电路和电路模型.
实际电路和电路模型
激励：电源对电路的作用称为激励。 响应：电路中由于电源的作用产生的所有电压、 电流都成为响应。
实际电路和电路模型
四、电路模型 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 想元件，简称元件。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。
ห้องสมุดไป่ตู้
维尔纳·冯·西门子 （Ernst Werner von Siemens）（1816-1892）德国工程学家 ，西门 子集团的创始人。
u 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。
电工基础
实际电路和电路模型
第一节 实际电路和电路模型
一、实际电路
电路(网络)：为了完成某种特定功能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
导线
话筒
放 大 器
扬声器
两个电路分别实现了什么功能？
实际电路和电路模型
二、电路的作用
开
关
电
电
池
灯
导 线
实际电路和电路模型
实际电路和电路模型
第二节 电流、电压及其参考方向
一 电路的主要物理量 1. 电流及其参考方向
带电粒子的有规则的移动形成电流。
电流的大小用电流强度表示，定义为单位时间内通过 电路某一横截面的电荷量。
i dq dt
电流的单位为A（安培）。当 dq＝1库仑，dt1 秒， i 1A
提示：所有电路方程都是在标定了参考 方向的基础上建立的，不然毫无意义！
实际电路和电路模型
电路分析基础第一章 电路模型和电路定律
+
–
+
–
+
实际方向
实际方向
+
U >0
U<0
上页
下页
电压参考方向的两种表示方式
(1) 用正负极性表示
+
(2) 用双下标表示
U
A
UAB
B
UAB =UA- UB= -UBA
上页 下页
3. 关联参考方向 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联 采用相同的参考方向称之为 参考方向,即电流从电压的“+”极流入,从“-” 极流出该元件。反之，称为非关联参考方向。 极流出该元件
P6吸 = U 6 I 3 = (−3) × (−1) = 3W
上页 下页
注
对一完整的电路，发出的功率＝吸收的功率
3. 电能（W ,w）
在电压、电流一致参考方向下，在t0到t的时间内 该部分电路吸收的能量为
w(t0 , t ) = ∫ p (τ ) dτ = ∫ u (τ )i (τ ) dτ
t0 t0
电源 Sourse
灯 Lamp
RS US 电路模型
R
Circuit Models 干电池 Battery
上 页 下 页
电路理论中研究的是 理想电路元件构成的电路（模型）。
电路模型，不仅能够反映实际电路及 其器件的基本物理规律，而且能够对 其进行数学描述。这就是电路理论把 电路模型作为分析研究对象的实质所 在。
干电池 Battery 电路理论中，“电路”与“网络”这两个术语可通用。“网络” 的含义较为广泛，可引申至非电情况。
例：手电筒电路
开关 灯泡
10BASE-T wall plate
《电路和电路模型》课件
4. 能 量
P = u i = Li
>0
di
则 P > 0 吸收能量 电能 磁场能
dt
则 P < 0 放出能量
<0
磁场能
电能
* 它是一种储能元件 不消耗能量。
∫t
WL=
P dt
0
∫t
=
Li
0
di dt
dt
返回
1
WL=
Li2
2
能量是逐渐积累，不能突变。
∴电感中的电流不能突变。
* WL 与 i 2 成正比，与 u 无关，
中间环节 电 源
负载
US R0
S R
电路模型只反映实际电路的作用及其相互的连接方式，不反映实际电路的内部 结构、几何形状及相互位置。
返回
一、电流及其参考方向
1. 定义：
在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流，我们把单位时 间内通过导体横截面积的电荷量定义为电流强度。
i = dq/dt
大小和方向都随时间改变的叫交流
a
I
b
U
* 若求出的P > 0，说明元件在吸收功率，一定是负载；
求出的P < 0，说明元件在发出功率，一定是电源。
返回
例：在图示电路中 已知:U=-10V I=1A 问:(1) 电压与电流的实际方向如何?a b 两点
哪点电位高? (2)该元件的功率是多少?它是电源还是负载?
I实
a
U
U实
解:
I (1)U=-10V 则实际方向与参考方向相反 I=1A 实际方向与参考方向相同 由电压的实际方向知b点电位高 于a点电位 (2) P=-UI=-(-10)×1=10W P>0 吸收功率是负载
电路原理基础知识
1. 定义：电压源电压或电流源电流不是给定的时
间函数， 而是受电路中某个支路的电压( 间函数 ， 而是受电路中某个支路的电压 或电流)的控制 的控制。 或电流 的控制。
2. 电路符号
+
–
受控电压源
受控电流源
3. 分类：根据控制量和被控制量是电压 或电流 分类：根据控制量和被控制量是电压u或电流 或电流i
(b) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
直流： 直流：uS为常数 交流： 是确定的时间函数， 交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsinωt
(c) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
+
(3). 伏安特性
1 、 几个名词：(定义 几个名词： 定义 定义)
(1). 支路 (branch)：电路中通过同一电流的每个分支。 (b) ：电路中通过同一电流的每个分支。 a + + b=3 uS1 uS2 3 3 _ _ R3 2 n=2 1 1 2 R1 R2 l=3 b (2). 节点 (node): 三条或三条以上支路的连接点称为节点。( n ) 三条或三条以上支路的连接点称为节点。 (3). 回路 回路(loop)：由支路组成的闭合路径。( l ) ：由支路组成的闭合路径。 (4). 网孔 网孔(mesh)：对平面电路，每个网眼即为网孔。网孔是回 ： 平面电路，每个网眼即为网孔。 但回路不一定是网孔。 路，但回路不一定是网孔。
1.4
电阻元件
实际电阻器示例
R
(a)
实际电阻器示例
R
(c)
R
(b)
R1
R2
电路和电路模型
正弦稳态分析
正弦稳态
交流电路中的电压和电流随时间变化，但它们的波形是稳定的， 不会随时间发生突变。
相量法
将正弦量表示为复数形式，简化了计算过程，使得交流电路的分析 变得更为方便。
阻抗和导纳
在正弦稳态下，电路中的元件可以用阻抗和导纳来表示，它们是复 数，包含了电阻、电感和电容等参数。
功率因数与效率
详细描述
叠加定理指出，在由多个独立电源共同作用的线性电路中， 任何一个电源单独作用时产生的电压或电流，等于各个电源 单独作用于电路所产生的电压或电流的代数和。这个定理在 计算复杂电路的电压和电流时非常有用。
04
线性电路分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
一阶电路分析
三相电路的应用
广泛应用于电力系统、电机控制和工业自动化等领域。
05
非线性电路分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
非线性元件
01
定义
非线性元件是指其伏安特性不能 用线性方程描述的元件，即其输 出与输入不成正比。
02
常见非线性元件
二极管、晶体管、开关等。
03
非线性元件在电路 中的作用
1 2
功率因数
衡量交流电路中电压和电流之间的相位关系，反 映了电路中无功功率的大小。
效率
表示电路中电能转换为有用功的比例，反映了电 路的性能和损耗。
3
提高功率因数和效率的方法
通过无功补偿、滤波器设计、优化电路布局等方 式，可以改善电路的性能，提高能源利用率。
三相交流电路分析
三相电源
由三个相位差为120度 的交流电源组成，常用 于电力系统。
电路分析基础电路和电路模型
单位：安培（A-Ampere），mA，A
X
1.电流(current)及其参考方向
方向：正电荷流动的方向。
表示：箭头，双下标 iAB 。
A i
元 件 B
1.2 电流的参考方向(reference direction)
任意选定的方向（正方向）。
根据计算结果确定电流的真实方向
若 i 0 真实方向与参考方向致一 i 0 真实方向与参考方向反相
dwudq p(t)u dqui
dt 若支路为非关联，则 pui
单位：瓦特（W-Watt）， kW， mW，W 单位的对应：i(A),u(V) p(W)
X
4.功率(power)
根据计算结果判断是吸收能量还是供出能量
p 0 吸收功率（消耗） P0 发出功率
X
例题2 判断下图所示支路是吸收功率还是提供功率。
X
内容提要
电流及其参考方向 电压及其参考极性 关联参考方向 功率
X
1.电流(current)及其参考方向
两种带电粒子：质子（正电荷）、电子（负电荷） 电量：带电粒子所带电荷的多少。 单位：库仑（C-Coulomb） 符号：q或Q
1.1定义：单位时间内通过导体横截面的电量称为 电流（current）。
i 1A
a
i 2A
a
i 1A a
+
u 3V R
u
u
us 3V
us 2V
b
(a)
解：
b
(b)
b
(c)
(a) p ui 31，吸3W收功 0率。
(b) p u i3 2 , 提 供6 W 功率 。0 (c) p ui 1 2 2W 0，吸收功率，电源处于
第1章-电路的模型与基本概念
WC
t du Cu dξ dξ
1 Cu2 (ξ ) t 1 Cu2 (t) 1 Cu2 ( )
2
2
2
若u( ) 0
1
Cu
2
(t
)
1 q2(t) 0
2
2C
从t0到 t 电容储能的变化量：
WC
1 2
Cu 2
u R
u为有限值时，i=0。
– * 理想导线的电阻值为零。
二. 线性时变电阻元件 时变电阻：电阻Rt是时间t的函数。
it
Rt
+
ut
电压电流的约束关系：
ut = Rt it
it = gt ut
1.3.2 电容器 (capacitor)
电容器
+ + + + +q
– – – – –q
一、线性定常电容元件：任何时刻，电容元件极板上 的电荷q与电流 u 成正比，比例系数C为正实数。 C 电路符号
Uac = a ， Udc = d
d
c
Uad= Uac –Udc= a–d
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的
电位之差。（* 参考点作为中介点）
例.
a
1.5 V b
1.5 V c
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V 用电位计算如下：
(1) 以a点为参考点，a=0
Uac= ？ (2) 以b点为参考点，b=0
Uac= ？
例.
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V
a
(1) 以a点为参考点，a=0
1.5 V
Uac= a–c = 0 –(–3)=3 V
b
(2) 以b点为参考点，b=0
1.1 什么是电路和电路模型
授课日期： 2012 年 2 月 17 日 第 1 周 星期 5 授课课题： 第一节 电路的组成及作用 授课时数 2 教学目标要求： 知识目标：（1）了解电路的两种功能。
（2） 掌握电路的三种状态。
（3）掌握电路的四个基本部分。
能力目标：了解电路的各部分的功能，学会看电路图并自己画电路图分析。
教学重点难点：电路的两种功能、电路的三种状态 电路图。
教学方法：多媒体教学 授课式 教学过程及内容： 引入日常生活中，我们见过的电路有哪些？它们是由些什么元器件组成的？能完成什么样功能？（由学生举例日常生活中常见的电路）这些是我们今天要学习的内容。
授新第一节 电路的组成及作用一、电路的基本组成 1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。
2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1) 电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2) 负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
(3) 辅助元件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。
(2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。
(3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路的两种功率能简单的直流电路图1-2 手电筒的电路原理图 ● 第一种作用是对能量进行转换，传输和分配。
如发电机。
● 第二种作用是对信号进行传递，控制和“加工处理”。
如电视机。
三、电路模型和电路图由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。
大学电路复习提纲 (适用于工科学生的复习)
Y的变换条件
R12R1R2RR 2R 33R3R1
R1
R1
R12R31 2R23R31
R
Y形Y电形阻不两相两邻乘电积阻之和RY
相邻电阻的乘积 R
3.电压源、电流源的串联和并联
①理想电压源的串联
uS1 +
_
uS2 +
_
+u
_
等效电路
②理想电压源的并联
i
+
++
uS1 _
uS2 _
u _
+_ u
③理想电压源与支路的并联 i
视在功率: S=UI
单位：W 单位：var 单位：VA
S P2 Q2
S
Q
|Z|
X
P
R
φ为 u和 i的相φ 位 u差 i
5 .复功率
为 了 用 U 和 相 I来量 计 算 功 率功 ，率 引” 入
I
+
U_
定义： SU I* 单 V 位A
负 载
SU I(ui)U Iφ
U cφ o I jU s sφ i IP n jQ
4.3 戴维宁定理和诺顿定理
戴维宁定理和诺顿定理适合于求解电路中某一支路电压、电流 和功率问题。 应用戴维南定理和诺顿定理求解电路，一般按以下步骤进行：
1、计算开路电压Uoc
外电路断开后二端纽之间的电压为开路电压Uoc， 此时端口电流为0。计算Uoc的方法视电路形式选 择前面学过的任意方法〔网孔、节点电压法、基尔 霍夫定律等〕。
① 先将受控源看作独立源列方程；
② 将控制量用网孔电流表示，称为约束方程。
2. 结点电压法
流入取正， 流出为负
实际电路与电路模型
实际电路与电路模型
实际电路是由实际电气器件相互连接而成，是构成各种电子系统的基本构件。
实际的电气器件(如电阻器,电容器,电感器,晶体管,集成电路,乃至发电机,电动机等),其共同特点是在工作时其内部存在电磁过程。
由实际电路可构成各种应用系统，如通信，计算机，掌握，动力，信号处理系统等。
在电路理论中，我们并不直接讨论实际电路，而是讨论实际电路的数学模型，即电路模型。
电路模型是由抱负化的电路元件相互连接构成的。
什么是抱负化的电路元件呢？抱负化电路元件（简称电路元件）是从实际器件的电磁特性抽象出来的数学模型，它与实际电气器件的区分和其作用在于：
1. 实际器件是物理实体，而电路元件是实际器件的科学抽象。
实际器件的种类繁多，而电路元件只有几种类型。
2. 实际器件除了具有某种主要的电磁特性外，还有某些其他的次要特性，对它们无法做出精确的定义。
而电路元件只体现某一方面的电磁特性，可以用严格的数学关系来描述。
3. 一个实际器件可用一个电路元件或多个电路元件的组合来作为它的模型，而且在不同的工作条件下，可以有不同的模型。
所以，电路模型是实际电路的近似和抽象。
用抱负化的模型，可以抓住电路的主要特性，简化分析过程。
以后，本课程争论的电路和元件，均指电路模型和电路元件。
电路模型和电路定律
电路模型和电路定律电路和电路模型电路，电路模型实际电路的理想化，模型化•理想电路元件线性电阻元件：u=Ri理想电压源：两端电压保持一定，电压值与流过它的电流值无关•不允许短路，若短路，电流很大，可能烧毁电源理想电流源：流出电流一定，外界因素无法改变电流大小•不允许开路，若开路，端电压很大，可能烧毁电源受控源：表征电子器件的物理现象，反映了电路中某处电压或电流控制另一处的电压或电流的关系。
•集总参数电路实际电路的尺寸远小于其工作频率所对应的波长，我们就说它满足集中化条件，其模型就称为集中参数电路·电流和电压的参考方向参考方向，实际方向关联非关联电功率和能量定义单位时间内电场力所做的功称为电功率，p=dW/dt吸收，发出的判断关联•p>0：实际吸收，反之，实际发出非关联•p<0：实际发出，反之，实际吸收p=ui=i^2R=u^2/R电路元件电阻元件电容元件，电感元件电源元件独立电压源和电流源•受控电压源和电流源•基尔霍夫定律支路，结点，回路，网孔，路径支路：branch，电路通过同一电流的分支结点：node，三条或三条以上支路的公共连接点回路：loop，由支路组成的闭合回路网孔：mesh，平面电路中，其内部不含任何支路的回路路径：path，两节点间的一条通路基尔霍夫电流定律KCL任意一个结点：∑i=0：∑i出-∑i进=0推导：广义结点，应用于包围部分电路的任意假设闭合面•基尔霍夫电压定律KVL任意回路：∑u=0广义KVL：应用于假想回路•图解分类梦想哟花繁柳密处，拨得开，才是手段风狂雨急时，立的安，方见脚跟。
电路基础原理理解电路中的电路模型与电路分析
电路基础原理理解电路中的电路模型与电路分析电路是电子工程中最基础而重要的概念之一。
为了能够更好地理解电路的运行原理和进行电路设计与分析，我们需要掌握电路中的电路模型与电路分析方法。
一、电路模型电路模型是对电路中各元件的行为进行抽象和描述的数学模型。
常见的电路模型包括理想电压源、理想电流源、电阻、电容和电感等。
1. 理想电压源：理想电压源是一个提供恒定电压输出的电压源。
它可以看作是一个内阻为零的电源，并且能够提供无限大的电流。
在实际电路中，通常使用电压源来表示电池、电源适配器等。
2. 理想电流源：理想电流源是一个提供恒定电流输出的电流源。
它可以看作是一个内电阻为无穷大的电源，并且能够提供无限大的电压。
在实际电路中，通常使用电流源来表示电流表、发电机等。
3. 电阻：电阻是电路中最基本的元件之一。
它的特性是通过电流和电压之间存在线性关系，即符合欧姆定律。
常见的电阻有固定电阻和可变电阻两种。
在电路模型中，电阻通常用一个具有固定阻值的箭头表示。
4. 电容：电容是一种能够储存电荷的元件。
在电路模型中，电容可以看作是由两个金属板之间夹着一个绝缘层构成的。
当电压施加在电容上时，可以导致电容充电或放电。
电容的特性可以用电流对电压的导数关系描述。
5. 电感：电感是一种能够储存磁场能量的元件。
在电路模型中，电感可以看作是一个线圈。
当电流通过电感时，可以产生磁场，并且磁场能量可以在电流中转换。
电感的特性可以用电压对电流的导数关系描述。
二、电路分析电路分析是指通过建立电路方程，计算电路中电流、电压和功率等参数的过程。
常见的电路分析方法包括基尔霍夫定律、戴维南等效电路定理和拉普拉斯变换等。
1. 基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是电路分析中最常用的原理之一。
它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出，在任意一个节点上，所有进入节点的电流等于所有离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出，在任意一个回路中，所有电压源的电压和等于所有电阻、电容和电感元件的电压之和。
电路和电路模型
电路和电路模型电路是指包含电源、导线、电阻、电容、电感等元件的系统，能够实现电能的传输、转换、控制等功能。
电路被广泛应用于电子设备、通信设备、家用电器、汽车等各个领域。
而电路模型是对电路进行数学建模和分析的方法，是理论研究电路行为和设计电路的重要工具。
电路包含了若干个元件（如电源、电阻、电容、电感等），这些元件之间通过导线相连，形成了电路。
电路中电荷沿着电路的导线运动，形成了电流。
根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
这启示我们可以通过设计和连接不同的电阻、电流、电源和电容来实现特定的电路功能。
在实际应用中，通过特定的电路设计可以实现信号放大、数据处理、电源管理等功能。
电路的组成元件是电子元件，即储能件、控制流通与障碍流通的元件等，它们是电路的功能建筑。
电路中的储能元件存储电场能量，包括电容和电感。
电路中的控制流通与障碍流通的元件是指电导材料、二极管、三极管、场效应管、MOS管、运算放大器等元件。
这些元件能够通过电场或磁场等控制电流或电压，实现对电路行为的控制和调节。
电路模型是对电路进行数学建模的方法，通过数学方程描述电路的特性，可用于电路的理论分析和设计。
根据描述电路的方程形式，电路模型可以分为时域模型和频域模型。
时域模型描述电路的时间响应，由微分方程或差分方程表示电路元件的电压或电流与时间的关系。
频域模型则利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，并进行频域分析，可以得到电路的频率特性。
电路模型对电路行为的分析有着重要的作用。
比如，在模拟电路中，模拟信号会经过若干个电路元件的影响，这时需要对电路进行分析，以确定电路的响应和性能。
在数字电路中，数字信号经过二进制数值转换输出，需对电路进行逻辑分析和时序分析。
在通信电路中，需要对电路进行频率特性和时域特性的分析，以保证信号传输的稳定性和可靠性。
总之，电路和电路模型是理论和应用领域重要的概念。
电路是电子设备的核心组成部分，电路模型则是对电路的理论分析工具。
第一章电路模型和电路理论
在实际应用中感到这些 SI 单位太大或太小时，可以加上 表1-4中的国际单位制的词头，构成SI的十进倍数或分数单位。
例如
2mA 2103 A
2μ s 2106s
8kW 8103 W
Electrical Analogies (Physical)
Electrical
Hydraulic
Base
Charge (q)
当u、i参考方向不一致时，表示发出功率。
0 p(t) u(t)i(t)
0
实际发出功率 实际吸收功率
例. 已知元件的电流、电压，试确定元件吸 收或释放功率
1.
2.
解: 1. p ui (1) 2 2W 0
2. p ui 1 2 2W 0
表1－3 列出部分国际单位制的单位，称为SI单位。
注意：一个实际电路的电路模型并不唯一，在不同条件 下，不同应用情况，模型不一样。
例：晶体管低频用H参数模型，高 电流与电压的参考方向
一. 电流的定义及其参考方向
大小：单位时间通过导体截面的电荷数。
电荷：带电粒子所带的电荷数。Q（恒定）、q(t)(时变)单位：库仑（c）。
例. 正弦交流电流i(t)=Asinwt
二. 电压的定义及其参考方向
大小：单位正电荷作功的能力
u dw dq
单位：V、mV、μV。
实际方向：电位降低的方向
电压：是电场力对单位正电荷作功的表征量，其数值为电场力把单位正 电荷从a点移到b点所作的功。Uab=Ua－Ub U(直流)、u(t)_交流）单 位：伏特（V）
p(t) Ri 2 (t) 0
W[t0 ,t]
t p(t)dt R t i 2 (t)dt 0
t0
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试述电路的功 能？何谓“电 路模型”？
理想元件有何 特征？
学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个 基本关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。
1.2 电路基本物理量及参考方向
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。
(包括
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 ② 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 方向和符号)，在计算过程中不得任意改变
③ 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的 实际方向不变。
想想、练练
已知某电路中Uab=-5V, 试说明a,b两点哪点电 位高？
电功率大的用电器， 电功也一定大，这种说 法正确吗？为什么？
1.3
1.电功率
电功率和能量
单位时间内电场力所做的功。
dw p dt
dw u dq
dq i dt
dw dw dq p ui d t dq d t
功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳)
2. 电路吸收或发出功率的判断
u, i 取关联参考方向
实际方向
实际方向
B
i>0
i<0
电流参考方向的两种表示：
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i A 参考方向 B
用双下标表示： 如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。 A
iAB
B
2.电压的参考方向
电位
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。 单位正电荷 q 从电路中一点移至另一点 时电场力做功（W）的大小。
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：
U
(2)用正负极性表示
+
(3)用双下标表示
U
A
UAB
B
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+ u
关联参考方向
i
u
非关联参考方向
+
例
＋
i
B
A
u
－
注意
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压电 流参考方向关联否？ 答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。
石家庄理工职业学院
电路基础
计算机与信息技术系 葛 莉
主要内容
项目一
认识电路的基本物理量和基尔霍夫定律
电路和电路模型
电路的基本物理量 电路的参考方向 无源元件的介绍
1.1
电路和电路模型
电路是电流的通路
1、电路的组成及其功能
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
1、电路的组成及其功能
+
RL U
+
_
连接导线
US
–
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。
3、理想元件
• 理想电路元件
+ R
L C – US IS
电阻元件 只具耗能 的电特性
电感元件 只具有储 存磁能的 电特性
电容元件 只具有储 存电能的 电特性
电压U
dW U dq
def
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位
V (伏)、kV、mV、V
2、电压、电位和电动势
a
电动势E只存 在电源内部， 其数值反映了 电源力作功的 本领，方向规 定由电源负极 指向电源正极
S R0
I
+
U RL
+
_
b
E
–
路端电压U。 电压的大小反映 了电场力作功的 本领；电压是产 生电流的根本原 因；其方向规定 由“高”电位端 指向“低”电位 端。
1.电流的参考方向
电流 电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
Δq dq i (t ) lim Δt 0 Δt dt
def
单位
方向
A（安培）、 kA、mA、A
1kA=103A
1mA=10-3A 1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
+ u i u
P=ui
表示元件吸收的功率
P>0 吸收正功率(实际吸收)负载
P<0
吸收负功率(实际发出)电源
u, i 取非关联参考方向
P = ui
表示元件发出的功率
i
P>0 发出正功率 (实际发出)
实际方向
A A 问题
B B
实际方向
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
参考方向 i A
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
参考方向
表明
B 电流(代数量) 大小 方向(正负）
电流的参考方向与实际方向的关系：
i A 参考方向 i B A
参考方向
• 电路的组成
电源
火线 零线
连接导线和其余 设备为中间环节
..
负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
1、电路的组成及其功能
• 电路的功能
电力系统中
电路可以实现电能的传输、分配和 转换。
电子技术中
电路可以实现电信号的传递、变换、 存储和处理。
2、电路模型
中间环节 S 开关 电 源 负 载 R0 I
3、理想元件
电路元件按照其与电路其他部分相连接的端钮 数，可以分为二端元件和多端元件。二端元件 通过两个端钮与电路其他部分连接；多端元件 通过三个或三个以上端钮与电路其他部分连接。
电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？ 何谓理想电路元件？ 其中“理想”二字在 实际电路的含义？
如何在电路 中区分电源 和负载？
理想电压源 输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定
理想电流源 输出电流 恒定，两端电 压由它和负载 共同决定。
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似化，其电 特性单一、精确，可定量分析和计算。
注意
5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子； （b）可以用电压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。
电位是相对于参考点的电压。 参考点的电位: b=0；a点电位： a=E-IR0=IR
2、电压、电位和电动势
• 三者的定义式 W源 W a－ W b W a－ W 0 E = a= Uab = q q q 显然电压、电位和电动势的定义式形式相同，因此 它们的单位一样，都是伏特[V]。
• 三者的区别和联系 电压等于两点电位之差： Uab=Va－Vb 电源的开路电压在数值上等于电源电动势； 电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。