电工学第1章
电工学第1章习题
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第1章 直流电路
1.6.1 图示电路中，已知 US ＝6 V，IS＝2 A ，R1＝2 ，R2 ＝1 。求开关 S 断开时开关两 端的电压 U 和开关 S 闭合时通过 R1
开关的电流 I（不必用支路电流
法）。
R2 I2 +
_US
IS
S+ U
I_
[解] 设通过 R2 的电流为 I2 。
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第1章 直流电路
1.6.4 求图示电路中恒流源两 端的电压 U1、U2 及其功率，并说 明是起电源作用还是起负载作用。
[解]
5
+ 5A I
+
U3
_ +
1A
U1
2 U2
_
_
设 2 电阻上电流为 I，5 电阻两端电压为U3 如图。
I(51)A4A U1(24)V8V,U3(51)V5V U2 U1U3 (85)V3V
IS1
R3
IS2
R1
R2
+
_
US
1.9.2 用戴维宁定理求 图示电路中理想电流源两 端的电压。
R1
R3
2
1
+
6V
U_ S1 R2
2 R4 1 IS 3 A
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第1章 直流电路
1.9.3 用戴维宁定理求 图示电路中的电流 I2 。
+
IS 5 A 10 V
U_ S
I2
R2 3 R1 2
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第1章 直流电路
1.6.3 求图示电路中通过恒压源 的电流 I1、I2 及其功率，并说明是 起电源作用还是起负载作用。
第一章 电路的基本概念和基本定律
电路的基本概念和基本定律
伏-安关系： 电压电流关系 （u，i关联参考方向下）
i u e
N
d e dt dLi di L dt dt
di u e L dt
电磁感应定律 感应电动势阻碍电流 变化，且其大小与电 流变化快慢有关
对于线性电感
伏安关系
说明1： 电压与电流的变化率成正比，电感是动态元件 当
如果U 、I方向不 一致该如何？
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
二、功率的计算：
U、 I 为关联参考方向时： U、 I 为非关联参考方向时：
P = UI或 p＝ui
三、功率性质： 若计算结果 P（p） 0
若计算结果P（p） 0
Hale Waihona Puke + u –+
i
i
u –
P = －UI或 p＝－ui
电工技术（电工学I）
第一章 电路的基本概念和基本定律 Basic conception and Laws of circuit
江苏大学电气信息工程学院
School of electric and information，UJS
电路的基本概念和基本定律
内容
1.1 电路的作用与组成
1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向 1.4 电路的功率
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
4.关联与非关联参考方向 对任一元件或一段电路 关联方向：
I
与
U
的参考方向一致
a
I U
b
非关联方向：
I
与
U
的参考方向相反
a
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流强度定义说明图
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向 实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
电工学第一章试题及答案
电工学第一章试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电流的单位是（）。
A. 伏特B. 安培C. 瓦特D. 欧姆答案：B2. 电阻的单位是（）。
A. 伏特B. 安培C. 瓦特D. 欧姆答案：D3. 电路中电流的流动方向是（）。
A. 从负极到正极B. 从正极到负极C. 任意方向D. 不流动答案：B4. 欧姆定律的公式是（）。
A. V = IRB. I = VRC. R = VID. V = RI5. 并联电路中，电阻的总阻值（）。
A. 等于最大电阻值B. 等于最小电阻值C. 小于任一电阻值D. 等于任一电阻值答案：C6. 串联电路中，电流的大小（）。
A. 等于任一电阻的电流B. 大于任一电阻的电流C. 小于任一电阻的电流D. 不确定答案：A7. 电容器的单位是（）。
A. 法拉B. 欧姆C. 安培D. 伏特答案：A8. 电感器的单位是（）。
A. 法拉B. 亨利C. 安培D. 伏特答案：B9. 电能的单位是（）。
B. 瓦特C. 伏特D. 安培答案：A10. 电功率的单位是（）。
A. 焦耳B. 瓦特C. 伏特D. 安培答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 当电压为220V时，通过电阻R=100Ω的电流为______安培。
答案：22. 电路中电阻R=10Ω，电流I=5A，根据欧姆定律，电压V=______伏特。
答案：503. 电容器的电容为C=2μF，电压V=300V，则电容器存储的电荷Q=______库仑。
答案：0.64. 电感器的电感L=0.5H，电流变化率dI/dt=2A/s，则电感器产生的感应电动势E=______伏特。
答案：15. 一个并联电路由两个电阻R1=4Ω和R2=8Ω组成，总电阻Rt=______Ω。
答案：2.676. 一个串联电路由两个电阻R1=6Ω和R2=12Ω组成，总电阻Rt=______Ω。
答案：187. 电能W=Pt，其中P是功率，t是时间，若P=100W，t=2h，则W=______焦耳。
电工学第一章直流电路
（三）电路的短路 开关SA接“3” 号位置，电路中的 短路电流： I短 E r U外 E I短r 0
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（四）电路在三种状态下各物理量的关系
电路 状态
电流
电压 电源消耗功率 负载功率
断路 I 0
U E
PE 0
（一）部分电路欧姆定律 （二）全电路欧姆定律
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（一）部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容 在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体
两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即 I=U/R 。
式中 I—导体中的电流，A； U —导体两端 的电压，V； R—导体的电阻，Ω。
1.串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：
I I1 I2 In
2.串联电路两端总电压等于各电阻两端分电压之和，即：
U U1 U2 Un
3.串联电路等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻值之
和，即：
R R1 R2 Rn
注：（1）如果电路中串联的 n 个电阻值相等（均为 R0），
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（二）电阻率 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号ρ表示。其单位为Ω·m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。
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的电压表，它的内阻 R0 为 40kΩ 。用它测量电压时，允 许流过的最大电流是多少？
解：
I
U R0
300 40 103
大学经典教材--电工学第一章第一部分
本学期准备继续开展电路设 计及仿真软件的学习活动，主要 是以自学为主。可以自己到实验 中心EDA实验室，登记上机。 对于使用该软件较好， 可独立设计出较复杂的系统， 并给出报告的可在期末给与加分 奖励。
通 知 我系对非电专业学生开展SRT训练，可 在老师指导下进行电工电子技术科技活动， 培养动手能力和科研能力。该训练可贯穿至 毕业设计。愿参加者可到我处报名，报名时 间不限，在我任课的三个学期内均可。报名 人数每班不超过2人，总共可接纳10人左右 。活动地点在西主楼一区215。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如： • 当受外界热和光的作用时，它的导电能
力明显变化。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使
它的导电能力明显改变。
2.1.3 半导体二极管
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝 PN结
引线
外壳
小功率高频
到50年代末，人们越来越强烈地感到， 一个个互相独立的元件、器件的小型化之路， 将走到尽头。这是因为， 一个复杂的电路，里面有大量的元器件， 这些“零件”之间要用导线连接起来。 大量的导线也限制了电路体积的缩小。 在科学技术发展的关键时刻， 往往需要富有想象力的科学家创造全新的观念。 1958年，就出现了两位这样的人物： 基尔比和诺伊斯。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是 主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、 保护等等。下面介绍两个交流参数。
二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 利用二极管的单向导电特性可作为电子开关。 如下面的两个例子就是其典型应用。
§1.1 半导体的基本知识
电工学第一章
电路符号 e
RS 实际电压源(交流) 实际电压源(交流) + -
E
RS
+ -
或
E
RS
+ -
实际电压源(直流) 实际电压源(直流)
伏安特性
i
u
U0 = EE R
e
+ u
理想 电压 源伏 安特 实际电压源 性 伏安特性
IS = E RS
RS
0
i
u = e – Rs i
特点：输出电压随外电路变化。 特点：输出电压随外电路变化。
3) 注意：参考方向一经规定之后，就不1.1 参考方向和参考极性
3、规定参考方向的任意性和习惯性 、
1) 任意性：参考方向可任意和独立地规定。 任意性：
四种配合，实质只有两种： 电压、电流同向 电压、电流反向
2) 习惯性 习惯性(惯例)：要按人们的通常习惯来选择参考
RS
u －
实际电压源与理想电压源的本质区别 注意 在于其内阻RS。 当 RS = 0 时，实际电压源就成为理想电压源。 实际电压源就成为理想电压源。 e
RS 实际电压源 + -
RS = 0
e
+ -
理想电压源 i i
实际工程中， 实际工程中，当 + 负载电阻远远大 e - u 于电源内阻时， 于电源内阻时， RS 实际电源可用理 想电压源表示。
§1.2 元件的特性方程
3) 电感元件
(2) 特征方程 ① eL和uL的关系 uL＝－eL ② eL、i、uL参考方向配合如右图，可得： eL＝－L di/dt uL＝－eL ③ 电感元件特性方程： di uL = L （无源惯例） dt 逆关系式：
1 i (t ) = L
电工学(上下册)
1.6 基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律应用于结点，
基尔霍夫电压定律应用于回路．
名词注释：
支路：电路中每一个分支 支路通过的电流叫做支路电流 节点：三个或三个以上支路的联结点 回路：电路中任一闭合路径
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例
b 支路：ab、ad、… ... （共6条） I1 I2 R6 I5 d + _
第三章 正弦交流电路
第四章 三相电路 第五章 电路的暂态分析
1.1 电路的作用与组成部分 电路：就是电流所通过的路径。它是由电路元件按 一定方式组合而成的。 电路的作用： 实现电能的传输和转换，（作用之一） 电路的组成：电源、负载、中间环节三部分 电路的结构形式和所完成的任务多种多样的，举例：
升压 变压器 输电线 降压 变压器 电灯 电动机 电炉
(1)当U和I参考方向选择一致的前提下
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 = UI 0 a + “发出功率” + I U （电源） _ b 若 P = UI 0
+
(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
a
节点：a 、 b、c 、d (共4个） I4
I6
c
I3
回路：abda、 bcdb、 … ... （共7 个）
E3
R3
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1.6.1 基尔获夫电流定律（KCL方程）
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
电工学(第一章)
b
5A
(b)
b
10V / 2 = 5A
图1-19 例1-6用图
29
总 结
1.“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安 特性一致），对内不等效。
I a
R0 + US
(a)
I'
a
R Uab Is R0
'
Uab' R b
b
(b) 图1-20 电压源与电流源互换
R0 R0
U S I S R0 或 I S U S R0
图1-4 电路图
10
物理量的实际正方向
物理量 电流 I 电动势E 实际正方向
正电荷移动的方向
电源驱动正电荷移动 的方向 (低电位 高电位) 电位降落的方向 (高电位 低电位)
电压U
注：这些物理量的实际方向是唯一的。
11
在分析计算电路时，对电流、电压人为地假定一正
方向作为它们的参考方向。因此对参考方向来说它是因 人而异，且不唯一。 解决方法
A6A20 6 Nhomakorabea10A5
E2 90V
D 【解】 (1) VB 0 ,U AB 6 10 60V ,
+ -
V A 60V U CB 140 ,VC 140 V V U DB 90V ,VD 90V
-
(2) V A 0 ,U BA 6 10 60V ,
【解】如图(a)，有 P UI 220 1 220 0 ，起电源的作用。 W
W 如图(b)，有P UI 220 1 220 0，起负载的作用。 W 如图(c)，有 P UI 220 1 220 0，起负载的作用。 W 如图(d)，有P UI 220 1 220 0 ，起电源的作用。
第一章 习题答案
1. 电工学第一章习题一、填空题1． 电压的实际方向规定为( 正 )指向( 负 )，电动势的实际方向规定为由( 负 )指向( 正 )。
2． 测量直流电流的直流电流表应( 串 )联在电路当中，表的“( 正 )”端接电流的流入端，表的“( 负 )”端接电流的流出端。
3．应用叠加原理可以将一个多电源电路简化成若干个单电源电路。
某电源单独作用时，应将其它理想电压源 短路 ，将其它理想电流源 开路 。
4. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3个基本部分组成。
5. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容 元件，它们都是无源 二端 元件。
6. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。
当电路中电流0R U I S=、端电压U ＝0时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。
7. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。
二、选择题1．一段导体的电阻为Ω4，将其对折后的等效电阻为（ B ） A ．Ω2 B ．Ω1 C ．Ω8 D ．Ω42．通常电路中的耗能元件是指（ A ） A. 电阻元件 B. 电感元件 C. 电容元件 D. 电源元件1．电阻元件的性能有 （ B ） A. 储能性 B. 耗能性 C. 惯性 D. 记忆性3．将W 25、V 220的白炽灯和W 60、V 220的白炽灯串联后接到V 220的电源上，比较两灯的亮度是 （ A ） A. W 25的白炽灯较亮 B. W 60的白炽灯较亮 C. 二灯同样亮 D. 无法确定哪个灯亮4．一个电热器从V 220的电源吸取W 1000的功率，若将此电热器接到V 110的电源上，则吸收的功率为 （ D ） A. W 2000 B. W 1000 C. W 500 D. W 2505. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A ）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（B ）功率。
电工学章节试题及答案
电工学章节试题及答案第一章电路分析基础1. 电流、电压和电阻的关系是？答案：根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
即 I =U/R，其中 I 表示电流，U 表示电压，R 表示电阻。
2. 并联电路和串联电路的特点和区别是什么？答案：特点：- 并联电路：并联电路中，电流从不同的支路流过，并且在分流点重新汇合。
每个支路的电压相同，总电流等于各支路电流之和。
- 串联电路：串联电路中，电流只有一个路径可以流通，并且在各元件之间依次通过。
各元件之间的电压可以不同，总电压等于各元件电压之和。
区别：- 并联电路：电流分流，电压相同，等效电阻计算使用倒数之和。
- 串联电路：电流不分流，电压相加，等效电阻计算使用直接之和。
3. 如何计算电路中的总电阻？答案：根据欧姆定律，电阻的总和等于各个电阻的直接相加。
如果电路中存在并联电阻，则需要将并联电阻的倒数相加，再取倒数作为总电阻。
4. 什么是电路的节点和支路？答案：电路的节点是指两个或多个元件连接的交汇点，节点是电路中的连接点。
支路是指电路中的路径，通过支路可以完成电流的流通。
5. 如何计算电路中各支路的电流？答案：根据欧姆定律，可以使用基尔霍夫定律来计算电路中各支路的电流。
根据基尔霍夫定律，节点的电流入射等于电流散射，可以建立节点电流方程进行计算。
第二章交流电路分析1. 什么是交流电路？答案：交流电路指的是电路中电压和电流的变化方式是交变的。
交流电路中的电压和电流都是随时间变化的，通常使用正弦函数来描述。
2. 如何计算交流电路中的电压、电流和功率？答案：在交流电路中，电压和电流的大小和相位差可以使用复数形式表示，即使用幅值和相位来描述。
根据欧姆定律和功率公式，可以利用复数运算来计算交流电路中的电压、电流和功率。
3. 什么是交流电路中的阻抗和导纳？答案：交流电路中的阻抗是指电路对交流电的阻碍程度，它与电路中的电阻、电抗和电容有关。
阻抗可以使用复数表示。
导纳是阻抗的倒数，它表示电流通过电路的能力。
电工学第一章 电工技术(第六版)
1.1 电路的作用与组成部分
1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律
1.7 电路中电位的概念及计算
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第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用；
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例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 + + I I U U R 6V 2A R 6V –2A – – (a) (b) 解：对图(a)有, U = IR 对图(b)有, U = – IR
所以 : R
U I U
I
6 2
3Ω
6 2 3Ω
所以 : R
3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，
理解电功率和额定值的意义；
4. 会计算电路中各点的电位。
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1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。 1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机 升压 变压器 输电线 降压 变压器
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1.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL定律)
1．定律 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行 一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中 各段电压的代数和恒等于零。 即： U = 0 I1 I2 a E 对回路1： 1 = I1 R1 +I3 R3 或 I1 R1 +I3 R3 –E1 = 0 R2 R1 I3 R3 E2 对回路2：I R +I R =E E1 1 2 2 3 3 2 2 或 I2 R2+I3 R3 –E2 = 0 b 基尔霍夫电压定律（KVL） 反映了电路中任一 回路中各段电压间相互制约的关系。
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。
电工学(劳动版)教案：第一章直流电路
第一章直流电路本章教学要求:1、了解电路的组成和状态，理解有关基本物理量的定义，熟记它们的单位和符号；2、掌握欧姆定律，熟悉电路的三种状态。
3、了解电流热效应的应用与危害，了解负载额定值的意义；4、熟练掌握电阻串联、并联和混联电路的特点及其应用；5、了解基尔霍夫定律。
6、会用万用表测量电压、电流和电阻。
重点：1．电路的基本定律（欧姆定律、基尔霍夫定律）；2．电位的计算。
3、电阻串并联计算。
难点：1．电源与负载电压方向的判别方法；2．基尔霍夫电压方程的列写。
教学方法：讲授法、讲练结合、启发式§1-1 电路及其基本物理量一、电路：电流流通的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。
1、电路的作用（1）实现电能的传输、分配与转换（2）实现信号的传递与处理2、电路的组成和状态组成部分：电源、负载、导线、控制装置。
状态：通路、开路（断路）、短路二、电流1、电流的形成：电荷有规则的定向移动形成电流。
2、电流的大小：是指单位时间内通过导体横截面的电荷，即I=Q/t ，电流用符号I 表示，单位是安培（A ）。
3、电流的方向：正电荷移动的方向。
4、电流的换算关系：A 101kA 3=A 101mA -3=A 10mA 10A 1-6-3==μ三、电压、电位和电动势1、电压（1）概念：电场力将单位正电荷从a 点移到b 点所做的功，称为a 、b 两点的电压，用U ab 表示。
电压单位是伏特（V ）。
（2）方向：高电位 → 低电位，电位降低的方向。
（3）换算关系：2、电动势（1）概念：在电源内部外力将单位正电荷从电源的负极移动到电源正极所做的功，是衡量电源移动正电荷的能力的物理量，符号为E ，单位为伏特（V ）。
（2）方向：在电源内部由负极指向正极。
3、电位（1）概念：电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位。
选定参考点电位为零，电位的单位也是伏特（V ）。
（2）电压与电位的关系：电路中任意两点之间的电压等于这两点之间的电位差，即U ab =U a -U b ，故电压又称电位差。
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
武汉交通职业学院
1-4 理想电路元件及实际电源 的两种电路模型
武汉交通职业学院
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 –
武汉交通职业学院
3.负载工作
开关闭合,接通电源与负载。
特征: E （1） I = R0 R
第一章 电工学
B
电场力把单位正电荷从A移到B所做的功(UAB )，与外 力克服电场力把相同的单位正电荷从B经电源内部移向 A所做的功(eBA )是相同的，所以UAB= eBA。
第1章 直流电路
5、电功率：单位时间内电场力所做的功。
p dw dt
p dw dt
,
u
dw dq
,
i
dq dt
dw dq dq dt
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间 的电位之差。
第1章 直流电路
例1.2 a
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V。求 Ua；Ub；Uc；Uac
(1) 以a点为参考点，Ua=0
Uab= Ua–Ub
1.5 V
Ub = Ua –Uab= –1.5 V
Ubc= Ub–Uc Uc = Ub –Ubc= –1.5–1.5= –3 V Uac= Ua–Uc = 0 –(–3)=3 V (2) 以b点为参考点，Ub=0
1.1 电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
电源 ＋ US －
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第1章 直流电路
电路的作用
3
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第1章 直流电路
电路的组成
电源： 将非电形态的能量转 化为电能的供电设备。
负载： 将电能转化为非电 形态的能量的用电 设备。
连结导线：沟通电路、输送 电能。
兆
千
厘
毫
10–3
纳
皮
…
109 106
103 10–2
10–6 10–9
10–12 …
第1章 直流电路
电工学 少学时第1章
电源有载工作
开关闭合,接通 开关闭合 接通 电源与负载 特征: 特征
I E − Ro + + U − I R
E I= R +R 0
U = IR
① 电流的大小由负载决定。 电流的大小由负载决定。 负载端电压 或 U = E – IRo 在电源有内阻时， ② 在电源有内阻时，I ↑→ U ↓。 <<R 当 Ro<<R 时，则U ≈ E ，表明 当负载变化时， 当负载变化时，电源的端电压变 化不大，即带负载能力强。 化不大，即带负载能力强。
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图 1.2.3 开路的特点
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第1章 电路分析基础 章
电源开路
开关 断开 特征: 特征 I=0 E − Ro +
I + UO − R
U = UO = E 电源端电压 ( 开路电压 ) 负载功率 P= 0 I 有 源 电路中某处断开时的特征: 电路中某处断开时的特征: 电 开路处的电流等于零； 1. 开路处的电流等于零； 路 I =0 视电路情况而定。 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定。
放 大 器
扬声器
直流电源: 直流电源 提供能源
负载
直流电源
电源或信号源的电压或电流称为激励， 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
第1章 电路分析基础 章
（二）电路的组成 电源： 电源：将非电形态的能量转化为
注意： 注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负 在参考方向选定后， 之分。 之分。
第1章 电路分析基础 章
*欧姆定律
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2013年3月28日星期四
c
+ R1 E1
a R2 + R3
I2
d
E2
-
I3
b
18
1.6.1 名词解释
1．支路：电路中的每一分支称为支路（流过同 一电流）。流过支路的电流称为支路电流。 2．结点：支路的交叉称为结点。 3．回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。 4．网孔：不含支路的回路（判别方法）。 5．网络：指较多元件组成的电路。 I1
发电机
3
2013年3月28日星期四
（2）信息的传递与处理。
如：各种信息处理电路等。
话筒
放 大 器
（扩音机电路示意图）
扬声器
激励：电源或信号源的电流和电压 响应：由于激励在电路各部分产生的电流和电压
4
§1-2
2013年3月28日星期四
电路的模型
实际电路都是由一些实际的元器件所组成。 在分析电路时，我们要对实际电路建立数学模型 —电路模型。 所谓电路模型就是指一个实际元件在特定的 条件下，所表现的主要的电磁特性，而忽略其次 要因素，如R、L、C等。这种表示的参数，我 们称为集总参数（解释集总参数元件与电路）。 开关 电 池 负 载 开关
IAB
IB B IBC
ICA
C
IC
或
∑I=0
21
例题
2013年3月28日星期四
图示电路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。 求I2，I3和I6。
解： I3=I1－I5=11－6=5（mA)
I6
R2
I2
I4
I2=I3－I4=5－12=－7（mA)
I1 I6=I1－I2=11－(－7)=18（mA) I6=I4+I5=12+6=18（mA)
U RI
c
U=E-R0I
U 理想电源的
外特性曲线
+
U d R
E U=E I
0 电源的伏安特性是指电源对外 供电时，其端电压U和流过其中 电源的外特性曲线 电流I的关系。此种关系也称电 10 源的外特性。
2．功率及功率平衡
因为：U=E-R0I
所以各项同乘电流后可得功率平衡式： UI =EI -R0I I P=PE-△P
或 -I1- I2+I3=0
也可写成： I1+ I2 = I3
+ R1
E1 I3 b
R2 +
R3 E2 -
（入） （出）
2．注意正负号的取法（两套符号）
20
3．推广到广义结点（任一闭合面）上使用。
2013年3月28日星期四
IA+IB+IC=0
【证明】
IA
A
IA= IAB- ICA
IB= IBC- IAB IC= ICA- IBC 将三式相加得： IA+IB+IC=0
短路通常是一种 严重事故，应该 尽力预防。
U=0
特征 I=IS=E/R0 PE=△P=R0I2，P=0 原因：绝缘损坏、接线不慎。 保护：熔断器、自动断路器
17
2013年3月28日星期四
a + E R0
b
I + U
c
R
d
-
§1-6基尔霍夫定律 （德国物理学家）
除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律， 还有基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
+ ER0
+ U -
R
5
§1-3
电压和电流的参考方向
2013年3月28日星期四
电流的实际方向为正电荷的运动方向。 I I + + E1 E2 + E+ R U R R1 R2 R0 （1）为什么要引入参考方向？ （3）参考方向的表示方法：a）箭头； a）复杂电路很难确定电流的实际方向。 b）双下标。 b）交流电路中，电流本身就是交变的。 （4）电流正负的意义： （2）参考方向的选择：原则上是任意的，实际和 正——表示参考方向和实际方向一致。 电压的参考方向一起选。 负——表示参考方向和实际方向相反。
UN—额定电压 IN—额定电流 PN—额定功率
2013年3月28日星期四
电气设备（元件）使用时，其实际值不一定等于 15 额定值。
1.5.2电源开路（引伸为支路电流为零）
a + E R0 I +
2013年3月28日星期四
c
I=0
U -
R d
特征
P=0
b
U=E=U0（开路电压）
16
1.5.3 电源短路
UCA -
+
+ UBC -
也可应用KVL求解。
UAB+UBC+UCA=0 UCA=－1V
UCD
+
C
24
3．讨论
2013年3月28日星期四
（1）列KVL（ ∑U=0 ）前，要首先选定回路绕行 方向，然后 再列方程，电压降和回路绕行方向一致 取正，否则取负。 （2）KVL的另一种表达式。 ∑U=∑E 此时注意正负号的取法。 （3）KVL对闭合回路中各支路电压施加了约束， 它与元件性质无关。 （4）绕行方向的选择：原则上是任意的。 （5）KVL可推广到任一假想的闭合回路
一、电路的组成
开关 负 载
1．电路： 电流流通的路径称为电路。 电 池
（1）电源：提供能量。 2．组成：
（2）负载：消耗能量。
（ 3）中间环节：连接电源和负载 的导线及控制元件。
2
3．作用
（1）电能的传输与转换。
如：输配电电路（电力系统）。
升压 变压器 降压 变压器 用户 负载
2013年3月28日星期四
c + R1 E1 I3 b R3 a I2 d
2013年3月28日星期四
R2 +
E2
E115A
19
1.6.2 KCL（电流定律）
2013年3月28日星期四
1．定义：在任一时刻，任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。 即∑I=0；或 ∑I入= ∑I出
I1+ I2-I3=0 I1 c a I2 d
PE EI 1 5 5W (发出）
R0
1Ω U0
b
PE P0 P 0
即： P 0
13
几点注意事项：
2013年3月28日星期四
（1）功率与电压的平方成正比，即电压增大1 倍，P增大4倍。
（2）P=UI为关联方向的关系式。 （3）在关联方向下功率大于0为耗能，小 于0为放能（电源与负载的判别）。
R1
R3
I3
I5
22
1.6.3 KVL（电压定律）
1．定义：在任一时刻，沿任一回路循行方向（顺时针或
逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零。
2013年3月28日星期四
2．表达式 ∑E= ∑U
∑U=0
I1
c + R1
a R2 + R3 I3 -
I2
d
E1=I1R1+ I3R3
E2=I2R2+ I3R3 E1=I1R1－I2R2+E2
2013年3月28日星期四
例如：电路如图所示，如选D或B为参考点，
求各个电位及电位差。 4A B 6A A C 20Ω 5Ω + + E1 140V 90V E2 10A 6Ω D
27
结论：选D或B时，各点电位变了，
解：（1）
VD=0V VA=140V VB=10×6=60V VC=90V UAB=VA-VB=80V A C 但任意两点之间电位差不变。 选D为参考点则： 20Ω 5Ω E1 + + 140V 90V 10A 6Ω E2 4A B 6A
2013年3月28日星期四
D （2）选B为参考点则：
VB=0V ；VA=80V ；VC=30V；
VD=-10×6=-60V ； UAC=VA-VC=50V UAC=VA-VC=50V UAB=VA-VB=80V
28
2013年3月28日星期四
电路化简
实际中也可用“电位简 略图”表示电路原理图。 E1 例如：A点接140V理想 电压源的正极，它的负极 意味着接“地”。 A 4A B 5Ω A
S
10K
A
结论：电位是某点相对参考点的电压；
电压是两点电位之差。
30
E1
-
E2
b
23
例题1.6.2
2013年3月28日星期四
电路如图所示，已知UAB=5V，UBC=－4V，
UDA=－3V。试求：（1）UCD；（2）UCA
解：
（1） UAB+UBC+UCD+UDA=0 A 5+（－4）+UCD+（－3）=0 UDA UCD=2V + （2）ABCA不是闭合回路， D UAB - B + -
6
电压和电动势的参)双下标； c)正负号。 5V
IL
+
a 4V U
1Ω
-4V
4Ω
-
-1A
b
问题：在一个电路中，电流和电压的参考方向应 该怎样选择呢？
原则：电压和电流方向相关联
7
§1-4
2013年3月28日星期四
欧姆定律
欧姆定律是德国物理学家乔治· 欧姆在1826年发现的 （1787年—1854年） 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这 就是欧姆定律。
（4）对于独立电路来说
∑P≡0。
（5）当R=RO时，电源输出功率为最大（最 大功率传输）。