第1章电路的基本概念与基本定律

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1电路的基本概念与基本定律-电工电子学

(b) 电流从“+”流入，故为负载；
(c) 电流从“+”流入，故为负载；
(d) 电流从“+”流出，故为电源。
2.功率与功率平衡
功率设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电
路的电流为 I，则这部分电路消耗的功率为:
P UI
W为瓦[特] KW为千瓦
功率平衡：由U＝E－R0I得 UI＝EI－R0I2
返回
物理量参考方向的表示方法
I
a
电池
灯泡
+ EU
_
+
R
Uab
_
b
电压
正负号箭头双下标
a + U_ ab b
电流：从高电位指向低电位。
a
Uabb
I
Uab（高电位在前， + R -
低电位在后）
1.4 欧姆定律
欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
＋ I
U －
U＝RI （a）
I1 R1
c
+ U3
E1 U1
R2 I2
a
d
- - U4 +
U1＋U4＝U2＋U3
U2 E2 U1－U2－U3＋U4＝0
即 U＝0
电位降取正
b
电位升取负
上式可改写为
I1 R1
c
+ U3
R2 a
- - U4
I2
d
+
E1－E2－R1I1＋R2I2＝0 E1
U1
或 E1－E2＝R1I1－R2I2
U2 E2
U＝E1－U1＝E1－IR01
E1＝U＋R01I＝220

第一章电路的基本概念和基本定律

电路：电流的通路.
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

电路原理第1章电路的基本概念与基本定律

1.2.3 电功率
1. 电功率的定义电功率的定义图1.11(a)所示方框为电路中的一部分a、b段，图中采用了关联参考方向，设在dt时间内，由a点转移到b点的正电荷量为dq， ab间的电压为u，根据对式(13)的讨论可知，在转移过程中dq失去的能量为
dω (t ) = u (t )dq (t )
I1 a b I3 I2 c
d
图1.4例1.1图
1.2.2 电压及其参考方向电压及其参考方向 1. 电压的定义及单位
u=
dω dq
（1—3）
在电路中，电压的单位为伏特，简称伏(V)，实用中还有千伏(kV)，毫伏(mV)和微伏(µV)等。 2. 用电位表示电压及正负电压的讨论（1—4）（1）如果正电荷由a点移到b点，获得能量，由a点到b点为电位升(电压升)，即 u ab = u a − ub < 0 （2）如果电荷由a点移到b点，失去能量，则a点为高电位端 (正极)， b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降)，即 u ab = u a − ub > 0 3.直流电压的测量直流电压的测量在直流电路中，测量电压时，应根据电压的实际极性将直流电压表跨接在待测支路两端。
电路模型与电路图所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件符号画在平面上形成的图形称作电路图。图1.1就是一个最简单的电路图。
＋ US － RS RL
图1.1电路模型图
1.2 电路变量
电学中几个重要的物理量，如：电流电压电功率电流、电压电功率和电流电压、电功率电能量等是研究电路过程中必然要涉及的电路变量。电能量 1.2.1 电流及其参考方向 1. 电流的表达式及单位 dq i= （1—1） dt q （1—2） I= t 国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单位是秒(s)，电流的单位是安培，简称安(A)，实用中还有毫安(mA)和微安(µA)等。

第1章电路的基本概念和基本定律

第1章电路的基本概念和基本定律
1.1 电路的基本概念 1.2 电路的工作状态及最大功率传输 1.3 电路的基本元件 1.4 基尔霍夫定律及其应用习题
第1章电路的基本概念和基本定律
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成与模型 1. 电路是电流的通路，它是根据不同需要由某些电工设备
或元件按一定方式组合而成的。电路通常由电源或信号源、中间环节和负载组成。
第1章电路的基本概念和基本定律
1.1.3 在分析电子电路时，常用电位这个概念。譬如二极管，
只有当它的阳极电位高于阴极电位时，管子才导通，否则截止。分析三极管的工作状态时，也常要分析各个极的电位高
第1章电路的基本概念和基本定律两点间的电压表明了两点间电位的相对高低和相差多少，但不表明各点的电位是多少。要计算电路中某点的电位，就要先设立参考点。参考点的电位称为参考电位，通常设其为零。其他各点电位与它比较，比它高的为正电位，比它低的为负电位。电路中各点电位就是各点到参考点之间的电压，故电位计算即电压计算。
第1章电路的基本概念和基本定律
又如一台直流发电机，标有额定值10 kW，230 V，实际使用时一般不允许所接负载功率超过10 kW，实际供出的功率值可能低于10 kW。
在一定电压和额定功率范围内，电源输出的功率和电流决定于负载的大小，就是负载需要多少电源就供多少，电源通常不一定工作在额定工作状态。对电动机也是这样，它的实际功率和电流决定于其轴上所带机械负载的大小，通常也不一定处于满载状态，但一般不应超过额定值。电源设备工作于额定状态时称满载运行。
第1章电路的基本概念和基本定律电能或电信号的发生器(信号源)即为电源。如图 1.1.1(a) 所示的电力系统，发电机是电源，是供应电能的，它可以将热能、水能或核能转换为电能。电池也是常用的电源，可将化学能或光能转化为电能。电压和电流是在电源的作用下产生的，因此，电源又称为激励源，也称输入。

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。

第1章电路的基本概念与定律

第1章电路的基本概念与定律主要内容：1.实际电路的模型及其建立；2.电路中电流和电压的参考方向；3.电路的功率及能量吸收与发出的判断；4.电路中电阻、电感、电容、电源等理想电路元件的伏安特性；5.基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律。

学习要求：本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握。

1.了解电路模型概念、电路模型建立方法及其需要注意的问题；2.理解电路分析中电流电压参考方向的作用，掌握指定参考方向后电流电压的表示方法；3.掌握电路中功率与能量的计算方法以及电路元件吸收能量与发出能量的判断方法；4.掌握各种理想电路元件的伏安特性，能熟练灵活运用其伏安特性；5.深刻理解掌握基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律内容，能熟练灵活运用这两条电路基本定律。

本章重点：1. 电压电流的参考方向2. 元件的特性3. 基尔霍夫定律本章难点：1. 电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别;2. 理想电路元件与实际电路器件的联系和差别;3. 独立电源与受控电源的联系和差别. 计划课时：81.1 电路和电路模型一、实际电路 1.定义：为实现某种目的，由若干电器设备或器件按一定方式用导线连接而成的电流通路。

2.组成:~u i以手电筒照明电路为例,实际电路一般总由电源、负载、连接导线在部分组成。

其中，电源又称激励源或输入，它把其它形式的能量转换成电能，而又为电路的工作提供能源；负载也称用电设备，负载把电能转换为其他形式的能量；导线用来提供电流通路。

电路中产生的电压和电流称为响应。

3.实际电路的功能：1）进行能量的传输、分配与转换(如电力系统中的输电电路）。

2）进行信息的传递与处理(如信号的放大、滤波、调协、检波等等）。

注意：实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同，但遵循同一理论基础，即电路理论。

二、实际电路的电路模型及其建立方法1.实际电路的电路模型：电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，并用电流、电荷、电压、磁通等物理量来描述其中的过程。

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
返回
§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。
返回
§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：

电路的基本概念和基本定律

可缺少的三个组成部分。
2、电路的作用
（1）实现电能的传输和转换。
电源
中间环节
图1-1-2 电力系统
负载
将发电机发出的电能经过升压变压器、输电线、降压变压器传送到电动机，电灯或其他用电器。
（2）实现信号的接收、变换、传输和处理
图1-1-3 接收机电路
接收天线把载有语言、音乐、信息的电磁波接收后，经过调谐、检波、放大等电路变换或处理变成音频信号，驱动扬声器。
电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向, 电压的国际(SI)单位是伏特, 符号为V。常用的有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。
大小和方向都不随时间变化的直流电压, 用大写字母U表示。交流电压, 用小写字母u表示。
I a(+) 电流实际方向元件 b(-) a(+) I 电流实际方向元件 b(-)
§1.2.3 电动势
电源力:电源非静电力克服静电力做功本领大小的物理量克服电场力把正电荷不断地从负极b极移动到正极a极去，从而将其他形式的能量转换成电能。
图1-2-4电源力作功
电动势
电源力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功称为电源的电动势，用E(或ε )表示，即
dWab E＝ dq
导线直径d
4S
4 2.25 1.69mm 3.14
根据计算值，查电工手册可选出合适的导线。
§1.3.2电阻温度系数
定义
------温度变换1℃时其电阻的增加值与原来电阻值的比值
电阻的温度系数表示为：
R2 - R1 a= R1 (t2 - t1 )
R2 = R1[1+ a (t2 - t1 )]
1A 103 mA 106 A

第1章电路的基本概念与基本定律

1. 电阻的电压与电流的关系
u Ri
u、i 取关联参考方向
1 i u Gu R
u
i
i
R
伏安特性
+
单位
u
－
(Ohm，欧姆)
R 称为电阻，单位： (欧)
G 称为电导，单位：S (Siemens，西门子)
注
(1) 如电阻上的电压与电流参考方向非关联，则公式中应冠以负号；
B 电压、电流参考方向关联。
电压电流参考方向如图中所标，问：对A 、B两部分电路电压电流参考方向是否关联？
－
注
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 (2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注，在计算过程中不得任意改变。 (3) 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。
+
–
+
参考方向 U
–
+
实际方向
实际方向
+
U >0
U<0
电压参考方向的表示方法：
(1) 用正负极性表示
+
(2) 用双下标表示
U
A
UAB
B
关联参考方向
元件或支路的u，i采用相同的参考方向称为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i + U
关联参考方向
i U
非关联参考方向
+
例
i
＋
i A U B
i 答： A 电压、电流参考方向非关联；
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量。
dq i (t ) dt
def
单位
A（安培）、kA、mA、A

电路分析-第1章电路的基本概念和基本定律

Uad=φa—φd=10—(—3)=13V
Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V
以上用两种思路计算所得结果完全相同，由此可 (1) 两点之间的电压等于这两点之间路径上的
(2) 测Uab和Ubd的电压表应按图(b)所示跨接在待测电压的两端，其极性已标注在图上。
§1－3 电功率与电能
一、电功率 1. 定义图中表示电路中的一部分 a 、 b 段，图中采用了关联参考方向，设在 dt 时间内，由 a 点转移到b点的正电荷量为dq，ab间的电压为u，在转移过程中dq失去的能量为 d udq 因此，ab段电路所消耗的功率为
(a)开路状态；
(b)短路状态
§1－5电压源和电流源
例1.5 某电压源的开路电压为30V，当外接电阻R后，其端电压为25V，此时流经的电流为5A，求R及电压源内阻RS。解：用实际电压源模型表征该电压源，可得电路如图所示。即：设电流及电压的参考方向如图中所示，根据欧姆定律可得：
＋ 30 V － RS R I ＋ U －
U＝U －R I S S
(a)
(b)
内阻
电阻Rs表示实际电源的能量损耗
§1－5电压源和电流源
电路的两种特殊状态开路状态。如图(a)所示。此时不接负载，电流为零，端电压等于开路电压。可用开路电压和内阻两个参数来表征。
＋ US － RS － U＝UOC ＋＋ US － RS ISC ＝ UOC RS
§1－5电压源和电流源
U R I
根据
S S
U R I
25 5 5
U U R I
30 25 1 5
U S U 可得：R S I
§1－5电压源和电流源

电路的基本概念与基本定律

或按下面的方法计算该电路总的吸收功率为
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

电工学讲义资料第1章电路的基本概念与基本定律

电阻元件
总结词
电阻元件在电路中的作用是实现电压和电流的转换关系。
详细描述
在电路中，电阻元件可以用于实现电压和电流的转换关系。通过在电阻元件上施加电压，可以产生电流；同时，通过在电阻元件上施加电流，也可以产生电压。这种转换关系是线性电阻元件的基本特性之一。
电阻元件
总结词
电阻元件的参数包括标称阻值、额定功率和误差等。
需考虑三相之间的相位关系，以准确描述三相电压、电流的变化规律。
感谢您的观看
THANKS
VS
详细描述
在交流电路中，电感元件可以用于实现电磁感应和滤波等作用。通过选择适当的电感值，可以滤除电路中的高频噪声或干扰信号，提高电路性能；同时，电感元件也可以用于实现电磁感应，将磁场能转换为电能或热能等其他形式的能量。
电感元件
总结词
电感元件的参数包括标称电感、品质因数和误差等。
详细描述
电容元件是一种被动元件，其作用是存储电能。在电路中，电容元件通过电场来存储电能，从而控制电路中的电压和电流。电容元件的电容量通常由其电介质、极板面积和极板间距决定。
总结词
电容元件在电路中的作用是实现交流信号的滤波和耦合。
电容元件
• 详细描述：在交流电路中，电容元件可以用于实现信号的滤波和耦合。通过选择适当的电容值，可以滤除电路中的噪声或干扰信号，提高电路性能；同时，电容元件也可以用于耦合不同电路部分之间的信号，实现信号传输和控制。
电工学讲义资料第1章电路的基本概念与基本定律
目录
• 电路的基本概念 • 基本电路元件 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析
01
电路的基本概念
电路的组成
01

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。

第一章电路的基本概念与基本定律

元件
想想练练
电压、电位、电动势有何异同？
电功率大的用电器，电功也一定大，这种说法正确吗？为什么？
思考回答
在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减” 及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向， “相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
1.2.2 电压、电位和电动势
a
电动势E 只存在于电源内部，其大小反映了电源力作功的本领。其方向规定由电源 “负极”指向电源“正极” 。
S
I
R0
+
U
+ _
b E
RL
–
电压U是反映电场力作功本领的物理量，是产生电流的根本原因。电压的正方向规定由“高”电位指向“低”电位。
电位V是相对于参考点的电压。参考点的电位:Vb=0；a点电位： Va=E-IR0=IR
电压和电位的关系：Uab=Va－Vb
电动势和电位一样属于一种势能，它能够将低电位的正电荷推向高电位，如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量，其方向规定由电源负极指向电源正极，即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别

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。

第一章电路的基本概念和基本定律

不能充分利用设备的能力
降低设备的使用寿命甚至损坏设备
2、电源开路
A
C
I
E
U0
R
R0
B
D
特征
I=0 U=U0=E P=0
3、电源短路
IS
R1
E
U
R2
R0
特 U=0
I=IS=E/ R0
征 P = 0 PE = P = R0IS2
电流过大，将烧毁电源
R0
R1
I
E
U R2
有 I 视电路而定
源
电
路
U=0
短接
P<0，L把磁场能转换为电能，放出功率。
储存的磁场能
WL=
1 2
Li 2
L为储能元件
3、电容元件 i
uC
库仑（C）
q C= u
q 法拉（F）
（伏）V
q
若C为大于零的常数,
则称为线性电容。
电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数有关。C
=
S d
S —极板面积(m2) d —板间距离 (m) —介电常数(F/m)
2) 传递与处理信号
发电机
升压输电线降压
变压器
变压器
电灯电动机

话筒
扬声器放
大
器
1 电源
2 中间环节
3 负载信号源
负载
其它形式的能量电能
话筒把声音（信息）电信号
连接电源和负载，传输、分配电能扬声器把电信号声音（信
电能其它形式的能量
息）
电路的组成
发电机
升压输电线降压
变压器
变压器
一定值，而其两端电压U 是任意的, 由负载电阻和 IS确定，这样的电源称为理想电流源或恒流源。

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

第1章 电路的基本概念与基本定律

1电路的基本概念与基本定律-电工电子学

第一章电路的基本概念和基本定律

电路的基本原理(第一章)

电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律

第1章 电路的基本概念和基本定律

第1章(电路的基本概念与基本定律)

第1章 电路的基本概念与定律

第一章电路的基本概念和定律

电路的基本概念和基本定律

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电路分析-第1章 电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念与基本定律

电工学讲义资料第1章电路的基本概念与基本定律

电路的基本概念和基本定理

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电工电子第1章

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