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书名:电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语:

作者:张金,左修伟,黄国锐、

出版社:电子工业出版社

出版时间:2014-01-01

书籍编号:30467653

ISBN:9787121220876

正文语种:中文

字数:148165

版次:1

所属分类:教材教辅-大学

全书内容:

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前  言


本书既是教育部“卓越工程师培养计划”中电子信息类课程群中的重要一环,也是作者多年来从事电子技术系列课程教学内容与体系改革,以及传感探测学科领域科学研究的经验总结。


本书在内容选取上遵循电子设计工程师认证考试的指导思想,以培养认证学员的实际动手能力为落脚点,努力缩小院校教学与市场需求的差距。


全书由陆军军官学院张金教授统稿,共分13章:第1章介绍电路的基本概念、元件、定律和分析方法;第2章介绍正弦交流电路的分析方法;第3章介绍三相电路的分析方法和安全用电的有关知识;第4章介绍电路的暂态过程及三要素法;第5章介绍常用半导体器件及放大电路的基本知识;第6章介绍集成运算放大器及应用;第7章介绍直流稳压电源的组成、原理及三端稳压电源;第8章介绍数字电路的基本分析工具,逻辑函数的化简方法;第9章介绍TTL逻辑门电路及组合逻辑电路的分析、设计方法和常用组合逻辑器件;第10章介绍双稳态触发器及时序逻辑电路的分析、设计方法和常用时序逻辑器件;第11章介绍555集成器件及由此构成的多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器;第12章介绍CMOS数字集成电路及半导体存储器的相关内容;第13章介绍信号与系统的相关概念,连续线性时不变系统、离散线性时不变系统的分析。


参加本书编写的还有陆军军官学院的左修伟讲师、黄国锐讲师、周生讲师。


在本书的编写过程中,参考了许多专家同行们的著作,无法一一列出,在此表示衷心的感谢。


由于作者水平有限,书中纰漏、不妥之处在所难免,恳切希望读者批评指正。


编著者


2013年4月于合肥

第1章 电路的基本概念和基本分析方法


1.1 电路和电路模型


1.1.1 电路


电路是由各种元器件为实现某种应用目的、按一定方式连接而成的整体,其特征是提供了电流流动的通道。复杂的电路也可称为网络。

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图1.1.1 手电筒电路

根据电路的作用,电路可分为两类:一类用于实现电能的传输和转换;另一类用于进行电信号的传递和处理。


根据电源提供的电流不同,电路还可以分为直流电路和交流电路两种。


综上所述,电路主要由电源、负载和传输环节三部分组成,如图1.1.1所示的手电筒电路即一个简单的电路。电源是提供电能或信号的设备,负载是消耗电能或输出信号的设备,电源与负载之间通过传输环节相连接。为了保证电路按不同的需要完成工作,在电路中还需要加入适当的控制元件,如开关、主令控制器等。


1.1.2 电路模型


在某一种实际元件中,在一定条件下,常忽略其他现象,只考虑起主要作用的电磁现象,也就是用理想元件来替代实际元件的模型,这种模型称为电路元件,又称为理想电路元件。

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图1.1.2 手电筒电路的电路模型

用一个或几个理想电路元件构成的模型去模拟一个实际电路,模型中出现的电磁现象与实际电路中的电磁现象十分接近,这个由理想电路元件组成的电路称为电路模型。


如图1.1.2所示为手电筒电路的电路模型。


本书研究的电路都是“电路模型”,简称“电路”。


1.2 电路的基本物理量


电路中的物理量主要包括电流、电压、电位、电动势及功率。


1.2.1 电流及其参考方向


带电质点的定向移动形成电流。


电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流的实际方向习惯上是指正电荷移动的方向。


电流分为两类:一类的大小和方向均不随时间变化,称为恒定电流,简称直流,用I表示;另一类的大小和方向均随时间变化,称为交变电流,简称交流,用i表示。


对于直流,单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定不变的,其大小为

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对于交流,若在一个无限小的时间间隔dt内,通过导体横截面的电荷量为dq,则该瞬间的电流为

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在国际单位制(SI)中,电流的单位是安培(A)。


在复杂电路中,电流的实际方向有时难以确定。为了便于分析计算,引入了电流参考方向的概念。


所谓电流的参考方向,就是在分析计算电路时,先任意选定某一方向作为待求电流的方向,并根据此方向进行分析计算,若计算结果为正,说明电流的参考方向与实际方向相同;若计算结果为负,说明电流的参考方向与实际方向相反。图1.2.1表示出了电流的参考方向(图中实线所示)与实际方向(图中虚线所示)之间的关系。

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图1.2.1 电流的参考方向与实际方向之间的关系

例1.2.1 如图1.2.2所示,电流的参考方向已标出,并已知I1=-1A,I2=1A,试指出电流的实际方向。


解:I1=-1A<0,说明I1的实际方向与参考方向相反,应由B流向A。


  I2=1A>0,说明I2的实际方向与参考方向相同,即由B流向A。

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图1.2.2 例1.2.1的图

1.2.2 电压及其参考方向


在电路中,电场力把单位正电荷(q)从a点移到b点所做的功(W)称为a.b两点间的电压,也称电位差,记为

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对于直流,则为

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电压的单位为伏特(V)。


电压的实际方向规定为从高电位指向低电位,既可用箭头表示,也可用\"+\"\"-\"极性表示,如图1.2.3所示。若用双下标表示,如Uab表示a指向b,显然Uab..Uba。值得注意的是,电压总是针对两点而言的。

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图1.2.3 电压实际方向的设定

和电流的参考方向一样,也需要设定电压的参考方向。电压的参考方向也是任意选定的,当参考方向与实际方向相同时,电压值为正;反之,电压值为负。


例1.2.2 如图1.2.4所示,电压的参考方向已标出,并已知U1=1V,U2,-1V,试指出电压的实际方向。


解:U1=1V>0,说明U1的实际方向与参考方向相同,即由A指向B。


  U2=-1V<0,说明U2的实际方向与参考方向相反,应由A指向B。

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图1.2.4 例1.2.2的图

1.2.3 电位


在电路中任选一点作为参考点,则电路中某一点与参考点之间的电压称为该点的电位。电位用符号V或v表示。例如.A点的电位记为VA或vA。显然.VA=VAO,vA=AO。电位的单位是伏特(V)。


电路中的参考点可任意选定。当电路中有接地点时,则以地为参考点。若没有接地点时,则选择较多导线的汇集点为参考点。在电子线路中,通常以设备外壳为参考点。参考点用符号“⊥”表示。


有了电位的概念后,电压也可用电位来表示,即

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因此,电压也称为电位差。


还需要指出,电路中任意两点间的电压与参考点的选择无关,即对于不同的参考点,虽然各点的电位不同,但任意两点间的电压始终不变。

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图1.2.5 例1.2.3的图

例1.2.3 在图1.2.5所示的电路中,已知各元件的电压为U1=10V,U2=5V,U3=8V,U4.-23V。若分别选B点与C点为参考点,试求电路中各点的电位。


解:选B点为参考点,则有

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1.2.4 电动势


电源力把单位正电荷由低电位点B经电源内部移到高电位点A克服电场力所做的功,称为电源的电动势。电动势用E或e表示,即

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电动势的单位也是伏特(V)。


电动势与电压的实际方向不同,电动势的方向是从低电位指向高电位的,即由\"-\"极指向\"+\"极,而电压的方向则从高电位指向低电位,即由\"+\"极指向\"-\"极。此外,电动势只存在于电源的内部。


1.2.5 功率


单位时间内电场力或电源力所做的功称为功率,用P或p表示,即

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若已知元件的电压和电流,则功率的表达式为

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功率的单位是瓦特(W)。


当电流、电压为关联参考方向时,式(1-2-8)表示元件消耗能量。若计算结果为正,说明电路确实消耗功率,为耗能元件;若计算结果为负,说明电路实际产生功率,为供能元件。


当电流、电压为非关联参考方向时,则式(1-2-8)表示元件产生能量。若计算结果为正,说明电路确实产生功率,为供能元件;若计算结果为负,说明电路实际消耗功率,为耗能元件。


例1.2.4 (1)在图1.2.6中,若电流均为2A,U1=1V,U2=-1V,求该两元件消耗或产生的功率;(2)在图1.2.6(b)中,若元件产生的功率为4W,求电流I。

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图1.2.6 例1.2.4的图

解:(1)对于图1.2.6(a),电流、电压为关联参考方向,元件消耗的功率为

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表明元件消耗功率,为负载。


对于图1.2.6(b),电流、电压为非关联参考方向,元件产生的功率为

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表明元件消耗功率,为负载。


(2)因为在图1.2.6(b)中电流、电压为非关联参考方向,且产生功率,故有

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负号表示电流的实际方向与参考方向相反。


1.3 电路的工作状态


电路在不同的工作条件下,会处于不同的状态,并具有不同的特点。电路的工作状态有三种:开路状态、短路状态和负载状态。


1.3.1 开路状态(空载状态)


在图1.3.1所示电路中,当开关K断开时,电源处于开路状态。开路时,电路中的电流为零,电源不输出能量,电源两端的电压称为开路电压,用UOC表示,其值等于电源电动势E,即

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1.3.2 短路状态


在图1.3.2所示电路中,当电源两端由于某种原因短接在一起时,电源被短路。短路电流电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载很大,此时电源所产生的电能全被内阻R0所消耗。

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图1.3.1 开路状态

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图1.3.2 短路状态

短路通常是严重的事故,应尽量避免发生。为了防止短路事故,通常在电路中接入熔断器或断路器,以便在发生短路时能迅速切断故障电路。


1.3.3 负载状态


电源与一定大小的负载接通,称为负载状态,也称为通路状态。这时电路中流过的电流称为负载电流,如图1.3.3所示。

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图1.3.3 负载状态

负载的大小是用消耗功率的大小来衡量的。当电压一定时,负载的电流越大,消耗的功率越大,则负载也越大。


为使电气设备正常运行,在电气设备上都标有额定值,额定值是生产厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常允许值。一般常用的额定值有额定电压、额定电流、额定功率,用UN、IN、PN表示。


需要指出,电气设备实际消耗的功率不一定等于额定功率。当实际消耗的功率P等于额定功率PN时,称为满载运行;若P<PN,称为轻载运行;当P>PN时,称为过载运行。电气设备应尽量在接近额定的状态下运行。


1.4 电阻元件、电感元件和电容元件


1.4.1 电阻元件


1.电阻与电导的概念


流过线性电阻的电流与其两端的电压成正比,即

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在国际单位制(SI)中.R称为电阻,其单位为欧姆(Ω)。


导体的电阻不仅和导体的材质有关,而且还和导体的尺寸有关。实验证明,同一材料导体的电阻和导体的截面积成反比,而和导体的长度成正比。


为了方便计算,我们常常将电阻的倒数用电导G来表示,即

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在国际单位制(SI)中,电导G的单位为西门子(S)。


2.电阻的伏安特性


对于线性电阻元件,其电路模型如图1.4.1所示。其特性方程为

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可以把电阻两端的电压与电流的关系标在坐标平面上,用一条曲线(直线)表示其关系,这条曲线(直线)就称为电阻的伏安特性曲线。


根据上述公式可知,线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线。一般的电阻元件均为线性电阻元件。


非线性电阻的伏安特性曲线如图1.4.2所示,可以看出它是一条曲线。二极管就是一个典型的非线性电阻元件。

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图1.4.1 线性电阻元件的电路模型

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图1.4.2 非线性电阻的伏安特性曲线

由线性元件组成的电路称为线性电路,由非线性元件组成的电路称为非线性电路。


3.电能


电阻元件在通电过程中要消耗电能,是一个耗能元件。电阻所吸收的功率为

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在t1到t2的时间内,电阻元件吸收的能量为W,全部转化为热能:

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在直流电路中,有

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在国际单位制(SI)中,电能的单位是焦[耳](J)或千瓦·小时(kW·h),简称为度。


1千瓦时是指功率为1kW的电源(负载)在1h内所输出(消耗)的电能。


例1.4.1 在220V的电源上接一个电加热器,已知通过电加热器的电流是3.5A,问4小时内,该电加热器用了多少度电?


解:电加热器的功率是


P=UI=220V×3.5A=770W=0.77kW


4小时中电加热器消耗的电能是


W=PT=0.77kW×4h=3.08kW·h


即该电加热器用了3.08度电。


1.4.2 电感元件


电感元件作为储能元件能够储存磁场能量,其电路模型如图1.4.3所示。


从模型图中可以看出,电感是由一个线圈组成的。通常将导线绕在一个铁芯上制作成一个电感线圈,如图1.4.4所示。

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图1.4.3 电感的电路模型

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图1.4.4 电感线圈

线圈的匝数与穿过线圈的磁通之积为NΦ,称为磁链。


当电感元件为线性电感元件时,电感元件的特性方程为

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式中,L为元件的电感系数(简称电感),是一个与电感本身有关,与电感的磁通、电流无关的常数,又叫做自感。在国际单位制(SI)中,其单位为亨[利](H),有时也用毫亨(mH)、微亨(μH),1m.=10-3H,1μp=10-6H;磁通Φ的单位是韦[伯](Wb)。


当通过电感元件的电流发生变化时,电感元件中的磁通也发生变化,根据电磁感应定律,在线圈两端将产生感应电压,设电压与电流关联,则电感线圈两端将产生感应电压

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该式表明线性电感的电压uL与电流i对时间t的变化率电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载成正比。


在一定的时间内,电流变化越快,感应电压越大;电流变化越慢,感应电压越小;当电流变化为零时(即直流电流),感应电压为零,电感元件相当于短路。因此,电感元件在直流电路中相当于短路。


当流过电感元件的电流为i时,它所储存的能量为

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从该式中可以看出,电感元件在某一时刻的储能仅与当时的电流值有关。


1.4.3 电容元件


电容元件作为储能元件能够储存电场能量,其电路模型如图1.4.5所示。


当电容为线性电容时,电容元件的特性方程为

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图1.4.5 电容的电路模型

式中,C为元件的电容,是一个与电容本身有关,与电容两端的电压、电流无关的常数。在国际单位制(SI)中,其单位为法[拉.(F)。微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)也用做电容的单位.1μ=10-6F,1nF= 10-9F,1pF=10-12F。


从式(1-4-15)中可以看出,电容的电荷量是随电容的两端电压变化而变化的。由于电荷的变化,电容中就产生了电流,则有

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ic是电容由于电荷的变化而产生的电流,将式(1-4-15)代入式(1-4-16)中得

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该式表明线性电容的电流与端电压对时间的变化率成正比。


电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载0时.ic=0,说明电容元件的两端电压恒定不变,通过电容的电流为零,电容处于开路状态。因此,电容元件对直流电路来说相当于开路。


电容所储存的电场能为

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1.5 电压源与电流源


电源是将其他形式的能量(如化学能、机械能、太阳能、风能等)转换成电能后提供给电路的设备。本节主要介绍电路分析中的基本电源:电压源和电流源。


1.5.1 理想电压源和电流源


本书所讨论的电压源和电流源都是理想化的电压源和电流源。


1.电压源


电压源是指理想电压源,即内阻为零,且电源两端的端电压值恒定不变(直流电压)的电源,如图1.5.1所示。


它的特点是电压的大小取决于电压源本身的特性,与流过的电流无关。流过电压源的电流大小与电压源外部的电路有关,由外部的负载电阻决定。因此,它称为独立电压源。


电压为US的直流电压源的伏安特性曲线是一条平行于横坐标的直线,如图1.5.2所示,其特性方程为

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如果电压源的电压US=0,则此时电压源的伏安特性曲线就是横坐标,也就是电压源相当于短路。

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图1.5.1 电压源

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图1.5.2 直流电压源的伏安特性曲线

2.电流源


电流源是指理想电流源,即内阻为无限大、输出恒定电流IS的电源,如图1.5.3所示。


它的特点是电流的大小取决于电流源本身的特性,与电源的端电压无关。端电压的大小与电流源外部的电路有关,由外部的负载电阻决定。因此,它也称为独立电流源。


电流为IS的直流电流源的伏安特性曲线是一条垂直于横坐标的直线,如图1.5.4所示,其特性方程为

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图1.5.3 电流源

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图1.5.4 直流电流源的伏安特性曲线

如果电流源短路,流过短路线路的电流就是IS,而电流源的端电压为零。


1.5.2 实际电源的模型


1.实际电压源


实际电压源可以用一个理想电压源US与一个理想电阻r串联组合成一个电路来表示,如图1.5.6(a)所示。


其特征方程为

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实际电压源的伏安特性曲线如图1.5.5(b)所示,由图可见,电源输出的电压随负载电流的增加而减小。

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图1.5.5 实际电压源模型

2.实际电流源


实际电流源可以用一个理想电流源IS与一个理想电导G并联组合成一个电路来表示,如图1.5.6(a)所示。


其特征方程为

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实际电流源的伏安特性曲线如图1.5.6(b)所示,可见电源输出的电流随负载电压的增加而减小。

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图1.5.6 实际电流源模型

例1.5.1 在图1.5.5中,设US=20V,r=1Ω,外接电阻R为4Ω,求电阻R上的电流I。


解:根据式(1-5-3)知

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则有

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例1.5.2 在图1.5.6中,设IS.5A,r=1Ω,外接电阻R为9Ω,求电阻R上的电压U。


解:根据式(1-5-4)知

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则有

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1.6 基尔霍夫定律


本节将介绍基尔霍夫电流定律与电压定律,它们分别反映了电路中各个支路的电流及各个部分电压之间的关系。


1.6.1 几个相关的电路名词


(1)支路:电路中通过同一个电流的每一个分支。例如,图1.6.1中有3条支路,分别是BAF.BCD和BE。支路BAF.BCD中含有电源,称为含源支路。支路BE中不含电源,称为无源支路。

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图1.6.1 复杂电路

(2)节点:电路中3条或3条以上支路的连接点。例如,图1.6.1中的B..(F.D)为两个节点。


(3)回路:电路中的任一闭合路径。例如,图1.6.1中有3个回路,分别是ABEFA.BCDEB.ABCDEFA。


(4)网孔:内部不含支路的回路。例如,图1.6.1中的ABEFA和BCDEB都是网孔,而ABCDEFA则不是网孔。


1.6.2 基尔霍夫电流定律(KCL)


基尔霍夫电流定律指出:任一时刻,流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。


基尔霍夫电流定律简称KCL,反映了节点处各支路电流之间的关系。


在图1.6.1所示电路中,对于节点B可以写出

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或改写为

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由此知基尔霍夫电流定律也可表述为:任一时刻,流入电路中任一节点电流的代数和恒等于零。

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图1.6.2 KCL的推广

基尔霍夫电流定律不仅适用于节点,也可推广应用到包围几个节点的闭合面(也称广义节点)。在如图1.6.2所示的电路中,可以把三角形ABC看成广义的节点,用KCL可列出

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由此可见,在任一时刻,流过任一闭合面电流的代数和恒等于零。

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图1.6.3 例1.6.1的图

例1.6.1 在如图1.6.3所示电路中,电流的参考方向已标明。若已知I1=2A,I2=-4A,I3=-8A,试求I4


解:根据KCL可得

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1.6.3 基尔霍夫电压定律(KVL)


基尔霍夫电压定律指出:在任何时刻,沿电路中任一闭合回路,各段电压的代数和恒等于零。


基尔霍夫电压定律简称KVL,其一般表达式为

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应用式(1-6-3)列电压方程时,首先假定回路的绕行方向,然后选择各部分电压的参考方向,凡参考方向与回路绕行方向一致者,该电压前取正号;凡参考方向与回路绕行方向相反者,该电压前取负号。


在图1.6.1中,对于回路ABCDEFA,若按顺时针绕行方向,根据KVL可得

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根据欧姆定律,上式还可表示为

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式(1-6-4)表示,沿回路绕行方向,各电阻电压降的代数和等于各电源电动势的代数和。

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图1.6.4 KVL的推广

基尔霍夫电压定律不仅应用于回路,也可推广应用于一段不闭合电路。在图1.6.4所示电路中.A.B两端未闭合,若设A、B两点之间的电压为UAB,按逆时针绕行方向可得

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上式表明,开口电路两端的电压等于该两端点之间各段电压降之和。


例1.6.2 求图1.6.5所示电路中10Ω电阻及电流源的端电压。


解:按图示方向得

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按顺时针绕行方向,根据KVL得

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例1.6.3 在图1.6.6中,已知R1=4Ω,R2=6Ω,US1=10V,US2=20V,试求UAC


解:由KVL得

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由KVL的推广形式得

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图1.6.5 例1.6.2的图

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图1.6.6 例1.6.3的图

由本例可见,电路中的某段电压和路径无关。因此,计算时应尽量选择较短的路径。


例1.6.4 求图1.6.7所示电路中的U2、I2、R1、R2及US

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图1.6.7 例1.6.4的图

解:电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载


由KVL可得

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由KCL可得

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对于左边的网孔,由KVL可得

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1.7 电路的基本分析方法


本节讨论的线性电路的几种分析方法以电路元件的伏安关系和基尔霍夫定律为基础,选择适当的未知变量,建立一组独立的电路方程,并求解该方程组,最后得出所需要的支路电流、支路电压或其他变量。线性电路的分析方法有支路电流法、回路电流法、节点电压法等,它们都是分析电路的有力工具。


1.7.1 支路电流法


支路电流法是最基本的分析方法。它以支路电流为求解对象,应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律分别对节点和回路列出所需要的方程组,然后再解出各未知的支路电流。


支路电流法求解电路的步骤为:


(1)标出支路电流参考方向和回路绕行方向;


(2)根据KCL列写节点的电流方程式;


(3)根据KVL列写回路的电压方程式;


(4)解联立方程组,求取未知量。


例1.7.1 如图1.7.1所示,两台发电机并联运行共同向负载RL供电。已知E1= 130V,E2=117V,R1=1Ω,R2=0.6Ω,RL=24Ω,求各支路的电流及发电机两端的电压。


解:①选择各支路电流参考方向如图中所示,回路绕行方向均为顺时针方向。


②列写KCL方程。

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图1.7.1 例1.7.1的图

节点A:电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载


③列写KVL方程。


ABCDA回路:电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载


AEFBA回路:电子设计工程师之路pdf/doc/txt格式电子书下载


其基尔霍夫定律方程组为

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将数据代入各式后得

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解此联立方程组得

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发电机两端的电压U为

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1.7.2 回路电流法


1.7.1节介绍支路电流法求解时,对于具有b条支路的电路,需要解b个联立方程;当支路数较多时,不但解题过程烦琐,而且容易出错。因此,有必要寻求用较少的方程来求解b个支路电流的方法。回路电流法和节点电压法就是为了达到上述目的而建立起来的两种分析方法。本节讨论回路电流法。

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图1.7.2 用回路电流法求解的电路举例

以图1.7.2所示的电路为例(该电路共有6个支路电流待求),选择网孔作为独立回路;设想在电路的每个独立回路里都有一个假想的回路电流沿着回路的边界流动,如图中虚线所示,如果将这些回路电流作为求解的未知量,可以使所需要的联立方程的数目大为减少,而且各支路电流仍然可以求得,这是因为电路中所有的支路电流都可以用各回路电流来表示:

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也就是说,只要求出了各回路电流,所有的支路电流就都确定了。既然回路电流是沿着闭合回路而流动的,则它一定从回路中的某一节点流进,同时又从这个节点流出。也就是说,引用回路电流之后,就不必根据KCL列出节点方程了,因为回路电流在所有节点处都自动满足KCL。显然,如果我们把回路电流作为未知量,就只要列出KVL就行了。


选取回路电流的参考方向,于是由图1.7.2所示电路可得

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将式(1-7-1)代入式(1-7-2),并进行整理,可得

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这就是以回路电流Ia、Ib、Ic为未知量的3个方程,称为回路方程。求出Ia、Ib、Ic之后,所有支路电流都可以算出。方程组(1-7-3)可以进一步写成:

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这就是具有3个独立回路电路的回路电流方程的一般形式。其中

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它们分别称为回路a.b.c的自电阻,等于各自回路全部电阻之和。自电阻都为正。

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它们代表两个回路公用支路的电阻,称为互电阻,它们可正可负。当相邻两回路电流通过公用支路时的方向一致时,互电阻为正;当电流的方向不一致时,互电阻为负。在选择网孔作为独立回路并且选定回路电流都为顺时针方向或都为逆时针方向的情况下,互电阻都是负的。

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它们分别为回路电流绕行方向电压源电压升的代数和。


式(1-7-4)为回路电流法常用的规范方程形式,便于记忆,有助于针对具体电路,根据观察写出所需的方程组。


回路电流法分析电路的步骤可归纳为:


(1)确定独立回路(平面电路一般选网孔为独立回路)及其回路电流的参考方向(一般都一致,即都是顺时针或逆时针);


(2)建立回路电流方程组,一般可先算出各回路的自电阻、相邻两回路的互电阻和各回路中电源电压的代数和,然后再写出方程组;


(3)解方程组,得出所需的回路电流;


(4)选定支路电流的参考方向,由回路电流求出支路电流。


对于图1.7.1所示的电路,如果用支路电流法求解,共需解6个联立方程,而用回路电流法只需解3个联立方程,因而计算有所简化。一般来说,回路电流法把要解的联立方程的数目由等于支路数减少到独立回路数。


上面讨论了含有电压源电路的回路分析法。当电路中含有电流源且无电阻直接与之并联时,该如何处理?一般采用下述方法来处理:选取回路电流时,只让一个回路电流通过电流源,该回路电流仅由电流源决定,于是可删去该回路的KVL方程,至于其余的回路电流方程仍按上述方法列出;另一种方法是把电

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