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Chapter 2 基本電路理論

電子電路與實習. Chapter 2 基本電路理論. 四技一年級下學期 授課教師：任才俊. 電源：提供能量. 獨立性電源 (Independent Source) — 大小不受負載與使用時間影響 電壓源 電流源. 相依性電源 (Dependent Source) 電壓控制之電壓源：運算放大器 電壓控制之電流源：單載子場效電晶體 電流控制之電壓源：可以運算放大器實現 電流控制之電流源：雙載子接面電晶體. 歐姆定律 ：德國科學家 George Simon Ohm V ( 伏特 )= I( 安培 )‧R( 歐姆 ) 功率：瓦特 (W or J/s)

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Chapter 2 基本電路理論

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  1. 電子電路與實習 Chapter 2基本電路理論 四技一年級下學期 授課教師：任才俊

  2. 電源：提供能量 • 獨立性電源 (Independent Source) — 大小不受負載與使用時間影響 • 電壓源 • 電流源

  3. 相依性電源 (Dependent Source) • 電壓控制之電壓源：運算放大器 • 電壓控制之電流源：單載子場效電晶體 • 電流控制之電壓源：可以運算放大器實現 • 電流控制之電流源：雙載子接面電晶體

  4. 歐姆定律 ：德國科學家 George Simon Ohm • V (伏特)= I(安培)‧R(歐姆) • 功率：瓦特 (W or J/s) • 能量：焦耳 (J)

  5. 最大額定輸出功率 ，超過Pmax電源就可能因過熱而燒燬。 • Imax：最大額定輸出電流 • 輸出電壓(VCC) • 「地」，是為了便利電路的分析引進的參考基準點；電路中任一點都可為地，電壓定義為零，一般以電源的負極為地。

  6. 一般電路使用的直流電源：電源供應器 → 利用變壓器及簡單電路將110V/60Hz或是220V/60Hz的交流電轉換成直流電 。 • 交流電源(Alternating Current, AC) ：輸出電壓或電流會隨時間變動，最常見的是電力公司送至每一個家庭的110V/60Hz交流電源。

  7. Io Y I3   I1   V3 R3 V1 R1 I4     I2 VS R4 V4   I5   V2 R2 R5 V5 Z 圖2.4 克希荷夫電壓定律(Kirchhoff’s Voltage Law, KVL) • 在一封閉迴路中之電壓代數和為零。

  8. Io Y I3   I1   V3 R3 V1 R1 I4     I2 VS R4 V4   I5   V2 R2 R5 V5 Z 圖2.4 克希荷夫電流定律(KCL) • 一個電路中，流進任一節點的電流總和，等於流出該節點的電流總和 。

  9. 分壓定理

  10. 分流定理

  11. Vo R1 I   R2 VS 圖2.6 R1 Vo  V1       V2 R2 V3 VS R3 圖2.5 戴維寧等效電路 • 戴維寧等效電路(The’venin equivalent circuit)簡化複雜電路以便分析的方法。 • 想法：左圖中，對R3而言，右圖的電路就像一個電壓源 。

  12. Req Vo R1 Vo     VS Veq R3 R2 R3 • 方法：先分別求出等效電壓 (Veq)，與等效輸出電阻(Req)，將之前複雜電路化簡為上圖的等效電路；接下來，透過分壓定理求Vo。 圖 2.7

  13. Veq ：想法 → 不管R3 是任何值，等效電路的Vo皆應該相同。 • 求法 → ，假設輸出端是開路不接 任何元件(R3 ) ，則Vo = Veq ，可用分壓定理求出，也就是圖2.6中R2上的跨壓。 • 結論 → Veq等於輸出端開路(open)時的輸出電壓 。

  14. Req：想法 → 不管VS是任何值，從輸出端往 電源方向看到的電阻 ( Ro ) 都相等。 • 求法 →Veq=VS，假設VS = 0，則 Veq =0 由圖 2.6可發現 ，再對照回圖 2.5， • 結論 → Req 等於電壓及電流源皆為零的 情況下(電壓源短路，電流源開路)，由 輸出端向內看到的等效電阻值。

  15. Req 線性電路 負載 負載 Veq 圖2.8 • 任何線性電路(僅含被動元件、電壓源或電流源)皆可表示成戴維寧等效電路 。

  16. R1 R3 Vo   VCC R2 R4 圖2.9 例 2. • 請利用戴維寧等效電路，分析下圖的電路以得到Vo

  17. 重疊定理 • 原則： • 電壓源短路 • 電流源開路 • 例：試求出I

  18. 分析及設計電路的原則 電路定律＋元件特性＝結果 • 電路定律：KVL、KCL • 元件特性：視元件而定，電阻為 V = I‧R • 電子學並非學習如何分析計算，而是學習如何建構良好的電路型態，並將適當的元件擺在恰當的位置。

  19. Homework Page 39 2，4，5，9

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