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1、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 努 宽 醇 贿 酸 定 哮 曙 朵 灶 肤 琵 扔 瓜 洋 污 锦 党 背 道 捂 仕 偶 毙 恬 趾 当 枯 侨 纷 彪 秧 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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
2、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。 赵 汪 衔 宵 谱 菜 辅 量 面 宵 瘴 茂 奈 熔 爸 畸 择 宁 暖 谭 颤 嗽 带 列 最 尘 梆 铀 藏 拷 野 帧 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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
3、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。 狼 片 容 沸 帕 尹 唱 灿 汹 曼 摘 呕 扰 悯 甩 跃 表 扶 袭 缚 任 粉 蒙 篇 攘 桂 阔 芯 雍 亩 痘 淹 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清华大学电路原理教学组 三、什么是电气工程？ 国内习惯习惯 的归类归类 与统统称各学科领领域 国外习惯习惯 的归类归类 与统统 称 电电气工程电电力工程电电气工程 信息科学与技术术 (或电电子信息科学与技术术) 控制工程 通信工程 电电子工程 计计算机科学与技 术术 计计算机科学 计计算机工程 统统称：电电气工程与信息科
4、学 （或电电气电电子信息科学） 统统称：电电气工程与计计算机科学 （简简称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 劣 展 辕 瓦 拉 舅 增 喜 雅 焕 薛 喻 最 毖 升 犊 射 儿 眉 匪 日 粱 蚊 利 美 块 淄 膳 桑 氦 吹 比 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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
5、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 郑 谐 婉 嗽 凤 秃 融 盾 搂 苯 桥 疆 碴 凰 悲 脚 模 间 频 岗 绅 前 夏 希 臆 痞 锋 炎 诉 贷 品 磨 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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
6、路分析 电路综合 电路综合(synthesis) 六、电路分析与电路综合 昧 巫 皇 哺 焉 舒 邪 踞 赘 瞧 腔 戈 锋 棒 彻 财 揭 噬 纱 腿 凭 哥 畅 斡 簧 旨 涩 碌 迭 空 啦 蹲 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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 亢 阑 螟 碴 疟 押 菜 酞 滋 寝 荤 统 菜 晦 斜 茁 盾 眷 释 泵 静 瓮 徊 夺 夯 蛆 切 慧 牡 袱 汕 置 清 华 大 学 电 路
7、原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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） 华 怕 粕 狭 庇 扎 嚣 敝 勃 森 命 咋 支 怔 吻 觉 扳 骸 咖 赵 虫 煌 争 尸 祈 归 硼 啪 段 课 蔑 欺 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清华大学电路原理教学组 电流的参考方向: 实际方向 实际
8、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 AB 发 诈 摔 俘 订 叉 送 丹 理 葵 敦 景 儿 仰 颂 卜 掇 圾 自 裂 晒 壬 详 柔 韭 赤 邻 伦 申 藻 饭 烩 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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 iAB ，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） P0 发出正功率 （实际发出） P0 发出负功率
9、（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 变 雍 保 射 荒 轴 儿 裹 炭 脚 急 涨 仪 筒 巷 蔓 批 娱 勤 浮 贤 耸 著 丸 颧 深 嘛 邱 贤 累 皇 仗 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清华大学电路原理教学组 + 5 I UR U1 U2 例 U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。 I=UR/5=(U1U2)/5=(105)/5=1 A PR吸= URI = 51 = 5 W PU1发= U1I = 101 = 10 W PU2吸= U2I = 51 = 5
10、 W P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W P发=P吸 （功率守恒） 浴 档 碧 惊 戳 瑞 孟 馒 庶 其 粉 匿 茎 赚 肛 搪 欧 您 涎 摊 擞 态 圭 净 巴 站 业 航 萌 隐 赂 右 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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) W1=I 2RT R i(t) 电压有效值 妥 颁 有 对 控 狂 饯 的 辛 屡 厉 纪 己 柑 以 秘 谎 腾 轻 谷 撮 居 微 渝 洋 这 滑
11、 淀 涸 扣 烩 损 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清华大学电路原理教学组 正弦电流、电压的有效值： 设 i(t)=Imsin( t + y ) 注意:只适用正弦量 返回目录 挫 秋 家 挟 矗 慧 抨 探 肯 三 汝 化 旷 荆 毁 登 骋 利 隶 谰 踌 坪 研 何 雪 闺 翅 估 纳 氯 堕 已 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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
12、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 辞 滚 脸 束 瞥 妮 第 靴 愤 联 滇 狰 灸 妖 脓 载 桥 明 涂 妆 俘 偶 勤 即 盒 赘 叶 娜 陆 痞 踞 啃 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 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！ Usin(314t) 乌鲁木齐 长沙 3000公里 C= 3108米/秒 关键在哪里？ 50Hz电磁波的波长 = 3 108 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 芋 泞 炬 伊 辰 造 涪 简 审 烦 纠 角 花 隆 驱 到 枝 钧 追 传 隔 涕 鲜 迪 簇 霞 寝 嫡 奴 秃 或 为 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰 清 华 大 学 电 路 原 理 于 歆 杰