清华大学电路原理：运算放大器电路分析

"《电路原理》课程讲解了含运算放大器的电路分析，重点介绍了运放的工作原理和应用。课程总学时为64，包括讲授、习题讨论和期中考试。电路元件包括电阻、电感、电容和电源，电路模型由理想元件构成。集总参数元件和电路适用于尺寸远小于电磁波波长的情况。" 在电路分析中，运算放大器（简称运放）是一个至关重要的组成部分。运放通常不单独使用，而是与外部元件如电阻（R）、电容（C）等配合，工作在闭环状态以提高稳定性和性能。反相比例器是一种常见的运放应用电路，其输入信号（ui）通过非反相输入端（+），而反相输入端（-）连接到地，通过反馈电阻Rf和输入电阻R1，输出电压（uo）与输入电压（ui）呈反比关系，增益为Au1 = -Rf/R1。在这种配置中，运放的开环增益非常高，但实际应用中会通过反馈网络来设定闭环增益。 电路原理课程覆盖了基本的电路理论，包括电路元件和定律。电阻元件是消耗电能的，电感元件用于存储磁能，电容元件则用于存储电能。电源元件如电池（US）可以提供电能，而负载（如灯泡）则将电能转化为其他形式的能量。电路模型是理想化了的实际电路，由电阻、电感、电容和电源等理想元件构成，能够有效地描述电路的电磁特性。 集总参数元件假设所有元件的物理尺寸远小于电磁波在电路工作频率下的波长，因此在小尺度上可以忽略电磁效应的分布。例如，对于50Hz的工作频率，波长约为6000km，大多数电路都远小于这个尺寸，可以看作集总参数电路。然而，当工作频率升高至50MHz时，波长缩短至6m，这时电路尺寸可能与波长相近，需要考虑分布参数效应。 电压和电流的参考方向在电路分析中也非常重要，它们定义了电压和电流的正负，进而决定了功率的计算方式。在分析和解决问题时，正确选择参考方向有助于简化计算并理解电路行为。 电路原理的学习涵盖了从基本概念如电压、电流、电阻到复杂电路如含运算放大器的分析。通过深入理解和应用这些基础知识，可以解决各种实际电路设计和分析问题。