全套课件 电路分析基础
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之，电流为负值。
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1.2.2 电 压
电压——即电路中两点之间的电位差， 用u表
示。即
u(t) dw dq
电压的实际方向——电位真正降低的方向。
电压的参考方向——即为假设的电位降低的方向。
关联参考方向——电流的流向是从电压的“+”极 流 向 “-”极；反之为非关联参考方向。
i +u _
图1-4 u、i 关联参考方向
2
1.1 电路及电路模型
1.1.1电路及其功能
实际电气装置种类繁多，如自动控制设 备，卫星接收设备，邮电通信设备等；实际 电路的几何尺寸也相差甚大，如电力系统或 通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的， 但集成电路的芯片有的则小如指甲。
为了分析研究实际电气装置的需要和方 便，常采用模型化的方法，即用抽象的理想 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。
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+
Us
R
-
图1-3 电路模 型图
1.2 电 路 变 量
1.2.1 电流 电流——在电场作用下，电荷有规则的移动 形成 电流，用u表示。电流的单位是安培。 电流的实际方向——规定为正电荷运动的方 向。 电流的参考方向——假定正电荷运动的方向。 为表示电流的强弱，引入了电流强度这个物 理量，用符号i(t)表示。电流强度的定义是单位 时间内通过导体横截面的电量。
2
都不可缺少的3个组 成部分。
1.1.3 电 路 模 型
实际电路中使用着电气元、器件，如电阻 器、电容器、灯泡、晶体管、变压器等。在 电路中将这些元、器件用理想的模型符号表 示。如图1-2。
电路模型图——将实际电路中各个部件用 其模型符号表示而画出的图形。如图1-3。
R
C
图1-2 理想电阻、电容元 件模型符号
3
1.1.2 实 际 电 路 组 成
下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路，就是 一个最简单的实际电路。它由3部分组成：（1）是 提供电能的能源,简称电源；（2）是用电装置，统 称其为负载，它将电能转换为其他形式的能量；
s
1
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图 1-1 手电筒电路
4
（3）是连接电源与 负载传输电能的金 属导线，简称导线。 电源、负载连接导 线是任何实际电路
1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
KVL的基本内容是：对于任何集总电路中 的任一回路，在任一瞬间，沿回路的 各支路电压的代数和为零。
如图1-10，从a点开始按 顺时针方向(也可按逆时针 方向）绕行一周，有：
u1- u2- u3+ u3=0 当绕行方向与电压参考方向 一致（从正极到负极），电 压为正，反之为负。
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图 1-7 电流源伏安特性曲线
1.4 电 阻 元 件
1.4.1 线性非时变电阻
即电阻值不随其上 的电压u 、电流i和时 间t 变化的电阻，叫线 性非时变电阻。显然， 线性、非时变电阻的 伏安特性曲线是一条 经过坐标原点的直线。 如图1-8 (b)所示，电 阻值可由曲线的斜率 来确定。
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图１-8 线性非时变电阻模型及伏安特性
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i _ u+
图1-５ u、i非关联参考方向
1.2.3 电 功 率
电功率:即电场力做功的速率，用p表示。
电功率的计算：
当电流与电压为关联参考方向时，一段电路（或元 件）吸收的功率为：
p=ui
或
P= UI
当电流与电压为非关联参考方向时
p=-ui
或
P= -UI
由于电压和电流均为代数量，显然功率也是代数量，二 端电路是否真正吸收功率，还要看计算结果p的正负 而定，当功率为正值，表示确为吸收功率；反之负值。
图 1– 6 电压源伏安特性曲线
1.3.2 电 流 源
不论外部电路如何,其输出电流总能 保持定值或一定的时间函数的电源， 定义为理想电流源，简称电流源。
它有两个基本性质:
1、它输出的电流是定值或一
定的时间函数，与其两端的 电压无关。
2、其电流是由它本身确定的， 它两端的电压则是任意的。
电流源的伏安特性曲线是平 行于u 轴其值为 i S(t)的直线， 如图1-7所示。
第一章 电路的基本概念和定律
➢1.1 电路及电路模型 ➢1.2 电 路 变 量 ➢1.3 电压源和电流源
➢1.4 电 阻 元 件
➢1.5 基 尔 豁 夫 定 律 ➢1.6 等效电路概念的运用
➢1.7实际电源的两种模型及相互转换
➢ 1.8 受 控 源
➢1.9 电阻Y形与 形连接的等效变换
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学习目标
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1.3 电 压 源 和 电 流 源
1.3.1 电压源
不论外部电路如何变化,其两端电压总能保 持定值或一定的时间函数的电源定义为 理想电压源,简称电压源。
它有两个基本性质:
1、其端电压是定值或是一
定的时间函数，与流过的电 流无关。
2、电压源的电压是由它本 身决定的，流过它的电流则
是任意的。电压源的伏安特 性曲线是平行于 i 轴其值为 uS1(0t) 的直线。如图1-6所示.
1.4.2 电阻元件上吸收的功率与能量
1 R吸收的功率为:
p ui i2R
对于正电阻来说，吸收的功率总是大于 或等于零。
2 设在to-t区间R吸收的能量为w(t)、它等于从 t0- t对它吸收的功率作积分。即：
t
w p( )d t0
上式中τ是为了区别积分上限t 而新设的一个表示 时间的变量。
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1.5 基尔霍夫定律
1.5.1 基尔霍夫电流定律(kCL)
其基本内容是：对于集 总电路的任一节点，在 任一时刻流入该节点的 电流之和等于流出该节 点的电流之和。例如对 图1-9所示电路a节点， 有 i1= i2+i3+ i4
或 i1-i2-i3-i4=0
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i1
i2
2
1
i3
a
3
4
i4
图1-9说明KCL
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1.2.1 电 流
电流强度简称电流，即i (：t )
dq Fra Baidu bibliotekt
式中dq 为通过导体横截面的电荷量，若 dq/dt为常数，这种电流叫做恒定电流，简称 直流电流，常用大写字母I表示。电流的单位 是安培（A），简称安。
电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。 电流的参考方向：假定为正电荷运动的方向。 并且规定：若二者方向一致，电流为正值，反
l 熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律，并 能灵活地运用于电路的分析计算。 l 深刻理解支路上电流、电压参考方向及 电流、电压间关联参考方向的概念。 l 理解理想电压源、理想电流源的伏安特 性，以及它们与实际电源两种模型的区别。 l 正确运用等效概念和方法来化简和求解 电路。 l 了解受控源的特性，会求解含受控源的 电路。
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1.2.2 电 压
电压——即电路中两点之间的电位差， 用u表
示。即
u(t) dw dq
电压的实际方向——电位真正降低的方向。
电压的参考方向——即为假设的电位降低的方向。
关联参考方向——电流的流向是从电压的“+”极 流 向 “-”极；反之为非关联参考方向。
i +u _
图1-4 u、i 关联参考方向
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1.1 电路及电路模型
1.1.1电路及其功能
实际电气装置种类繁多，如自动控制设 备，卫星接收设备，邮电通信设备等；实际 电路的几何尺寸也相差甚大，如电力系统或 通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的， 但集成电路的芯片有的则小如指甲。
为了分析研究实际电气装置的需要和方 便，常采用模型化的方法，即用抽象的理想 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。
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图1-3 电路模 型图
1.2 电 路 变 量
1.2.1 电流 电流——在电场作用下，电荷有规则的移动 形成 电流，用u表示。电流的单位是安培。 电流的实际方向——规定为正电荷运动的方 向。 电流的参考方向——假定正电荷运动的方向。 为表示电流的强弱，引入了电流强度这个物 理量，用符号i(t)表示。电流强度的定义是单位 时间内通过导体横截面的电量。
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都不可缺少的3个组 成部分。
1.1.3 电 路 模 型
实际电路中使用着电气元、器件，如电阻 器、电容器、灯泡、晶体管、变压器等。在 电路中将这些元、器件用理想的模型符号表 示。如图1-2。
电路模型图——将实际电路中各个部件用 其模型符号表示而画出的图形。如图1-3。
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图1-2 理想电阻、电容元 件模型符号
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1.1.2 实 际 电 路 组 成
下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路，就是 一个最简单的实际电路。它由3部分组成：（1）是 提供电能的能源,简称电源；（2）是用电装置，统 称其为负载，它将电能转换为其他形式的能量；
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图 1-1 手电筒电路
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（3）是连接电源与 负载传输电能的金 属导线，简称导线。 电源、负载连接导 线是任何实际电路
1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
KVL的基本内容是：对于任何集总电路中 的任一回路，在任一瞬间，沿回路的 各支路电压的代数和为零。
如图1-10，从a点开始按 顺时针方向(也可按逆时针 方向）绕行一周，有：
u1- u2- u3+ u3=0 当绕行方向与电压参考方向 一致（从正极到负极），电 压为正，反之为负。
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图 1-7 电流源伏安特性曲线
1.4 电 阻 元 件
1.4.1 线性非时变电阻
即电阻值不随其上 的电压u 、电流i和时 间t 变化的电阻，叫线 性非时变电阻。显然， 线性、非时变电阻的 伏安特性曲线是一条 经过坐标原点的直线。 如图1-8 (b)所示，电 阻值可由曲线的斜率 来确定。
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图１-8 线性非时变电阻模型及伏安特性
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i _ u+
图1-５ u、i非关联参考方向
1.2.3 电 功 率
电功率:即电场力做功的速率，用p表示。
电功率的计算：
当电流与电压为关联参考方向时，一段电路（或元 件）吸收的功率为：
p=ui
或
P= UI
当电流与电压为非关联参考方向时
p=-ui
或
P= -UI
由于电压和电流均为代数量，显然功率也是代数量，二 端电路是否真正吸收功率，还要看计算结果p的正负 而定，当功率为正值，表示确为吸收功率；反之负值。
图 1– 6 电压源伏安特性曲线
1.3.2 电 流 源
不论外部电路如何,其输出电流总能 保持定值或一定的时间函数的电源， 定义为理想电流源，简称电流源。
它有两个基本性质:
1、它输出的电流是定值或一
定的时间函数，与其两端的 电压无关。
2、其电流是由它本身确定的， 它两端的电压则是任意的。
电流源的伏安特性曲线是平 行于u 轴其值为 i S(t)的直线， 如图1-7所示。
第一章 电路的基本概念和定律
➢1.1 电路及电路模型 ➢1.2 电 路 变 量 ➢1.3 电压源和电流源
➢1.4 电 阻 元 件
➢1.5 基 尔 豁 夫 定 律 ➢1.6 等效电路概念的运用
➢1.7实际电源的两种模型及相互转换
➢ 1.8 受 控 源
➢1.9 电阻Y形与 形连接的等效变换
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学习目标
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1.3 电 压 源 和 电 流 源
1.3.1 电压源
不论外部电路如何变化,其两端电压总能保 持定值或一定的时间函数的电源定义为 理想电压源,简称电压源。
它有两个基本性质:
1、其端电压是定值或是一
定的时间函数，与流过的电 流无关。
2、电压源的电压是由它本 身决定的，流过它的电流则
是任意的。电压源的伏安特 性曲线是平行于 i 轴其值为 uS1(0t) 的直线。如图1-6所示.
1.4.2 电阻元件上吸收的功率与能量
1 R吸收的功率为:
p ui i2R
对于正电阻来说，吸收的功率总是大于 或等于零。
2 设在to-t区间R吸收的能量为w(t)、它等于从 t0- t对它吸收的功率作积分。即：
t
w p( )d t0
上式中τ是为了区别积分上限t 而新设的一个表示 时间的变量。
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1.5 基尔霍夫定律
1.5.1 基尔霍夫电流定律(kCL)
其基本内容是：对于集 总电路的任一节点，在 任一时刻流入该节点的 电流之和等于流出该节 点的电流之和。例如对 图1-9所示电路a节点， 有 i1= i2+i3+ i4
或 i1-i2-i3-i4=0
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图1-9说明KCL
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1.2.1 电 流
电流强度简称电流，即i (：t )
dq Fra Baidu bibliotekt
式中dq 为通过导体横截面的电荷量，若 dq/dt为常数，这种电流叫做恒定电流，简称 直流电流，常用大写字母I表示。电流的单位 是安培（A），简称安。
电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。 电流的参考方向：假定为正电荷运动的方向。 并且规定：若二者方向一致，电流为正值，反
l 熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律，并 能灵活地运用于电路的分析计算。 l 深刻理解支路上电流、电压参考方向及 电流、电压间关联参考方向的概念。 l 理解理想电压源、理想电流源的伏安特 性，以及它们与实际电源两种模型的区别。 l 正确运用等效概念和方法来化简和求解 电路。 l 了解受控源的特性，会求解含受控源的 电路。