chapter 2 基本電路理論
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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) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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55
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22 3388 77
66
55331111 ++4444
11
11
3-2+1=
?
Chapter 2基本電路理論
四技一年級下學期授課教師：任才俊
電子電路與實習
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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
SV LR
SR
SI LR
SR
If 100 , the can be neglected.L S SR R R
If 100 , the can be neglected.S L SR R R
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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
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歐姆定律 ：德國科學家 George Simon OhmV ( 伏特 )= I( 安培 ) R(‧ 歐姆 )
功率：瓦特 (W or J/s)
能量：焦耳 (J)
22 V
P IV I RR
W Pt
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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。
max maxCCP V I
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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。
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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。
圖 2.4
VS
Z
V2
V1
Y Io
I1
I2
R2
R1
I3
I4
I5
R5
R4
V3
V4
V5
R3 1 2( ) ( ) 0SV V V
1 2 3 4 5( ) ( ) ( ) 0V V V V V
3 4 5( ) ( ) ( ) 0SV V V V
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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 。
0 1 3I I I
1 2I I
3 4 5I I I
圖 2.4
VS
Z
V2
V1
Y Io
I1
I2
R2
R1
I3
I4
I5
R5
R4
V3
V4
V5
R3
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分壓定理
11 1
1 2
22 2
1 2
S S
S S
RV I R V
R R
RV I R V
R R
1 V
2V
1R2RSV
SI
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分流定理
1 2 21
1 1 1 2
1 2 12
2 2 1 2
//
//
SS S
SS S
V R R RI I I
R R R R
V R R RV I I
R R R R
SV
1R 2RSI
2I1I
1 2
1 2
1//
1 1R R
R R
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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 。
VS
R1 Vo
V1
V2 V3R2
R3
圖 2.5 圖 2.6
VS
R1 Vo
R2
I
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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。
R1 Vo
R2R3
VS
Req
Veq
Vo
R3
圖 2.7
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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 。
3eq
3eqo RR
RVV
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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。
eqo RR
21o R//RR
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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 。
線性電路
負載
負載
Veq
Req
圖 2.8
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例 2.
請利用戴維寧等效電路，分析下圖的電路以得到 Vo
圖 2.9
VCC
R1 R3 Vo
R2 R4
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CCV
1R
2R
3R
3 1 2
1 23
1 2
( // )eqR R R R
R RR
R R
4
4
2 4
1 2 3 4 1 2( )( )
O eqeq
CC
RV V
R R
R RV
R R R R R R
2
1 2eq CC
RV V
R R
eqV
eqR
4R OV
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重疊定理原則：
電壓源短路電流源開路
例：試求出 I
10V
400
0.05A
I
600
600
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400
0.05A2I
600
600
10V
400
1I
600
600
1
10
400 6000.01
VI
A
2
4000.05
400 6000.02
I A
A
1 2 0.03I I I A
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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。
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Homework
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