第3讲 电流和电压的关联参考方向.
电路基础第1章西北工业大学
解：
节点A的 节点 的KCL
−I1 + 5 + (−5) = 0 I1 = 0A
节点B的 节点B的KCL
A
−5 + I2 +1 = 0 I2 = 4A
回路Ⅰ 回路Ⅰ的KVL
3− 6 + u2 = 0
回路Ⅱ 回路Ⅱ的KVL
u2 = 3 V u1 = −31 V
18
u1 + 5 + u2 + 23 = 0
25
无源二端元件） 三、电容元件 （无源二端元件）
1、定义： 、定义 i + C u -
电荷与电压关系可用q-u平面上过坐标原点的曲线来描 电荷与电压关系可用 平面上过坐标原点的曲线来描 平面上 述的二端元件。如为直线则为线性电容元件。 述的二端元件。如为直线则为线性电容元件。 q /C q /C
i +
R u -
3）具有双向性: 伏安特性对原点 ）具有双向性 对称 4）耗能元件：p=ui=Ri2=u2/R>0 ）耗能元件： 5）无记忆元件：u(t)=Ri(t) ）无记忆元件：
23
R单位：Ω (欧姆 单位： 欧姆 欧姆) 单位
无源二端元件） 二、电感元件 （无源二端元件）
1、定义： 、定义 i + L u -
1、定义： 、定义 i + u -
伏安关系可用u-i平面过坐标原点的曲线来描述的二端元件 伏安关系可用 平面过坐标原点的曲线来描述的二端元件
u/V i /A
u/V i/A
0
0
电阻元件作用： 电阻元件作用：电能转换为热能
20
2、分类： 、分类
线性电阻：伏安关系为 平面过坐标原点的直线 平面过坐标原点的直线。 线性电阻：伏安关系为u-i平面过坐标原点的直线。
第3讲-电流和电压关联参考方向
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电压和电流实际方向的确定：
根据电流或电压其参考方向以及其量值的正负。 若U或I 取正值，其实际方向与参考方向相同。 若U或I 取负值，其实际方向与参考方向相反。 今后，在分析电路时，必须先规定电流变量的参
P
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。
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a
S
c
+
E
_
U R
U=0 I = IS = E / R0 P=0 PE = P = R0IS2
R0
b d
电流过大，将烧毁电源！
为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自 动断路器，用以保护电路。
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第 1章
由于某种需要将电路的某一段短路，称为短接。
I
+
E
R1 R
I 视电路而定
U
_
R0
有 源 电 路
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U=0
返回
3. 电源有载工作
a
+ E U R c U
I
E U
R0I
R0
b
_ d
O
I
电源的外特性曲线 当 R0 << R 时， 则 U E 说明电源带负载能力强
1). 电压与电流 U = RI E I= R + R 0 或 U = E – R 0I
第 1章
电路中产生的功率与取用的功率相平衡
+
E
+
U0
I
R
电工电子学(全)
外特性 或
伏安特性
0
u(V)
• 通过原点
• iu > 0
+
u _
BR
uR(i)i
i(A)
0 u(V)
用晶体管特性图示仪 测量二端电阻器的电
压电流关系。
实验表明：在低频工 作条件下，电阻器的 电压电流关系是ui平面 上通过坐标原点的一
条直线。
用晶体管特性图示仪 测量晶体二极管的电
压电流关系。
实验表明：在低频工 作条件下，晶体二极 管的电压电流关系是ui 平面上通过坐标原点
系X的统关存系在。，通但常内所部讲结非的构时建及变模系量。统功(大能写未字知母，) 建立U、系I统、响P应Y与激励
4) 系统故障
3 电路分析的基本方法
已知:激励、结构、参数 求解：电压、电流、功率
• 首先确定 1) 根据各元件电压和电流关系--元
件约束(由元件本身特点决定) U1=R1I U2=R2I U3=R3I
123V 4
U a b ab 5 3 2 V
结论
c
U b c bc 3 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中 各点的电位值就是唯一的；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。
问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往
二、功率的正负
1. 电路吸收或发出功率的判断方法
u, i 取关联参考方向
+ P=ui 表示元件吸收的功率
u
P>0 吸收正功率 (实际吸收)
i
-
P<0 吸收负功率 (实际发出)
u, i 取非关联参考方向
-
p = ui 表示元件发出的功率
《计算机电路基础》课 第一单元讲稿、问题、练习题分析---2012
《计算机电路基础》课第一单元讲稿、问题、练习题分析前言：本讲稿是《计算机电路基础》课的授课主线，以《电路与电子技术基础》作为参考教材。
由于课时紧张，所以按内容或类型划分单元讲述和考核。
第一单元：第一章、第二章。
第二单元：第三章、第四章、第五章。
第三单元：第六章、第七章。
第四单元：第八章、第九章。
第五单元：第十章、第十一章。
第一单元第一篇（第一章）电路分析的基本概念一、电路的概念：（参见书1.1）元件有：电阻（器）R、电源、开关、电容C、电感L等。
物理量：电流、电压、功率。
电路模型如右图1-1：干电池=U S+R S，导线电阻=R1，灯泡=R L。
图1-1二、电路的定律和计算例1-1 计算图1-2的电压U ab，电流i3，R2、R3、3V、6V电源的功率P。
图1-2解：(一) 准备知识：①理解欧姆定律 （IU 相关） )()()(欧伏安R U I =②理解电功率P （瓦）=U （伏）*I （安）应用P 式计算元件功率时，首先需要判断U 、I 的参考方向是否为关联方向，若为关联，则p = ui ；否则 p = - ui 。
计算结果若p ＞0，表明元件实际消耗功率（或吸收功率 ）；若p ＜0，表明元件实际发出功率（或产生功率） 。
③理解书上 1.2 电路的基本物理量电流参考方向的选择具有任意性。
电流参考方向在电路中通常用实线箭头或双下标表示。
而且规定：若电流的实际方向与所选的参考方向一致，则电流为正值，即i ＞0；若电流的实际方向与所选的参考方向相反，则电流为负值，即i ＜0。
电压参考方向（参考极性）的选择同样具有任意性，电压参考方向（“+”到“-”的方向）通常在电路图上用“+”表示参考方向的高电位端，“-”表示参考方向的低电位端。
或用双下标表示电压的参考方向，如u ab 表示电压参考方向从a 点指向b 点。
电压实际方向的判定与电流的类似（是u ab >0，还是u ab <0）。
a →b 点间的电压U ab = U a （a 点的电位）- U b （b 点的电位）,某点的电位就是该点到参考零电位间的电压。
《电路原理》课程标准
《电路原理》课程标准第一部分课程概述一、课程名称中文名称：《电路原理》英文名称：《Theory of Electronic Circuits》二、学时与适用对象课程总计90学时，其中理论课78学时，实验课12学时。
本标准适用于四年制生物医学工程专业。
三、课程性质地位《电路原理》是生物医学工程专业开设的一门必修的专业基础课程，主要学习电路的基本概念、基本理论、基本分析和计算方法，是学习电子技术的入门课，为以后学习医用仪器和军队卫生装备与计量等课程建立必要的理论基础，在生物医学工程专业人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用，是从事医学电子仪器维护、维修、管理和研发的工程师必备的基础知识。
预修课程为《高等数学》、《工程数学》、《大学物理》等，主修完本门课程后，学员将进一步学习《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等后续专业基础课程。
四、课程基本理念1、要坚持学员为主体，教员为主导的教学理念。
全程渗透素质教育、个性化教育等现代教育思想和观念。
2、教学内容设置上，除了让学员掌握本门课程的基本知识、基本理论和基本技能外，要突出课程的前沿内容，着重培养学员的创新思维、创新理念。
3、教学方法突出启发式教学，灵活运用和组合电子幻灯、学科专业网站、电子仿真软件等多种现代化教学手段，发挥信息化教学的特点和优势，激发学生学习兴趣、调动学生的主动性，进一步强化学生的知识与实践操作技能，开阔视野，培养科学的思维方式。
五、课程设计思路本课程设计应突出以学员为中心，紧紧围绕生物医学工程专业的人才培养目标，准确把握本门课程在该专业课程体系中的定位和作用，强调夯实理论基础，掌握基本实验仪器的使用，科学安排各种教学活动和教学形式，建立科学有效的课程考核办法，及时融入生物医学工程的学科发展，以适应生物医学工程专业的发展需要。
1、框架设计与内容安排本课程的主要内容分为电路的静态分析、动态分析和稳态分析等。
课程分别介绍各部分相关知识，各个章节相互独立，但又相互联系。
第三讲 电路的基本定律
⑷拓展----由点到面 从结点推广到包围部分电路的任一假设闭合面，该闭合面又称为广义结
点。 我们可以论证一下，如图是一个三角形电路，它有三个结点，应用电流
定律可列出：
IA =IAB-ICA IB=IBC-IAB IC=ICA-IBC
第三讲 电路的基本定律
物理系 张凤翼
一 欧姆定律
通常流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这是分析电路的基本定律
之一。表达式如下：
U=R I
国际单位制中，电阻的单位是欧姆（Ω），高电阻还有，千欧（kΩ）、
兆欧（MΩ）
对于(a)，电压和电流的参考方向为关联参考方向，故U=RI 对于(b)、(c)，电压和电流的参考方向为非关联参考方向，故U=-RI
蝌Ò
r j
?
r dS
- dq dt
参考《电磁学》
单位时间内，流出S面的电量等于该闭合面电量的减少。
⑵语言描述 在任一瞬间，流向某一结点的电流之和等于由该结点流出的电流之和。
⑶公示表达
对于刚才的图例，对于结点a可得出下式：I1+I2=I3 整理之：I1+I2-I3=0 KCL可理解为下列含义：任一瞬间，一个结点上电流的代数和恒等于零。
结点：电路中三条或三条以上的支路所连接的点称为结点。上图中共有两个结 点，a和b。
回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。上图共有三个回路，左、右、外框。 网孔：所构成的回路中没有其它支路的回路。上图有两个网孔，左和右。
1.基尔霍夫电流定律（Kirchhoff Current Law)
⑴理论源泉 电流的连续性方程，电路中任何一点（包括结点）均不能堆积电荷。
电路分析复习
直流电路、动态电路、交流电路(含耦合电感、变压器)三个部分。
第一部分直流电路一、复习内容1．电压、电位、电流及参考方向、电功率：UI P =P.5(1)U 、I 参考方向关联：⎩⎨⎧<>=)(00提供实发实吸吸UIP (2)U 、I 参考方向非关联：⎩⎨⎧<>-=)(00提供实发实吸吸UIP 2．欧姆定律：(1)U 、I 参考方向关联：RI U =；(2)U 、I 参考方向非关联：RI U -=3．电压源、电流源及各自特性4．无源和有源二端网络的等效变换(最简等效电路)5．基尔霍夫定律：⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0ii U KVLI KCL6．两种实际电源的等效变换：P.49(1)有伴电压源等效变换成有伴电流源；(2)有伴电流源等效变换成有伴电压源。
注意：任何支路或元件与电压源并联，对外电路而言，总可等效为电压源；任何支路或元件与电流源串联，对外电路而言，总可等效为电流源；理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
P.487．支路电流法：1-n 个节点电流(KCL )方程，1+-n b 个回路电压(KVL )方程。
8．网孔电流法：P.98(1)当支路有电流源时的处理，P.99例3－6；(2)当支路有受控源时的处理，P.99例3－7，要列补充方程。
9．节点电压法：P.105(1)只含一个独立节点的节点电压方程：弥尔曼定理。
P.107图3－21；(2)含独立无伴电压源的处理：P.107例3－13；(3)含受控源的处理：P.108例3－14；(4)利用节点电压法求解运算放大电路：P.111例3－17。
10．叠加定理：P.115。
(1)电压源s U 不作用，短路之；(2)电流源s I 不作用，开路之；(3)线性电路中的电压、电流响应可以表为激励的线性组合。
11．戴维南定理：oc U ，开路电压；i R，除源后等效电阻。
I12．最大功率传递定理：当L i R R =时，max 4ociP R =13．运算放大器：利用虚短路、虚断路(虚开路)，KCL ；利用节点电压法，注意不得对输出点列写方程。
电路分析基础-教案-1
教案授课题目（章、节）第1章电路模型和电路定律1-1 电路及电路模型；1-2电流、电压的参考方向；1-3电功率和能量授课方式理论课授课时间学时 2教学目标掌握集总参数电路模型、电压和电流参考方向及关联参考方向等概念。
深刻理解电压、电流、功率、能量等物理量的意义相互之间的关系。
教学方法重点和难点重点：1.电路与电路模型；2.电流和电压的参考方向；3.吸收功率与输出功率难点：1.电流和电压的参考方向；2.关联参考方向；3.吸收功率与输出功率的判断教学内容1.课程介绍：（1）电路分析基础课的地位与作用；（2）课程性质特点，学习方法2.授课内容与学时分配：理论（48学时）3.考核项目：考勤、作业、考试4.考核方式：平时成绩（30分），考试成绩（70分）第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型一、实际电路1.定义:为了某种需要，由电路部件（例如：电阻器、蓄电池等）和电路器件（例如：晶体管、集成电路等）相互连接而成的电流通路装置。
2．实际电路举例3.实际电路的主要作用：（1）电能的传输、分配与转换（2）传递和处理信号教学内容4.基本概念：（1）激励：电源或信号源产生的电压或电流，也称为输入。
（2）响应：由激励在电路各部分产生的电压和电流，也称为输出。
（3）电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路激励和响应之间的关系。
（4）电路理论：研究电路中发生的电磁现象，并用电流、电荷、电压、磁通等物理量描述其过程。
注意：电路理论主要是计算电路中各部件、器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及内部发生的物理过程。
本书讨论的电路不是实际电路，而是其电路模型。
（因为实际电路形式多样而且复杂，为了便于分析和计算常把实际电路抽象成电路模型）二、电路模型1.概念：实际电路的电路模型是由理想电路元件相互连接而成的电路。
2.理想电路元件：有某种确定的电磁性能的假想元件，具有精确的数学定义。
3.5种理想电路元件主要有：（1）电阻元件R：表示消耗电能的元件。
电子知识竞赛题库A
电子知识竞赛题目1.二极管的主要特性就是( C )A. 整流B. 稳压C. 单向导通D. 反向击穿2.电路由（ A ）和开关四部分组成。
A电源、负载、连接导线B.发电机、电动机、母线 C. 发电机、负载、架空线路 D.电动机、灯泡、连接导线3.R1和R2为两个串联电阻已知R1=4R2, 若R1上消耗的功率为1 瓦则R2上消耗的功率为（C ） A. 5瓦 B.20瓦 C.0.25瓦 D.4瓦4.电容器在刚充电瞬间相当于（ B ）A．开路 B.短路 C.旁路 D.支路5、.以下是线性元件的是（ C ）A．电容 B.电感 C.电阻 D.三极管6..金属导体的电阻值随着温度的升高而（A ）。
A：增大B：减少C：恒定D：变弱7.二极管的测量过程中我们发现带有白圈的一端是二极管的（B ）极。
A、正极B、负极C、基极D发射极8..示波管的电子枪发射出速度极高的（A）轰击荧光屏而出现亮点。
A 电子束B 离子束C 光子束D 电磁波9.半导体二极管的正向交流电阻与正向直流电阻两者大小关系( C )。
A. 一样大B. 一样小C. 前者比后者小D. 前者比后者大10..在整流电路的输出端并一个电容, 主要是利用电容的( C )特性,使脉动电压变得较平稳。
A电压不能突变 B. 滤波 C. 充放电 D. 升压16 、在变容二极管直接调频电路中，当变容二极管作为回路部分电容接入振荡回路时，为了保证调制的线性，要求变容管的电容变化指数为（）A r>1B r<1C r>2D r<222、我国调幅广播接收机中的中频频率为（）A 462KHZB 466KHZC 465KHZD 467KHZ23、当谐振功率放大器放大AM信号时，晶体管的导通角通常取（）A 70°B 60°C 80°D 90°24、欲提高高频功率放大器的效率，应使功率放大器的工作状态为（）A 甲类B乙类C甲乙类D丙类1. 应用叠加定理时，理想电压源不作用时视为（），理想电流源不作用时视为（）。
第3讲电压源和电流源
显然，r越小越好。r=0时即为理想电压源。
4. 功率
i
+ +
+ +
uS
u
_
_
i
uS
u
_
_
i , us非关联
p发= uS i
p吸= - uSi
物理意义： 外力克服电场力做功 ， 发出功率。
i , uS 关联 p吸=uSi p发= –uSi
物理意义：电场力做功 ， 吸收功率。
惯例：非关联，P>0，发出功率。
i1
i2
+ _u1
+
b i1
u2 _
{ u1=0 i2=b i1
CCCS
b ：电流放大倍数
(2) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source )
i1
i2
+
+
+
u_1
r _
i1
u_ 2
CCVS
{ u1=0 u2=r i1 r : 转移电阻
(3) 电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source )
KCL： u u 4i 10 0
{ 6 12 iu 3
u 12V i 4A
例2 已知R1 = 0.5KΩ, R2 = 1KΩ, R3 = 2KΩ, uS=10V,CCCS的 ic=50i1 。求电阻R3上的电压 u3。
i1 R1 ①
解： 思路： u3 — iC — i1
(2) 独立源作为电路中“激励”，在电路中产生电压、电流，
而受控源只是反映输出与输入的控制关系，在电路中不能
电路中电压电流参考方向(与“方向”有关文档共5张)
1A=103mA=106μA=109nA
电源
负载
U U 减方”程及 式“各相量同前、面相的反正”、这负几号对均词应的依不据同参之考处方吗向？写出元，件而电量的真实方向是以计算结果和参考方向二者共同元确件定的。
－ － 参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。
在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？
明电源电压的实际方向与参考方向一致； 1V=103mV=10－3KV 在电路图上预先标出电压、电流的参考方向，目的是为解题时列写方程式提供依据。
R0
设参考方向下U =100V，I= 5A，则说 为在什电么 工要技在术电分路析图中中，预仅先仅标指出出参电考流方的向大？小S 是不够的，通常以正－电荷移动的方向规定为电流的参考正方向。
1A=103mA=106μA=109nA
b
b
应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压、电流数值前面的正负号，如某电流为“－5A”，说明其实际方向与参考方向相反，某电压为
非关联参考方向 关联参考方向 “＋100V”，说明该电压实际方向与参考方向一致；
电工技术基础问题分析中，通常规定电压的参考正方向由高电位指向低电位，因此电压又称作电压降。
明电源电压的实际方向与参考方向一致；
实际电源上的电压、电流方向总是非关联的，实际负载上的电压、
电流方向是关联的。因此，假定某元件是电源时，应选取非关联参考
方向，假定某元件是负载应选取关联参考方向。
第3页，共5页。
为什么要在电路图 中预先标出参考方向？
在电路图上预先标出电压、电流的参考方向，
目的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只 有参考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、 负号才有意义。
电路分析第3讲：受控源,电路等效
i2
VCVS的输出伏安特性
15
20120312
VCCS, CCVS, CCCS伏安特性？
北语信科院2011级计算机、数媒专业
VCVS受控源和理想电压源的对比
i
+
us
u
+
u
us
共同点：电压与 电流无关。
-
-
i
i2 u1
u2
+ u2
+ -
i1
+ µ u1 -
′′ µu1
不同点：一个独 立，一个受外部 电路控制。
电 路 分 析 基 础
第三讲：受控源、电路等效
张劲松 北京语言大学信息科学学院 jinsong.zhang@
概要
电路的基本元器件
电阻、理想电压源、理想电流源 受控源 难！
两类约束 电路等效概念
重要！ 重要！
等效概念 端口VAR求等效电路 常见电路的等效
20120312 北语信科院2011级计算机、数媒专业 2
单节点偶电路
i + u 10A 4i 2 +
依据KCL列节点电流方程。
u 10 + − 4i + i = 0 6
20120312 北语信科院2011级计算机、数媒专业 26
概要
电路的基本元器件
电阻、理想电压源、理想电流源 受控源
两类约束 电路等效概念
等效概念 端口VAR求等效电路 常见电路的等效
5I - 60 + 5I + 10I + 20 = 0
∴ I = 2A
2) 求取各点电位:
V d = 20 V V b = 20 + 10 I = 40 V V a = 40 + 5 I = 50 V V c = 50 − 60 = − 10 V
第1讲 基尔霍夫定律和电路元件
n2： i1+ i2+ i3=0 －
n3： i2+ i5 －i6=0 －
l1 ： u1+ u3－u5=0 l2 ： －u1－u2+u4=0 l3 ： u2－u3+ u6=0
§1-4 电阻元件
u1 u2
＋
u1－u2 + uS2+ u3－uS1=0
u1－u2 + u3 =uS1－uS2
(∑u=∑us)
——在任何回路中，电压降的代数和恒 等于电势升的代数和（能量守恒）
us1
us2
u3
例：列出电路中节点n1、n2、n3的电流方程以
及回路l1、 l2 、l3的电压方程
解： n1： i1+ i4+ i6=0
§1-1 电路与电路模型
4.集中参数元件 －当实际电器元件的几何尺寸远小于其 内部电磁过程的电磁波长时，就称其 为集中参数电器器件。由此抽象而来 的理想电路元件，称为集中参数元件
5. 集中参数电路 －由集中参数元件相互连接成的电路， 称为集中参数电路。 （即电路模型）
§1-1 电路与电路模型
电路的组成：电路元件＋各部分的联接方式（电 路网络或结构）
i3 i2
——任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零 （规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负）
即
∑ i =0
§ 1-3 基尔霍夫定律
i1
i2
将两式相加，得
n11 i3
n2
i4 i5
n1： －i1－i2 + i3=0 n2 ：
罗先觉电路PPT讲解
开路
uu
i
i R
i0
R or G 0
0
u0
+ +
––
短路
u i
i0 u0 R 0 or G
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实际电阻器
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1.6 电压源和电流源
1.理想电压源
定义 其两端电压总能保持定值或一定 的时间函数，其值与流过它的电 流 i 无关的元件叫理想电压源。 i 电路符号
求图示电路中各 方框所代表的元件吸 收或产生的功率。
+
U3 3 －
I2
已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A
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+
I1
+ 2 U2 － +
U1 － + 1 － U4 4
U6 － 6 + U5 5 － I3
注意
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W（吸收）
对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率
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1.4 电路元件
1. 电路元件
是电路中最基本的组成单元。 5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。
例 电感线圈的电路模型
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1.2 电流和电压的参考方向
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。
电工学第一章(高教版,秦曾煌)
例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻 。 + + I I U U R 6V 2A R 6V –2A – – (a) (b)
U 6 对图(a)有 解：对图 有, U = IR 所以 : R = = = 3 I 2 对图(b)有, U = – IR 所以 : R = − U = − 6 = 3 对图 有 I −2
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序 言
电工学是研究电工技术和电子技术的理论和应用 的技术基础课。 的技术基础课。 电工和电子技术发展迅速， 电工和电子技术发展迅速，已经深入到人类社会 生活的各个方面， 生活的各个方面，现代一切新的科学技术无不与电 有着密切的关系。 有着密切的关系。 非电专业学生学习电工学重在应用， 非电专业学生学习电工学重在应用，学会分析问 解决问题的方法， 题、解决问题的方法，具有将电工和电子技术应用 到本专业的能力。 到本专业的能力。 学习过程： 学习过程： 课堂听讲、课下练习、实践检验。 课堂听讲、课下练习、实践检验。
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E
+
-
R
例：手电筒 手电筒由电池、 手电筒由电池、灯 开关和筒体组成。 泡、开关和筒体组成。 手电筒的电路模型 I S E 电池是电源元件， 电池是电源元件，其 是电源元件 参数为电动势 E 和内阻 Ro； 灯泡主要具有消耗电能 灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件， 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R； 参数为电阻 ； 筒体用来连接电池和灯 筒体用来连接电池和灯 其电阻忽略不计， 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。 为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通 开关用来控制电路的通 断。
电子电工学
③线性电阻是无记忆、双向性的元件。
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功率与能量
1.2 理想电路元件
关联参考方向
p u i i2R u2 / R
表明 电阻元件在任何时刻都是消耗功率的
✓耗能元件、无源元件
W
t
pdt
t Ri 2dt
t0
t0
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电容器
电解电容
U=4V、I= -2A
_R
E
U
+I
U=-4V、I= 2A
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1.3 电压和电流的参考方向
注意
标出
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
② 参考方向可任意选，但实际方向是确定的，参考方
向的引入仅仅是简化问题的分析
方法
③参考方向不同时，其表达式相差一负号
④习惯取法：负载取关联参考方向。 电源取非关联参考方向。
参考
默认取关联
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要点回顾:
•电路模型 理想电路元件
电阻元件：消耗电能 电感元件：储存磁场能量 电容元件：储存电场能量
•参考方向
任意假定一个方向这个方向称为电流（压 ）的参考方向。
i A
参考方向
B 实际方向
•关联参考方向
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i>0
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1.1 电路的基本概念
5. 电功率和电能量
《电工与电子技术》
主讲：
电气学院电工电子教研室
2020/8/10
1
课程性质
非电专业的专业基础课程
课程内容
电气学院
包含《电路理论》《电机学基础》《模拟电 子技术》《数字电子技术》四部分内容。
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 。
邱关源电路教案
电气与信息工程系教案第 1 次课授课时间（教案续页）讲授与指导内容讲课、互动内容设计课时分配备注1.自我介绍2.课程介绍：（1）电路课的地位与作用；（2）电气工程及其自动化专业介绍及就业方向。
3.授课内容与学时分配：理论（36学时），试验是（12学时）4.考核方式：平时成绩（40分），考试成绩（60分）第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型一、实际电路1.定义:为了某种需要，由电路部件（例如：电阻器、蓄电池等）和电路器件（例如：晶体管、集成电路等）相互连接而成的电流通路装置。
2．实际电路举例3.实际电路的主要作用：（1）电能的传输、分配与转换（2）传递和处理信号4.基本概念：（1）激励：电源或信号源产生的电压或电流，也称为输入。
（2）响应：由激励在电路各部分产生的电压和电流，也称为输出。
（3）电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电大家想一想为什么要学习电路课？今后本专业可以的就业方向。
从实际中举两三个实例，总结出实际电路的主要作用：（1）电能的传输、分配与转换；（2）传递和处理信号。
1分钟6分钟2分钟16分钟较高频率模型 注意：a.必须考虑工作条件，并按不同的精度要求把给定工作情况下的主要物理功能反应出来。
b.不同的实际电路部件，只要具有相同的主要电磁性能，在一定条件下可用同一个模型表示。
3.结论：a.在不同的条件下，同一实际器件可能采用不同的模型；b.模型对电路的分析结果有很大的影响，模型取得复杂会造成分析困难，取得简单不足以反映所求解的真实情况。
四、学习本课程需注意的几个问题1．电路一般是指由理想电路元件构成的抽象电路或电路模型，而非实际电路；2.理想电路元件简称为电路元件；3.本书的“网络”（network ）和“电路”（circuit ）将不加区别地被引用；4.在本书中，随时间变化的物理量一般用小写字母表示，如u(u(t))、i(i(t))、q(q(t))等。
电路元件功率、模型和电压、电流的参考方向相关知识讲解
电路模型
电路模型是由理想电路元件构成的，能反映实际电路电 磁性质。
10BASE-T wall plate
例 开关 灯泡
电 池
导线
s
Ri
R
US
三、集总参数元件与集总参数电路
集总参数元件 每一个具有两个端钮的元件中有 确定的电流，端钮间有确定的电压。
集总参数电路 由集总参数元件构成的电路。
一个实际电路要能用集总参数电路近似，要 满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电 路工作频率下的电磁波的波长。
例 已知电磁波的传播速度 v=3×105 km/s
(1) 若电路的工作频率为 f=50 Hz，则 周期 T = 1/f = 1/50 = 0.02 s
波长 = 3×105 0.02=6000 km 一般电路尺寸远小于 ，视为集总参数电路。
(2) 若电路的工作频率为 f=50 MHz，则 周期 T = 1/f = 0.0210–6 s = 0.02 ns
Δt0 Δ t dt
单位名称：安（培） 符号：A （Ampere） mA A
2. 电流的参考方向
参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。
i
参考方向
i>0 表示电流的参考方向与实际方向相同 i<0 表示电流的参考方向与实际方向相反
例
I1
I1
10V
10
I1 = 1A
10V
10
I1 = -1A
电流参考方向的两种表示：
电路讲解
第一讲(总第一讲)
电路和电路模型 电压、电流的参考方向 电路元件的功率
电路和电路模型（model )
一、 电路 电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。 电源(source)：提供能量或信号.
重要知识点--电路
第一章 电路模型和电路定律（重要是理解概念，做到概念清晰，知识掌握熟练，为后面章节作好铺垫。
）1. 理解电路模型是实际电路的理想化模型。
2. 电压、电流的方向包括有：参考方向、真实方向和关联参考方向。
3. 什么是电流与电压的关联参考方向：电流参考方向与电压降参考方向一致。
当电路中某元件上的电压的参考极性与电流的参考方向一致时，称为关联参考方向，反之称为非关联参考方向。
4. 在分析电路时，对电流的参考方向进行任意假设是否影响计算结果的正确性5. 理解电压、电流的定义。
牢固掌握电压参考极性、电流参考方向、关联参考方向(电流与电压参考方向一致)概念，能够判断某个元器件上的电压、电流是否关联参考方向。
6. 能够理解电路中支路电流I 的参考方向是任意指定的，当I>0表示电路的参考方向与实际方向相同，当I<0表示电路的参考方向与实际方向相反。
如给出电路图，能够根据题目条件判断电压的真实极性和电流的真实流向。
7. 功率的计算：ui p =根据电压、电流关系，判断元器件是吸收还是释放功率，以及具体的功率值。
或者根据给出的功率求电压或电流等。
U BU CU A I BI CI A AB C 8. 功率在电路中是一个重要的物理量，不仅具有大小，还有正负之分。
9. 电位差的概念，熟悉两点之间的电位差的计算方法。
（给出一个电路，能够求出任意两点间的电位差）10. 牢固掌握电阻的伏安特性。
电阻：i R u ⋅= 单位：欧姆11. 电压源、电流源是二端有源元件，掌握其符号表示。
12. 独立电源有电压源和电流源两种。
13. 流过电压源的电流是由电压源及外电路所共同决定的。
14. 掌握受控源的种类（CCCS 、CCVS 、VCVS 、VCCS ）及符号表示。
它用来反映电路中某处的电压或电流能控制另一处的电压或电流这一现象。
15. 受控源是一种四端器件，由控制支路和受控支路两部分组成。
16. 受控电压源与独立电压源的相同之处在于端口电压一定，而电流由外电路决定，不同之+6V-1Ω+ 2V - 3Ω + 10V - 2Ω3Ω 2Ω ab处在于独立电压源的输出电压不变，而受控电压源的输出电压随控制量改变。
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E-
E-
E-
B
(a)
E=U
B
(b)
-E=U
B
(c)
E=-U
B (d)
E=-
E=U
电动势与端电压的关系
电 功 率：单位时间内能量的变化。
电路的基本作用之一是实现能量的传递。 我们用功率来表示能量变化的速率，用p或P
表示。
功率：也就是能量对时间的导数。
即： p dw
dt
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*1.3.2 电压、电流关联参考方向
ba,ab？
+
E2
＋＋ I
E UR
¯
¯ b
E1 b
+
参考方向：在电路图上任意规定的一个方向。
电压和电流参考方向的表示方法
电流的参考方向： 箭头
双下标 : Iab
电压的参考方向：箭 头 ：
双下标 ：Uab 或 Uab
极 性 ： “ + ”、“ – ” ，
第1章电压、电流的参考方向---列方程依据
第1章
第一章 电路和电路元件
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第1章
1.2 电压和电流的参考方向
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铜帽
开关
电解质
I
电 源U
负载
锌皮
碳棒
电流产生条件：
电流实际方向：规定正电荷移动的方向 。
第1章 一、 电 流 电 流：电荷在闭合回路中的定向流动。 电流强度：是指在单位时间内通过导体横截面电荷量。
表示方法：大写字母Ｉ表示常量，小写字母ｉ表示 随时间而变的变量。
电流有两种可能的参考方向，表达式相差一个负
号。 参考方向的 选择是否会 影响实际方 向的 判断 ？
若采用双下标表示电流的参考方向，
则：
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第1章
电路中U、I 实际方向的确定:
1、先任意选定一个方向，称为参考方向 。
2、依此参考方向，根据电路定理、定律列 电路方程，从而进行电路分析计算。
3、根据计算结果确定U、I 实际方向： 计算结果为“+” ，实际方向与假设方向一致；
2、电位VA ：电场力将单位正电荷自A点沿任意路径
移动到参考点所做的功。
它是表示电场中某一点性质的物理量。
注 意：电位是相对量，电压是绝对量。
电压与电位关系：UAB = vA—vB
1.电路中任意两点间的电压,等于该两点的电位之差。
2.电路中任意点的电位,等于该点沿任意路径到参考
点间的电压。 vA= UA o
定律内容：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与 电路的总电阻成反比。
关联方向下，全电路欧姆定律可用公式表述为
E I
Rபைடு நூலகம் R0
全电路欧姆定律： I E
R R0
式中：各量物理意义
E——电源电动势，单位是伏[特]，符号为V； R——负载电阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； R0——电源内阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； I——闭合电路中的电流，单位是安[培]，符号为A。
交流电流: 量值和方向作周期性变化且平均值为零的
时变电流，简称交流(ac或AC)。符号i
第1章
电流具有两个重大实际意义的效应：
1、电流的热效应：电流通过导体会产生热； 2、电流的力效应：电流周围存在着磁场，它
会对其他的载流元件或磁 性元件产生力的作用。
第1章
1、电压UAB ：
电场力把单位正电荷从A移动至 B时所做 的功。
第1章
* 电压、电流的关联参考方向的应用
在关联参考方向下， P UI
*三、电压与电流的关联参考方向
1.关联参考方向：就是电流的参考方向与 电压 参考方向一致 。
+I
U
R
+I
– I
U
R或 U
R
–
–
+
图 (a)
图 (b)
图 (c)
关联参考方向
非关联参考方向
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第1章2.电压、电流的关联参考方向的应用
欧 1) 内容：通过电阻的电流与电压成正比
姆
在关联参考方向下，表示式为：I U
计算结果为“-”，实际方向与假设方向相反
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电压和电流实际方向的确定：
根据电流或电压其参考方向以及其量值的正负。
若U或I 取正值，其实际方向与参考方向相同。 若U或I 取负值，其实际方向与参考方向相反。
今后，在分析电路时，必须先规定电流变量的参 考方向。
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[练习1.3.1] 已知：E =2V, R =1Ω，设b为参考点。
a＋ I
UR R
d
＋
E
－
问：当Uab为1V时，I = ?
解： 假定I 的参考方向如图所示。
则： Uab Uad Udb UR E
I UR U ab E RR
b－
Uab 1V, I 1 2 A 1A
1
= v U A
Ao
（实际方向与参考方向相反！）
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定
R
律
2)
在非关联参考方向下，表示式：I
U
R
[练习1.3.2] 图 中若 I = –2 A，R = 3 ，则：
+
U = –RI = – 3 ( – 2 ) = 6 V
U
R
电压与电流参
–
考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
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欧姆定律－全电路欧姆定律
全电路：由电源和负载组成的闭合电路。 对全电路进行分析研究时，必须考虑电源的内阻。
3、电动势：
是表示电源性质，衡量非电场力做功本领
的物理量。
+
电动势的方向：由低电位端指向高电位端 - E
铜帽
开关电动势的真实方向
电解质
I
电 源U
负载
锌皮
碳棒
电动势与电压都可以用来表示电源正、负 极之间的电位差。
在图中给出了确定参考方向下，电源电动势E与端
电压U的关系式。
A
A
A
A
+
+
+
+
U
U
U
U
E-
它是衡量 电场力对电荷做功本领 的物理量。
假设电路中，电场力对电荷所做的功是dw，则A、B
两点之间的电压： UAB=dw/dq A
电场方向 B
dq
也是衡量单位电荷在静电场中由VA 于电势不同所V产B 生 的能量差的物理量。
电压的正方向:一般规定为电位降低的方向。
*参考点：规定电势为零的点，又叫零电位点。
一、电流和电压的实际方向
电 流 和
电流的实际方向：
正电荷运动的方向 或
电
负电荷运动的反方向；
压
的
实
际 方
电压的实际方向： 由高电位端指向低电位端；
向
第二1章、电压、电流的参考方向---列方程依据
在复杂电路中，难以预先确定电流的实际方向，为了电
路分析和计算的需要，应采取的方法： a
电流方向
简单电路
a
也适用于电路中的其他各物理量。
假设于dt时间内通过导体横截面的电量为dq， 则电流强度: i(t)=dq(t)/dt
与电流有关的几个名词
恒定电流: 量值和方向均不随时间变化的电流。
简称直流(dc或DC)，符号I 。
时变电流: 量值和方向随时间变化的电流。 符号i 。
时变电流在某一时刻t 的值i (t) ， 称为瞬时值 。