第1章 电路和电路元件第3版ppt课件.ppt

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1、1.1电路和电路的基本物理量1.2电阻、电感和电容元件1.3独立电源元件1.4二极管1.5双极晶体管1.6绝缘栅场效晶体管第1章电路和电路元件1.1.1电路1.1.2电路元件和电路模型1.1.3电流、电压及其参考方向1.1.4电路功率1.1电路和电路的基本物理量电路——由电源、开关、连接导线和负载等组成。强电电路——电压较高、电流和功率较大；实现电能的传输和转换。（如电力系统等）弱电电路——电压较低、电流和功率较小；实现信号的传递和处理。（如扩音系统等）发电机升压变压器降压变压器负载（如电灯、电动机等）话筒放大器扬声器1.1.1电路1.1.2电路元件和电路模型实际电路元件理想电

2、路元件实际电路电路模型1.1.3电流、电压及其参考方向1.电流及其参考方向电流——电荷量对时间的变化率直流电流——电流的大小和方向不随时间变化电流的实际方向——正电荷移动的方向电流的参考方向——假定方向，也称正方向交流电流——电流的大小和方向随时间变化为什么要设电流参考方向？简单电路R2＋－USI2＋－U6ISR1I1R4I4R3I3I5电流的实际方向可知各电流的实际方向未知复杂电路2.电压及其参考方向电压—单位正电荷从一点移至另一点作的功电压的实际方向—高电位指向低电位，电位降低的方向直流电压—电压的大小和极性不随时间变化交流电压—电压的大小和极性随时间变化电压的参考方向—假定方

3、向电位、电动势1.1.4电路功率根据电压电流的参考方向，电路功率iNu＋－——N消耗功率（吸收功率）——N输出功率（释放功率）电流、电压、功率的符号和单位电量名称符号基本单位常用工程单位电流I（直流）i（交流）AkA、mA、uA、nA电压U（直流）u（交流）VkV、mV、uV功率P（平均功率）WkW、mW1.2.1电阻元件1.2电阻、电感和电容元件1.2.2电感元件1.2.3电容元件1.2.4实际元件的主要参数及电路模型电压电流关系电阻功率电阻耗能伏安特性——电压与电流的关系——耗能元件IUOIUO线性电阻非线性电阻（电阻R单位：）1.2.1电阻元件部分电阻器的照片膜电阻器线绕

4、电阻器电位器热敏电阻器水泥电阻器1.2.2电感元件线性电感电压电流关系电感在直流电路中，相当于短路电感是一种储能元件，储存的磁场能量电感L的单位：亨利()、毫亨()、微亨()部分电感器的照片不同类电感器陶瓷电感器标准电感器1.2.3电容元件线性电容电压电流关系电容在直流电路中，相当于开路电容是一种储能元件，储存的电场能量电容C的单位：法拉、微法拉、微微法拉部分电容器的照片电解电容器普通电容器电力电容器单相电动机电容器1.2.4实际元件的主要参数及电路模型主要参数（额定参数）：电阻器：标称电阻值、额定功率电感器：标称电感值、额定电流电容器：标称电容值、额定电压电路模型:理想电路模型

5、:电阻器R、电感器L、电容器C实际电路模型:理想元件模型的不同组合1.3独立电源元件1.3.2实际电源的模型1.3.1电压源和电流源1.3.1电压源和电流源电压源（理想电压源）：I——端电压（输出电压）——端电流（输出电流）UOIUS输出电压等于源电压，与输出电流和外电路的情况无关。USUSU——源电压UI电流源（理想电流源）：I—源电流IS—端电压U—端电流IUOIIS输出电流等于源电流，与输出电压和外电路的情况无关。IIS1.3.2实际电源的模型1.实际电压源—端电压随端电流的增加而减小，开路状态，—开路电压，短路状态，—短路电流实际电压源在工作时要避免短路！UOIUS部分电压

6、源照片2.实际电流源UOIIS端电流随端电压的增加而减小。等效---对外电路等效3.两种实际电源模型的等效互换互换---实际电压源可变换为实际电流源，实际电流源可变换为实际电压源1.4二极管1.4.1PN结及其单向导电性1.4.2二极管的特性和主要参数1.4.3二极管的工作点和理想特性1.4.4稳压二极管1.4.5发光二极管和光电二极管1.4.1PN结及其单向导电性物质按导电能力分为：导体、半导体、绝缘体。本征半导体—纯净的半导体（如硅、锗、砷化镓等）P型半导体—在纯净的半导体硅、锗中掺入少量三价元素。—多数载流子为空穴。N型半导体—在纯净的半导体硅、锗中掺入少量五价元素。—多数载

7、流子为电子。PN结的形成：浓度差→扩散和复合空间电荷区（耗尽层）→内电场扩散和复合→空间电荷区（耗尽层）内电场→阻止扩散、并引起少数载流子漂移最终，扩散与内电场作用达到平衡→PN结PN结的单向导电性PN结加正向电压外电场与内电场方向相反外电场→空间电荷区变窄当外加电压足够大→外电场足够强→克服内电场作用→PN结导通→电流I从P流向N外加正向电压→外电场PN结加反向电压PN结的单向导电性外电场与内电场方向相同外电场→空间电荷区变宽→不导通（截止）结论：PN结具有单向导电