电工电子技术 第1章
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电工电子技术 西安电子科技大学出版社
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路与电路模型 1.2 电路基本元件 1.3 电压源和电流源 1.4 基尔霍夫定律
1.1.1 电路
1.1 电路与电路模型
为实现特定功能将相应电器设备按一定方式连接而 成的电流通路。 电源、负载和中间环节是电路的基本组成部分。
1.1 电路与电路模型 1.1.2 电路模型
电路分析中常见的三种最基本的理想电路元件模型 符号如图1.1-3所示。
图1.1-3 三种基本理想电路元件模型符号
1.1 电路与电路模型 任何实际电路都能用理想元件模型通过适当连接组 合构成实际电路模型。例如，图1.1-2所示的手电筒电路可 用图1.1-4所示的电路作为它的电路模型。
图1.1-4 手电筒电路的电路模型
1.1 电路与电路模型
一个实际电路要能用集总参数电路来近似表述，需 要满足的条件为；实际电路的尺寸d要远远小于电路工作时 的电磁波的波长l，即
其中
d
c
f
(1.1-1)
(1.1-2)
1.1 电路与电路模型 1.1.3 电流、电压及其参考方向
1. 电流及其参考方向
S
R0
+
U0
E
-
U1
R
电源
中间环节
负载
图1.1-1 最简单的电
1.1 电路与电路模型 日常生活中常见的手电筒电路就是一个简单的电路， 如图1.1-2所示。
图1.1-2 常见手电筒电路
1.1 电路与电路模型
按照功能电路可分为： (1)电力电路：主要完成电能的传输和转换。 (2)信号电路：主要完成电信号的传递和处理。
则这种电流称为恒定dq电流dt，=常简称数直流，常用大(1写.1字-4母) I来表示：
IQ t
(1.1-5)
1.1 电路与电路模型 如果电流大小和方向都随时间变化，则称为时变电流， 变化为周期性的称为交变电流，简称交流。如图1.1-6所示。
图1.1-6 直流电流与交流电流波形示意 图
1.1 电路与电路模型 2. 电压及其参考方向 电压的定义：单位正电荷(dq)由a点移动到b点电场 力做的功(dw)称为a、b两点的电压，用符号 U 、u表示， 则
1.1 电路与电路模型 3. 关联参考方向 在分析电路时，既要为电流选定参考方向，又要为电 压选定参考极性，彼此可以独立无关地任意选定。但为了分析 方便，常常采用关联的参考方向：电流的参考方向与电压降的 参考方向一致，如图(a)所示。在关联参考方向下，电路图上 只需标出电流的参考方向或电压的参考极性，如图 (b)、(c) 所示。
电压u的单位为伏特(V)，d其w他的常用电压单位有千伏(kV)、
毫伏(mV)以及微伏(μuaVb )。dq
(1.1-6)
1.1 电路与电路模型
电路中两点之间的电压也可以用两点之间的电位差 来表示。
ua、ub分别表示两点的u电ab位 ，ua即 au、b b两点与参(1考.1点-7)（零电位 点）间的电压。
所以元件B的电压与电流方向关联。
1.1 电路与电路模型
【例1.1-2】电路如图1.1-10(a)所示，其中，R=10Ω，i=2A。 分别求： （1）当a点为参考点时，Ua、Ub、Uc的值和Ubc； （2）当d点为参考点时，Ua、Ub、Uc的值和Ubc；
ai R b R c R d ai R b R c R d ai R b R c R d
电路中正电荷有规则移动形成电流。电流的大小用
电流强度来衡量，即单位时间内通过导体横截面的电荷量，
用符号
表示。
i(t) dq dt
i(t)
(1.1-3)
1.1 电路与电路模型 电荷的单位为库伦(C)，时间的单位为秒(s)，电流 的基本单位为安培，用符号A表示。
其他常用电流单位还有千安(kA)、毫安(mA)、微 安(μA)和纳安(nA)。
表示，如电压uab表示电压u的参考方向为由a点指向b点，即a
点为“+”，b点为“-”，并且有
。
uab uba
1.1 电路与电路模型
注意： （1）求解电路时，必须设定电流、电压的参考方向； （2）电路图中所标注的均为参考方向，不是真实方向；
（3）参考方向可任意选定，但计算过程中一经选定就不应 改变。
功率的单位是瓦p(特t)(W)d，w常用u的dq功率u单i 位还有兆(瓦1.(1M-W8))、千瓦 (kW) 、毫瓦(mW) 、微d瓦t (μWd)。t
图1.1-8 电压、电流关联的参考方向
1.1 电路与电路模型
【例1.1-1】在图1.1-9电路中，判断电压u和电流i是否关联？
i
+
A
u
B
-
解：对于元件A：电流从电压的“-”极流入，“+”极流出，
所以元件A的电压与图电1.流1-方9 向例非1关.1联-1。 电路图
对于元件B：电流从电压的“+”极流入，“-”极流出，
习惯上规定电压方向为由高电位指向低电位，即电位 降低的方向为电压的真实方向。
1.1 电路与电路模型 如果正电荷由a点移到b点获得能量，即能量增加， 则a点为低电位(负极)，b点为高电位(正极)，如图1.1-7(a) 所示；反之a点为高电位(正极)，b点为低电位(负极)，如 图1.1-7(b)所示。
1.1 电路与电路模型 在分析时，为列写表达式，须预先假定电流的参考方 向。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的真实方向。 图1.1-5为电流参考方向的两种表示方法。
ai
A
Leabharlann Baidu
b
(a) 箭头表示
iba
a
B
b
(b) 双下标表示
图1.1-5 电流及其参考方向
1.1 电路与电路模型 如果电流的大小和方向不随时间变化，即
图1.1-7 电压极性说明图
1.1 电路与电路模型
电压大小和方向都不随时间变化，则称为恒定电压 或直流电压，用U表示。
电压大小和方向都随时间变化，则称为时变电压， 周期性变化的称交流电压，用u表示。
1.1 电路与电路模型
电压的参考方向可以任意选定，在电路图中用“+”、
“-” 符号表示（如图1.1-7所示）；或用带下标的电压符号
（a）
（b）
（c）
解：（1）a为参考点图时1，.1如-1图0 1.1例-110.(1b-)2所电示路，则有
图
Ua 0 Ub iR (210) 20V Uc i(R R) [2 (10 10)] 40V Ubc Ub Uc 20V
1.1.4 电功率
1.1 电路与电路模型
功率是衡量能量变化率的物理量。单位时间内电路消耗 的能量称为电路的电功率，用p或P表示，即
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路与电路模型 1.2 电路基本元件 1.3 电压源和电流源 1.4 基尔霍夫定律
1.1.1 电路
1.1 电路与电路模型
为实现特定功能将相应电器设备按一定方式连接而 成的电流通路。 电源、负载和中间环节是电路的基本组成部分。
1.1 电路与电路模型 1.1.2 电路模型
电路分析中常见的三种最基本的理想电路元件模型 符号如图1.1-3所示。
图1.1-3 三种基本理想电路元件模型符号
1.1 电路与电路模型 任何实际电路都能用理想元件模型通过适当连接组 合构成实际电路模型。例如，图1.1-2所示的手电筒电路可 用图1.1-4所示的电路作为它的电路模型。
图1.1-4 手电筒电路的电路模型
1.1 电路与电路模型
一个实际电路要能用集总参数电路来近似表述，需 要满足的条件为；实际电路的尺寸d要远远小于电路工作时 的电磁波的波长l，即
其中
d
c
f
(1.1-1)
(1.1-2)
1.1 电路与电路模型 1.1.3 电流、电压及其参考方向
1. 电流及其参考方向
S
R0
+
U0
E
-
U1
R
电源
中间环节
负载
图1.1-1 最简单的电
1.1 电路与电路模型 日常生活中常见的手电筒电路就是一个简单的电路， 如图1.1-2所示。
图1.1-2 常见手电筒电路
1.1 电路与电路模型
按照功能电路可分为： (1)电力电路：主要完成电能的传输和转换。 (2)信号电路：主要完成电信号的传递和处理。
则这种电流称为恒定dq电流dt，=常简称数直流，常用大(1写.1字-4母) I来表示：
IQ t
(1.1-5)
1.1 电路与电路模型 如果电流大小和方向都随时间变化，则称为时变电流， 变化为周期性的称为交变电流，简称交流。如图1.1-6所示。
图1.1-6 直流电流与交流电流波形示意 图
1.1 电路与电路模型 2. 电压及其参考方向 电压的定义：单位正电荷(dq)由a点移动到b点电场 力做的功(dw)称为a、b两点的电压，用符号 U 、u表示， 则
1.1 电路与电路模型 3. 关联参考方向 在分析电路时，既要为电流选定参考方向，又要为电 压选定参考极性，彼此可以独立无关地任意选定。但为了分析 方便，常常采用关联的参考方向：电流的参考方向与电压降的 参考方向一致，如图(a)所示。在关联参考方向下，电路图上 只需标出电流的参考方向或电压的参考极性，如图 (b)、(c) 所示。
电压u的单位为伏特(V)，d其w他的常用电压单位有千伏(kV)、
毫伏(mV)以及微伏(μuaVb )。dq
(1.1-6)
1.1 电路与电路模型
电路中两点之间的电压也可以用两点之间的电位差 来表示。
ua、ub分别表示两点的u电ab位 ，ua即 au、b b两点与参(1考.1点-7)（零电位 点）间的电压。
所以元件B的电压与电流方向关联。
1.1 电路与电路模型
【例1.1-2】电路如图1.1-10(a)所示，其中，R=10Ω，i=2A。 分别求： （1）当a点为参考点时，Ua、Ub、Uc的值和Ubc； （2）当d点为参考点时，Ua、Ub、Uc的值和Ubc；
ai R b R c R d ai R b R c R d ai R b R c R d
电路中正电荷有规则移动形成电流。电流的大小用
电流强度来衡量，即单位时间内通过导体横截面的电荷量，
用符号
表示。
i(t) dq dt
i(t)
(1.1-3)
1.1 电路与电路模型 电荷的单位为库伦(C)，时间的单位为秒(s)，电流 的基本单位为安培，用符号A表示。
其他常用电流单位还有千安(kA)、毫安(mA)、微 安(μA)和纳安(nA)。
表示，如电压uab表示电压u的参考方向为由a点指向b点，即a
点为“+”，b点为“-”，并且有
。
uab uba
1.1 电路与电路模型
注意： （1）求解电路时，必须设定电流、电压的参考方向； （2）电路图中所标注的均为参考方向，不是真实方向；
（3）参考方向可任意选定，但计算过程中一经选定就不应 改变。
功率的单位是瓦p(特t)(W)d，w常用u的dq功率u单i 位还有兆(瓦1.(1M-W8))、千瓦 (kW) 、毫瓦(mW) 、微d瓦t (μWd)。t
图1.1-8 电压、电流关联的参考方向
1.1 电路与电路模型
【例1.1-1】在图1.1-9电路中，判断电压u和电流i是否关联？
i
+
A
u
B
-
解：对于元件A：电流从电压的“-”极流入，“+”极流出，
所以元件A的电压与图电1.流1-方9 向例非1关.1联-1。 电路图
对于元件B：电流从电压的“+”极流入，“-”极流出，
习惯上规定电压方向为由高电位指向低电位，即电位 降低的方向为电压的真实方向。
1.1 电路与电路模型 如果正电荷由a点移到b点获得能量，即能量增加， 则a点为低电位(负极)，b点为高电位(正极)，如图1.1-7(a) 所示；反之a点为高电位(正极)，b点为低电位(负极)，如 图1.1-7(b)所示。
1.1 电路与电路模型 在分析时，为列写表达式，须预先假定电流的参考方 向。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的真实方向。 图1.1-5为电流参考方向的两种表示方法。
ai
A
Leabharlann Baidu
b
(a) 箭头表示
iba
a
B
b
(b) 双下标表示
图1.1-5 电流及其参考方向
1.1 电路与电路模型 如果电流的大小和方向不随时间变化，即
图1.1-7 电压极性说明图
1.1 电路与电路模型
电压大小和方向都不随时间变化，则称为恒定电压 或直流电压，用U表示。
电压大小和方向都随时间变化，则称为时变电压， 周期性变化的称交流电压，用u表示。
1.1 电路与电路模型
电压的参考方向可以任意选定，在电路图中用“+”、
“-” 符号表示（如图1.1-7所示）；或用带下标的电压符号
（a）
（b）
（c）
解：（1）a为参考点图时1，.1如-1图0 1.1例-110.(1b-)2所电示路，则有
图
Ua 0 Ub iR (210) 20V Uc i(R R) [2 (10 10)] 40V Ubc Ub Uc 20V
1.1.4 电功率
1.1 电路与电路模型
功率是衡量能量变化率的物理量。单位时间内电路消耗 的能量称为电路的电功率，用p或P表示，即