《医学电子学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 电路基础

医学电子学基础 生物医学工程研究所

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学习建议 ■掌握基本原理和基本分析方法 理论和实验相结合,加深对理论的理解 ■掌握典型例题

学习建议 ◼ 掌握基本原理和基本分析方法 ◼ 理论和实验相结合，加深对理论的理解 ◼ 掌握典型例题

第一章电路基础 电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的, 其基本概念和基本定律是电子技术的基础,分析和综 合方法已在仪器设计中得到广泛应用 第一节直流电路 第二节电路的暂态过程 第三节交流电路

第一章 电路基础 电路理论是从物理学中的电磁学发展起来的， 其基本概念和基本定律是电子技术的基础，分析和综 合方法已在仪器设计中得到广泛应用． ◼ 第一节 直流电路 ◼ 第二节 电路的暂态过程 ◼ 第三节 交流电路

第一节直流电路 电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电流 Curren), 习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向, 而电路/ circuit)则是电流所流过的路径 形成电流必须具备两个条件,一是电路中有自由 移动的电荷(即载流子),二是电路两端必须加有 电压。 注意:电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系

第一节 直流电路 一.电路的基本概念 电荷在电场作用下的定向移动叫电流(current)， 习惯上将正电荷运动的方向规定为电流的方向， 而电路(circuit)则是电流所流过的路径。 形成电流必须具备两个条件，一是电路中有自由 移动的电荷(即载流子)，二是电路两端必须加有 电压。 注意：电流及电压的单位及不同单位之间的换算关系

导体两端的电压 与通过它的电流强度 的关系称为欧姆定律。 R RL R(resistance): EPE g内电路 G(conductance:电 图1-1筒单电路 导,两者互为倒数。 电路的组成如图11 所示 欧姆定律= U- GU R

导体两端的电压 与通过它的电流强度 的关系称为欧姆定律。 R (resistance):电阻 G (conductance):电 导，两者互为倒数。 电路的组成如图1-1 所示。 欧姆定律 内电路

二.基尔霍夫定律(K irchhoff's Law) R3 用于进行复杂电路的计算。 支路( ranch通过同一电流 的每个分支电路。 节点( nodal poin:二条或三 条以上通电支路的汇合点。 1.基尔霍夫第一定律 图1-2支路和节点 流入节点的电流之和等于流 出节点电流之和。 I=I1+I2I-I1-I2=0

二. 基尔霍夫定律（Ｋ irchhoff’s Law) 用于进行复杂电路的计算。 支路(branch):通过同一电流 的每个分支电路。 节点(nodal point):二条或三 条以上通电支路的汇合点。 1. 基尔霍夫第一定律 流入节点的电流之和等于流 出节点电流之和。 I=I1+I2 I-I1 -I2=0

对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出 组电流方程,称为基尔霍夫第一方程组, 通常记为∑I=0 其中流入节点的电流规定为正,流出节点的 电流为负。在应用第一定律时,如果支路电 流的方向不能预先确定,可以先任意假定一 个方向,最后由计算结果来确定它的实际方 向,如果计算值为正,则实际方向与假设方 向相同;如果计算值为负,则实际方向与假 设方向相反

◼ 对于各节点应用基尔霍夫第一定律可以写出 一组电流方程，称为基尔霍夫第一方程组， 通常记为∑I=0 ◼ 其中流入节点的电流规定为正，流出节点的 电流为负。在应用第一定律时，如果支路电 流的方向不能预先确定，可以先任意假定一 个方向，最后由计算结果来确定它的实际方 向，如果计算值为正，则实际方向与假设方 向相同；如果计算值为负，则实际方向与假 设方向相反

2.基尔霍夫第二定律 在分支电路中,任一闭合路径称为回路 (loop),如图1-3所示, abaca和 abfea都是闭 合回路。 ■基尔霍夫第二定律指出:沿任一闭合回路的 电势增量的代数和等于零。即∑E+∑IR=0 ■对于各闭合回路,应用基尔霍夫第二定律可 以列出一组电压方程,称为基尔霍夫第二方 程组

2. 基尔霍夫第二定律 ◼ 在分支电路中，任一闭合路径称为回路 (1oop)，如图1-3所示，abdca和abfea都是闭 合回路。 ◼ 基尔霍夫第二定律指出：沿任一闭合回路的 电势增量的代数和等于零。即 ∑E+∑IR=0 ◼ 对于各闭合回路，应用基尔霍夫第二定律可 以列出一组电压方程，称为基尔霍夫第二方 程组

在使用基尔霍夫定律求解时,电流的 方向和绕行方向是任意选定的,并规定, 电势升高者为“+”,电势降低者为“-”。 具体按以下规则确定电势增量的正、 负号:①当电阻R中的电流方向与选定的 回路绕行方向相反时,电势增量为+IR, 相同时,电势增量为IR;②如果电动势E 从负极到正极的方向与选定的绕行方向相 同,则电势增量为+E,相反时,电势增量 为-E

在使用基尔霍夫定律求解时，电流的 方向和绕行方向是任意选定的，并规定， 电势升高者为“+”，电势降低者为“-” 。 具体按以下规则确定电势增量的正、 负号：①当电阻R中的电流方向与选定的 回路绕行方向相反时，电势增量为+IR， 相同时，电势增量为-IR；②如果电动势E 从负极到正极的方向与选定的绕行方向相 同，则电势增量为+E，相反时，电势增量 为-E

电路如图1-3所示 R Et E1=4.0V,E2=6.0V,R1=1.09,R2=1.59,R3-10 g,计算I1,I2I3的值 E3 解:假设各支路的电流方向如图中的箭头所 示,根据基尔霍夫第一定律,对于节点a,有 I2-I2=0(a) R3 根据基尔霍夫第二定律,对于回路 dcabd(逆 时针方向),有 图1-3选取闭合回路 E-I,R,+IoRo-E,=0(b) 对于回路 abfea(顺时针方向),有 I2R2-E2+13R3=0(c) 将(a)、(b)、(c)三式联立,通过对方程组 求解,可得各支路的电流分别为 I1=-0.53A12=0.98A工3=0.45A

电路如图1-3所示。 El=4.0V,E2=6.0V,R1=1.0Ω,R2=1.5Ω,R3=10 Ω,计算I1,I2,I3的值。 解：假设各支路的电流方向如图中的箭头所 示，根据基尔霍夫第一定律，对于节点a，有 I1+I2-I3=0 (a) 根据基尔霍夫第二定律，对于回路dcabd(逆 时针方向)，有 El-I1Rl+I2R2-E2=0 (b) 对于回路abfea(顺时针方向)，有 I2R2-E2+I3R3=0 (c) 将(a)、(b)、(c)三式联立，通过对方程组 求解，可得各支路的电流分别为 I1=-0.53A I2=0.98A I3=0.45A