影像电子学基础.ppt

R1
+E1 R1
+
_ R2
_E1 +E2
-E2 R3
R2
R1 R3 E1
R3 R2 E2
电位在电路中的表示法：
参考电位在哪里？
+15V R1
+
R1
15V
-
R2 -15V
+ R2 - 15V
电路分析中参考方向（正方向）
问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量
的实际方向，电路如何求解？
电流方向 AB？
物理中对电量规定的方向。
正值
I
负值
参考方向：（正方向）： 在分析计算时，对电量人为任意设定的方向。
电路的基本参量
2.电压和电位
电压：电场力把单位正电荷从a点移动到b所
做的功称为ab两点间的电压 （电压的实际方 向规定为：电压降低的方向）
电压
正负号 箭头 双下标
a + u_ b
a
ub
a
电流：从高电位
例 4A c
+
20 a
5
10A
6A d
6
+
以b点为参考点
Va=Uab=+60V Vc=Ucb=+140V
_ E1=140V E2=90V _ Vd=Udb=+90V
b
Uab=610=60V Uca=204=80V Uda=56=30V
Ucb=140V Udb=90V
以a点为参考点
Vb-Va=Uba Vc-Va=Uca Vd-Va=Uda
Vb=Uba=-60V Vc=Uca=+80V Vd=Uda=+30V
小结
（1）电路中某一点的电位等于该点与参 考点（电位为零）之间的电压；
（2）参考点选的不同，电路中各点的 电位值随着改变，但是任意两点间的电压值 是不变的。所以各点电位的高低是相对的， 而两点间的电压是绝对的。
电位在电路中的表示法：
指向低电位。
I
Uab（高电位在前，
低电位在后）
+
Rb -
电路的基本参量
电位：即电场中某点的电势。 数值上等于电场力把单位正电荷从某点移动
到无限远处所做的功。
在电路中任选一结点，设其电位为零0（用 标记），
此点称为参考点。其它各结点对参考点的电压，便是
该结点的电位。
a
电路中两点的电压就是该两 点间的电势差。
+ +
IR _ UR U
E +
_b _
已知：E=2V, R=1Ω
问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?
解： (1) 假定电路中物理量的正方向如图所示； (2) 列电路方程：
UURE URUE
IR
UR R
UE R
R a
+ +
UR
IR _
U
E +
_b _
UE IR R
(3) 数值计算
U 3V
3 -2 I R 1 1A
（实际方向与假设方向一致）
U 1V
IR
1 2 1
1A
（实际方向与假设方向相反）
提示
(1) 方程式U/I=R 仅适用于正方向一致的情况。
(2) “实际方向”是物理中规定的，而“参考方向”则 是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。
(3) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“一个方向” (即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.
一. 电路和模型电路 1. 电路的组成和作用 电路：
就是电流所通过的路径。它是由电路元件按 一定方式组合而成的。
电路的作用：
实现电能的传输和转换，信号的传递和处理。
电路的组成：
包括电源、负载、和中间环节三个组成部分。
第一章 电路的基本定律与分析方法
第一节 第二节 第三节
电路的基本概念 基尔霍夫定律 电路的等效变换
影像电子学基础
（电工学部分）
物理
第一章
直流电路
第一章 直流电路
第一节 电路的基本概念
内容提要： 本章介绍电路的基本概念和基本定律等。
教学要求： 掌握电路的作用与组成部分、电路模型、
电压和电流的参考方向、电路有载工作状态、 开路与短路、电位等基本概念和欧姆定律、基 尔霍夫定律等基本定律及其正确应用。
+
_ E1
A IR B R
电流方向 BA？
+
E2_
解决方法
(1) 在解题前先设定一个方向，作为参考方向；
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
例
R a
电路模型： 由理想电路元件所组成的电路，就是实 际电路的电
路模型。
部分元件的图形符号
+_
+_
+
二、电路的基本参量
电路的基本参量
电流 电压 电位 功率 电动势
I
+ _E
R
+
U
_
1. 电流
电流：电荷的定向移动形成了电流（电流的
实际方向规定为：正电荷的运动方向）
实际方向 物理量的方向：
参考方向 I
实际方向：
问题讨论 电子电路，即信号处理电路
信
放
号
大
源
器
电源
负载
中间环 节
它的作用主要为传递和处理信号。
2 . 电路模型
开关
干 电 池 电源
导线
中间环 节
灯 泡 负载
2 . 电路模型
+
电
灯
池
泡
R0
+
R
E_
_
电源
负载
理想电路元件： 在一定条件下，突出其主要电磁性能，忽略次要因
素，将实际电路元件理想化（模型化）。 主要有电阻、电感、电容元件。
UabUaUb
b
在电路中任选一结点，设其电位为零0（用 标记），
此点称为参考点。其它各结点对参考点的电压，便是
该结点的电位。
a
a
例
1
b 5A
1 b 5A
a 点电位： Va = 5V
b 点电位： Vb = -5V
参考点不同，各点电位即不同，但任意两点电位差 （即电压值）不变。
Uab＝Va－Vb＝5－0＝0－(－5)＝5V
第四节 电路的基本定理
第五节 电容器及其充放电电路
发电机
电源
升压 变压器
输电线
中间环节
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
负载
电源：将非电能转换成电能的装置。 例如：发电机、干电池
负载：将电能转换成非电能的装置。 例如：电动机、电炉、电灯
中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分配电 能的作用。
例如：输电线路
3.电功率
（2）电功率
电功 率 — 电流所做的功跟完成这些功所用的时间的 比值。
PW t
WIUt PIU
电功率的单位是瓦特，代号W。
在纯电阻电路中，电功的公式也可写成
P I2R U2 R
(4) 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向
按相同方向假设。
3.电功率
（1）电功
电功 — 电场力推动自由电荷发生定向移动所做的功。
W qU
q It WqUIUt
在纯电阻电路中，电功的公式也可可写成
WI2RtU2 t R
电流做功的过程实际上就是电能转化成其它形式的能 的过程。电能作了多少功，就有多少其它形式的能转 换成其它形式的能。