电路学课件：第一章 电路的基本概念和定律

线性电阻：VAR为过原点的一条直线。 非线性电阻： VAR特性为u-i平面上的一条曲线。
时不变电阻： VAR特性与时间无关。 时变电阻： VAR特性与时间有关。
线性时不变电阻是我们学习的重点，简称 电阻，符号为R，其即表示电阻元件，又表示 元件的参数。
iR
u
u Ri
u
0
i
3、线性电阻的性质：
1）欧姆定律：u、i 为关联参考方向时，
i u
3. 电功率(Electric-Power)：电场力做功的速率,也
称瞬时功率。
若u , i为关联参考方向
p(t) dw dt
dw u dq
p吸 ui，p发 －ui
P吸﹥0, P发﹤ 0表示元件吸收功率 P吸﹤0, P发﹥ 0表示元件发出功率
p(t) u(t)i(t)
i dq dt
七、常用电路仿真软件 美国Synopsys公司的Saber
第一章 电路的基本概念和定律
第一节 电路(Electric Circuits)和 电路模型(Electric Model)
1. 实际电路：若干电气器件(Electric devices)按照一 定的方式相互联系而成的整体。
2. 实际电路的功能： 1) 实现电能（力）的传输与分配； 2) 实现电信号的传输和处理。
3. 电路模型：理想电路元件(Electric Element）相互 连接而成，是对实际电路的抽象。
理想元件： 在一定条件下，对实际电气器件忽 略次 要性质，用足以表征其主要性能的模型来表示，这 种模型各自都有精确的定义。
●电阻元件R —反映电能的损耗； ●电感元件L —反映磁场能量的储存； ●电容元件C —反映电场能量的储存； ●电压源US ，电流源 IS ； ●受控源, 运算放大器。 集总参数(Lumped Paramertes)元件：电路中某一 物理现象集中在一个元件中发生的。
（3）期末考试 70％
六、参考文献
《电路基础》陈洪亮等, 上海交大 , 2007.5 《简明电路分析基础》李瀚荪编，北京理工， 2002.7 《电路》第五版，邱关源编著，罗先觉修订, 西交 大，2006.5 《Fundamentals of Electric Circuits》 Charles K.Alexander，Matthew N.O.Sadiku, 清华大学出版社 , 2000 《电路学习指导与习题精解》邢丽冬、潘双来编， 清华大学出版社 , 2008.12
2. 电压(Voltage)： 电埸力移动单位正电荷所作的功 .
1) 电压的实际方向：高电位指向低电位。
2) 电压的参考方向：为指定的方向。
3) 电压参考方向，借助电压的代数表达式，才能说明
电压的实际方向。
i dq
u dw
u i a
元件
b
dt
dq
关联参考方向
某一段电路或某一个元件，电流从标 以电压“+”极性端流入，从标以“－” 极性端流出，电压的参考方向与电流 的参考方向一致，称为关联参考方向。
火电厂
水电厂
核电厂
风力发电厂
太阳能发电厂
潮汐发电厂
地热发电厂
沼气发电厂
垃圾发电厂
电路 Electric Circuits
电路理论基础
☆电路理论基础是电类专业本科生接触的首 门技术基础课程。
☆ 电路理论是电类各专业共同的理论基础。 ☆电路基本概念、基本理论、基本分析方法 及初步实验技能, 是学习后续有关专业基础课 程及专业课程的必备知识。 ☆为从事电气工程及相关科研技术工作打下基 础。
电路
数模 字拟 电电 子子 技技 术术
信号与线性系统 自动控制原理
工 微程 机电 原磁 理场
不同电类专业方向的专业课程
一、电（electric）: 是一种能量（ energy ）形式.应用在工农业生
产、科研、军事、交通等领域。
电能的特点:
（1）便于与其它形式的能量相互转换； 煤 水 核 风 太阳能 潮汐 地热 沼气 垃圾 燃料
u=R i， i=G u
R=0 (有i 无u) → 短路(SC)
（2）便于传输，经济、方便、迅速；
有线
无线
（3）便于控制，通过具体电路实现。
二、实际电路
电设备构成整体，实现电能的转换、传输或控 制，完成能量传输和信号处理任务。例如： （1）电力系统(智能电网)：
实现电能的生产、传输、分配与消费。
（2）通讯系统： 实现电信号的传输、处理和再现。
（3）航空电源中各种变换器: AC-DC DC-AC DC-DC AC-DC-AC
若u , i为非关联参考方向
p发 ui，p吸 －ui
P吸﹤ 0, P发﹥ 0表示元件发出功率
P吸﹥ 0, P发﹤ 0表示元件吸收功率
4. 电能量(Electric- Energe)：电功率的积分。关
联参考方向下，电路元件在t 0到t的时间内吸 收的能量为：
t
t
W (t0 , t)
p( )d( )
集总假设条件：实际电路的外形尺寸远小于电源正常 工作频率所对应的电磁波的波长 。
第二节 电路中基本电气量及特性
1. 电流(Current)：单位时间内通过元件的电荷数。
1) 电流的实际方向：正电荷移动的方向。
2) 电流的参考方向：为指定的方向。
3) 电流参考方向，借助电流的代数表达式，才能说明
电流的实际方向。
（4）计算机主板电路：CPU、接口、总线
三、电路理论：复杂电路和简单电路遵循着相 同的运动规律，具有基本的共性，电路理论就 是研究电路本质、内在的基本规（1）基本概念
（2）基本定理、定律
（3）基本分析方法 （4）基本应用
五、电路理论基础考核方法
（1）作业 15％ （2）抽查 测验 15％
t0
u( )i( )d( )
t0
例：已知u=－30V，i=5mA,求该元件的功率。
解：u，i为非关联参考方向
i u
p发 ui＝(30) 5 0.15W(实际吸收)
p吸 －ui＝－（－30） 5＝0.15W(实际吸收)
W (1,5) 0.6(J)
第三节 电路中基本电气元件 一、电阻元件(Resistor) 1、定义：载流导体或半导体会因发热而消耗电能， 可将其抽象为电阻元件。 2、VAR：任一时刻 的电压和电流的关系为伏安关 系，由u-i平面的一条曲线确定，称作伏安特性曲线。