第1章 电路和电路元件

第1章 电路和电路元件 电流的参考方向
在进行电路分析计算时， 在进行电路分析计算时，电流的实际方向有时难以确 这时我们可以预先假设一个电流方向， 定，这时我们可以预先假设一个电流方向，并在电路中用 箭头表示出来。这个假设的电流方向就是电流的参考方向。 箭头表示出来。这个假设的电流方向就是电流的参考方向。
第1章 电路和电路元件 电压：电场力将单位正电荷从a点移动到b电所作的功， 电压：电场力将单位正电荷从a点移动到b电所作的功，就是
a,b两点间的电压。 a,b两点间的电压。 两点间的电压
电压的单位：伏特，符号： 电压的单位：伏特，符号：V 电压又叫电压降，或简称压降， 电压又叫电压降，或简称压降，它 指向电压降低的方向。 指向电压降低的方向。 电路中任意两点（假设为a， 两点 两点） 电路中任意两点（假设为 ，b两点） 间的电压，等于这两点的电位差。 间的电压，等于这两点的电位差。
u
b
i
0
u
(2) 非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。 非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线 电阻的伏安特性曲线是一条曲线。 (3)某时刻 由该时刻 确定，而与过去的电流值大小无关。 某时刻u由该时刻 确定，而与过去的电流值大小无关。 某时刻 由该时刻i确定 即：u＝Ri 3. 功率： 功率： 无记忆元件 Ｒ是无记忆元件 ∴R是耗能元件 是
一种实际元件可用一种或几种理性电路元件的组 合来表示。 合来表示。 电磁性能相近的实际元件， 电磁性能相近的实际元件，也可用同一种理想电 所有的电阻器、灯泡、电烙铁等， 路元件近似表示。(所有的电阻器、灯泡、电烙铁等，都
可用电阻元件来表示） 可用电阻元件来表示）
第1章 电路和电路元件 根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要 根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要 应当用不同的电路模型描述同一实际电路。 用不同的电路模型描述同一实际电路 求，应当用不同的电路模型描述同一实际电路。现在以线圈为 例加以说明。 例加以说明。
习惯的取法： 关联参考方向 习惯的取法：取关联参考方向
第1章 电路和电路元件
1.1.４ 1.1.４ 电路的功率
• 如果某个元件或某一段电路，它的电流为i，电压为 ， 如果某个元件或某一段电路，它的电流为 ，电压为u， 并且电压、电流的参考方向关联，则功率为p， 并且电压、电流的参考方向关联，则功率为 ，它的计 算公式： 算公式： p = ui • 单位为瓦特，简称瓦。符号：W。 单位为瓦特，简称瓦。符号： 。 • 如计算的结果为正，表示该元件或该段电路吸收功率； 如计算的结果为正，表示该元件或该段电路吸收功率； 否则为输出功率（输出电能）。 否则为输出功率（输出电能）。 • 工程上常用度作为电能的单位。１度=１kw*1h=3.6Mj 作为电能的单位。 １
3、电路的组成
（1）电源 将非电形态的能量转化为电能的供电设备 ）电源:将非电形态的能量转化为电能的供电设备 （2）负载 将电能转化为非电形态的能量的用电设备 ）负载:将电能转化为非电形态的能量的用电设备 （3）中间环节:沟通电路、输送电能 ）中间环节 沟通电路、 沟通电路
第1章 电路和电路元件 负载: 负载 取用 电能的装置 电灯 电动机 电炉 ...
第1章 电路和电路元件
第1章 电路和电路元件
1.1 电路和电路的基本物理量 1.2 电阻、电感和电容元件 电阻、 1.3 独立电源元件 1.4 二极管 1.5 双极晶体管 1.6 绝缘栅场效应晶体管
第1章 电路和电路元件
1.1 电路和电路的基本物理量 1.1.1 电路 1.概念： 概念：
为了实现某种应用目的，就需要将 为了实现某种应用目的，
某点移至无穷远处所做的功。 某点移至无穷远处所做的功。 电场无穷远处的电位被认定为0。作为衡量电场中各点电位的参考点。 电场无穷远处的电位被认定为 。作为衡量电场中各点电位的参考点。 工程上常选与大地相连的部件（如机壳）作为参考点， 工程上常选与大地相连的部件（如机壳）作为参考点，在没有与大地 相连的部件的电路中，通常选取许多元件的公共点作为参考点， 相连的部件的电路中，通常选取许多元件的公共点作为参考点，并称 在电路分析中，可选电路中任意点作为各节点的参考点。 为“地”。在电路分析中，可选电路中任意点作为各节点的参考点。 参考点用接地符号“ 标出。 参考点用接地符号“|”标出。
第1章 电路和电路元件
例题
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b； 5A，
I a R + U – a R b b
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 5A， 若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 5V， 指向 b； 若 U= –5V，则电压的实际方向从 b 5V， 指向 a 。
注意：在参考方向选定后， 注意：在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有 正负之分。 正负之分。
线圈的几种电路模型 (a)线圈的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模型 线圈的图形符号 线圈通过低频交流的模型 (c)线圈通过高频交流的模型 线圈通过高频交流的模型
第1章 电路和电路元件
电路模型
实际电路中的各种元件用对应的模型表示后， 实际电路中的各种元件用对应的模型表示后，即构成实 际电路的电路模型。 际电路的电路模型。 实际上就是一些理性电路元件相互联结而构成的电路整 体，它是实际电路的一种等效表示，有时也称为等效电路。 它是实际电路的一种等效表示，有时也称为等效电路。 I
电路元件的理想化
在一定条件下突出元件主要的电磁性质， 在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要 因素，把它近似地看作理想电路元件。 因素，把它近似地看作理想电路元件。这些理性元件就是
元件模型。 实际电路元件的元件模型。
第1章 电路和电路元件
电阻元件——只有电阻特性（将电能转换成热能） 电阻元件——只有电阻特性（将电能转换成热能） ——只有电阻特性 电感元件——只有电感特性（将电能转换成磁场能量） ——只有电感特性 电感元件——只有电感特性（将电能转换成磁场能量） 电容元件——只有电容特性（将电能转换成电场能量） 电容元件——只有电容特性（将电能转换成电场能量） ——只有电容特性
负载
扩音机电路示意图
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作； 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由 激励所产生的电压和电流称为响应。 激励所产生的电压和电流称为响应。
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1.1.2 电路元件和电路模型 为什么电路元件要理想化? 为什么电路元件要理想化?
便于对实际电路进行分析和用数学描述， 便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元 件理想化（或称模型化）。 件理想化（或称模型化）。
某些电工元件、 某些电工元件、电子器件或设备按一定的方式相互 连接起来，就构成了电路。 连接起来，就构成了电路。 基本特征：电路中存在着电流通路。 基本特征：电路中存在着电流通路。
第1章 电路和电路元件
2、电路的作用 、
（1）电能的传输和转换 ） ——强电电路或电力电路 强电电路或电力电路 （2）信号的传递和处理 ） ——弱电电路或电子电路 弱电电路或电子电路
在计算中，可按假定的电流方向进行计算求解， 在计算中，可按假定的电流方向进行计算求解，如果 计算结果为正，表示电流实际方向与假设（参考） 计算结果为正，表示电流实际方向与假设（参考）方向相 同；否则，与参考方向相反。 否则，与参考方向相反。
第1章 电路和电路元件 电压的参考方向
在实际分析时，当两点间电压向难以判别时，我们 必须先假设（指定）一个方向（极性） 这个人为指定的方向， 必须先假设（指定）一个方向（极性），这个人为指定的方向， 就是电压的参考方向。 就是电压的参考方向。 电压的参考方向用+，- 极性表示，从+端指向-端，也可用箭 极性表示， 端指向电压的参考方向用+ 头表示，箭头所指方向表示电位下降的方向， 头表示，箭头所指方向表示电位下降的方向，还可以用双下标表 示。 如计算的结果为正， 如计算的结果为正，说明电压的实际方向与参考方向与参考 方向相同；否则相反。 方向相同；否则相反。
第1章 电路和电路元件
1.2 电阻、电感和电容元件 电阻、
• 在电路中，存在着电能的消耗、磁场能量的储存、电 在电路中， 电能的消耗、磁场能量的储存、 及这三种能量的转换过程。 场能量的储存及这三种能量的转换过程。 • 而表征着三种物理性质的电路参数就是：电阻、电感、 而表征着三种物理性质的电路参数就是：电阻、电感、 电容。 电容。 • 我们这里只讨论理想元件，也就元件模型，它是只含 我们这里只讨论理想元件，也就元件模型， 有一个电路参数的元件， 电阻、电感、 有一个电路参数的元件，分别是电阻、电感、电容。 • 这些理想元件是对实际电路元件的一种抽象，实际电 这些理想元件是对实际电路元件的一种抽象， 路元件可以用他们的组合来表示。 路元件可以用他们的组合来表示。
第1章 电路和电路元件
关联参考方向 关联参考方向
每个二端元件，电压、 每个二端元件，电压、电流的参考 方向应如何取？ 方向应如何取？
理论上，爱咋样取，就咋样取。 理论上，爱咋样取，就咋样取。
不过，有大家习惯的取法。 不过， 大家习惯的取法。 的取法
第1章 电路和电路元件 对于二端元件而言， 对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向 的选择有四种可能的方式，如图下所示。 的选择有四种可能的方式，如图下所示。 四种可能的方式
第1章 电路和电路元件
３.电流、电压的参考方向 电流、 电流
电压和电流的方向 实际方向 参考方向 电流、电动势、电压的实际方向 电流、电动势、电压的实际方向
物理量 单位 实际 方向
电流 I 电动势 E 电压 U
A 、kA V 、kV V、 kV
、mA
µ 、 A
正电荷移动 的方向
µ 、 mV 、 µ 、mV 、
V 电源驱动正电荷的 方向 V 电位降低的方向