1、西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作第一章第一章 电路的基本规律电路的基本规律2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-2 2 2 页页页退出本章退出本章退出本章1.1 1.1 引引 言言 一、电路模型一、电路模型 二、电路的分类二、电路的分类1.2 1.2 电路变量电路变量 一、电流一、电流 二、电压二、电压 三、功率三、功率1.3 1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 一、电路图一、电路图 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律 三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律1.4 1.4 电阻元件电阻元件 一、电阻元件与欧姆定
2、律一、电阻元件与欧姆定律 二、电阻元件吸收的功率二、电阻元件吸收的功率 三、举例三、举例 四、分立电阻与集成电阻四、分立电阻与集成电阻 1.5 1.5 电电 源源 一、电压源一、电压源 二、电流源二、电流源 三、受控源三、受控源 1.6 1.6 不含独立源电路的等效不含独立源电路的等效 一、电路等效的概念一、电路等效的概念 二、电阻的串联与并联等效二、电阻的串联与并联等效 三、电阻的三、电阻的Y Y形电路与形电路形电路与形电路 的等效变换的等效变换 四、等效电阻四、等效电阻 1.7 1.7 含独立源电路的等效含独立源电路的等效 一、独立源的串联与并联一、独立源的串联与并联 二、实际电源两种模型
3、及其等效二、实际电源两种模型及其等效 三、电源的等效转移三、电源的等效转移点击目录 ，进入相关章节2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 由电器件相互连接所构成的电流通路称为电路。2、实际电路的组成实际电路的组成提供电能的能源,简称电源；电源、负载、导线是任何实际电路都不可缺少的三个是任何实际电路都不可缺少的三个组成部分。组成部分。1.1 1.1 引言引言用电装置，统称其为负载。它将电源提供的能量转换为其他形式的能量；连接电源与负载而传输电 能的金属导线，简称导线。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-3 3 3 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、
4、何谓电路何谓电路(circuit)?手电筒电路手电筒电路10BASE-T wall plate开关开关2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概括为两个方面：进行能量的传输与转换；如电力系统的发电、传输等。实现信号的传递与处理。如电视机、通信电路等。1.1 1.1 引言引言下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-4 4 4 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录3 3、实际电路的功能实际电路的功能发电机发电机输电线输电线变电站变电站2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 实际电路在运行过程中的表现相当
5、复杂，如：实际电路在运行过程中的表现相当复杂，如：制作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，制作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，然而当电流通过时还会产生磁场。要在数学上精确然而当电流通过时还会产生磁场。要在数学上精确描述这些现象相当困难。为了用数学的方法从理论描述这些现象相当困难。为了用数学的方法从理论上判断电路的主要性能，必须对实际器件在一定条上判断电路的主要性能，必须对实际器件在一定条件下，件下，忽略其次要性质忽略其次要性质，按其，按其主要性质主要性质加以理想化，加以理想化，从而得到一系列从而得到一系列理想化理想化元件。元件。这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。1.1
6、 1.1 引言引言下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-5 5 5 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录4、为什么要引入电路模型为什么要引入电路模型2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作理想电阻元件理想电阻元件：只消耗电能只消耗电能，如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电阻来反映其消耗电能的这一主要特征；阻来反映其消耗电能的这一主要特征；理想电容元件理想电容元件：只储存电能只储存电能，如各种电容器，可以用理想电容来反映其如各种电容器，可以用理想电容来反映其储存电能的特征；储存电能的特征；理想电感元件理想电感元件：只储存磁
7、能只储存磁能，如各种电感线圈，可以用理想电感来反映如各种电感线圈，可以用理想电感来反映其储存磁能的特征；其储存磁能的特征；R理想电阻模型符号C理想电容模型符号L理想电感模型符号1.1 1.1 引言引言下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-6 6 6 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录5 5、几种常见的理想化元件几种常见的理想化元件（器件模型器件模型）2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作电路模型电路模型是由若干理想化元是由若干理想化元件组成的；将实际电路中各个件组成的；将实际电路中各个器件用其模型符号表示，这样器件用其模型符号表示，这样画出的图称为称为
8、实际电路的画出的图称为称为实际电路的电路模型图电路模型图，常简称为，常简称为电路图电路图。SUSRSR手电筒的电路图电源的模型1.1 1.1 引言引言下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-7 7 7 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录6、电路模型和电路图电路模型和电路图2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式；的形式；不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在定的条件下可
9、用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在低频电路中都可用理想电阻表示。低频电路中都可用理想电阻表示。说明如：电感线圈的电路模型如：电感线圈的电路模型直流直流低频低频高精高精高频高频下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-8 8 8 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.1 1.1 引言引言 如果实际电路的几何尺寸l 远小于其工作时电磁波的波长，可以认为传送到电路各处的电磁能量是同时到达的，这时整个电路可以看成电磁空间的一个点。电路几何尺寸l 远小于其工作时电磁波波长的电路称为集中参数电路，否则称为分布参数电路。因此可以认为
10、，交织在器件内部的电磁现象可以分开考虑；耗能都集中于电阻元件，电能只集中于电容元件，磁能只集中于电感元件。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-9 9 9 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、集中参数电路、集中参数电路与与分布参数电路分布参数电路(lumped circuit&distributed circuit)2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作（1）电力输电线，其工作频率为50Hz，相应波长(=C/f)为6000km。故30km长的输电线，可以看作是集中参数电路。（2）而对于电视天线及其传输线来说，其工作频率为108Hz的数量级，如10频道
11、，其工作频率约为200MHz，相应工作波长为1.5m。此时0.2m长的传输线也是分布参数电路。例：例：下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-101010 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.1 1.1 引言引言 若描述电路特性的所有方程都是线性代数或微积分方程，则称这类电路是线性电路；否则为非线性电路。非线性电路在工程中应用更为普遍，线性电路常常仅是非线性电路的近似模型。但线性电路理论是分析非线性电路的基础。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-111111 页页页返回本章目录返回本章目录返回本
12、章目录2、线性电路与非线性电路线性电路与非线性电路(linear circuit&nonlinear circuit)2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 时不变电路指电路中元件的参数值不随时间变化的电路；描述它的电路方程是常系数的代数或微积分方程。反之，由变系数方程描述的电路称为时变电路。时不变电路是最基本的电路模型，是研究时变电路的基础。本书主要讨论集中参数电路中的线性时不变电路。1.1 1.1 引言引言下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-121212 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录3、时不变电路与时变电路时不变电路与时变电路(time-i
13、nvariant circuit&time-varying circuit)2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 为了定量地描述电路的性能，电路中引入一些物理量作为电路变量；通常分为两类：基本变量和复合变量。电流、电压由于易测量而常被选为基本变量。复合变量包括功率和能量等。一般它们都是时间t的函数。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-131313 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1,2 1,2 电路变量电路变量 在电场力作用下，电荷有规则的定向移动形成 电流，用 i(t)或i表示。单位：安培（
14、A）。2、电流的大小、电流的大小-电流强度，简称电流强度，简称电流电流式中dq 为通过导体横截面的电荷量，电荷的单位：库仑（C）。若dq/dt即单位时间内通过导体横截面的电荷量为常数，这种电流叫做恒定电流，简称直流电流，常用大写字母I表示。E自由电子自由电子s下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-141414 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、电流的形成、电流的形成2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作规定：正电荷的运动方向为电流的实际方向。1,2 1,2 电路变量电路变量下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-151515 页页页
15、返回本章目录返回本章目录返回本章目录3、电流的方向、电流的方向 对于复杂电路或电路中的电流随时间变对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。化时，电流的实际方向往往很难事先判断。问题II1I2I3?R1R2R3R4R5US如：判断R3上电流I3的方向？2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-161616 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录l参考方向参考方向 大小大小方向方向(正负）正负）电流电流(代数量代数量)任意假定一个正电荷运动的方任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。向即
16、为电流的参考方向。i 0i 0，则表示电路N确实消耗（吸收）功率；若p0，则表示电路N吸收的功率为负值，实质上它将产生（提供或发出）功率。当电路N的u和i非关联（如图b），则N产生功率的公式为由此容易得出，当电路N的u和i关联（如图a），N产生功率的公式为P产(t)=-u(t)i(t)p产(t)=u(t)i(t)1.2 1.2 电路变量电路变量下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-232323 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录3、功率的计算、功率的计算2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 对于一个二端元件（或电路），如果w(t)0，则称该元件（或电
17、路）是无源的或是耗能元件（或电路）。ddiuptwtt 根据功率的定义 ，两边从-到t积分，并考虑w(-)=0，得（设u和i关联）dttdwtp1.2 1.2 电路变量电路变量下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-242424 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录4、能量的计算、能量的计算2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 前面介绍的电流、电压、功率和能量的基本单位分别是安（A)、伏（V)、瓦（W)、焦耳（J)，有时嫌单位太大（无线电接收），有时又嫌单位太小（电力系统），使用不便。我们便在这些单位前加上国际单位制（SI）词头用以表示这些单位被一个以1
18、0为底的正次幂或负次幂相乘后所得的SI单位的倍数单位。因数因数原文名称原文名称（法）（法）中文名称中文名称符号符号109giga吉吉G106mega兆兆M103kilo千千k10-3milli毫毫m10-6micro微微10-6nano纳纳n10-12pico皮皮p1.2 1.2 电路变量电路变量下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-252525 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录5、常用国际单位制（、常用国际单位制（SI）词头）词头2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 18471847年，德国物理学家年，德国物理学家基尔霍夫基尔霍夫(G.R.Kir
19、chhoff)对于集对于集中参数提出两个定律：基尔霍夫电流定律中参数提出两个定律：基尔霍夫电流定律(Kirchhoffs Current Law,简记简记KCL)和基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电压定律(Kirchhoffs Voltage Law,简记简记KVL)。它只与电路的结构有关，而与构成。它只与电路的结构有关，而与构成电路的元件性质无关。为了叙述方便，先介绍电路图中有关的电路的元件性质无关。为了叙述方便，先介绍电路图中有关的几个名词术语。几个名词术语。1、支路：、支路：每个电路元件可称为一条支路；每个电路的分支也可称为一条支路。2、节点（结点）：、节点（结点）：支路的连接点。3、回路：、
20、回路：由支路组成的任何一个闭合路径。123456aabbcd注：注：若将每个电路元件作为一个支路；则图中有若将每个电路元件作为一个支路；则图中有6 6条支路，条支路，4 4个节点个节点(a(a、b b、c c、d)d)，注意：由于，注意：由于a a点与点与a a点是用理想导线相连，从电气角度看，它们是同点是用理想导线相连，从电气角度看，它们是同一节点，可以合并为一点。一节点，可以合并为一点。b b点与点与b b点也一样。若将每个电路分支作为一点也一样。若将每个电路分支作为一个支路；则图中只有个支路；则图中只有4 4条支路，条支路，2 2个节点个节点(a(a和和b)b)。下一页下一页下一页前一页
21、前一页前一页第第第 1-1-1-262626 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 KCL描述了电路中与节点相连各支路电流之间的相互关系，它是电荷守恒在集中参数电路中的体现。对于集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。1.3 1.3 基氏定律基氏定律1234i1ai2i3i4例：对右图所示电路a节点，利用KCL得KCL方程为：i2+i3=i1+i4或流入节点a 电流的代数和为零，即：-i1+i2+i3-i4=0 或流出节点a 电流的代数和为零即：i1-i2-i3+i4=0下一页下一页下一页前
22、一页前一页前一页第第第 1-1-1-272727 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、KCL内容内容2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 不仅适用于节点，而且适用于任何一个封闭曲面。1.3 1.3 基氏定律基氏定律24i1i2i3i=?165S3(a)AB(b)CD(c)i1i2例：对图(a)有 i1+i2-i3=0，对图(b)有 i=0，对图(c)有 i1=i2 。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-282828 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2、对、对KCL的说明的说明2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 应用K
23、CL列写节点或闭合曲面方程时，首先要设出每一支路电流的参考方向参考方向，然后根据参考方向取符号，但在列写的同一个KCL方程中取号规则应一致。2、对KCL的说明应将KCL代数方程中各项前的正负号与电流本身数值的正负号区别开来。KCL实质上是电荷守恒原理在集中电路中的体现。即，到达任何节点的电荷既不可能增生，也不可能消失，电流必须连续流动。1.3 1.3 基氏定律基氏定律下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-292929 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 KVL描述了回路中各支路（元件）电压之间的关系，它是能量守恒在
24、集中参数电路中的体现。对于集中参数电路，在任一时刻，沿任一回路绕行一周，各支路（元件）电压降的代数和为零。1.3 1.3 基氏定律基氏定律列写列写KVLKVL方程具体步骤为：方程具体步骤为：（1 1）首先设定各支路的电压参考方向；）首先设定各支路的电压参考方向；（2 2）标出回路的绕行方向）标出回路的绕行方向（3 3）凡支路电压方向（支路电压）凡支路电压方向（支路电压“+”极到极到“-”极的方向）极的方向）与巡行方向相同者取与巡行方向相同者取“+”，反之取，反之取“-”。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-303030 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、KVL内
25、容内容2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.3 1.3 基氏定律基氏定律12345u1u2u3u4u5abcde 右图为某电路中一回路，从a点开始按顺时针方向(也可按逆时针方向）绕行一周，有：3、说明、说明:KVL推广形式：在假设回路中，同样满足KVL方程。在a、d之间设有一假想支路6，其上电压记为u6。6u6则对回路a-d-e有 u6+u 4 u2=0 u6=u 2 u4则对回路a-b-c-d有 u1 u3+u5 u6=0 u6=u1-u3+u5 故有a、d两点之间的电压 uad=u6=u 2 u4=u1 u3+u5求a点到d点的电压：uad=自a点始沿任一路径，巡行至d
26、点，沿途各支路电压降的代数和。u1 u3+u5+u4 u2=0当绕行方向与电压参考方向一致（从正极到负极），电压为正，反之为负。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-313131 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2、举例、举例2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作对回路中各支路电压要规定参考方向；并设定回路的绕行方向，选顺时针和逆时针均可。3、说明:应将KVL代数方程中各项前的正负号与电压本身数值的正负号区别开来。KVL实质上是能量守恒原理在集中电路中的体现。因为在任何回路中，电压的代数和为零，实际上是从某一点出发又回到该点时，电压的升高等于电压的降
27、低。1.3 1.3 基氏定律基氏定律下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-323232 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 电路中最简单、最常用的元件是二端电阻元件，它是实际二端电阻器件的理想模型。若一个二端元件在任意时刻，其上电压和电流之间的关系(Voltage Current Relation，缩写为VCR)，能用ui平面上的一条曲线表示，即有代数关系 f(u，i)=0则此二端元件称为电阻元件。ui电阻元件的电阻元件的电路符号电路符号R 元件上的电压电流关系VCR也常称为伏安关系(VAR)或伏安特性下一页下一页
28、下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-333333 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、电阻元件的定义、电阻元件的定义2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.4 1.4 电阻元件电阻元件 如果电阻元件的VCR在任意时刻都是通过ui平面坐标原点的一条直线，如图(a)所示，则称该电阻为线性时不变电阻，其电阻值为常量，用R表示。若直线的斜率随时间变化(如图(b)所示)，则称为线性时变电阻。若电阻元件的VCR不是线性的(如图(c)所示)，则称此电阻是非线性电阻。本书重点讨论线性时不变电阻，简称为电阻。ui0(a)ui0(b)t=t1t=t2t=t3ui0(c)下一页下
29、一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-343434 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2、电阻的分类、电阻的分类2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作 对于（线性时不变）电阻而言，其VCR由著名的欧姆定律(Ohms Law)确定。uRiu与i关联时：u(t)=R i(t)uRiu与i非关联时：u(t)=-R i(t)电阻的单位为：欧姆()。电阻的倒数称为电导(conductance)，用G表示，即 G=1/R,电导的单位是：西门子(S)。应用OL时注意：欧姆定律只适用于线性电阻，非线性电阻不适用；电阻上电压电流参考方向的关联性。1.4 1.4 电阻元件电阻元件
30、下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-353535 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录3、欧姆定律、欧姆定律2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作开路(Open circuit)：R=，G=0，伏安特性短路(Short circuit)：R=0，G=，伏安特性t)(0)(任意tutit)(0)(任意tituGuRiuitp22)(Rui对于正电阻R来说，吸收的功率总是大于或等于零。1.4 1.4 电阻元件电阻元件下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-363636 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录4、两种特殊情况、两种特殊情况
31、2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.4 1.4 电阻元件电阻元件例1 阻值为2的电阻上的电压、电流参考方向关联，已知电阻上电压u(t)=4cost(V)，求其上电流i(t)和消耗的功率p(t)。解：因电阻上电压、电流参考方向关联，由OL得其上电流 i(t)=u(t)/R=4cost/2=2cost(A)消耗的功率 p(t)=R i2(t)=8 cos2t(W)。例2 如图所示部分电路，求电流i和18 电阻消耗的功率。解：在b点列KCL有 i1=i+12，在c点列KCL有 i2=i1+6=i+18，在回路abc中，由KVL和OL有 18i+12i1+6i2=0即 18 i+
32、12(i+12)+6(i+18)=0解得 i=-7(A)，PR=i218=882(W)i126186A12Ai1i2abc下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-373737 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-383838 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 任何材料都有电阻。导体、半导体和绝缘体三任何材料都有电阻。导体、半导体和绝缘体三者的区别是由材料的电阻率者的区别是由材料的电阻率而定。而定。通常通常104m的的材料称为绝缘体，半导体的材料称为绝缘体
33、，半导体的介于导体和绝缘体之间。介于导体和绝缘体之间。一段长度为一段长度为L、截面积为、截面积为S、电阻率为、电阻率为的材料，的材料，其电阻值为其电阻值为 SLR2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-393939 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1.分立电阻器的主要参数分立电阻器的主要参数 电子电路中单个使用的具有电阻特性的元件，电子电路中单个使用的具有电阻特性的元件，称为分立电阻器。称为分立电阻器。电阻元件和电阻元件和电阻器电阻器这两个概念是有区别的。这两个概念是有区别的。电阻元件的参数只有一个电阻值，而电阻器
34、的元电阻元件的参数只有一个电阻值，而电阻器的元件参数包括：件参数包括：标称值、容差、额定功率、温度系标称值、容差、额定功率、温度系数数等。等。标称值标称值(标准电阻值标准电阻值)是指标志在电阻器上的是指标志在电阻器上的电阻值。标称阻值是有规定的。电阻值。标称阻值是有规定的。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作电阻标称值可以是：电阻标称值可以是：1.0，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2
35、，9.1等以及乘等以及乘10次幂的阻值。次幂的阻值。不同系列的电阻器，其标称阻值会有所不同。不同系列的电阻器，其标称阻值会有所不同。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-414141 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-424242 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 批量生产的电阻器很难具有完全一样的阻批量生产的电阻器很难具有完全一样的阻值。值。电阻器的实际阻值与标称值之间的相对误电阻器的实际阻值与标称值之间的相对误差称为电阻的误差，即差称为电阻的误差
36、，即 误差误差=(实际阻值标称值实际阻值标称值)/标称值标称值100%阻值的误差容限称为电阻器的容差阻值的误差容限称为电阻器的容差，记为，记为。容。容差大小一般分三级：差大小一般分三级：=5%为为级，级，=10%为为级，级，=20%为为级。对于精密电阻，容差等级。对于精密电阻，容差等级有级有0.05%、0.2%、0.5%、1%等。等。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-434343 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 电阻器所允许消耗的最大功率称为电阻器的电阻器所允许消耗的最大功率称为电阻器的额定功率额定功率。当
37、电阻器的额定功率是实际承受功率的当电阻器的额定功率是实际承受功率的1.52倍以上时才能保证电阻器可靠工作。倍以上时才能保证电阻器可靠工作。实际中，常用实际中，常用色码色码标注这些参数。标注这些参数。此外，随着温度变化，材料的电阻率也发生此外，随着温度变化，材料的电阻率也发生变化，从而导致电阻器的阻值变化。某些材料构变化，从而导致电阻器的阻值变化。某些材料构成的电阻器的温度降到一定值后，其阻值可能迅成的电阻器的温度降到一定值后，其阻值可能迅速减至零，此时称该电阻器进入了速减至零，此时称该电阻器进入了超导超导状态。状态。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页
38、前一页前一页第第第 1-1-1-444444 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2.集成电阻集成电阻(又称扩散电阻、薄层电阻又称扩散电阻、薄层电阻)1960年之前，组成电路的都是一些分立元件。年之前，组成电路的都是一些分立元件。在在1959年发现了将固体工艺和制造印刷电路板中年发现了将固体工艺和制造印刷电路板中所用的光刻技术结合起来，可以在一块半导体硅所用的光刻技术结合起来，可以在一块半导体硅片上同时制作很多元件，并且可以在硅片上淀积片上同时制作很多元件，并且可以在硅片上淀积金属薄膜而将它们互连成电路。这样的电路称为金属薄膜而将它们互连成电路。这样的电路称为集成电路。集成电路。在集成电
39、路中，除了以在集成电路中，除了以PN结作为电阻外，还结作为电阻外，还有多种与晶体管工艺兼容方式制作的集成电阻。有多种与晶体管工艺兼容方式制作的集成电阻。最常用的是最常用的是扩散电阻扩散电阻。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-454545 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 通过复杂的扩散工艺在硅片上生成一定尺寸通过复杂的扩散工艺在硅片上生成一定尺寸的薄层而制成的电阻，称为扩散电阻。的薄层而制成的电阻，称为扩散电阻。材料的电阻率材料的电阻率和扩散电阻和扩散电阻的扩散厚度的扩散厚度x由集成电路生由集成电路生产线的工
40、艺所决定。通常产线的工艺所决定。通常/x为固定值为固定值。WLxWxLSLR2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-464646 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 集成电路设计中将集成电路设计中将/x定义为定义为方块电方块电阻阻(也称薄层电阻也称薄层电阻)，记为，记为R，单位为，单位为/(每方欧姆每方欧姆)。WLRR口 利用方块电阻的概念就把版图几何平面尺寸和工艺利用方块电阻的概念就把版图几何平面尺寸和工艺纵向参数分开了，设计人员根据生产线工艺所提供的方纵向参数分开了，设计人员根据生产线工艺所提供的方块电阻值，通过
41、改变扩散电阻的长和宽就可改变其阻值。块电阻值，通过改变扩散电阻的长和宽就可改变其阻值。可见，对大阻值的电阻将会占用很多芯片面积。可见，对大阻值的电阻将会占用很多芯片面积。一般来说，扩散电阻的容差为一般来说，扩散电阻的容差为20%，并且不可能，并且不可能修整的更精确。由于电路中所有电阻是同时扩散成的，修整的更精确。由于电路中所有电阻是同时扩散成的，所以阻值误差一般是所以阻值误差一般是同符号同符号的。的。无论是分立电阻器，还是集成电阻，分析它们时无论是分立电阻器，还是集成电阻，分析它们时都抽象为电阻元件。所以在电路分析中是一样的。都抽象为电阻元件。所以在电路分析中是一样的。2022-8-5西安电子
42、科技大学电路与系统多媒体室制作电源独立电源独立电压源，简称电压源(Voltage Source)独立电流源，简称电流源(Current Source)非独立电源，常称为受控源(Controlled Source)下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-474747 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 电源是有源的电路元件，它是各种电能量（电功率）产生器的理想化模型。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源 若一个二端元件接到任何电路后，该元件两端电压总能保持给定的时间函数uS(t)，与通过它的电流大小无关，则此二端元件称为电压源。0
43、uSiUSuS(t1)u电压源符号电池符号伏安特性u(t)=uS(t)，任何ti(t)任意uSiRu6VR=6，u=6V，i=1 AR=3，u=6V，i=2AR=0，u=6V，i=下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-484848 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、电压源定义、电压源定义2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源从定义可看出它有两个基本性质:其端电压是定值或是一定的时间函数，与流过的电流无关，当uS=0，电压源相当于短路。电压源的电压是由它本身决定的，流过它的电流则是任意的，由电压源与外电路共同决定。理想电压源在
44、现实中是不存在的；实际电压源不能随意短路。电压源的端压与电流常采用非关联参考方向。3、需注意的问题、需注意的问题下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-494949 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2、电压源的性质、电压源的性质2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源 若一个二端元件接到任何电路后，该元件上的电流总能保持给定的时间函数iS(t)，与其两端的电压的大小无关，则此二端元件称为电流源。i(t)=iS(t)，任何tu(t)任意R=0，i=2A，u=0 VR=3，i=2A，u=6 VR=6，i=2A，u=12 V0iSiiS
45、(t1)u电流源符号伏安特性iSiRu2A下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-505050 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录1、电流源定义、电流源定义2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源从定义可看出它有两个基本性质:其上电流是定值或是一定的时间函数，与它两端的电压无关。当 iS=0，电流源相当于开路。电流源的电流是由它本身决定的，其上的电压则是任意的，由电流源与外电路共同决定。理想电流源在现实中是不存在的；实际电流源不能随意开路。3、需注意的问题、需注意的问题下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-5151
46、51 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2、电流源的性质、电流源的性质2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作例1 如图电路，已知i2=1A，试求电流i1、电压u、电阻R和两电源产生的功率。解：由KCL i1=iS i2=1A故电压 u=3 i1+uS=3+5=8(V)电阻 R=u/i2=8/1=8iS产生的功率 P1=u iS=82=16(W)uS产生的功率 P2=-uS i1=-51=-5(W)可见，独立电源可能产生功率，也可能吸收功率。uS3u2AiS5Vi2i1R1.5 1.5 电源电源下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-525252 页页页返
47、回本章目录返回本章目录返回本章目录4、举例、举例2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作4、举例例2 如图电路，求电流i和电压uAB。解：由KVL从A点出发按顺时针巡行一周有 1 i+10+4 i 5+1 i+4 i=0解得 i=-0.5(A)uAB应是从A到B任一条路径上各元件的电压降的代数和，即uAB=1 i+10=-0.5+10=9.5(V)或uAB=-4 i 1 i+5-4 i=9.5(V)i1A5V44110VB1.5 1.5 电源电源下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-535353 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子
48、科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源 在电力系统中，常选大地为参考点；而在电子线路中，常规定一条公共导线作为参考点，这条公共导线常是众多元件的汇集点。参考点用接地符号表示。2666V3Vabcd266+6V-3Vabcd(a)(b)简略画法-极性数值法 如图(a)，选d为参考点，b点的节点电压实际上即为b点至参考点d的电压降ubd，可记为ub。显然参考点的电压ud=udd=0，故参考点又称为“零电位点”。根据以上特点，电子线路中常用一种简化的习惯画法极性数值法，来简画有一端接地的电压源，如图(b)所示。下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-1-1-545454 页页
49、页返回本章目录返回本章目录返回本章目录 在电路分析中，常常指定电路中的某节点为参考点零电位点，计算或测量其它各节点对参考点的电位差，称为各节点的电位，或各节点的电压。2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源 强调指出：电路中某点的电位随参考点选取位置的不同而改变；电压是两点之间的电位差，与参考点的选取无关。例 如图电路，求节点电压Ua。265Vab5V3i1i2c解：在回路abc，由KVL和OL列方程得 3i1 5+2i1=0，故i1=1(A)显然有 i2=0，因此Ua=3i1+6i2 5=3 5=-2(V)下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1-
50、1-1-555555 页页页返回本章目录返回本章目录返回本章目录2022-8-5西安电子科技大学电路与系统多媒体室制作1.5 1.5 电源电源 为了描述一些电子器件内部的一种受控现象，在电路模型中常包含另一类电源受控源。所谓受控源是指大小方向受电路中其它地方的电压或电流控制的电源。2、四种受控源、四种受控源受控电压源受控电流源电压控制电压源(Voltage Controlled Voltage Source，简记VCVS)电流控制电压源(Current Controlled Voltage Source，简记CCVS)电压控制电流源(Voltage Controlled Current Sou
