01第一讲 绪论电路模型及参考方向电功率

１、专业基础课，必修课；
基本知识－分析方法 （基本原理）
２、应用和能力的培养； ３、直流电路、交流电路、网络； ４、学习方法
二、电路理论及相关科学技术的发展简史
１、电磁现象；
２、电池——电流； ３、欧姆定律； ４、法拉第定律——楞次定律； ５、基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律； ６、电报、电话、电灯、交流电、无线电、电视、
PU1发= U1I = 101 = 10 W PU2吸= U2I = 51 = 5 W P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W
P发=P吸 (功率守恒)
课堂小结
１、课程的重要性和内容； ２、电路理论的发展、应用和 研究内容；
３、电路和电路模型；
４、电压和电流的参考方向。 ５、电功率和能量。
布置作业
１、注意复习和预习。
２、预习：１－４
１－６
１－５
１－７
衷 心 祝 愿 同 学 们
学 有 所 成
+
理 论 实 践
+
u u = Ri
–
+
u
–
u = –Ri
（3）. 关联参考方向
i
i
+
U
关联参考方向
-
-
U
非关联参考方向
+
四. 电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为
参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。
参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。
电位用（Ｖ）表示，单位与电压相同，也是V(伏)。 a b 设c点为电位参考点，则 c=0
３、正方向
习惯上电场力移动正电荷的方向。
４、参考方向： 为了分析和计算的需要，任意假定的正方向 如： + U – a R b 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b； 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向
d
a=Uac， b=Ubc， d=Udc
c
两点间电压与电位的关系：
前例
a
b 仍设c点为电位参考点， c=0 Uac = a ， Udc = d d c Uad= Uac –Udc= a–d
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的
电位之差。
五. 电动势：外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移 到正极所作的功称为电源的电动势。
二、电路的组成：
１、电源、负载、中间环节
电源: 提供 电能的装置
电 池
２、激励、响应 ３、输入、输出 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
灯 泡
负载: 取用 电能的装置
信号源: 提供信息
信号处理： 放大、检波等
话筒
直流电源: 提供能源
放 大 器
直流电源
扬声器
负载
负载大小的概念: 负载增加指负载取用的电流和功率增加。
导线 手电筒的电路模型
RS
电 池
开关
灯 泡
US
+
S
R
§１－２
电流和电压的参考方向
一、电流 二、电压 三、关联参考方向 四、电位
五、电动势
一、电流
１、定义： 带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。
dq i (t ) dt
２、符号及单位：
i、I、安培（A）
常用单位：ＫＡ、mＡ、 Ａ
当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。
实际方向与参考方向的关系 实际方向与参考方向一致，电流值为正值；
实际方向与参考方向相反，电流值为负值。
例： I
a
R
b
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b； 若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 注意： 在参考方向选定后，电流值才有正负之分。
二、电压
１、定义： 在电场中，Ａ、Ｂ两点之间的电压 ＵＡＢ在数值上等于单位正电荷在电场 力作用下，由Ａ点经外电路移动到Ｂ点 电场力所做的功。 ２、符号及单位： Ｕ、伏特（Ｖ）－－（焦耳／库仑） 常用单位：ＫＶ、ｍＶ、μＶ、ｎＶ。
三、电路模型：
１、电路模型；
用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组 合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路 相对应的电路模型。 理想元件是组成电路模型的最小单元，是具有 某种确定电磁性质并有精确数学定义的基本结构。
２、建模 ３、电路元件 ４、网络
２、建模：
用理想电路元件或它们的组合模拟实际器件。
R
i
+
u
-
• 当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参考
方向的“+”极性端流入，并从标“—”端流出，即电流
的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和电压
为关联参考方向。反之为非关联参考方向。
２、小结：
(1) 电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前 必须标明。 (2) 参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注 (包 括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。参 考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向 不变。 i i R R
B
§１－３
一、电能：
电功率和能量
二、电功率：
三、功率的计算：
一、电能
１、定义： 电场力所做的功
w

t t0
q (t )
q ( t0 )
udq
dq 又因： i dt
w u ( )i ( ) d
２、单位： 焦耳、ＫＷ· Ｈ（度）
二、电功率
１、公式：
dw dw dq p ui dt dq dt
a
U–
(吸收)
b

上述功率计算不仅适用于元件，也使用于任 意二端网络。
电阻元件在电路中总是消耗(吸收)功率，而电 源在电路中可能吸收，也可能发出功率。
３、例： U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。
I 5 U1 + UR – U2
I=UR/5=(U1–U2)/5=(10–5)/5=1 A PR吸= URI = 51 = 5 W
dA e dq
def
A
e 的单位与电压相同，也是 V (伏) 根据能量守恒：UAB = eBA。电压表示电位降， 电动势表示电位升，即从A到B的电压，数 值上等于从B到A的电动势。 * 电场力把单位正电荷从A移到B所做的功(UAB )，与外 力克服电场力把相同的单位正电荷从B经电源内部移 向A所做的功(eBA)是相同的，所以UAB = eBA。
雷达、计算机； ；
７、近代电路理论——图论。
三、电路理论的应用
１、专业基础课，4个学分，是后续课程 的基础 ； ２、与众多学科的相互影响和相互促进；
３、生活和工程中的应用。
四、电路理论和“电路”课程
１、是研究电路分析和网络综合与设 计基本规律的基础工程学科
２、电路分析。
RS US
+
S
R
第一章 电路模型和电路定律
讲授：李子富
徐州师范大学电气工程及自动化学院
绪论 §１—１ §１－２ §１－３
电路和电路模型 电流和电压的参考方向 电功率和电能
重点：
１、本课程的重要性； ２、参考方向和关联参考方向；
３、电功率。
绪论
一、课程定位
二、电路理论及相关科学技术的发展简史
三、电路理论的应用
四、电路理论和“电路”课程
一、课程定位
国际单位制中，一些常用的十进制倍数的表示法： 符号 T 中文 太 G M k c 厘 m 毫 微 n 纳 p 皮
吉 兆 千
数量 1012 109 106 103 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12
３、正方向
正电荷移动的方向（实际方向）。 ４、参考方向： 为了分析和计算的需要，任意假定的正方向。 电流参考方向的两种表示： 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 用双下标表示：如 Iab , 电流的参考方向由a指向b。 I a R b
§１－１ §１－２ §１－３ 电路和电路模型 电流和电压的参考方向 电功率和能量
§１－１
电路和电路模型
一、电路的作用 ；
二、电路的组成；
三、电路模型；
一、电路的作用： 1. 实现电能的产生、传输、分配 （电力电路）
电 池
2.实现信号的传输、处理和存储 （电子电路） 扬声器 话筒 放 大 器
灯 泡
U
(2) 用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压 (降低)的参考方向
+
A
U
(3) 用双下标表示：如 UAB , 由A指向B的方向为电压 (降)的参考方向
UAB
B
电压(降)的参考方向
+
实际方向
实际方向
+
+
参考方向 U
–
+
参考方向 U
–
+
实际方向 U> 0
实际方向
U<0
+
三、关联参考方向：
１、定义：
２、单位： 单位：W (瓦)
三、功率的计算 1. u, i 关联参考方向
2. u, i 非关 = ui 表示元件吸收的功率 P>0 吸收正功率 P<0 吸收负功率 (吸收) (发出)
–
+ u –
i
p = ui 表示元件发出的功率 P>0 发出正功率 (发出)
P<0 发出负功率
+