电路第一章讲解
第一章电路的基本概念和基本定律
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
第一章 电路及基本元器件
U 0
根据列回路电压方程时，首先设定回路的绕行方向， 并标出各支路或元件的电 流与电压参考方向。当回路中 各段电压的参考方向与绕行方向一致时该电压取正；与回
路绕行方向相反时该电压取负。
电工电子技术基础 KVL应用于电路
(左)R1I1+R3I3-US1=0 (右)-R3I3-R2I2+US2=0
七、晶闸管
晶闸管是一种可控的大功率半导体器件，具有体积小、
重量轻、耐压高、容量大、效率高、控制灵敏等优点。
晶闸管的外部结构有三个电极：阳极A、阴极K和控制 极G（也称门极），晶闸管的图形符号如图1-10 所示。
图1-10
电工电子技术基础
八、集成电路
• 集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上
A i ＋ u －
B i
图1-5
电工电子技术基础 常见电感器的外型和图形符号
电工电子技术基础
三、电容元件
电容元件是实际电容器的理想化模型，它是反映在电 路中储存电场能量这一物理性能的理想元件。我们常将电
容元件简称为电容，它也是表征材料（或器件）储存电场
能量的一种参数。 电容元件的电容量与电容器上存储的电荷量q和它两 端的电压uC的关系为：
Vb=Vbe=1×(4+1)=5V Vc=Uce=1×1=1V
图1-23
电工电子技术基础 在电子电路中，电源的一端通常是接地的，为了作 图简便，习惯上不画电源，而在电源的非接地端标注其 电位的数值。图1-24（a）、图1-24（b）是等价的。
图1-24 电源接地电路
参考方向与数值的正负就可判断出电压的实际方向，如图1-2
所示。
电工电子技术基础 2、电动势 电动势描述的是在电源中外力做功的能力，它的大小 等于外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负极移动 到正极所做的功，用字母来表示。它的实际方向在电源内
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：
第1章 电路的基本概念与基本定律
1第1章电路的基本概念与基本定律1.11.1电路和电路模型电路和电路模型1.21.2电路中的基本物理量电路中的基本物理量 1.3 1.3 电阻电阻电阻、、电感电感、、电容元件 1.4 1.4 电压源和电流源电压源和电流源 1.5 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2实际电路是实际电路是为实现某种应用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成的电流通路。
实现电能的传输和转换 电力电路或强电电路实现信号的传递和处理 电子电路或弱电电路1.1 电路和电路模型一、电路的定义3负载电源电源（（或信号源或信号源）：）：）：提供电能提供电能提供电能（（或信号源或信号源））的部分的部分。
负载负载：：吸收或转换电能的部分吸收或转换电能的部分。
中间环节中间环节：：连接和控制它们的部分连接和控制它们的部分。
电路的组成中间环节4电路在工作时电路在工作时，，对电源来说对电源来说，，通常处于下列三种方式之一种方式之一：：负载负载、、空载和短路。
负载与电源接通负载与电源接通，，负载中有电流通过有电流通过，，负载电流的大小与负载电阻有关与负载电阻有关。
负载都是并联负载都是并联。
因此当负，负载电阻减小负载电阻减小，，负，即功率增大即功率增大。
一般所说的负载的大小一般所说的负载的大小，，指的是负载电流或功率的大小的是负载电流或功率的大小，，而不是指负载电阻的大小不是指负载电阻的大小。
负载工作方式：5空载开路这时电源两端的外电阻等于零，电源输出的电流仅由电源内阻限制限制，，此电流称为短路电流此电流称为短路电流。
6为了保证电器设备和器件为了保证电器设备和器件（（包括电线包括电线、、电缆电缆））可以安全、可靠和经济地工作可靠和经济地工作，，每种电器设备每种电器设备、、器件在设计时都对其规定了工作时允许的最大电流对其规定了工作时允许的最大电流、、最高电压和最大功率等参数值等参数值，，这些数值统称为额定值这些数值统称为额定值。
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
注意 若选定的参考方向与电流的实际方向一致，则电流 为正值，即I>0 ； 若选定的参考方向与电流的实际方向相反，则电流 为负值，即I<0 。
电流的实际方向 电流的实际方向
I a
I
R
b
a
R
b
电流的参考方向 I>0
电流的参考方向 I<0
第1章 电路的基本概念与定律
二、电压和电动势及其参考方向 电压 电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所作的功， 叫做这两点间的电压。
C
q u
式中q的单位为库仑，u的单位为伏特，C的单位为法拉，简称 法，用字母F表示。由于法拉的单位太大，通常采用微法(μF)或 皮法(pF)表示。
1F 1 0 F 1 0
6 12
pF
当电容电压和电流为关联参考方向时，由电流的定义
i dq dt C du dt
在任一时刻，电路中电容的电流与其端电压的变化率成正比。 对于恒定电压，电容中的电流为零。所以电容对直流电而言相当于 开路。
响应
由激励产生的结果（如某个元件上的电流和电压等） 称之为响应。 激励和响应的关系就是作用和结果的关系。
电路分析就是在已知激励、电路结构和参数（电路模型） 的情况下，根据电路的基本定律对由理想元件组成的电路模型 进行分析，求出各元件上的电压、电流及功率等物理量，预测 实际电路的特性，以便设计更优化的电路。
N
第1章 电路的基本概念与定律
如果忽略导线电阻中消耗能量等次要因素，就可以用电感 元件作为实际线圈的模型。如下图所示。 i
+
u L e
将单位电流所能产生的磁链定义为电感元件的自感系数。电 感元件的自感系数简称电感，用字母L 来表示，即
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
《电路原理》第一章 电路模型和电路定律
uS
i
直流电压源 的伏安关系
例
+
i
uS R 外电路
uS i 0 R i 0 ( R )
i ( R 0)
uS 0 ,电压源不能短路！
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电压源功率：
i
P uS i
电压、电流的参考方向非关联；
uSS u
_
i
uS
_
+
+
u
+
+
_
物理意义：外力克服电场力作功，电 源发出功率，发出功率， 起电源作用 电压、电流的参考方向关联；
2、电路模型
中间环节 S 开关 电 源 I
负 载
R0
+
RL
+ _
连接导线
US
U
–
负载
实体电路
电源
电路模型
用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的 器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。
• 理想电路元件
理想电路元件
组成电路模型的最小单元，是具有某种确定的电 磁性质并有精确定义的基本结构。 + R L C – IS
u
_
物理意义： 电场力做功，电源吸收功 率，吸收功率，充当负载 或发出负功
例
计算图示电路各元件的功率。
R 5
5V
_
i
_
2
P V uS i 10 1 10W 10
满足：P（发）＝P（吸）
+
10V
uR
+
_ +
解
uR (10 5) 5V
i
uR
5 1A R 5
第一章 电路基础知识—知识点
第一章 电路基础知识一、电路1、电路的组成：电源+开关+负载+导线二、电流1、电流的方向：正电荷移动的方向2、单位：安培/安，用字母A 表示。
3、分类：直流电【恒流源（a ）、脉动直流电（b ）】、交流电（c ）4、测量：1）交直流分开测；2）必须串联在电路中；3）直流电需注意“+”，“—”；4）注意量程三、电压、电位和电动势1、电压、电位和电动势的单位：均为伏特/伏，用字母V 表示。
*2、电压：任意2点间的电位差。
（电压即电位差）*3、电位：某一点与参考点之间的电压。
（参考点的电位默认为0V ，比如接地时）【重点】4、电位与电压的区别⎩⎨⎧考点无关；电压：两点间电压与参考点的不同而改变；电位：某点的电位随参 【例】：有两块积木，A 和B ，A 在第7块，B 在第3块（类比：A 的电位U A =7V ， B 的电位U B =3V ，而U AB =U A -U B =7-3=4V ）；若将最底的一块积木去掉，则此时A 在第6块，B 在第2块（类比：A 的电位U A =6V ， B 的电位U B =2V ，而U AB =U A -U B =6-2=4V ）【重点】5、电动势与端电压：对电源来说，既有电动势，又有端电压。
由于内阻的存在，电动势比端电压大一点点，只有当电路开路时，两者才相等。
⎩⎨⎧正极方向：从电源负极指向只存在与电源中电动势 ⎩⎨⎧负极方向：从电源正极指向存在于外电路中端电压 6、测量：1）交直流分开测；2）必须并联在电路中；3）直流电需注意“+”，“—”；4）注意量程四、电阻1、电阻概念：对电流的阻碍作用；用R 表示，单位为Ω2、在温度不变的情况下，电阻与材料ρ、长度l 和横截面积S 有关，)()()()(2mm S m l m R ⋅Ω=Ωρ 3、根据导电能力分类：导体、绝缘体和半导体五、欧姆定律1、部分欧姆定律：不考虑电源的一段电路)()()(Ω=R V U A I 2、全欧姆定律：含有电源的闭合电路)()()()(Ω+Ω=r R V U A I 3、电源电动势：内外U U E +=4、电路的三种状态：断路、通路和短路（生活中避免，但有用其他用途）六、电功与电功率1、电功：电流做的功，用W 表示，单位是焦耳（J ）。
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。
第一章 电路基础
第一章 电路的基础知识本章主要讨论电路的基本模型、电路的基本物理量、电路的基本元件。
引进了电流电压的参考方向的概念。
应用欧姆定律、基尔霍夫两定律等对直流电路进行分析。
这些内容是学习电工技术的基础。
我们在分析时先从直流电路出发，得出一般规律，以后再将这些规律和论扩展到交流。
1．1 电路及其主要物理量一、电路的基本概念 1．电路电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来，能使电流流通的整体。
简单地说，就是电流流过的路径。
电路按其功能可分为两类：一类是为了实现电能的传输、分配和转换，例如电炉在电流通过时将电能转换成热能，这类电路称为电力电路。
另一类是为了实现信号的传递和处理。
例如电视机可将接收到的信号经过处理，转换成图像和声音，这类电路称为信号电路。
2．电路的组成图1-1(a)是手电筒的实际电路，它由电池、电珠、开关和金属连片组成。
当我们将手电筒的开关接通时，金属片把电池和电珠连接成通路，就有电流通过电珠，使电珠发光。
这时电能转化为热能和光能。
其中，电池是提供电能的器件，称为电源；电珠是用电器件，称为负载；金属连片相当于导线，它和开关是连接电源和负载，起传输和控制电能作用的，称为中间环节。
3．电路模型实际电路中电气元件的品种繁多，在电路分析中为了简化分析和计算，通常在一定条R L(a)实际电路(b)电路原理图(c)电路模型图1-1 手电筒电路件下，突出实际电路元件的主要电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。
例如用“电阻”这个理想的电路元件来代替电阻器、电阻炉、灯泡等消耗电能的实际元件，用内电阻和理想电压源相串联的理想元件组合来代替实际的电池等等。
用一个理想电路元件或几个理想电路元件的组合来代替实际电路中的具体元件，称为实际电路的模型化。
在电路分析中，常用的理想电路元件只有几个，它们可以用来表征千万种实际器件。
由理想电路元件构成的电路称为电路模型。
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。
电工学第一章电路的基础知识
例 1－ 1－ 2
电工学
某电路中的一段支路含有电源，如图1－1（a） 所示，支路电阻为R0 = 0.6Ω ，测得该电路的端电 压为230V，电路中的电流 I＝5A，并有关系 U＝ E－R0I，试求： （1）此有源支路的电动势； （2）此有源支路在电路中是属于电源性质还是负载 性质？ （3）写出功率平衡关系式。
R1
D
I4
+
+
R1 R 2 R3 US 2 R5 R5 R6 R7
R4 UDC
C
R6
I3
R3 R2
-
US1
+ UDA UCB
I5
R5 R7
23 6 = (8 4 ) 10 5 8 4 7 1
A
US2
UAB + -
= 6
B
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1-4 理想电路元件及实际电源 的两种电路模型
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举例 求图示电路中各点的电 位:VA、VB、V0 。
电流 I＝ 1mA
I
A 1K
电工学
2V
O 1K
B
解： 设 O为参考点， 即Vo=0V VA=UAO= 1×1= 1V VB=UBO = -1×1 = -1 V UAB= VA – VB = 2 V
解： 设 B为参考点， 即VB=0V VA= UAB= 1×2 = 2V VO= UOB = 1×1 = 1 V UAB= VA – VB = 2 V
有 源 电 路
I
+ U –
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3.负载工作
开关闭合,接通电源与负载。
特征: E （1） I = R0 R
电工第一章电工学
三. 短路工作状态
当电源两端由于某种原因而联 在一起时，称电源被短路。
IS a
c
短路时，可将电源外电阻视 E
R
为零，电流有捷径流过而不 通过负载。
R0
由于R0很小，所以此时电流
b
d
很大，称之为短路电流 Is 。
U=0
电路短路时的特征为
I = Is = E / R0
P = P = I2 R0
§1-6 基尔霍夫定律
大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场力把单位正电荷 从a点移到b点所作的功。也就是单位正电荷在移动过程中所 失去的电能。
方向：正电荷在电场的作用下，从高电位向低 电位移动。规定这时正电荷的的移动方向为电 压的正方向。
在分析电路之前，可以任意选择某一方向为电 压的参考方向。当实际电压方向与参考方向一 致时，电压值为正，反之为负。
为维持导体中的电流能够连续不断地流 过，且应使得导体a、b两端的电压不致 丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但 电场力的作用方向恰好与此相反，因此 就必须要有另一种力去克服电场力而使 b端的正电荷移至a端。电源中必须具有 这种力——电源力(非静电力)。
I
a+
Eab b
Uab _
电源力
大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷 从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位a端所 作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电 位端所获得的能量。
如图中的ab、acb 及adb共3条支路。
一条支路中各部分都流过一个相 同的电流，称为支路电流。
如图中的I1、 I2 及I3共3个电流。 2. 节点：电路中三条或三条以上 的支路相联结的点称为节点。
I1 c
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。
电路分析基础第一章
I =－2A
在求解电路中的电流时，应该首先选定电流的 参考方向（正方向），然后根据假设的电流方向进 行分析求解。 若求得I > 0，则电流的实际方向与参考方向一致 若求得I < 0，则电流的实际方向与参考方向相反
二、受控源的类型
电压控制电压源（VCVS） 电压控制电流源（VCCS） 电流控制电压源（CCVS）； 电流控制电流源（CCCS）
三、受控源的符号
＋ u1 ＋ ＋ u1 －
u1
－
＋
u1
－
电压控制电压源
电压控制电流源
i1
i1
－
i1
gi1
电流控制电压源
电流控制电流源
1-4 基尔霍夫定律
在电路理论中，电路元件的电压、电流受自身伏安关系的 约束。当各元件联接成一个电路以后，电路中的电压、电流除 了必须满足元件自身的约束方程以外，还必须同时满足电路结 构的约束。这种约束体现为基尔霍夫的两个定律，即基尔霍夫 电流定律（Kirchhoff’s Current Law)，简写为KCL）和基尔 霍夫电压定理（Kirchhoff’s Voltage Law)，简写为KVL。
1-2 电路的基本变量
1-2-1 电流
一、电流的定义
电荷的定向移动形成电流，电流的大小 用电流强度来描述，符号为I或i。电流强度 定义为电位时间流过导体横截面的电量，即
dq i dt
如果电流的大小方向随时间变化，称为交流电 流；若电流的大小方向不随时间变化，称为直流电 流。在这种情况下，通过导体横截面的电量Q与时间 t呈正比，即
i iS u / RS
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第一章电路模型和电路定律一、重点内容关于电路中元件参考方向的问题：首先可以任意假定元件的电压、电流方向，然后根据KCL和KVL解出各个元件的电压、电流，如果解得的值是正值，则说明设定的方向与实际相符。
二、功率P=UI U=IR P=I2R P=U2/R关联方向就是吸收功率，如果求得的功率P>0,则确实是吸收功率，如果求得的功率P<0，则实际为发出功率非关联方向就是发出功率，如果求得的功率P>0,则确实是发出功率，如果求得的功率P<0，则实际为吸收功率三、独立电源（a）理想电压源：端电压为定值或者给定的时间函数；理想电压源不能短路。
（b）理想电流源：电流值为定值或者给定的时间函数；理想电流源不能开路（c）受控电压源（d）受控电流源四、做题的步骤：（1）首先将电压、电流的方向标注出来，方向可以任意标（2）观察电路中各个元件的两端，分清楚串并联关系，一定要看元件的两端，是否有电压与元件并联。
（3）根据需要列写KCL 和KVL第一章习题3、电路及其对应的欧姆定律的表达如图所示，正确的是（ ） I +-R U U= -RI I +-R U U= -RI I+-RU U= RI（a ） （b ） （c ）6、图示电路中R 消耗10W ，则电压为（ ）（a ）-5V （b ）5V （c ）20V 2A+-R U7、图示电路元件发出功率10W ，则电压U 为（ ）（a ）-5V （b ）5V （c ）20V 2A+-U16、把图（1）变为图（2），其负载电流I1和I2将（） （a ）增大 （b ）不变 （c ）减小1Ω2A 1ΩI1I21Ω2A+-1ΩI1I22V（1） （2）17、把图（1）变为图（2），其负载电流I1和I2将（）（a ）增大 （b ）不变 （c ）减小1Ω2A1ΩI1I2+-2V18、电路如图所示，I1=1A ，I3=-2A ，则I2=（ ）（a ）-3A （b ）-1A （c ）3AI1I2R1R2R3I319、图示电路中I2=（ ）（a ）7A （b ）3A （c ）-3A6A I210A 3Ω4ΩI12Ω20、电路如图所示，Us=10V ，I1=-4A ，I2=1A ，I3=（）（a ）1A （b ）2A （c ）3A+-I21ΩI13ΩUs I321、图示电路，Us=5V ，I1=1A ，I2=（）（a ）1A （b ）2A （c ）3A+-I11ΩI51ΩUs I4I2I322、图示电路，Us=2V ，Is=2A ，I=（）（a ）2A （b ）-2A （c ）-4A1ΩIsUs+-1Ω23、图示电路，I=（）（a ）8A （b ）2A （c ）-2AI4Ω5A 12V+-8Ω24、图示电路，Us=12V ，Is=2A ，Uab=（）（a ）-18V （b ）18V （c ）-6VUs+-Is +-3ΩA B25、图示电路，Us=2V ，Is=2A ，Uab=（）（a ）1V （b ）-1V （c ）-2V1Ω+-1ΩIs/2UsIsA B26、图示电路，Us=2V ，Is=1A ，Uab=（）（a ）-1V （b ）0V （c ）1V 1ΩUs+-A B1ΩIs27、图示电路，Us=2V ，Is=2A ，电阻R1和R2消耗的功率由（）供给（a ）电压源 （b ）电流源 （c ）电压源和电流源 1ΩIs1ΩR1R2+-Us28、图示电路，Us=2V ，Is=2A ，则发出功率的是（）（a ）电压源 （b ）电流源 （c ）电压源和电流源1Ω+-1ΩUsIs29、图示电路中，理想电压源发出的功率P 为（）（a ）6W （b ）-6W （c ）18W2Ω4A 6V +-1A 3A30、图示电路中，理想电流源发出的功率P 为（）（a ）12W （b ）-12W （c ）30W2Ω2A6V +-31、图示电路中RL 消耗20W ，则Us 发出功率为（）（a ）10W （b ）-10W （c ）50W Us Is RL 6A5V+-Ius32、图示电路，Uab 为（）（a ）12V （b ）-12V（c ）0V +-A B 4A 6V3Ω2A33、图示电路，Uab 为（）（a ）46V （b ）-34V （c ）34V+-A B 6V10Ω5A+-24V 4Ω37、图示电路，Uab 为（）（a ）29V （b ）-19V（c ）-2V AB 2A 1A +-3AUs 12V 4Ω5Ω38、当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时，该电流（）（a ）一定为正值（b ）一定为负值 （c ）不能确定39、空间两点a 、b ，Uab=10V ，φa=4V ，则φb 为（）（a ）6V （b ）-6V （c ）14V40、电阻R 上的U 、I 为非关联方向时，欧姆定律的表达式为（）（a ）U （t ）=RI （t ） （b ）U （t ）=-RI （t ） （c ）U （t ）=|RI （t ）|41、电阻R 上的U （t ）、I （t ）方向不一致，令U （t ）=-10V ，R 消耗的功率为0.5W ，则电阻R 为（）（a ）200Ω （b ）-200Ω （c ）+200Ω42、电流由元件的低电位流向高电位的参考方向称为关联方向（）（a ）正确 （b ）错误43、电流为负值，说明它小于零（）（a ）正确 （b ）错误44、应用Kirchhoff 定律列写方程时，可以不参照参考方向（） （a ）正确 （b ）错误45、电压和电流计算结果为负，说明实际方向与参考方向相反（） （a ）正确 （b ）错误46、理想电压源和理想电流源可以等效互换（）（a ）正确 （b ）错误47、一个由线性电阻构成的电器，从220V 电源吸收1000W 功率，若外接110V 电源，则吸收功率为（）（a ）250W （b ）500W （c ）1000W （d ）2000W48、图示电路，Us=2V ，Is=1A ，则Uab=（）（a ）-1V （b ）0V （c ）1V Is 1ΩUs+-A B1Ω49、图示电路，φc 为（）（a ）28V （b ）12V （c ）0V （d ）-12VAB C 20V -8V 2K 5K50、电流与电压为关联方向是指（）（a ）电流的参考方向与电压降参考方向一致（b）电流的参考方向与电压升参考方向一致（c）电流实际方向与电压升实际方向一致（d）电流实际方向与电压降实际方向一致51、物体带电是由于（）（a）失去或得到电荷（b）物体是导体（c）物体是绝缘体（d）即未失去电荷也未得到电荷的缘故51、我们把提供电能的装置成为（）（a）电源（b）电动势（c）发电机（d）电动机52、直流电路中，把电流流出的一端叫电源的（）（a）正极（b）负极（c）端电压（d）电动势53、电荷的基本特性是（）（a）异性相吸，同性排斥（b）同性相吸，异性排斥（c）同性异性都相吸（d）同性异性都排斥54、在电路中，电流之所以能流动是由电源两端的电位差造成的，这个电位差叫做（）（a）电源（b）电压（c）电流（d）电容55、在恒压电路中，电阻R增大，电流随之（）（a）减小（b）增大（c）不变（d）不一定56、全电路欧姆定律适用于（）（a）任一回路（b）任一独立回路（c）任何电路（d）简单电路57、式Uab=-E+RI满足图（）A B RE I A B R E I A B R E I A B R E I(a) （b ） （c ） （d ）58、载流导体的功率大小与（）无关（a ）电流的大小 （b ）时间 （c ）电压 （d ）不能确定59、把额定电压为220V 的灯泡接在110V 的电源上，灯泡的功率是原来的（）（a ）1/2 （b ）1/8 （c ）1/4 （d ）1/1060、图示电路中A 点电位为（）（a ）24.3 （b ）60.7（c ）-24.3 （d ）-2.85 A100V-185V -85V 20Ω20Ω50Ω50Ω61、图示电路，如果把每个元件作为一条之路，则图中之路数和节点数分别为（）（a ）8和4 （b ）11和6 （c ）11和462、图示电路中，如果把电压源（独立或受控）和电阻的串联组合，电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理，则节点数和之路数分别为（）（a）8和4 （b）11和6 （c）8和663、电路分类按电路参数分为（）按电路性质分为（）（a）线性电路（b）分线性电路（c）分布参数电路64、实现信息的传送和处理的电路称为（）电路（a）电工（b）电子（c）强电65、实现电能的输送和变换的电路称为（）电路（a）电子（b）弱电（c）电工（d）数字66、实际电路的几何尺寸远小于其工作信号波长，这种电路称为（）电路（a）分布参数（b）集总参数68、若描述电路特性的所有方程都是线性代数方程或线性微分方程，则这类电路是（）电路（a）线性（b）非线性69、理想电流源外接电阻越大，则它的端电压（）（a）越高（b）越低（c）不能确定70、理想电压源外接电阻越大，则流过它的电流（）（a）越大（b）越小（c）不能确定历年真题1、将灯泡与可变电阻串联后接到恒流源上，可变电阻减小时，小灯泡的电压（），所以小灯泡的亮度（）（a）减小，变暗（b）减小，变亮（c）增大，变亮（d）不变，不变2、之路电压等于其之路两端节点电压之差，它与（）无关（a）节点（b）电压（c）路径（d）电流3、电流的参考方向是指（）（a）电流任意设定的方向（b）电流的实际方向（c）负电荷移动的方向（d）正电荷移动的方向4、电路中两个并联的电容元件（）相等（a）能量（b）电压（c）电流（d）电荷5、理想电流源的（）在平面上是与电压轴平行的一条直线（a）V-A特性（b）电压特性（c）VCR（d）电压电流关系6、电路理论中涉及的物理量主要有电流、磁通、电阻、电感、电容、功率还有（）等（多选题）（a）电荷（b）频率（c）电压（d）弧度7、电路中的理想原件如（）是不消耗能量的（多选题）（a）电阻（b）电容（c）电感（d）非线性电阻8、基尔霍夫定律仅与元件的相互连接有关，而与元件性质无关（）（a）正确（b）错误9、电流源是一个理想电路元件，其电流与元件的端电压有关（）（a）正确（b）错误10、通过电阻上的电流增大到原来的2倍时，其所消耗的功率增大到原来的（）倍（a）1（b）2（c）3（d）411、基尔霍夫定律既与元件的连接有关，又与元件的性质有关（）（a）正确（b）错误12、理想电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关（）（a）正确（b）错误13、由KCL，任一瞬间，流入电路中任一节点的电流（）（a）和等于0（b）和等于常数（c）代数和等于014、理想电流源的外接电阻越大，则其端电压（）（a）越高（b）越低（c）不能确定15、理想电压源的外接电阻越大，则流过理想电压源的电流（）（a）越大（b）越小（c）不能确定16、为使电气设备长期安全经济地运行，所规定的电压电流和功率的允许值，称为（）（填空题）17、求下图所示电路中10V电压源提供的功率。