电工技术ch1.电路的基本概念和基本定律

合集下载

《电工与电子技术》电路的基本概念和基本定律

第二节电路的基本物理量
第二节电路的基本物理量
第二节电路的基本物理量
通常电业部门用kW·h（千瓦时）测量用户消耗的电能。1kW·h（或1度电）
是功率为1kW的元件在1h内消耗的电能，即1kW·h = 3 600 000 J。
电气设备或元件长期正常运行的电流容许值称为额定电流，其长期正常运
行的电压容许值称为额定电压，额定电压和额定电流的乘积称为额定功率。
反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电源电动势使电源两
端产生电压。电源电压在数值上与电源电动势相等。在电路中，电动势常用E
表示。单位是伏（V）。电路中，电压的实际方向定义为电场力推动正电荷移
动的方向，也就是电位降低的方向。可用极性“+”和“－”表示，其中“+”
表示高电位，“－”表示低电位。也可用一个箭头或双下标表示，如Uab表示
到另一点所做的功为1焦耳时，该两点间的电压为1伏特。常用的电压单位还有
千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV）。
第二节电路的基本物理量
u ab

dw
dq
（1-4）
第二节电路的基本物理量
电路中的电流和电压由电源电动势维持。电源电动势是指在电源内部，
非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷所做的功。电源电动势是
称模型化），即在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要因素，把
它近似地看作理想电路元件。由理想电路元件组成的与实际电路元件相对应
的电路，并用统一规定的符号表示而构成的电路，就是实际电路的电路模型，
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
第一节实际电路和电路模型
理想电路元件（今后“理想”两字常略去不写）主要有理想电压源、理想

电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律一、电路基本概述1.电流流经的路径叫电路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的，它的作用是A：实现电能的传输和转换；B：传递和处理信号（如扩音机、收音机、电视机）。

一般电路由电源、负载和连接导线（中间环节）组成。

（1）电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置，如：发电机、电池和各种信号源。

（2）负载是将电能或电信号转换成其它形式的能量或信号的用电装置。

如电灯、电动机、电炉等都是负载，是取用电能的设备，它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。

（3）变压器和输电线是中间环节，是连接电源和负载的部分，它起传输和分配电能的作用。

2. 电路分为外电路和内电路。

从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路，称为外电路；电源内部的通路称为内电路。

3．电路有三种状态：通路、开路和短路。

（1）通路是连接负载的正常状态；（2）开路是R→∝或电路中某处的连接导线断线，电路中的电流I＝0，电源的开路电压等于电源电动势，电源不输出电能。

例如生产现场的电流互感器二次侧开路，开路电压很高，将对工作人员和设备造成很大威胁；（3）短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接，短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。

因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。

短路也可发生在负载端或线路的任何处。

产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。

为了防止短路事故所引起的后果，通常在电路中接入熔断器或自动断路器，以便发生短路时，能迅速将故障电路自动切除。

4、电路中产生电流的条件：（1）电路中有电源供电；（2）电路必须是闭合回路；5、电路的功能：（1）传递和分配电能。

如电力系统，它是由发电机，升压变压器，输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。

（2）传递和处理信号。

电工技术(西电第二版)第1章电路的基本概念与基本定律

第 1 章电路的基本概念与基本定律
图1-8 电动势与电压的方向
第 1 章电路的基本概念与基本定律
1.2.5 电能和电功率
当正电荷从电源正极经过元件移动到负极时，电场力要对电荷做功，这时元件吸收能量，此元件可看作是负载，如电阻等；反之，当正电荷从负极经过元件移动到正极时，外力做功，电场力做负功，这时元件对外释放电能，此元件可看作电源，如电池等。
第 1 章电路的基本概念与基本定律
在电源内部，电动势的实际方向是正电荷所受外力的方向，因此从低电位（负极）指向高电位（正极）。而电压的实际方向是正电荷所受电场力的方向，所以是从高电位（正极）指向低电位（负极），即在电源内部，电动势与电压方向相反。在电源内部，电流从低电位流向高电位，与电源外部电流方向相反。电动势的单位与电压相同，也用伏特（V）表示。电源电动势与电压的方向如图1-8所示。
第 1 章电路的基本概念与基本定律
信号电路在电子技术、电子计算机和非电量电测中广泛应用，其主要目的是实现信号（例如语言、音乐、文字、图像、温度、压力等）的传递、存储和处理。电视机就是通过有线或无线的方式接收电视信号，然后进行转换处理并输出图像和声音的。在这类电路中，虽然也有能量的传输和转换问题，但最主要的是信号传递的质量，一般要求传输的过程中信号不能失真，应尽可能准确、快速。
(3) ① 如果已知A、 B两a)所示，可证明如下
UAB=UAO+UOB=UAO－UBO=VA－VB 图1-6(a)中，电压UAB=VA－VB=2－(－4)=6 V。
第 1 章电路的基本概念与基本定律
② 电路中某一点的电位随参考点（零电位点）选择的不同而不同，但两点间的电压（电位差）不变。

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。

电工学 1 电路的基本概念和基本定律

U = Uab = Uac+ Ucb = US– IR
I US U R
(2) 一段有源电路欧姆定律
I a
U
b (b)
c 。 US
R
U = Uab = Uac+ Ucb = US + IR
I U S U R
1.4 电路的基本工作状态
1、通路
S
开关闭合，
+
接通电源与负载特征:
US -
I
US
I=0 U1 = US P= 0
电源端电压 ( 开路电压 ) 负载功率
3、短路
I
电源外部端子被短接特征:
+ FU
US
- U1
R0
FU
I US R0
短路电流（很大）
U1 = 0
电源端电压
P= 0
负载功率
Rl RL
Rl
PUs = P = I²R0 电源产生的能量全被内阻消耗掉
电气设备的额定值
1.2 电路的主要物理量
(1) 电流
定义：电路中电荷的定向有规则运动形成电流。
大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称电流，用 i 表示。
如果电流强度不随时间变化，则这种恒定电流简称为直流，用大写字母 I 表示。单位：安培(A), 千安(kA), 毫安(mA),微安(μA) 实际方向：正电荷运动的方向
b
单位：伏(V)，千伏 (kV)，毫伏 (mV)，微伏(μV)
实际方向：电源内部从低电位指向高电位。
（电位升方向）
(4) 电功率
根据焦耳定律可以推导出电功率等于电压和电流
的乘积，即
P U I
单位: MW, kW, W，mW等

电工电子经典课件之Ch.1电路基本概念、定律

参考方向可以任意规定而不影响计算结果。电流参考方向和电压参考方向可以分别独立地规定。
18
Chapter 1
电路的基本概念和基本定律
电路的基本概念
关联参考方向为了方便起见，常将电流和电压参考方向取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。 i
a
i
b a
+ u (a)关联方向
u + (b)非关联方向
33
Chapter 1
电路的基本概念和基本定律
电路的基本元件
1.2.3 电感元件（Inductor）
定Hale Waihona Puke ：电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。符号:
i
L + uL
L：电感参数，表征电感储存磁场能的能力。
L

i
Ψ
线性电感
i
单位: 亨利H、毫亨mH、微亨μH
34
Chapter 1
电路的基本概念和基本定律
元件吸收功率
P1 P3 P2 P4 P5 500 W
即电路中总的吸收功率=总的发出功率
可以验证功率平衡
26
Chapter 1
电路的基本概念和基本定律
电路的基本元件
1.2 电路的基本元件
电磁特性：线性元件和非线性元件
分类
能量特性：无源元件和有源元件端子数目：二端元件、三端元件等
3
Chapter 1
电路的基本概念和基本定律
电路的基本概念
1.1.1 电路和电路模型 1. 电路为了某种需要而电气设备和元器件按一定方式组合连接起来的电流通路。
开关、导线
汽车照明电路灯泡电池
4
Chapter 1

电工技术01 电路的基本概念和基本定理

R= U U1 +U2 U1 U2 = = + I I I I
R1
u1
R2
i
u2
u
R = R + R2 1
并联
i2
i1
R1
i
R2
U U 1 R=u = = I I1 + I2 I1 I2 + U U
1 1 1 = + R R R2 1
或
R R2 R= 1 R + R2 1
第一章. 第一章. 电路的基本概念和基本定理
2．电感元件的能量及功率磁场是具有能量的，它的能量密度 w = HB ，对 2 一个电感元件来说，它所具有的磁场能量 W 则为能量密度在整个磁场分布空间的积分
1 1 2 W = ∫ wdv = ∫ H dv = Li B 2 2
P=UI
表示发出功率
发出功率吸收功率
第一章. 第一章. 电路的基本概念和基本定理
1.2．基尔霍夫定律．基尔霍夫定律（Kirchhoff’s Law）是电路理论中最基本的定律，是电路分析的基础。它由基尔霍夫电流定律（又称第一定律，缩写为KCL）及基尔霍夫电压定律（又称第二定律，缩写为KVL）组成。
a b c d
术语：支路：电路中的每个分支称为支路，一条支路中各元件流过同一电流。
e
f
节点：三条或三条以上支路的联接点称为节点。回路：电路中的任一闭合路径称为回路。
第一章. 第一章. 电路的基本概念和基本定理
a b c d
e
f
bae、be、bc、cf、cdf
是支路，
ef 不是支路。
b、c 和 e（f）为三个节点。 abea，bcefb，cdfc，abcfea，bcdfeb，abcdfea 都是回路。

电工技术1电路的基本概念和基本定理

1.2 电压、电流及其参考方向
电工技术
一. 电流电流其数值等于单位时间内通过导体某一
横截面的电荷量。
随时间变化的电流定义为： i d q
dt
直流电流定义为：
I
=
Q t
电流的方向：规定正电荷移动的方向为电流的方向。
参考方向：在分析与计算电路时，任意假设的方向。
（正方向）
实际方向与参考方向的关系：
是电路理论的入门课程，是一门实践性较强的技术基础课
通过本课程的学习，能够掌握电路的基本理论和基本的分析方法，培养分析问题和解决问题的能力，为后续课程的学习以及以后从事的工程技术工作打下必要的基础
电工技术
第一章电路的基本概念和基本定律
1.1电路与电路模型 1.2电压、电流及其方向 1.3基尔霍夫定律 1.4 无源电流元件 1.5 有源电路元件 1.6电路的基本状态和电气设备的额定值
一条支路流过一个电流，称为支路电流。在同一条支路中，流过所有元件的电流都相等。结点：三条或三条以上支路的联接点。定律: 在任一瞬间，通过电路中任一结点的各支路电流的代数和恒等于零。
即：ＩK= 0
例： I1
I4
a

US1
R1 I2
R2R3
I3
U S3
对结点 a：
电工技术
0
0
电阻元件总是消耗电功率，故电阻是耗能元件。
2.电感元件
电工技术
实际电路元件都是一个物理实体，它们在工
作过程中所表现出的电磁性能和能量转换过程往往比较复杂，为了便于分析，常将实际电路元件用具有某一性能的理想电路元件或它们的组合表示，称为电路元件模型。
理想电路元件分为：有源元件和无源元件。

ch1电路基本概念

第1章电路模型和电路定律重点：电压、电流的参考方向2. 电路元件特性3. 基尔霍夫定律1.1 电路和电路模型电的特点1、电能是一种优良的能量形式便于转换、输送、控制；2、电信号是一种良好的信息载体电的应用技术电力技术（强电）——电能的产生、输送、分配、转换电子技术（弱电）——电信号的获取、传输、变换、处理电力系统中负载：电路——由实际元器件构成的电流的通路。

电路组成电源：可将其他形式的能量转换成电能、向电路提供电能的装置。

可将电能转换成其他形式的能量、在电路中接收电能的设备。

中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件统称为中间环节，如导线、开关及各种继电器等。

电路的功能电子技术中的电路可对电信号进行传递、变换、储存和处理。

的电路可对电能进行传输、分配和转换。

电的应用靠电路来实现性质的理想电路元件及其组合。

2. 电路模型(circuit model)s R LR s U 10BASE-T wall plate导线电池开关灯泡●理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想元件，可以用严格的数学表达式描述。

●电路模型路模型可表示为：实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。

i R RL 消耗电能的电特性可用电阻元件表征产生磁场的电特性可用电感元件表征由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素，因此L 可以忽略。

理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。

白炽灯电路几种基本的电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件；u = f (i)电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件； = f(i)电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件；q = f(u)电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件注●具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示；（如耗能元件都可用电阻表示）●同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式例3. 集总参数电路由集总元件构成的电路集总元件假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行集总条件λ<<d f(Hz)5025k 500M 30G λ(m)6x10612km 0.60.01f C =λ分布参数电路：电器器件的几何尺寸与其上通过的电压、电流的波长属同一数量级。

CH1电路的基本概念和基本定律

例1.5.1 在如图所示的电路中U=220V，I=5A， R01=R02=0.6 。（1）求E1和负载反电动势E2；（2）说明功率平衡。
+
E1 I+ E2
+
R01
U
R02
解：
-
(1)E1=U+R01I=220+0.6×5=223V E2=U-R02I=220-0.6×5=217V (2)因为E1=E2+I(R01+R02) ，等式两边同乘I得：左边=223×5=1115W 右边=217×5+5×5×1.2=1115W
• Uab=Va-Vb=10×6=60V • 若以b为参考点，Vb=0V，Va=60V • 若以a为参考点，则Va=0V,Vb=-60V
4A c 20 a 5 6A d
+
10A E1=140V b
+6ຫໍສະໝຸດ --E2=90V
4A c 20 a
6A d 5
+
10A E1=140V b 4A
+
6
-
-
E2=90V
c R1
a
I2 R2
d
+
E1
+
I3 R3 E2
-
-
b
g 5 i3 a i1 2 i6 3 6
S
i4 7
b
i5 8 c i2
e
9
f
1 d
4
uab + ubc + ucg + uga = 0
uac + ucg + uga = 0
电压定律的推广应用
• 回路回路中各段电压的代数和恒等于零 • 闭合回路可以推广应用于回路的部分电路

电工技术--第一章电路的基本概念与基本定律

第一章电路的基本概念与基本定律知识要点一、内容提要直流电路的基本概念和基本定理是分析和计算电路的基础和基本方法。

这些基础和方法虽然在直流电路中提出，但原则上也适用于正弦交流电路及其它各种线性电路。

并且，这些方法也是以后分析电子线路的基础。

本章重点讲述电路中几个基本物理量、参考方向、电路的工作状态及基本定律。

二、基本要求1.了解电路模型及理想电路元件的意义；2.能正确应用电路的基本定侓；3.正确理解电压、电流正方向的意义；4.了解电路的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额定值的意义；5.熟练掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电位的方法。

三、学习指导本章重点讲述了三个问题：电压、电流和参考方向。

同时，对克希荷夫定律和电路中电位的概念及计算进行了详细的分析推导和计算。

虽然这些问题都比较简单，但由于它们贯穿电工学课程始终，所以读者应通过较多的例题和习题逐步建立并加深这些概念，使之达到概念清晰，运用自如灵活，能解决实际问题的目的。

1.1 电路的组成及作用在学习本课程中，首先应掌握电路的两大作用（即强电电路电的传输、分配和转换；弱电电路中是否准确地传递和处理信息），及其三大组成部分（即电源、中间环节、负载）。

要特别注意信号源与一般电源的概念与区别：信号源输出的电压与电流的变化规律取决于所加的信息；电源输出的功率和电流决定于负载的大小。

1.2 电路模型由理想电路元件组成的电路；其中理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。

电源的电压或电流称为激励；激励在各部分产生的电压和电流称为响应。

1.3 电路的几个基本物理量若要正确地分析电路，必须先弄清楚电路中的几个基本物理量。

因为电流、电压和电动势这些物理量已在物理课中讲过，但是本章主要讨论它们的参考方向（正方向）和参考极性。

在本章学习的过程中应注意两点：第一，在分析任何一个电路中列关系式时，必须首先在电路图上标明电压、电动势和电流的参考方向和参考极性；第二，考虑电压和电流本身给定的正负，即要注意两套正负符号。

电路的基本概念与基本定律

第1章电路的基本概念与基本定律1.1 内容提要1．电路的基本概念（1）电路：由电工设备或元件按一定方式组合起来的电流的通路。

（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。

（3）电路的作用：①电能的传输与转换；②信号的传递与处理。

（4）电路的几个名词：支路、回路、结点。

2．电路元件与电路模型（1）电路元件：分为无源元件和有源元件。

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。

（a）独立电源：电源参数不受支配，是独立的。

分为理想电压源（恒压源）和理想电流源（恒流源）。

其参数值恒定，方向恒定。

（b）受控电源：电源参数受电路中某一电量（U或I）的支配和控制，其大小和方向与该电路（U或I）的大小和方向有关，不是独立的。

分为四程：VCVS、CCVS、VCCS 和CCCS（将在第2章中介绍）。

（2）电路模型：由理想电路元件及其组合构成的反映实际电路主要特性的电路。

实际电路的模型化是工程上常用的方法，它是对实际电路的逼真和模拟。

3．电路的基本物理量和电流、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、电动势、电位以及电功率等。

（2）电流、电压的参考方向：人为任意规定或假定的电流、电压的正方向。

引入参考方向后，电流、电压即成为代数量，根据电路结构和电路定律计算出来的结果为正时表明其参考方向与实际方向相同，为负时，则相反。

电压与电流参考方向取为相同时称为关联参考方向。

（3）电路的参考电位：人为规定的电路中的零电位点。

参考电位确定后，电路中各点电位有确定的值。

参考电位改变，各点电位值变化，但任意两点间的电位差不变。

即电位是相对的，电压是绝对的。

4．电路的基本定律电路的基本定律包括欧姆定律和基尔霍夫定律，是各种电路分析方法的基础。

（1）欧姆定律：表明电阻元件上电压与电流的关系。

U、I为关联参考方向时：U=IRU、I为非关联参考方向时：U=―IR（2）基尔霍夫定律：包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。

电工技术ch1.电路的基本概念和基本定律.

忽略 L
R
章目录上一页下一页
例如：手电筒电路
S
开关
电源
连接导线
E
+
–
R
负载
R0
电路实体
电路模型
用理想电路元件组成的电路，称为实际电路的电路模型。
章目录上一页下一页
又例如，荧光灯电路
i u
uL
镇流器
uE
辉光启动器
a)
灯管
u
镇L 流器页
常见的理想电路元件
(吸收）
R2 E2
PR2 I 2 R2 22 4 16W (吸收）
章目录上一页下一页
[例3] 电路如图所示，U1=14V， I1=2A， U2=10V， I2= 1A， U3=-4V， I4=-1A，求各方框电路中的功率，并说明是吸收功率还是发出功率。解：各方框电路的功率为：
电阻
电感
电容
电压源
电流源
章目录上一页下一页
1.3 电压和电流的参考方向
1. 电路基本物理量的实际方向物理学中对基本物理量的方向的规定物理量电流 I 电压 U 电动势E 实际方向正电荷运动的方向单位 kA 、A、mA、 μA
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)
1.4.1 电源有载工作 E_
a +
+
c
I
R
d
R0
b U E
U
_
1. 电压与电流 E I= R + R0
U = RI
或 U = E – R0I
当 R0 << R 时，则UE 说明电源带负载能力强

2、ch1 电路的基本概念与基本定律

– 基尔霍夫定律
– 这些都中学不曾接触过的！是本学期最基础的内容。
1.3 电阻元件
线性电阻的概念：遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。 U 即：R 常数 I 电路端电压与电流的关系称为伏安特性。 I/A 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。 o
U/V
负载大小的概念:
③ 电源输出的功率由负载决定。
负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)。
电气设备的额定值额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性； 2. 额定值表示电气设备的使用能力。例：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W 电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电气设备的三种运行状态额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理安全可靠) 过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏)
注意： 1．列方程前标注回路循行方向； 2．应用 U = 0列方程时，项前符号的确定：
如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。 3. 开口电压可按回路处理 B + 对回路1： + + E2 E1 电位升 = 电位降 – – 1 U BE E2 =UBE + I2R2 R2 R1 I2 U=0 _ I2R2 – E2 + UBE = 0 E
线性电阻的伏安特性
欧姆定律
U、I 参考方向相同时， U、I 参考方向相反时， + + U = – IR U=IR U I R U
– – 表达式中有两套正负号： ① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。

ch1电路的基本概念与基本定律

2021/3/4
总目录章目录返回上一页3 下一页
基尔霍夫电流定律(KCL定律)
在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结
点的电流。 I1 a I2
即: Ｉ入= Ｉ出或: Ｉ= 0
+ R1
R2 +
对结点 a：I1+I2 = I3
E1-
I3 R3
- E2
或 I1+I2–I3= 0
b
实质: 电流连续性的体现。
I1 a I2
对回路1：E1 = I1 R1 +I3 R3
&43;I3 R3 –E1 = 0
E1- 1 I3 R3 2 - E2 对回路2：I2 R2+I3 R3=E2
b
或 I2 R2+I3 R3 –E2 = 0
基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回
路中各段电压间相互制约的关系。
2021/3/4
电源与负载的判别
1. 根据 U、I 的实际方向判别
电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出，
负载：
（发出功率）；
U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。（吸收功率）。
2. 根据 U、I 的参考方向判别
U、I 参考方向相同，P =UI 0，负载；
P = UI 0，电源。
U、I 参考方向不同，P = UI 0，电源； P = UI 0，负载。
2021/3/4
总目录章目录返回上一页6 下一页
解：（1）各电流的实际方向和各电压的实际极性如图所示。（2）判断电源或负载，有两种方法：①用电压、电流实际方向判别：电压、电流实际方向相反为电源，发出功率；电压、电流实际方向相同为负载，吸收功率。②用电压、电流的参考方向计算：电压、电流的参考方向方向一致时，功率P=UI。若P>0 为负载；P<0为电源。

电工技术01—电路的基本概念与基本定律

参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。 i 参考方向
i>0 表示电流的参考方向与实际方向相同 i<0 表示电流的参考方向与实际方向相反例 I1 I1
10V I1 = 1A 10 10V I1 = -1A 10
注意：必须指定电流参考方向，这样电流的正或负值才有意义。
电流参考方向的两种表示：
一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下信号的波长。
例已知电磁波的传播速度 v=3×105 km/s
(1) 若电路的工作频率为 f=50 Hz，则周期波长 T = 1/f = 1/50 = 0.02 s
= 3×105 0.02=6000 km
(a) 二端元件
(b) 三端元件
(c) 四端元件
电阻的分类： 1. 线性电阻与非线性电阻其特性曲线为通过坐标原点的直线，称为线性电阻；否则称为非线性电阻。 2. 时变电阻与时不变电阻其特性曲线随时间变化的电阻，称为时变电阻；否则称为时不变电阻或定常电阻。
a) 线性时不变电阻 c)非线性时不变电阻
第1章电路的基本概念与基本定律
1.1
1.2 1.3
电路的作用与组成部分
电路模型电压和电流的参考方向
补充1 电功率补充2 电阻元件
1.4
1.5
欧姆定律
电源的有载工作、开路与短路
1.6
1.7
基尔霍夫定律
电路中电位的概念及计算
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，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形成的整体。 1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、转换与分配
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。

电工技术第一章电路的基本概念和基本定律

电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至 b点电场力所做的功。
u dW dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该
点移至参考点电场力所做的功。
电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点
的电位差。
Uab Ua Ub
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向
恒压源特性中变化的是：_____I________
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 _大__小____ 的变化，或者是__方__向___ 的变化。
②理想电流源（恒流源): RO= 时的电流源.
Ia
Uab
外
Is
U RL
特
I性
b
o
IS
特点：（1）输出电流 I 不变，即 I IS （2）输出电压U由外电路决定。
则P=PE 即U=E
一般情况下： PE= P +△P 即E=U+ △U
电源中产生的电能经负载等转换为非电能，为了描述能量的转换速率，经常用到另外一个物理量---电功率
I
A
U
R
B
关于功率性质的说明： U、I的参考方向一致当P=UI > 0时，该元件是负载性质，消耗功率。当P=UI < 0时，该元件是电源性质，输出功率。如果U、I的参考方向不一致，则情况相反。
中间环节：传递、分配和控制电能的作用
1.1.2 电路的组成部分
信号处理：
信号源:
放大、调谐、检波等
提供信息话筒
放扬声器
大
器
直流电源:
负载

Ch.1电路基本概念、定律

随机点名目录
返回
上一页下一页
电压参考方向的标注方式：
13.8.5
⑴用参考极性表示
电工电子学
chapter 1
17
⑵用箭头表示
+ u −
⑶用双下标表示 a
u
b
uab
中国石油大学电工电子教学中心
随机点名目录
返回
上一页下一页
6）关联参考方向
13.8.5
对于一个元件，电流和电压的参考方向，可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常将电流和电压参考方向取为一致，称关联方向，即电流从电压标以“+‖号的端点流入，并从标以“”号的端点流出；反之，如不一致，称非关联方向。 i
电工电子学
chapter 1
22
(2) 如果元件上的U、I为关联参考方向 p＝ui 0，吸收功率，负载； p = ui 0，发出功率，电源。如果元件上的U、I为非关联参考方向
p = －ui 0，吸收功率，负载； p = －ui 0，发出功率，电源。
注：用参考方向判断和用实际方向判断的结果一致
中国石油大学电工电子教学中心
随机点名目录
返回
上一页下一页
二、电路的基本物理量
13.8.5
电路的工作是以其中的电压、电流、功率等物理量来描述的。电流电压功率
电路的基本概念
9
中国石油大学电工电子教学中心
电工电子学
chapter 1
1.1
随机点名目录返回上一页下一页
1、电流(Current)（I，i）及参考方向
a I R U
电工电子学
chapter 1
20
中国石油大学电工电子教学中心