电路和电子基础(路老师)01第一章 电路的基本概念和基本定律

阻元件、电容元件、电感元件和电源元件等。由一些理想电路元件组成的电
路，就是实际电路的电路模型。通常把理想电路元件称为元件，将电路模型
简称为电路。
开关
科学抽象
电池
电灯
导线
对实际电路进行模型化处理的前提是：假设电路中的基本电磁现象可以 分别研究，并且相应的电磁过程都集中在各理想元件内部进行。即所谓的电 路理论的集总化假设。满足集中化假设的理想元件称为集总（参数）元件。
集总参数电路是由集总参数元件组成的电路。集总参数元件的主要特点 是：元件外形尺寸与其正常工作频率所对应的波长相较而言很小。同理，集
总参数电路要求实际电路的几何尺寸必须远小于其工作电磁波的波长。
1.2 电路分析的基本变量
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电 功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压 和功率。
电路与电子技术基础
路天航
课程性质、作用、教学目标
本课程分电路、模电、数电三大部分，是高等工科 学校非电专业必修的一门技术基础课，是研究电路电子应 用学科。通过本课程的学习，使学生获得电路与电子技术 方面必要的基本理论、基本知识和基本技能，有助于提高 学生的动手实践能力。了解电路与电子技术发展的概况， 为学习后续课程及从事与本专业有关的工作打下一定的基 础。
解出的电流、电压值也要改变正负号，最后得到的实际结果仍然相 同。
Байду номын сангаас关联参考方向
一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向是可以任意 设定的，二者可以一致，也可以不一致。当电流和电压的参考方 向一致时，称为关联参考方向；两者相反时称为非关联参考方向。 在电路中，负载上一般设定为关联参考方向。电源上设定为非关 联参考方向，如图所示。
但对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的 实际方向往往很难事先判断。比如：
电流参考方向
进行电路分析之前，任意假定一个方向作为电流的参考方向。
A
B
i
参考方向
此时的电流包含大小和方向两个含义。
电流的参考方向与实际方向的关系及表示方法：
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
实际方向
i< 0
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
•
实际电路元件的电磁性质比较复杂，为了便于对实际电路进行分析，可
将实际电路元件理想化(或称模型化)，忽略其次要因素，将其近似地看作理
想电路元件。例如白炽灯主要作用是消耗电能，主要呈现电阻特性，其它特
性很微弱，因而将其近似地看作纯电阻元件。
•
理想电路元件是对实际电路元件的科学抽象。理想电路元件中主要有电
参考方向
–+
U
–
－
实际方向
+
U <0
电压(降)参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向
U
(2) 用 正 负 极 性 表 示 ： 由 正 极 指 向 负 极 的 方 向 为 电 压 (降低)的参考方向
+
U
(3) 用 双 下 标 表 示 ： 如 UAB , 由 A 指 向 B 的 方 向 为 电 压
(降)的参考方向
A
UAB
B
电位的概念及与电压的区别
所谓电位是指单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（＝0）
时电场力做功的大小
而电压是指单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做
功的大小
电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点 的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电 位值将改变，但任意两点间电压保持不变。
1.2.1 电流及其参考方向
带电粒子有规则的定向运动形成电流，其大小用电流强度表示，定义为 单位时间内通过导体截面的电荷量。
i dq dt
电流的单位为A（安培）、kA、mA、A
电流实际方向
一般规定正电荷的运动方向为电流的实际方向，在元件(导 线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
实际方向
A
B
IAB 3A
A
B
IAB 2A
1.2.2 电压及其参考方向
电场中某两点A、B间的电压(降)UAB 等于将点电荷q从A点移 至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
U
AB
def
WAB q
单位：V (伏)、kV、mV、V
电压(降)的参考方向
+
实际方向
实际方向
+
参考方向
+
U
+
实际方向
U >0
1.2.3 电路元件的功率 (power) 1. 功率
p dw dw dq ui dt dq dt
库仑（1736-1806）
安培（1775～1836 ）
第一章 电路分析基础
1.1 电路和电路模型
一 电路 电路(网络)：为了完成某种预期由某些电气设备或器件（例如电容器、电阻 器）按一定方式连接组合起来，构成电流的通路。简单的说，电流流通的路 径。
电池
开关 电灯 话筒
导线
放 大 器
扬声器
二 电路的作用
成绩考核
1.平时成绩 30％(作业，答疑，小测验) 2.期末成绩 70％
18～19世纪电磁理论与技术的发展
1785年 库仑建立著名的库仑定律。 1820年 奥斯特及安培各自揭示电磁作用 1826年 发现欧姆定律 1831年 总结出电磁感应定律 1834年 制造了世界第一台电动机 1873年 麦克斯韦完善了电磁理论……
注意：
电流、电压的实际方向是客观存在的，但往往难于事先判定。参考 方向是人为规定的电流、电压的方向，在分析问题时需要先规定参 考方向，然后根据规定的参考方向列写方程。
参考方向一经规定，在整个分析过程中就必须以此为准，不能变动。 不标明参考方向而说某电流或电压的值为正或为负是没有意义的。 参考方向可以任意规定而不影响计算结果，因为参考方向相反时，
• 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
由于所选定电流的参考方向不一定与电流的实际方 向一致，如果计算结果为正，则表示电流的实际方向与 参考方向一致；如果计算结果为负，则表示电流的实际 方向与参考方向相反。
注意：所有电路方程都是在标定了参考方向的基础上才 能进行建立！
例：试指出下图所示电流的实际方向
➢ 实现电能的传输和转换（电力系统） ➢ 进行电信号的传递和处理（集成电路）
三 电路的组成
电源：将非电形态的能量转换为电能的供电设备。（发电机、蓄电池等） 负载：将电形态的能量转换为非电形态能量的用电电设备。（电动机、 电灯等） 连接导线：沟通电路、输送电能的作用。 开关：控制电路通断。
四.理想电路