电路第一章

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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

电路原理第一章

(2) 设电流参考方向如 (c) 并在c点画上接地符号并在点画上接地符号
q 4 I = = − = −2 A t 2
= = W W
ac
电位：电位：
V V V
a
q
bc
=
8 + 12 4
= 5V
b
q
12 = 4
= 3V
c
= 0
(c为参考点为参考点) 为参考点
U
ab
所以电压：所以电压：
= V a − V b = 5 − 3 = 2V
dw ( t ) p (t) = dt
由： u ( t ) = d w ( t )
对于实际电路，根据它的电气特性，对于实际电路，根据它的电气特性，由电路元件来抽象出它的电路模型的过程称为电路的建模。电路的建模时，的建模。电路的建模时，常需要用到理想化来化简电路；来化简电路；另一方面还需注意电器部件在不同工作条件下的电气特性不一定相同，不同工作条件下的电气特性不一定相同，因而相应的电路模型也会不同。而相应的电路模型也会不同。
选择的参考方向不同，选择的参考方向不同，则列出的电路方程也不一样，得到方程的解也不尽相同，不一样，得到方程的解也不尽相同，但这些解应该是大小相等而只存在着符号的差异。解应该是大小相等而只存在着符号的差异。综合解的符号和参考方向，综合解的符号和参考方向，这些不同的电路方程的解所表示的实际电流或电压应该是完全一致的。全一致的。习惯上，电阻、电容、习惯上，电阻、电容、电感等元件支路上的端电压和流经电流取为关联参考方向。端电压和流经电流取为关联参考方向。
抽象的电路元件用来体现单纯的电性质：抽象的电路元件用来体现单纯的电性质：导线----导通电流导线导通电流电源----提供电能电源提供电能电阻----消耗电能电阻消耗电能电容----以电场形式储存电能电容以电场形式储存电能电感----以磁场形式储存电能电感以磁场形式储存电能这样就可以用理想化的电路元件来表示实际物理电器件的某一方面电磁特性，理电器件的某一方面电磁特性，而以其组合在电路模型中来综合表示该实际物理电器件及其构成的电路。构成的电路。

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。

电路课件_第1章(第五版_邱关源_高等教育出版社)

+
+
_
（2）电压、电流的参考方向关联；
+
u
P uS i
吸收功率，充当负载
_
物理意义：电场力做功，电源吸收功率。
例
计算图示电路各元件的功率。
R 5
5V
_
i
_
PR Ri 5 1 5W
2
满足：P（发）＝P（吸）
+
10V
uR
+
_ +
解
uR (10 5) 5V
i
§1-3 电功率和能量(power)
一.电功率电压的定义：电流的定义：
dW u dq
dq i dt
电功率：
dW u dq u i dt p u i dt dt dt
(Watt，瓦特) (Joule，焦耳)
功率的单位：W (瓦) 能量的单位： J (焦)
二.判断元件是吸收功率还是发出功率
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；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
§1-2 电流和电压的参考方向
一、问题的引入
电流方向？
考虑电路中每个电阻的电流方向
5Ω 3Ω
10V
9V
1.2 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中对基本物理量规定的方向物理量电流 I 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、 μV

电路第一章

绪论1. “电路分析”是电类（强电、弱电）专业本科生必修的重要的是电气程专业的主本课程的地位修的一门重要的专业基础课。

是电气工程专业的主干技术基础课程。

通过对本课程的学习，使同学们基本论分析计算电路的掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的基本技能，为后续课程准备必要的电路知识知识。

前续课程高等数学大学物理等前续课程：高等数学、大学物理等。

后续课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等与系统等。

3.研究的内容●电路理论的研究体系：电路分析(analysis)：在给定的激励(excitation)下，求结构已知的电路的响应(response)。

激励给定响应待求？电路已知re电路综合(synthesis)：在特定的激励下，为了得到预期的响在特定的激励为得到预期的响应而研究如何构成所需的电路。

激励已知目标给定电路未知re●电路分析(analysis)研究内容：以电路模型为基础，编写描述电路的方程式，通过响应的求解、分析，认识已知电路的功能和特性。

根据所分析电路的不同可分为：1、电阻电路分析；2、动态电路分析；动态电路分析3、正弦稳态电路分析4、二端口网络二端口网络（简单电路）5. 教材及主要参考书1.教材：12006［］邱关源，《电路》，高等教育出版社，第五版，2.参考书：［2］汪缉光，刘秀成主编，《电路原理》（第二版），清华大学出版社。

［3］(美)尼尔森.《电路》.北京：电子工业出版社，20086. 具体要求及成绩评定⑴自主学习要求：⑵听课要积极主动⑶课后及时做思考题、作业，有问题及时课后时做考题作有问题时解决认真作业，必须独立完成；必须抄题目、画电路，电路图使用铅笔和尺子，下一节课前必须交上一节课的作业。

20 %平时成绩成绩评定标准：实验成绩期末考试20 %60 %（平时成绩：考勤、作业、课堂练习提问、答疑）第一章电路模型和电路定律第章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型.1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电路元件141.5电阻元件1.6电压源和电流源161.7受控电源1.8基尔霍夫定律教学目标１．牢固掌握电路模型和理想电路元件的特性。

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

电路第1章电路的基本定律

图1.15（b）
3、短路
图1.16（c）
短路电流：
IS
E R0
电源端电压： U 0
负载消耗功率：P 0
短路时，由于电源内阻R0很小，故短
路电流很大，电源所产生功率全部消
电耗源在短内路阻是上一。种非常严重的事故，应该
在电路中设置短路保护装置。
例1-4 。试
在图1.16所示电路中，已知E=100V，
例如，图示复杂电路各支路电流关系可写成： I1 I2 I3
或
I1 I2 I3 0
基尔霍夫定律不仅适用于电路中的任一节点，也可推广至任一封闭面如图1.19。
节点a： Ica Ia Iab
节点b：节点c：
Iab Ibc Ib
Ibc Ica Ic
图1.19 KCL推广形式
图1.18 复杂电路
1、基尔霍夫电流定律（KC L）任一瞬间流入某个节点的电流之和等于流出该节点的
电流之和。其表示式为
Ii I0
也可写成
Ii I0 Ii (I0 ) 0
I 0
也可表述成，任一瞬间流入某个节点的电流代数和为0。若流入节点的电流为正，那么流出节点的电流就取负。
图1.14 线性电容元件
1.3 电气设备的额定值及电路的工作状态
• 1.3.1 电气设备的额定值 • 1.3.2 电路的3种工作状态
1.3.1 电气设备的额定值
基本概念：
• 额定电流 I N ：为使电气设备工作温度不超过其最高允许温度，对电气设备长期运行时的最大容许电流设定了一个限制值，该限制值便是电气设备的额定电流。
• 信号的处理．如电话机、电视机、收音机等。将声音或图像信号转换成电信号经各种处理后，送到负载，负载再将电信号转换成声音或图像信号。

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

电工技术-第一章电路基础

电路的三种状态
❖ 例1-2-5 如图所示，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，求开关在不同位置时，电压表和电流表的读数各为多少。
❖ 解：
（1）开关接“1”号位置：短路 U=0(V)
E2 I短 r 0.2 10 ( A )
（2）开关接“2”号位置：断路 U=2 V I＝0 A。
（3）开关接“3”号位置：通路
（a）
（b）
（c）
稳恒直流电流、脉动电流与交流电流
(3)电流的测量
❖ 交、直流电流的大小分别用交、直流电流表进行测量。
测量直流：选定量程、串入电路、正进负出。测量交流：选定量程、串入电路、不分极性。
(4)电流的方向与正负
❖ 以正电荷移动的方向为电流的方向。
参考方向--假定的正方向电流值为正，电流实际方向与参考方向一致。
电压的测量
(5)电压的方向--- 由高电位端指向低电位端
❖ 对负载来说，规定电流流入端为电压的正端，电流流出端为电压的负端，电压的方向为由正端指向负端。
❖ 电压的方向在电路图中有两种表示方法，
用箭头表示
用极性符号表示
1)电压的参考方向
U>0
U<0
电压的参考方向和它的实际方向
2)关联参考方向----就是电流参考方向应与电压的参考方向一致
《电工技术》
第一章电路基础
1-1 电路的基本物理量
一、电流与电路 1.电荷： ❖ 电是一种能量；物体内所带的电称电荷。
❖ 存在于质子中的电称正电荷，存在于电子中的电称负电荷。
❖ 带有电荷的物体之间存在着相互作用力，且异性电荷相吸；同性电荷相斥。
❖ 电荷用字母Q表示，衡量其大小的单位称库仑(C)。1C 6.241018 个电子所带的电荷量。

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。

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1章电路的基本概念与基本定理

第1章电路的基本概念与基本定理电路理论是电工与电子技术的基本理论。

本章着重介绍电流和电压的参考方向、基尔霍夫定律及电路等效原理等。

通过本章内容的学习可了解和掌握电路中的基本概念和定律，为后续分析复杂电路打下一个基础。

1.1电路的基本概念在高中，我们学过电压、电流、电动势、功率以及欧姆定律等电路的基本概念。

但高中所学的这些电路理论往往解决不了一些复杂电路。

本节将进一步讲解其有关知识。

1.1.1电路的组成人们在日常生活中广泛地使用着各种电器，如热水器、电扇等。

要用电首先要有电源，然后用导线、开关和用电设备或用电器连接起来，构成一个电流流通的闭合路径。

这个电流通过的路径就叫电路。

电路的形式是多种多样的，但从电路的本质来说，其组成都有电源、负载、中间环节三个最基本的部分。

其中电源的作用是为电路提供能量，如发电机利用机械能或核能转化为电能，蓄电池利用化学能转化为电能，光电池利用光能转化为电能等；负载则将电能转化为其他形式的能量加以利用，如电动机将电能转化为机械能，电炉将电能转化为热能等；中间环节用作电源和负载的联接体，包括导线、开关、控制线路中的保护设备等。

图1-1所示的手电筒电路中，电池作电源，灯作负载，导线和开关作为中间环节将灯和电池连接起来。

1.1.2 电路模型实际电路由各种作用不同的电路元件或器件所组成。

实际电路元件尽管外形和作用千差万别，种类繁多，但在电磁性质方面却可以归为几大类。

有的元件主要是提供电能的，如发电机、电池等；有的元件主要是消耗电能的，如各种电阻器、电灯、电炉等；有的元件主要是储存电场能量，如各种电容器；有的元件主要是储存磁场能量，如各种电感线圈。

为了便于对电路进行分析的计算，我们常把实际元件加以理想化，忽略其次要的因素用以反映它们主要物理性质的理想元件来代替。

这样由理想元件组成的电路就是实际电路的电路模型，简称电路。

手电筒电路的电路模型如图1-2所示。

用来表征上述物理性质的理想电路元件（今后理想两字常略去）分别称为恒压源U S 、恒流源I S 、电阻元件R 、电容元件C 、电感元件L 。

电路课件第一章(第五版邱关源)

叠加定理
总结词
叠加定理是一种将复杂电路问题分解为多个简单电路问题的方法，通过分别求解各个简单电路问题，最后得到复杂电路的总响应。
详细描述
叠加定理的基本思想是将原电路分解为多个独立电源的简单电路，分别求解各个简单电路的响应，然后将各个响应叠加起来得到原电路的总响应。这种方法适用于任何线性时不变电路，可以大大简化复杂电路的分析过程。
正弦稳态电路的分析方法
总结词
正弦稳态电路的分析方法主要包括相量法、阻抗法和导纳法等。
详细描述
相量法是一种将正弦波形的电压和电流表示为复数形式的方法，通过相量图可以直观地分析电路的相位和幅度关系。阻抗法和导纳法则是将电路中的元件表示为阻抗或导纳的形式，通过代数运算来求解电路的电压和电流。
正弦稳态电路的功率
过渡过程的特性
过渡过程的特性包括时间常数、最大值、最小值、稳态值等，这些特性可以通过计
算或实验得到。
过渡过程的计算
过渡过程的计算需要使用动态电路的微分方程，通过求解微分方程可以得到过渡过程中电压和电流的变化情况。
过渡过程的应用
过渡过程的应用包括信号处理、控制系统、通信系统等领域，通过研究过渡过程可以更好地理解和控制系统的动态行为。0102Fra bibliotek0304
电阻器
限制电流流动，将电能转换为热能。
电容器
储存电荷，具有隔直通交的特性。
电感器
储存磁能，具有隔交通直的特性。
二极管
单向导电，用于整流、开关等应用。
电路的基本物理量
电流
电压
功率
电阻
单位时间内流过导体的电荷量，用符号I表示。
电场力将单位正电荷从一点移动到另一点所做的功，用符号U表示。

电路第一章

第一章电路模型和电路定律§1－1 电路和电路模型1．实际电路实际电路——由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。

图1是最简单的一种实际照明电路。

它由三部分组成：1）提供电能的能源（图中为干电池），简称电源或激励源或输入，电源把其它形式的能量转换成电能；2）用电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。

3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产生的电压和电流称为响应。

任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。

图1 手电筒电路实际电路功能：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）。

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。

2．电路模型电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）的电磁性能的理想电路元件或它们的组合。

理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。

发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为：1）消耗电能；2）供给电能；3）储存电场能量；4）储存磁场能量假定这些现象可以分别研究。

将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征，有如下几种基本的理想电路元件：1）电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。

2）电容——反映产生电场，储存电场能量的特征。

3）电感——反映产生磁场，储存磁场能量的特征。

4）电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件需要注意的是：1）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；2）同一实际电路部件在不同的工作条件下，其模型可以有不同的形式。

如在直流情况下，一个线圈的模型可以是一个电阻元件；在较低频率下，就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟；在较高频率下，还应计及导体表面的电荷作用，即电容效应，所以其模型还需要包含电容元件。

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

电路第一章

第一章电路的基本概念和基本定律

电路原理第一章

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电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律

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