清华大学电路课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,清华大学电路原理教学组,*,第,1,章 绪论,1. 1,电路,1. 2,电流和电压,1. 3,电路模型的建立和电路分析的基本观点,1. 4,电路用于信号处理,1. 6,电路的分类,1. 5,电路用于能量处理,清华大学电路原理教学组,1.1,电路,一、电路,（,circuits,）,电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。,电源,（,source,）：,提供能量或信号。,负载,（,load,）：,将电能转化为其他形式的能量，或对信号进行处理。,导线,（,line,）、,开关（,switch,）,等：将电源与负载接成通路。,电路是电工设备构成的整体，它为电流（,current,）,的流通提供路径。,清华大学电路原理教学组,二、为什么要学习电路？,从学术的观点来看,电路是电气工程（,electrical engineering,）的基础。,电路是计算机科学（,computer science,）的基础。,从实际情况来看,电路原理是许多高级课程的先修课程。,熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。,清华大学电路原理教学组,三、什么是电气工程？,国内习惯的归类与统称,各学科领域,国外习惯的归类与统称,电气工程,电力工程,电气工程,信息科学与技术,(,或电子信息科学与技术,),控制工程,通信工程,电子工程, ,计算机科学与技术,计算机科学,计算机工程,统称：电气工程与信息科学,（或电气电子信息科学）,统称：电气工程与计算机科学,（简称,EECS,、,ECE,）,四、电路都有哪些作用？,处理能量,电能的产生、传输、分配,处理信号,电信号的获得、变换、放大,清华大学电路原理教学组,电路原理,相互融合的,信息系统,(,无处不在的,IT,产业,),公共,基础,专门,技术,应用,领域,电力系统,(,能量传输与处理,),控制系统,(,信号反馈与处理,),通信系统,(,信号传输与处理,),信号处理系统*,计算机系统,电力电子技术,(,关注大功率,),通信电路,(,关注高频段,),微电子技术,(,集成芯片设计,),模拟电子线路,数字电子线路,信号与系统,*：指各类信号处理课程，包括某些专业的专门课程（如生物医学工程、核电子学等）。,五、电路原理的后续课程,电路分析,(,analysis,),电路理论（电路原理）,实际电路,电路模型,分析,求解方程,（代数、常微分、偏微分）,结果,电路分析,电路综合,电路综合,(,synthesis,),六、电路分析与电路综合,清华大学电路原理教学组,根据电源性质,直流电路,交流电路,根据负荷性质,电阻电路,动态电路,根据感兴趣的时段,暂态分析,稳态分析,七、如何看待电路,返回目录,清华大学电路原理教学组,1.2,电流和电压,一、 电流,（,current,）,带电质点有规律的运动形成电流。,电流的大小用,电流强度,表示。,电流强度：,单位时间内通过导体横截面的电量。,单位名称：,安,培,符号：,A,（,Ampere,，,安培；,1775,1836,，,France,）,清华大学电路原理教学组,电流的参考方向,:,实际方向,实际方向,参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。,i,参考方向,A,B,清华大学电路原理教学组,电流参考方向的,两种表示,：,用箭头表示：箭头的指向为,电流的参考方向；,用双下标表示：如,i,AB,，,电流的参考方向由,A,指向,B,。,i,参考方向,i,参考方向,i, 0,i, 0,参考方向,U,+,参考方向,U,+,0,吸收正功率 （实际吸收）,P,0,发出正功率 （实际发出）,P,0,发出负功率 （实际吸收）,+,i,u,2.,u,，,i,取非,关联参考方向,P,吸,=,ui,元件吸收的功率,清华大学电路原理教学组,+,5,I,U,R,U,1,U,2,例,U,1,=10V,，,U,2,=5V,。,分别求电源、电阻的功率。,I,=,U,R,/5=(,U,1,U,2,)/5=(105)/5=1 A,P,R,吸,=,U,R,I,= 5,1 = 5 W,P,U,1,发,=,U,1,I,= 10,1 = 10 W,P,U,2,吸,=,U,2,I,= 5,1 = 5 W,P,发,= 10,W,，,P,吸,= 5+5=10,W,P,发,=,P,吸,（功率守恒）,清华大学电路原理教学组,二、 周期信号的有效值（,effective value,）,有效值也称,方均根值,(,root-,meen,-square,，简记为,rms,),W,1,=,I,2,RT,R,i,(,t,),电压有效值,清华大学电路原理教学组,正弦电流、电压的有效值：,设,i,(,t,)=,I,m,sin,(, t,+,y,),注意,:,只适用正弦量,返回目录,清华大学电路原理教学组,1.6,电路的分类,一、 线性与非线性,线性电路：,负荷由线性电阻、线性受控源等线性元件构成的电路。用,线性方程,描述。,非线性电路：,负荷中包含非线性元件的电路。用,非线性方程,描述。,非时变（定常）电路：,负荷由非时变元件构成的电路。,时变电路：,负荷中包含时变元件的电路。,二、 时变与非时变,清华大学电路原理教学组,例,乌鲁木齐发电站发出的正弦电磁波需要多少时间才能传输到长沙 ？,50Hz,的正弦波周期为,20ms,。,经过,10ms,以后，乌鲁木齐发出的电磁波刚刚到达长沙，而此时乌鲁木齐发电机的电压与长沙的电压正好,反相,！,U,sin(314,t,),乌鲁木齐,长沙,3000,公里,C= 310,8,米,/,秒,关键在哪里？,50Hz,电磁波的波长,=,3,10,8,0.02=6000,km,如果,电路尺寸的远小于,其工作电磁波的波长,，则可将该电路建模为,集总参数电路,。否则只能建模为,分布参数电路,。,三、 集总参数与分布参数,返回目录,End,