)为非关联参考方向。

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图1-6 关联参考方向与非关联参考方向

大小和方向不随时间变化的电压称为恒定电压,或者称为直流电压(Direct Voltage),用大写字母U表示。



1.2.3 电位


在电路分析中,电路中某点电位值采用这样的方法来确定,即在电路中选定一点作为参考点,并将参考点的电位规定为零,则某点与参考点之间的电压就作为该点的电位。显然,同一点的电位值是随着参考点的不同而变化的,而任意两点之间的电压却与参考点的选取无关。



1.3 电功率


在电路中,有的元件吸收电能,并将电能转移成其他形式的能量,有的元件是将其他形式的能量转换成电能,即元件向电路提供电能。电功率是指单位时间内元件所吸收或发出的电能,在电路中,电功率常简称为功率(Power)。功率的定义可推广到任何一段电路,而不局限于一个元件,当然,一个元件可看作是一段电路的特例。


图1-7中的方框表示一段电路,电流i和电压u的参考方向如图1-7所示。由电压的定义可知,当正电荷dq由a点流动到b点时,这部分电路吸收的电能为


dw=udq

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图1-7 电功率

再由 dq=idt


得 dw=uidt


用字母p表示这部分电路所吸收的功率,则

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在直流情况下为 P=UI


在国际单位制中,电功率的单位是瓦特(W),简称瓦,电能的单位是焦耳(J)。


在电压和电流的关联参考方向下,如图1-7所示,功率p=ui中的p代表这段电路吸收的功率。当实际计算的结果p>0时,表明这段电路的确是吸收功率;而当p<0时,则说明这段电路实际上是发出功率。


如果电压和电流两者的参考方向相反,如图1-8所示,则p=ui中的p代表元件发出的功率。在这种情况下,若p>0,这段电路是发出功率;若p<0,说明这段电路实际是吸收功率。


国际单位制中的一些单位,如伏特、安培、瓦特等,在实际应用中有时会太大或太小,这时,可以在单位前面加上词头构成辅助单位。这里仅列出电压的一些辅助单位,其他单位的辅助单位可以依此类推。

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图1-8 发出功率

1兆伏特(MV)=106伏特(V)


1千伏特(kV)=103伏特(V)


1毫伏特(mV)=10-3伏特(V)


1微伏特(μV)=10-6伏特(V)


1纳伏特(nV)=10-9伏特(V)


1皮伏特(pV)=10-12伏特(V)



1.4 电阻元件


有些实际部件如电阻器、电灯、电炉等在电路中工作时要消耗电能,并且将电能不可逆地转换成热能、光能、机械能等。反映电能消耗的电路参数叫做电阻。实际部件的电阻特性在电路中用电阻元件来模拟,电阻元件也常常简称为电阻。通常,“电阻”一词及字母R既表示电阻元件,也表示该元件的参数。


电阻元件有线性电阻元件和非线性电阻元件之分,它们在电路中的符号如图1-9所示,其中图1-9(a)表示线性电阻,图1-9(b)表示非线性电阻。在电阻两端加电压后,元件中有电流流过,电阻元件上的电压与电流之间的关系曲线称为电阻元件的伏安特性曲线,简称伏安特性。如果一个电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标原点的一条直线,如图1-10(a)所示,就叫做线性电阻;如果一个电阻的伏安特性曲线不是直线,就叫做非线性电阻,如图1-10(b)所示是半导体二极管的伏安特性曲线,半导体二极管就是一个具有非线性电阻特性的器件。

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图1-9 电阻元件的符号

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图1-10 电阻的伏安特性曲线

线性电阻的特点是元件的电阻值为一常数,与通过它的电流或其两端电压的大小无关。非线性电阻的电阻值不是常数,而与通过它的电流或作用其两端的电压大小有关。


欧姆定律(Ohm’s Law)表明,通过电阻R的电流与作用在电阻两端的电压u成正比,即

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显然,欧姆定律只适用于线性电阻而不适用于非线性电阻。这里,我们只讨论线性电阻。


应当注意,因为在电阻中电流实际上总是从高电位流向低电位,所以应用式(1-2)时必须选取电压、电流为关联参考方向。当电压、电流的参考方向选取不一致时,则有

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在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(Ω),简称欧。

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电阻的倒数叫做电导(Conductance),用G表示,即

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在国际单位制中,电导的单位是西门子(S),简称西。


如果说电阻反映一个电阻元件对电流的阻力,那么电导就是衡量一个电阻元件导电能力强弱的标志。


引入了电导以后,欧姆定律可以写成


i=Gu


在电压、电流关联参考方向下,电阻元件吸收的功率为


p=ui


根据欧姆定律还可以导出下面两种形式:

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1.5 电压源与电流源


实际电源的种类很多,如干电池、蓄电池、光电池、发电机等。在电路分析中,人们关心的不是各种电源的结构和工作原理,而是电源的外特性,或者说伏安特性,即电源在给负载供电时电源的输出端电压与它的输出电流之间的关系。据此,在电路分析中,各种实际电源

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