第一章(上).电路的基本概念
第一章电路的基本概念和基本定律
开关
实际电路
电源
电路模型 3
（1）电源：供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
（2）负载： 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
（3）中间环节（又称传输控制环节）：
各种控制电器和导线，起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程：
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R
Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR
U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR
3-2 1
1A
（实际方向与假设方向一致）
U 1V
IR
1 2 1
1A
（实际方向与假设方向相反）
16
（共7 个）
31
(一) 克氏电流定律（KCL）
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点
流出的电流, 即： I 入= I 出 或者说，在任一瞬 间，一个节点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律（KVL）
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即： U 0
R1
R2
例如： 回路 #3
电路的基本原理(第一章)
参考方向 实际方向
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I （负载）
若 P = UIa 0
I
+ + “发出功率”
-
U_ b
（电源）
(２)当U和I参考方向选择不一致的前提下
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I （负载）
若 P = UI 0
I
+
-
+
U_
“发出功率” （电源）
中间环节：连接电源和负载的部分，其传输和分 配电能的作用。例如：输电线路
举例：（电子电路，即信号电路）
放 大 器
电源 （信号源） 中间环节
负载
电路的作用之二：传递和处理信号。
1.2 电路模型
I
电 池
灯 泡
+ E
_
+
RU
_
电源
负载
理想电路元件：在一定条件下，突出其主要电磁性能， 忽略次要因素，将实际电路元件理想化
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于 由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节
点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I I I I 0
1
3
2
4
克氏电流定律的依据：电流的连续性
克氏电流定律的扩展
电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例 I1 A
I
a
+
RO
+
U
E_
-
b
I=0
第一章电路基本知识
负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。
中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路 通断的开关设备和保护电路的设备等。
电工电子技术
第一节 电路及其主要物理量 直流电路基本知识
例：手电筒
s
1 3 2
弹簧
电池
电珠
开关 金属连片6
电工电子技术
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
三种状态： 开路状态 短路状态 有载状态
R0
A +
C + U2
S R
+ E –
电源
U1
– B
– D 负载
用U1表示电源的端电压UAB
用U2表示负载的端电压UCD
3
电工电子技术
一、有载状态
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
电路的一般工作状态。 （一）特征 （1）电路中的电流为
一般电容为线性电容。
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件的种类
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件
3
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
3.电容元件上通过的电流与元件两端的电压 对时间的变化率成正比。 I +
电压变化越快， 电流越大
dq du i C dt dt
1 WC 0 uidt 0 Cudu Cu 2 2
t u
3
电工电子技术
直流电路基本知识
理想电路元件又分有有源和无源两大类
无源二端元件 有源二端元件
+ R
电工电子技术基础知识
• 电动势 电动势描述的是电源内部 电源内部电源力克服电场力 电源内部 把正电荷从低电位推到高电位的正极所做的 功，是其他形式能量转换为电能的过程 其他形式能量转换为电能的过程。 其他形式能量转换为电能的过程 • 电压 电压描述的是电源外部 电源外部的负载电路中（外电 电源外部 路）电场力推动正电荷从高电位移到低电位， 同时克服负载中的阻力所做的功，是电能转 电能转 换为其他形式能量的过程。 换为其他形式能量的过程
电动势E 电动势
• • • •
例： 1 、一个电路的基本组成包括（ ） 导线B、电源 C、开关D、负载 2. 不论电路如何复杂，总可归纳为由电源、 ____、中间环节三部分组成。 • A．电阻 B．电容 C．电感 D．负载
1.2 正弦交流电的基本知识
1.2.1 正弦量 的三要素
1 频率与周期
2 振幅和有效值 3 相位、初相、相位差 相位、初相、
二进制数转换为十进制数： 二进制数转换为十进制数：
(101.11) 2 = (101.11) B
= 1 × 2 2 + 0 × 21 + 1 × 20 + 1 × 2 −1 + 1 × 2 −2
= ( 5.75)10
十进制数转换为二进制数： 十进制数转换为二进制数： 整数的转换-整数的转换--连除法 --连除法 2 26 2 13 2 6 2 3 2 1 0 余数 0 1 0 1 1 除基数 得余数 作系数 从低位 到高位
ψ
−
ωt
i
正半周： 正半周： 初相角 电流实际方向与参考方向相同 负半周： 负半周： 电流实际方向与参考方向相反
正弦量的三要素
1 频率与周期
描述正弦量变化快慢的参数： 描述正弦量变化快慢的参数： 周期(T): 变化一个循环所需要 周期 的时间，单位(s)。 的时间，单位(s)。 频率( 频率 f ): 单位时间内的周期数 单位(Hz)。 单位(Hz)。
第1章(电路的基本概念与基本定律)
U与 I 的参考方向选择亦 为非关联参考方向。
电阻
而电压U’与电流 I 的参考方向为关联 参考方向。
电源
电功率
功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入部分
电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:
a
b
I
U
P U I
R
W
功率有无正负？ 如果U I方向不一 致结果如何？
在 U、 I 正方向选择一致的前提下：
U=－IR
例题1
如图所示
I=0.28A E=3V + I =-0.28A
电动势为E=3V 方向由负极指向正极
U=2.8V U =-2.8V
电压为U=2.8V 由指向 电流为I=0.28A 由左流向右 R0 其参考方向为关联参考方向。
U 与 I 的参考方向选择亦 为关联参考方向。 而电压U 与电流 I 的参考方向为非关 联参考方向。
负载电阻两端 的电压为
为电源外特性关系式
U=IR
有载工作状态
一般常见电源的内阻都 很小当R0« 时， R 则 U E
a
E R0 b U
I
此时当电流(负载)变动 时，电源的端电压变化 不大。
R
有载工作状态（功率平衡式）
由 得：
U=E-IR0 UI=EI-I2R
I
0
a
E R0 U R
负载吸收的功率
转换成电能，是向电路提供能量的装置。
负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接
收 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。
中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控
制电路通断的开关设备和保护电路的设备等。
《电工电子学》知识点
第一章、电路的基本概念和基本定律一、基本概念：1、电路：电流的通路。
作用：实现电能的转传输和转换；传递和处理信号。
2、电源：供应电能的设备。
将其它形式的能量转换成电能3、负载：取用电能的设备。
将电能转换为其它形式的能量。
4、中间环节：连接电源和负载的部分。
起传输和分配电能的作用。
5、电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路的激励与响应之间的关系。
6、激励：电源或信号源的电压或电流叫激励。
7、响应：由于激励在电路各部分产生的电压和电流叫响应。
8、电路模型：由一些理想电路元件所组成的电路，称电路模型，简称电路。
9、电压和电流的方向：（1）电流的方向：1实际方向：规定正电荷定向运动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的实际方向。
2参考方向：在电路分析和计算时，可任意选定某一方向作为电流的方向，称为参考方向，或称为正方向。
在电流的参考方向选定后，凡实际电流（电压）的方向与参考方向相同时，为正值；凡实际电流（电压）的方向与参考方向相反时，为负值（2）电压的实际方向：规定由高电位（“+”极）端指向低电位（“-”极）端，即为电位降低的方向。
电源电动势的实际方向：规定在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。
注：电路图上所标的电流、电压、电动势的方向，一般都是参考方向。
电流的参考方向通常用箭头表示；电压的参考方向除用“+”、“—”表示外，还常用双下标表示。
例：表示a 点的参考极性为“+”，b 点的参考极性为“-”。
故有：10、1V 的含义：表示当电场力把1C 的电荷从一点移动到另一点所做的功为1J 时，这两点间的电压为1V.11、电位：两点间的电压就是两点的电位差。
计算电位时，必须选定电路中某一点作为参考点，它的点位称为参考电位，通常设参考电位为零。
比参考电位高的为正，低点为负。
参考点在电路图上通常标上“接地”符号。
二、基本规律：1、Ⅰ.部分电路欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即：式中R 为该段电路的电阻。
电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答
第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。
（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。
（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。
2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件：电阻、电感、电容元件。
②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。
（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。
（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。
3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。
（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。
一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。
电工的基本知识
第一章：电路的基本概念和基本定律1，一般电路是由电源、负载、连接导线、控制和保护装置等四个部分按照一定方式连接起来的闭合回路；2，电路的工作状态一般有三种：通路、开路和断路；3，电荷在电路中有规律的定向移动形成电流，产生电流有两个基本条件：第一，导体内有可作定向移动的自由电荷；第二，要有使自由电荷做定向移动的电场；4，电流是表示带电粒子定向移动强弱的物理量，它表示单位时间（1秒）通过导体截面电荷的多少，即电流I=电荷（q）/时间（t）；5，电流用I表示。
电流的单位是安培，用符号A表示，1安培(A)表示一秒钟通过导体截面的电荷是1库伦（C）;6，规定正电荷运动的方向为电流方向，这和导体中电子运动的方向正好相反；7，电流的大小和方向不随时间改变的电流称为直流电流，电流的大小和方向随时间做周期变化称为交流电流；8，实际电路中电流的大小可以用电流表来测量，测试量时将电流表串联在电路中，并使电流从正端流入，负端流出。
测量前一定要选择好量程，使其大于实际电流的数值，否则可能烧坏电流表；9，严禁用电流表（或万用表电流档）测量电压，这样肯定烧坏电流表或万用表；10，电压表示单位正电荷在电场中从一个位置A移动到另一个位置B，电场力所做的功，记做：电压U=W(功)/q（电量）；11，电压用U表示。
电压的单位是伏特，用V表示；12，电路中，某一点到参考点的电压叫该点的电位，任意两点之间的电位差就是这两点之间的电压；13，电能即电流做功的过程，它和加在这段电路两端的电压、通过这段电路的电流以及通电时间成正比，即：（电能做功）W=UIt;14，电能的单位常用千瓦时，就是我们说的1度电；15，电功率表示电路中单位时间内电流所做的功，即：电功率（P）=W/t=UI; 16，电压可以用电压表来测量，测量时电压表的正负极和被测电压一致且并联在电路两端，同时将电压表放在适当的量程上；17，电能是一段时间内电流所做的功，或者说是一段时间内负载消耗的能量；电功率是指单位时间内电流所做的功，或者说是单位时间负载消耗的电能。
第一章电路的基本概念和定律
§1.1 电路与电路模型
基本的电路参数有3个，即电阻、电容和电感。 基本的集中参数元件有电阻元件、电感元件和电容元件，分别用图13(a)，(b)和(c)来表示。
图1-3 三种基本的集中参数元件
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§1.2 电路中的基本描述量
电流 电压 电阻 电功及电功率
§1.2 电路中的基本描述量
电流——它是指电荷在电路中做规则的定向运动 (如图案1.2-1) 。电流分直流和 交流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流，用符号DC 表示。 电流的大小和方向随时间变化的叫做交流，用符号ＡＣ表示。
我们以d为参考点（即Ud=0） 设Uc=15V，R=5欧姆则电流 I=（Uc-Ud）/R= 15/5=3A Ub=IR=3×（4+5）
=3×9=27V Ua=IR=3×（2+4+5）=3×11=33V 我们再以b为参考点（即Ub=0）设Ua=6V R=2欧姆 则电流I=（UaUb）/R=6/2=3A
Ｐ＝Ｕ×Ｉ （Ｐ＞０吸收能量 Ｐ＜０释放能量） 非关联参考方向：（电路图如右）－──→─□───＋（电压为U，电流为I， 电阻为R） Ｐ＝-Ｕ×Ｉ （Ｐ＞０吸收能量 Ｐ＜０释放能量） 举例如下：
如下图所示：R=6欧姆、电压1和2分别为2V和6V，求两个电压元件各自的功 率？并判断吸收和释放 分析：首先要求功率必须先求出电流，然后在利用公 式P=UI来求解。
Uc=;5）=-27V （可见c、d两 点的电位为负） 总结：电路中某点电位数值随选参考点的不同而改变，但参考点一经 选定，那么某点电位就是唯一确定的数值。
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§1.2 电路中的基本描述量
电功—电流通过负载时，将电场能转换成 其他形式的能，即电流做功叫做电功。 电功用符号“W”表示，单位为焦耳（J）。 电功W可用下式表示：
电路的基本概念与基本定律
P 1P 216824W
根据电路的功率平衡电关路系中，元整件个发电出路的尚功需率从为外部P3吸收12的W功率为
P2 4 1 21 2 W
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1.3 电阻元件和欧姆定律
1、电阻元件
电阻元件是反映电路器件消耗电能的物理性 能的一种理想的二端元件。
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第一、第二道各代表一位数字，第三道代表零的 个数。 例如，某色环电阻第一道为蓝色，第二道为灰色， 第三道为橙色， 该电阻器的电阻值为 68K 。
电阻器的额定功率是指在规定的气压、温度条件 下，电阻器长期工作所允许承受的最大电功率。一般 情况下，所选用的电阻器的额定功率应大于其实际消 耗的最大功率，否则，电阻器可能因温度过高而烧毁。
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第一章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻元件和欧姆定律 1.4 电压源和电流源 1.5 工程中的电阻、电源与电路状态 1.6 基尔霍夫定律
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第一章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路和电路模型
1.1.1 电路电路又称网络，是各种电器设备按
若电压有的千实伏际（方k向V）与、参毫考伏方（向m一V致），、则微电伏压（为μV正）值等，。若电压的
实际方向与参考方向相反，则电压为负值。
A u
BA
B
u
(a)
(b)
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1.2电路的基本物理量
5、关联参考方向与非关联参考方 向①关联参考方向
电路中电流、电压的参考方向，可以分别独立地规 定，当它们一致时称为关联参考方向，简称关联方 向
电工基础1-4
电荷在电路中沿着一定的方向作有规律的定向移动便形成 了电流。不同的导电材料中可以自由移动的电荷不同。在 金属导体中，可以自由移动的电荷是电子。如图 1-3所示，电子在外电场的作用下逆着电场力的方向运动，于 是在导体中出现了电流。在某些电解液或气体中，可以自 由移动的电荷是正离子或负离子，在外电场的作用下它们 同样可以形成电流。由此可见，产生电流必须具备两个基 本条件：物体内部存在能自由移动的电荷；外部存在使自 由电荷定向移动的电场，两者缺一不可。
•
2.电功率
• 单位时间内电场力所作的功称为电功率。 也可以说成，单位时间内电路产生或消 耗的电能叫做电功率。如果用P表示电功 率，则： • P=W/t=UABI （1-8） • 由此可见，某段电路上的电功率与这段 电路两端的电压和电路中的电流成正比。 • 在国际单位制中，电功率的单位为瓦特 （W），简称瓦。
•
•
二、电源的电动势
为了衡量电源将其他形式的能转换成电能的能力，我 们采用电动势这个物理量。电动势定义为：在电源内 部，非电场力将单位正电荷从电源负极经电源内部移 动到电源正极所作的功。 在国际单位制中，电动势的单位是伏特。电动势不仅 有大小，还有方向。电动势的大小等于电源两端的电 位差，它只取决于电源本身的性质，与外电路的性质 以及是否接通外电路无关。每个电源都有一定的电动 势。电动势的方向一般规定为由电源的负极指向正极， 即非电场力推动正电荷运动的方向。
电压不仅有大小，也有方向。电压的实际方向规定为电 位降低的方向，因此电压也常被称为电压降。电压是对 电路中的两点而言的。例如，UAB表示单位正电荷从电 路中的A点运动到B点时电场力所作的功，于是UAB的方 向是由A指向B。在电路图中，电压的方向有时也称为是 电压的极性，用“+”、“-”两个符号表示。和电流一样， 在电路分析中，任意两点之间电压的实际方向往往不能 预先确定，只有先假定一个参考方向，然后根据最终计 算结果的正负来判断实际的方向。如果计算结果为正值， 则电压的实际方向与假定的参考方向是一致的；否则， 电压的实际方向与假定的参考方向相反。
电路基础-第1章 电路的基本概念
I
i
当它向外电路提供电流时，它的端电压U总是小于US ， 电流越大端电压U 越小。
31
实际电流源模型
BUCT
一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源和一个 内电导 Gs 并联的模型来表征其特性。Gs: 电源内电导,一般很小。 iS
Gs i I + u U _
U
iS=IS时，其外特性曲线如下：
#对于25W的灯泡，则电流 I=P/U=25/220=0.114A; #对于1000W的电炉子，则电流 I=P/U=1000/220=4.55A;
26
二、 理想电流源：
光电池、光电管 iS
BUCT
电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压u 无关。
电路符号:
特点： (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关；
第一章 电路的基本概念 （ basic concepts of circuit )
重点：
1.电流和电压的参考方向
2. 电路元件特性
BUCT
3. 基尔霍夫定律
1
第一章 电路的基本概念
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电功率和电能量 1.4 无源二端元件 1.5 有源二端元件 1.6 受控源 1.7 运算放大器 1.8 基尔霍夫定律
1、等效电压源和等效电流源
电压源的串并联
串联: n个电压源的串联，可以用一个电压源等效替代。
例：
+ 12V _ _
º + 9V_ º
º
3V
+
º
28
电流源的串并联 并联：n个电流源的并联可以用一个电流源等效替代。 º iS1 iS2 iSk º iS º º
电路的基本概念和基本定理
对于交流电路电压、电流的真实方向随时间变化，要简 单的用一个函数或用一条曲线描述电流、电压需要假设电流、 电压的方向。
第一章. 电路的基本概念和基本定理
假设的电流方向就称为电流的参考方向。
电流的参考方向与电流的真实方向一致，电流取正值； 电流的参考方向与电流的真实方向相反，电流取负值。 利用电流值（大于零或小于零）并结合参考方向，就能 够确定电流的真实方向。 电压和电动势同理。 在以后的电路分析中，如果没有特别声明，所涉及的电 流、电压的方向，都是参考方向，电压、电流的值均为代数 值。
如果将上式中的 i3 移到等号左边，则有
i1 i2 i3 0
基尔霍夫电流定律则可以叙述为： 流进任一节点的电流的代数和为零。 同样
流出任一节点的电流的代数和为零。
i 0
第一章. 电路的基本概念和基本定理
基尔霍夫电流定律不仅对任意一个节点来说是成立 的，而且还可以推广到包围着多个节点的闭合面（广义 节点）。
三. 电路中的功率 电功率的定义： 平均功率： 在直流情况下
p ui
1 P T
T
0
1 pdt T
T
uidt
0
P UI
I
电压和电流的参考方向为关联参考方向
P UI
P 0
表示吸收功率 吸收功率 发出功率
P0
P 0
U R
P 0
电压和电流的参考方向为非关联方向
P
第一章. 电路的基本概念和基本定理
一．基尔霍夫电流定律（KCL）
对于电路中任意的一个节点，由于电荷是不会产生、 消灭和积累的，所以任意时刻流进节点的电荷一定等于流 出节点的电荷，也即：
流进节点的电流之和一定等于流出节点的电流之和。
电工第一章电路分析基础
三、 电路的工作状态
全电路欧姆定律
1、电路的负载状态
1）电压电流关系
I a S
E I R0 R
U E R0 I E
电源外特性
R
R0
c E
-
.
U
b
负载状态
2）功率关系
如果将电压电流关系两端同时乘以I则可得：
IU IE I R0
2
P=UI——负载消耗功率； PE=IE——电源产生的功率；
二、用支路电流法分析电路的一般步骤
1）在电路图上，标出电流、 电压、电动势等各物理量的参 考方向。 2）对（n-1）个独立节点列写 KCL方程 对节点a列出
c
US1
R1 I1 I3
第一章
电路分析基础
8学时
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成及作用
电源 中间环节 负载
强电电路:处理的是电 能，即实现电能的传输 与转换
信 号 源
弱电电路:处理的是信号， 即实现信号的传递与处 理
强、弱电电路中的物理量 都是电流、电压
即：电路由电源（信号源）、 负载、中间环节等组成
二、电路中的基本物理量与参考方向
任 意 电 路
I U c
任 意 电 路
I U d
任 意 电 路
P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W
相当于电源
相当于负载 相当于负载
电动势（电源）的实际方向：是由低电位指向高电位， 即电位升高的方向。正好与电压的实际方向相反。
E ——直流电动势
第一章 电路基础知识
课题第一章电路的基本概念教学目标1．掌握电路的组成及其作用，电气符号。
2．理解电流产生的条件，掌握电流的计算公式。
3．理解电流的概念、方向，掌握电流的测量。
4．掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
5．了解电阻的概念和电阻与温度的关系，掌握电阻定律以及电阻的测量。
6．掌握欧姆定律和电路的三种状态。
7．理解电能和电功率的概念。
8．掌握焦耳定律以及电能、电功率的计算。
教学重点1．电路各部分的作用，电流的计算公式和电流的测量。
2．电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
3．电阻定律以及电阻的测量，欧姆定律及电路的三种状态。
4．焦耳定律以及电能、电功率的计算，实际功率的计算。
5．额定功率与实际功率的关系。
教学难点1．电流产生的条件，对电路的三种状态的理解。
2．R与U、I无关，温度对导体电阻的影响。
3．额定功率与实际功率的关系。
教学课时16课时教学内容课题§1－1 电流和电压教学目标1．电路的组成及其作用，电气符号。
2．理解电流产生的条件，掌握电流的计算公式。
3．理解电流的概念、方向，掌握电流的测量。
4．掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学重点1．电路各部分的作用。
2．电流的计算公式和电流的测量。
3．电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学难点1．电流产生的条件和电流的测量。
2．电位的计算方法和测量。
3．电压、电位和电动势三者之间的关系。
讲授式+讨论式+分析式教学形式教学课时8课时教育思想本节内容应与物理联系起来，并进行内容上的比较，注意这不是简单的重复，而是达到温故知新的目的，而且并节内容的图片较多，很直容易理解。
运用公式应灵活，不能读死书，处理生活中的问题也是一样，会随机应变。
新课引入根据初中物理上所学的电路知识，要求学生分析并画出教室里面的日光灯电路和电风扇电路，同时要求学生根据自己所画的电路图分析日光灯电路和电风扇电路的工作原理，老师总结学生的分析并讲解该电路来引入电工基础上的电路内容。
大一电路知识点第一章
大一电路知识点第一章电路是电子学的基础，大一学生学习电路是打开电子学大门的第一步。
在本章中，我们将介绍一些大一电路学习的基本知识点，包括电路的基本概念、基本元件以及基本电路定律等内容。
1. 电路的基本概念电路是由电子元件、导线和电源等组成的系统。
通常，电路可以分为两类：闭合电路和开放电路。
闭合电路是指由连通的导线、电子元件和电源组成的电路，其中电流可以流动。
开放电路是指其中一个或多个元件的两个端子未连接，电流无法流动。
2. 电流、电压和电阻电流是电荷在电路中的流动，用单位时间内通过某一截面的电荷量来表示。
电流的单位是安培（A）。
电压是电荷在电路中受到的推动力或压力，用伏特（V）来表示。
电阻是电路对电流流动的阻碍，用欧姆（Ω）来表示。
3. 电子元件电子元件是构成电路的基本组成部分。
常见的电子元件包括电阻、电容、电感和二极管等。
其中，电阻用来阻碍电流流动，电容用来存储电荷，电感用来存储磁能，而二极管用来控制电流的流动方向。
4. 基本电路定律在学习电路时，我们需要了解一些基本的电路定律。
其中，欧姆定律是最基本的电路定律之一，它描述了电压、电流和电阻之间的关系。
欧姆定律可以表示为V = I * R，其中V代表电压，I代表电流，R代表电阻。
除了欧姆定律，基尔霍夫定律也是电路分析中常用的定律。
基尔霍夫定律包括节点定律和回路定律，可以用来分析复杂电路中的电流和电压分布。
5. 串联和并联电路在电路中，元件的连接方式可以分为串联和并联。
串联是将元件依次连接在一起，电流只有一个路径可以流动。
并联是将元件的一个端子相连接，电流可以选择不同的路径流动。
串联和并联电路的分析方法也不同。
在串联电路中，电流保持不变而电压分布依次；而在并联电路中，电压保持不变而电流分布不同。
6. 电路等效电路等效是指将复杂电路简化为等效电路，以便分析和计算。
等效电路是能够代替原始电路在性质上相等的简化电路。
常见的电路等效包括电阻的串并联、电源的理想化等。
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成：电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法：用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为电路模型，用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
例如：一个白炽灯在有电流通过时，如下图所示：为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接，称为实际电路的电路模型。
如下图所示：U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多，则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如：工作频率为50Hz，波长λ=6000km，所以在工频情况下，多数电路满足l<<λ，可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为：线性电路（元件参数为常数）★非线性电路（元件参数不为常数）§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =（单位时间内通过某一截面的电荷量） 电流的单位：A （安培）、kA （千安）、mA(毫安）、μA （微安）A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向（客观存在） 电流的参考方向：任意假定。
实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相同）A)2( 0=>i i 实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相反）A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位（物理中的电势）电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
电工电子第1章
2
3
t/ms
1.2.4 电压源
1、理想电压源 、
e + – + E –
图形符号
i + E – + u – 外 电 路 E i u
O
理想电压源的伏安特性
+
+ R0 U
2、实际电压源模型 、
R0 u e – 或
+ E –
–
I RO
U E IR0 U I O
+
U
+ –
RL
E
–
U = E − IRo
伏安特性
b
E2
c
Va = − E1 = −5V, Vb = 0V, Vc = E 2 = 8V U ab = Va − Vb = (−5 − 0)V = −5V U bc = Vb − Vc = (0 − 8)V = −8V
电位计算补充例题
结论：从上述计算结果可以看到， 结论：从上述计算结果可以看到，电位与参考点的 选取有关，参考点不同，各点电位不同； 选取有关，参考点不同，各点电位不同；而电压与 参考点的选取无关，参考点不同， 参考点的选取无关，参考点不同，两点之间的电压 不变，但电压的参考方向不同，则符号不同。 不变，但电压的参考方向不同，则符号不同。
15
u(t ) / V
1 0.5 1.5 2 2.5 3 t/ms
(b)
u(t )
–
R
C
1 0 –15 0.5 1.5
2 2.5
3 t/ms
(a)
i C (t ) / m A
u (t ) iR (t ) = R
du ( t ) iC ( t ) = C dt
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主讲教师：刘 浩答疑地点：综合实验楼B339 答疑时间：周2下午2:30-5:302010年8月-2011年1月1教材• 主教材：电路与电子技术(2009版),方玲丽,东华大学出版社• 辅助教材：【电工学(第7版), 秦曾煌, 高教出版社】 【电工电子学(第3版), 叶挺秀, 高教出版社】• 先修课程：一元微积分、大学物理2课程简介• 学科特点：知识点多、抽象与致用并存、 知识点多 勤思考、精做题。
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3课件下载网址 提取码：dgdz2010电工电子中心主页: /dgdz/index.htm4学习方法• 学习方法: 课前预习,课后复习,注重作业、 作业 例题。
例题 • 授课方式: 多媒体教学，板书重难点; 关键是跟上老师思路，掌握知识点。
关键 • 准备两本作业本，作业本左上角写明 序号; 两本 考勤用小练习和点名，请准备若干小纸条。
小纸条• 切忌：抄作业、缺勤、少作业。
5第一章 电路的基本概念1. 电路的作用与组成 2. 电路模型及基本物理量 3. 实际电源的等效变换6本章要求a. 理解电路的基本物理量并能正确应用； b. 理解电压与电流参考方向的意义； c. 会计算电路中各点的电位； d. 理解电功率的计算并判断物理作用。
71. 电路的作用与组成一、什么是电路电路就是电流流通的路径。
SE由某些元件为完成一定功能、按一定方式组合后的总称。
82. 电路模型及基本物理量2.1实际电路电磁性质 数学方法电路(模型)理想电路元件：电阻 R、电感L、电容C和电源ES、IS 理想电路元件： 电路模型SI E+ +–US RER0 灯泡电池 导线–92.2 基本电量• 电荷在电场力作用下移动形成电流(I,i)，单位:A • 电压(U,u)等于电场力把单位正电荷从a点移动到 b点所做的功 U ab = Va − Vb ，单位:V • 电动势(E,e)等于电源力把单位正电荷从低电位 点移动到高电位点所做的功，单位:V10物理量 电流 I 电压 U 电动势E实 际 方 向 正电荷运动的方向 高电位 → 低电位 (电位降低的方向) 低电位 → 高电位 (电位升高的方向)单位kA、A、mA、μA kV、V、mV、μV kV、V、mV、μV112.3 电量的参考方向(1) 参考方向(正方向)在分析与计算电路时，对电量 任意假定的方向。
+ E _ I R b Iab I a 极性 + I b 电压： 下标 箭标 a 极性 +U 12a + U _(2) 表示方法电流： 下标 箭标 Uab Ub(3) 参考方向与实际方向的关系:若一致(关联一致)，电流(或电压)值为正值； 若相反，电流 (或电压)值为负值。
若相反 I R + U – a R b b若 I = 5A，则电流从a流向b； 若 I = –5A，则电流从b流向a。
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。
例： a注意： 在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。
13(4)电压U与电动势E的关系:|E|=|U|=4VEUEUEUEUE=U=4VE=-U=4V-E=U=4V-E=-U=4V14图中标识的都是参考方向(正方向)++--15★ 2.4 欧姆定律U=±IRU、I 参考方向相同时，U、I 参考方向相反时，+U I+R U–U = IR–IRU = – IR通常让某个电路元件的 U、I 参考方向关联一致。
16例1：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。
+U=6VI2A+R U=6VI–2AR–(a)–(b)解：对图(a)有, U = IR;U 6 所以 : R = = = 3Ω I 2对图(b)有, U = – IR; 所以 : R = − U = − 6 = 3Ω I −217★ 2.5 功率P=±UI• 单位时间内电场力所做的功，为电功率(P)，单 位为W。
• 当电压、电流的参考方向关联一致时, P=+UI； • 当电压、电流的参考方向不一致时, P=-UI18★ 如何判别元件是电源还是负载？I★ 根据P值进行判别a R b + U _+ E _U、I 参考方向相同，P =UI > 0，消耗功率，负载； P =UI < 0，发出功率，电源。
U、I 参考方向不同，P =-UI > 0，消耗功率，负载； P =-UI < 0，发出功率，电源。
19例2：• I1=( )；I=( )； • 判断3V电源是发出功率还是吸收功率?（ ）I＋Is =1A＋3V－－1 VI11Ω202.6 电路中电位的概念及计算电位：电路中某点A至参考点O的电压，记为“VA”.UAO=VA-VO; VA=UAO (VO=0) • 常用符号： 电工工程：大地 ； 电子电路：导线的交汇点“ ” 或“ ” 电位的计算步骤: (1) 选参考点，设其电位为0； (2) 标出电流参考方向； (3) 计算各点至参考点间的电压。
21c20Ωa5Ωd4A + E1 6Ω 140V − 结论：b6A + E2 10A − 90V(1)电位是相对的，取决于参考点的选取; (2)两点间的电压是固定的，与零电位参考点的选取无关; (3)借助电位的概念可作简化电路图： 5Ω d c 20Ω +140V +90V 6Ω22例3 图示电路，计算开关S断开和闭合时A点的电位VA +6V 解: (1)当开关S断开时 电流 I1 = I2 = 0， 电位 VA = 6V。
(2)当开关闭合时,如图(b) 电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V。
+ 6V –电流在闭合 路径中流通I1S2kΩ 2kΩI2(a)A2KΩ2kΩI1I2(b)A233. 实际电源的等效变换3.1 电阻的串联I + U – I + U – R 特点: + 1)各电阻一个接一个地顺序相联； U1 R1 2)各电阻中通过同一电流； – + 3) 等效电阻等于各电阻之和； U2 R 2 R =R1+R2 – 4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。
两电阻串联时的分压公式： R1 R2 U1 = U U2 = U R1 + R2 R1 + R2 应用：降压、限流、调节电压等。
243.2 电阻的并联I + I1 U – I + U – R I2 R1 R2 特点: (1)各电阻联接在两个公共的结点之间； (2)各电阻两端的电压相同； (3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和； 1 1 1 = + R R1 R2 (4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。
R2 I1 = I R1 + R2两电阻并联时的分流公式：R1 I2 = I R1 + R225应用：分流、调节电流等。
3.3 电压源与电流源及其等效变换3.3.1 恒压源(理想电压源)I + E _+UU E RL O I 外特性曲线–特点: 输出电压是一定值，U ≡ E 设 E=10V，接上RL后，恒压源对外输出电流， 例： 当RL=1Ω时, U=10V, I=10A; 当RL=10Ω时, U=10V, I=1A 外特性：电压恒定，电流随负载变化26电压源: 由恒压源E和内阻 R0串联的电路模型。
+ E R0 电压源模型 I+U E RL恒压源 电压源U–I O 电源的外特性曲线由上图电路可得: U = E – IR0 若R0=0, 恒压源:U≡E 若R0<<RL, 近似为恒压源,U≈E273.3.2 恒流源(理想电流源)I+U RLOISU–IS 外特性曲线I特点: 输出电流是一定值，I ≡ IS 例： 设 IS = 10A，接上RL 后，恒流源对外输出电流， 当RL=1Ω时, I=10A, U=10V; 当RL=10Ω时, I=10A, U=100V 外特性：电流恒定，电压随负载变化。
28电流源: 由恒流源 IS和内阻R0并联的电路模型。
I+U0=ISR0 RL OU电流源ISR0U U R0–恒 流 源电流源模型IS 电源的外特性曲线IU 由上图电路可得: I = IS − R0 若R0=∞, 恒流源: I≡IS若R0 >>RL,近似为恒流源，I≈IS293.3.3 电压源与电流源的等效变换等效变换: 不改变电路中外电路的电量，等效表示原电路+ E – R0 电压源 由图a：U = E－ IR0 等效变换条件: E = ISR0 E IS = R0 I I IS U R0 UURLR0RL电流源 由图b：U = ISR0 – IR0s.t. E与IS的极性一致30②等效变换时，E 、I S 极性要一致；③恒压源与恒流源之间无等效关系。
①等效关系只对外电路而言，对电源内部不等效。
注意事项例：当R L =∞时，电压源R 0不损耗功率，而电流源R 0损耗功率。
④一个E 和R 串联，可化为一个I S 和R 并联。
R 0+–E a b I S R 0a b R 0–+E a b I S R 0a b对外电路的电量计算而言，进行等效变换时：•可以断开与恒压源并联的支路或元件；•可以短接与恒流源串联的支路或元件；•若进行电源内部的分析，应恢复原电路。
例4 求下列各电路的等效电源解:+–a bU2Ω5V (a)+−+–abU 5V (c)+−a+-2V 5V U+-b2Ω(c)+−(b)a U 5A2Ω3Ωb +−(a)a +–5V3Ω2ΩU +−a5Ab U 3Ω(b)+−例5 试用电压源与电流源等效变换的方法计算2Ω电阻中的电流。
(并联部分转换成电流源；串联部分化成电压源）A1A 22228=++−=I 解:–8V +–2Ω2V +2ΩI(d)2Ω由图(d)可得6V 3Ω+–+–12V 2A 6Ω1Ω1Ω2ΩI(a)2A3Ω1Ω2Ω2V +–I2A6Ω1Ω(b)4A2Ω2Ω2Ω2V +–I(c)例6解：统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1Ω电阻中的电流。
2 Ω+-+-6V 4V I2A3 Ω4 Ω6 Ω1Ω2A3Ω6Ω2AI4Ω2Ω1Ω1AI 4Ω2Ω1Ω1A2Ω4AA2A 3122=×+=I 解：I 4Ω2Ω1Ω1A2Ω4A1ΩI 4Ω2Ω1A 2Ω8V +-I4Ω1Ω1A 4Ω2AI2Ω1Ω3A例7电路如图。
U 1＝10V ，I S ＝2A ，R 1＝1Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，R ＝1Ω。
(1) 求电阻R 中的电流I ；(2)计算恒压源U 1中的电流I U1和恒流源I S 两端的电压U IS ；(3)分析功率平衡。