计算机电路基础-全套PPT课件.pptx

第1章电路基本概念及分析方法;1.6等效变换分析法;1.1.1电路理论及其发展;电路理论的发展：电、磁互生现象是人们经过长期不断观察才认识的。我国古代早就发现了电磁现象。早在四千多年以前，我国人祖黄帝利用磁制成了罗盘针。据史料记载，公元前9世纪，我国航海家已使用指南针导航了。

被世人称为电学之父的英国物理学家吉尔伯特，于1600年在他的书中第一次讨论了电与磁。与电、磁理论发展有关的世界著名科学家还有安培、欧姆、伏特、基尔霍夫、戴维南、法拉第、亨利、拉普拉斯、傅里叶、麦克斯韦、赫兹等。关于电的理论和电子技术的发展，但就经典阶段和现代阶段而言，前后大体经历了200年。经典电路理论形成于二十世纪初至60年代。经典的时域分析于二十世纪30年代初已初步建立，并随着电力、通讯、控制三大系统的要求发展到频域分析与电路综合。二十世纪六、七十年代至今发展了现代电路理论。它随着电子革命和计算机革命而飞跃发展，其特点是：频域与时域相结合，并产生了拓扑、状态、逻辑、开关电容、数字滤波器、有源网络综合、故障诊断等新的领域。;1.1.2电路和电路模型;（2）电路的功能

电路的一种功能是实现电能的传输和转换，例如电力网络将电能从发电厂输送到各个工厂、广大农村和千家万户，供各种电气设备使用；

电路的另一种功能是实现电信号的传输、处理和存储，例如电视接收天线将接收到的含有声音和图像信息的高频电视信号，通过高频传输线送到电视机中，这些信号经过选择、变频、放大和检波等处理，恢复出原来的声音和图像信号，在扬声器发出声音并在显像管屏幕上呈现图像。

（3）实际电路

所有的实际电路是由电气设备和元器件按照一定的方式连接起来，为电流的流通提供路径的总体，也称网络。

在实际电路中，电能或电信号的发生器称为电源，用电设备称为负载。电压和电流是在电源的作用下产生的，因此，电源又称为激励源，简称激励。由激励而在电路中产生的电压和电流称为响应。有时，根据激励和响应之间的因果关系，把激励称为输入，响应称为输出。;2、电路模型

（1）理想元件

为了便于对实际电路进行分析，通常是将实际电路器件理想化（或称模型化），即在一定条件下，突出其主要的电磁性质，忽略其次要因素，将其近似地看做理想电路元件，并用规定的图形符号表示。

例如用电阻元件来表征具有消耗电能特征的各种实际元件，同样，在一定条件下，电感线圈忽略其电阻，就可以用电感元件来近似地表示；电容器忽略其漏电，就可以用电容元件近似地表示。此外还有电压源、电流源两种理想电源元件。以上这些理想元件分别可以简称为：电阻、电感、电容和电源，它们都具有两个端钮，称为二端元件。其中，电阻、电感、电容又称无源元件。

（2）电路模型

由理想元件组成的电路，就称为实际电路的电路模型。图1-1（b）即为图1-1（a）的电路模型。今后如未加特殊说明，所说的电路均指电路模型。;图1-1晶体管放大电路;（3）建模

以上用理想电路元件或它们的组合模拟实际器件的过程称为建模。

建模时必须考虑工作条件，并按不同精确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象及功能反映出来。需要注意的是，在不同的条件下，同一实际器件可能采用不同模型。模型取得恰当，对电路的分析和计算结果就与实际情况接近；模型取得不恰当，则会造成很大误差，有时甚至导致自相矛盾的结果。所以建模问题需要专门研究，绝不能草率定论。例如图1-2（a）所示的线圈，在低频交流工作条件下，用一个电阻和电感的串联结构进行模拟，如图（b）所示；在高频交流工作条件下，则要再并联一个电容来模拟，如图（c）所示。;1.1.3计算机辅助电路分析;1.2电路基本物理量;3、单位

其中i表示电流强度，单位是安[培]，用A表示，在计量微小电流时，通常用毫安（mA）或微安（μA）作电位；dq为微小电荷量，单位是库[仑]，用C表示，且1库仑为6.24×1018个电子所带的电量；dt为微小的时间间隔，单位是秒，用s表示。

4、分类

按照电流的大小和方向是否随时间变化，分为恒定电流（简称直流DC）和时变电流，分别用符号I和i表示。我们平时所说的交流（AC）是时变电流的特例，它满足两个特点，一是周期性变化，二是一个周期内电流的平均值等于零。

5、参考方向

（1）作用

在分析电路时往往不能事先确定电流的实际方向，而且时变电流的实际方向又随时间不断变化。因此在电路中很难标明电流的实际方向。为此，我们引入了电流参考方向这一概念。;（2）表示

通常用实线箭头或双字母下标表示，实线箭头可以画在线外，也可以画在线