1、陳進祥 朱弘仁 陳曦照 譯Irwin 原著滄海書局 出版,1基本電路關念,2,1.1 單 位 系 統,國際單位制(International System of Units, SI)：,3,4,國際單位制的導出單位,5,1.2 基本度量,電荷觀念可用以描述電氣現象，其特性為：具有雙極性以離散的量存在(1.610-19庫侖)電荷分離及運動,6,電 流 current,單位時間內之電荷的變化率會形成電流，亦即,或,i = 電流，單位為安培(A)q = 電量，單位為庫侖(C)t = 時間，單位為秒(s),1安培為每秒產生1庫侖的電荷,7,電 流 流 向,電流方向以正電荷移動的方向為準。,(a) 表在
2、導線上任何一點每秒皆由左到右通過2庫侖的電荷。(b)表在導線上任何一點每秒皆由右到左通過3庫侖的電荷。,例子： 試計算圖(a)電路中，決定100庫侖電荷通過電路須多少時間?解： 100 = (2)(t) t = 50(s),8,交流電與直流電,(a)交流電(alternating current, ac)：電流隨時間變化(b)直流電(direct current, dc)：電流保持定值,(a),(b),9,電 壓 voltage,單位電荷在兩點上能量準位的不同，亦即,v = 電壓，單位為伏特(V)w = 能量，單位為焦耳(J)q = 電量，單位為庫侖(C),1伏特=1焦耳/庫侖=1牛頓公尺/庫
3、侖,在a、b點間移動一單位正電荷，則移動所需之能量即為這兩點間的能量準位之差值，也就定義為電壓。亦可用來說明某一點之電位較另一點為高。,10,+和-號定義電壓的參考極性。若V為正，則點A的電位較點B高V伏特，假若有一單位正電荷從A到B，則電荷將對電路釋放出能量，本身會減少V焦耳的能量；若V為負，則點A的電位則較點B低V伏特，一單位正電荷從A到B，則電路將施加能量給電荷，點荷本身會增加V焦耳的能量。,11,典型之電流電壓值,12,元件供給能量或吸收能量的決定,例子： 當1庫侖電荷由下圖B移至A會吸收5焦耳的能量，求A及B點的電壓值?解： 5=(1)V V=5(V),(a)圖2A表每秒有2庫侖的電
4、荷從A到B，且每庫侖電荷會失去3焦耳的能量，元件每秒可吸收6焦耳的能量。因此當元件吸收能量時，正電流是由正端流入。,(b)圖2A表每秒有2庫侖的電荷從B到A，且每庫侖電荷會獲得3焦耳的能量，元件每秒可提供6焦耳的能量。因此當元件供給能量時，正電流是由負端流入。,13,功 率 power,p = 功率，單位為每秒焦耳或瓦特(W),因 v 及 i 都是時間函數，所以功率亦為時間函數，因此能量從 t1 到 t2 的變化可以下式表示：,14,被動符號規則(passive sign convention),15,因 v 及 i 的乘積及其符號可決定功率的大小量值及其符號。藉由被動符號規則，則可知：1.功
5、率的符號為正的，則表示功率將被元件吸收；2.功率的符號為負的，則表示元件供給功率。 若元件吸收功率則為被動元件(passive element);若元件供給功率則為主動元件(active element)。,解：,16,決定元件是供應能量或是接收能量且量是多少？,功率為負所以為供給供率,功率為負所以為供給功率,範例 1.2,17,決定元件是供應能量或是接收能量且量是多少？,V12=12V, I12 = 4A所以 P = 48(W)供給,V12=4V, I12 = 2A所以 P = 8(W)吸收,E 1.1,18,決定未知電壓或電流是多少？,範例 1.3,19,決定未知電壓或電流是多少？,E 1
6、.2,20,1.3 電 路 元 件,一般的元件視為端點元件，這些元件可以分為主動元件(active element)與被動元件(passive element)。,主動元件：有能力可以產生能量，如電池、產生器、電晶體。被動元件：無法產生能量，如電阻器、電容器、電感器。,21,主 動 元 件,主動元件主要分為下列四種：,獨立電源意指該電源值不受與其相連接元件之電壓或電流影響者；相依電源則會受其影響。,獨立電壓源(independent voltage source)獨立電流源(independent current source)兩個相依電壓源(dependent voltage source)
7、兩個相依電流源(dependent current source),22,獨 立 電 源,獨立電壓源為一兩端元件，不論兩端點通過多少電流，其兩端點之電壓始終保持固定，如右上圖所示。,獨立電流源亦為兩端元件，不論兩端點電壓多少，通過兩端點之電流保持固定，如右下圖所示。,23,相 依 電 源,下兩頁中，畫出常見之相依電源的簡略圖示，其中每一圖左側輸入端點代表電壓或電流來控制相依電源，而右側輸出端則為受控電源的輸出電壓或電流。,一般來說，我們常以圓形圖示來代表獨立電源，如上頁所示；而以菱形圖式來代表相依電源，如下頁所示。,24,相 依 電 源,圖(a)為壓控電壓源，其中可視為電壓增益，沒有單位。,圖(b)為流控電壓源，其中r為互阻，單位為伏特/安培(V/A)。,25,相 依 電 源,圖(d)為流控電流源，其中為電流增益，沒有單位。,圖(c)為壓控電流源，其中g為互導，單位為安培/伏特(A/V),26,決定元件是供應或吸收多少能量？,P1 = 12W吸收P2 = 36W吸收P3 = -48W供給,範例 1.4,27,E 1.3,決定元件是供應或吸收多少能量？,吸收,供給,28,E 1.4,決定相依電源供應的能量？,29,決定 I0,範例 1.7,30,決定元件供應或吸收多少能量？,學習,
