第一章电路基础
电路基础知识
电路中的常用物理量
【电动势】
衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量，用符号E表示，单位是伏（V）。 电动势仅存在于电源的内部，它的方向是从低电位端指向高电位端，即从电源的 负极指向正极。
对于一个电源来说，在开路状态下， 电源两端的电压与电源的电动势大小 相等而方向相反，如图所示。
电路中的常用物理量
用来把电源和负载接通或断开的装置，常见的有 按钮、刀开关等。
第一节
【通路】
电路的基本知识
二、 电路的状态
也称为闭路。当开关闭合，电路中有 电流流过，即为通路状态。
【开路】
也称为断路。当开关断开，电路中没 有电流流过，即为开路状态。
【短路】
如图所示，a、b两点用导线接通， 这时电流不经过负载，只从导线ab 回 到电源，即为短路状态。
例：如果在1s内通过导体横截面的电量为1C，则导体中的电流即为1A 。
单位换算关系为：
1A= mA = uA。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汽油发动机起动时，蓄电池需要向发动 机提供200---600A的电流
柴油发动机起动需要500---1000A的汽 油电流
【电位】
电路中某点相对于参考点的电压， 用V表示，单位为伏（V）。
电路中的常用物理量 【电流强度】 表征电流大小的物理量。 单位时间内通过导体横截面的电量，用字母I 表示。 若在t秒内通过导体横截面的电量为Q，则电流I可表示为：
式中，I 表示电流，单位是安[培]，用符号A表示； Q表示电量，单位是库[仑]，用符号C表示； t表示时间，单位是[秒]，用符号S表示。
家庭作业
简述电压、电动势、电位的联系与区别。 图示电路中，已知UAC=3V, UAB=2V,试分别以a点和c点作 为参考点，求b点电位和b、c间的电压。
电工学 电路基础简明教程 第1章
第一章 电路的基本概念与定律
功 率 的 计 算 1) u、i取关联参考方向
2) u、i取非关联参考方向 p吸 =－ u i 例 U = 5V， I = - 1A i + u –
+
u
i
p吸 = u i
例 U = 5V， I = - 1A
–
P吸= UI = 5× (-1) = -5 W p吸< 0 ，说明元件实际发出功率 5W
第一章 电路的基本概念与定律
单位时间内电流做的功称为电功率，用“P ”表示： UIt W P = t = t = UI 国际单位制 U ：V，I：A，电功率P用瓦特W。 用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值， 所谓额定值是指用电器长期、安全工作条件下的最 高限值，一般在出厂时标定。其中额定电功率反映 了用电器在额定条件下能量转换的本领。
第一章 电路的基本概念与定律
例、 右下图电路，若已知元件吸收功率为－20W， U I + 电压U=5V，求电流I。
元件
解： 由图可知UI为关联参考方向，因此: P －20 I= －4A U = 5 = 例、右下图电路，若已知元件中电流为I=－100A， 电压U=10V，求电功率P，并说明元件是电源 还是负载。 解：由图可知UI为非关联参考方向，因此: P = UI = 10×(-100) = 1000W 元件吸收正功率，说明元件是负载
+
U E
RL
_
b
–
电位V是相对于参考点的电压。参考点的 电位:Vb=0；a点电位： Va=E-IR0=IR
第一章 电路的基本概念与定律
为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及 大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。 Wa－Wb 电压的定义式为： Uab = q 电位的定义式为： Va = 电动势的定义式为： 单位换算： Wa－W0 q 三者定义式 的形式相同 因此它们的 单位相同
电路基础教程讲义
电路基础教程讲义
第一章电路基础概念
1.1 电路定义
电路是指由电源、电流和负载组成的系统，能够实现电能转化
和控制功能的物理实体。
1.2 电路基本元件
电路基本元件包括电源、开关、电流表、电压表、电阻、电容、电感等。
1.3 电路符号及标准
电路符号是指用来表示电路元件的图形符号，其标注应符合国
家电气标准要求。
第二章简单电路的分析
2.1 基尔霍夫电压、电流定律
基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律是简化电路分析的关键。
2.2 电路连接方式
串联和并联是电路最基本的连接方式。
2.3 电阻和欧姆定律
欧姆定律是描述电阻中电流与电压关系的基本公式。
第三章交流电路分析
3.1 交流电的特点
从正弦波、有效值等方面介绍交流电的特点。
3.2 交流电路的分析
交流电路的分析通常涉及复数运算和相量的转换、电路的复合运算等问题。
3.3 交流电路的常用元件
电容、电感和变压器是交流电路中常见的元件，它们在交流电路中起着不同的作用。
以上是电路基础教程的基本内容，希望对初学者有所帮助。
电路基础-第1章 电路的基本概念
I
i
当它向外电路提供电流时，它的端电压U总是小于US ， 电流越大端电压U 越小。
31
实际电流源模型
BUCT
一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源和一个 内电导 Gs 并联的模型来表征其特性。Gs: 电源内电导,一般很小。 iS
Gs i I + u U _
U
iS=IS时，其外特性曲线如下：
#对于25W的灯泡，则电流 I=P/U=25/220=0.114A; #对于1000W的电炉子，则电流 I=P/U=1000/220=4.55A;
26
二、 理想电流源：
光电池、光电管 iS
BUCT
电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压u 无关。
电路符号:
特点： (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关；
第一章 电路的基本概念 （ basic concepts of circuit )
重点：
1.电流和电压的参考方向
2. 电路元件特性
BUCT
3. 基尔霍夫定律
1
第一章 电路的基本概念
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电功率和电能量 1.4 无源二端元件 1.5 有源二端元件 1.6 受控源 1.7 运算放大器 1.8 基尔霍夫定律
1、等效电压源和等效电流源
电压源的串并联
串联: n个电压源的串联，可以用一个电压源等效替代。
例：
+ 12V _ _
º + 9V_ º
º
3V
+
º
28
电流源的串并联 并联：n个电流源的并联可以用一个电流源等效替代。 º iS1 iS2 iSk º iS º º
第一章 电工基础知识
3、 电阻的混联 弄清楚串、并联的概念。
例1.
4
º
2
R º
6 3
七、电路与电路的三种状态
电路有三种工作状态：通路、断路和短路状态 。
I
E
U
（1）通路：开关闭合，电路成闭合，电路中有电流通过； （2）断路：开关打开，电路被切断，电路中没有电流通过； （3）短路：电路某一部分原来存在电压的两端意外变为0V，叫 做短路。短路可能损坏电源装置和元器件，是危险的状态，必须 加以避免。
（2）单位：特斯拉(T)，工程上常采用高(Gs)。1Gs =10-4T。
（三）磁导率μ 1、定义：磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物
理量,也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。
2、真空中的磁导率：是一个常数，用μ0表示， 即 μ0＝4π×10-7H/m
3、相对磁导率：其他任一媒质的磁导率与真空的 磁导率的比值称为相对磁导率，用 μr表示，即
表示。 • （2）单位：瓦特，简称瓦，符号W.，其它KW、
mW。 • （3）计算公式：
PW t
第二节 电与磁
一、磁现象 （一）磁体与磁极 1.磁性：能够吸引铁、镍、钴等物质的性质 2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。 3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S 极；指北的磁极叫做北极，又叫N极。 磁化，变有磁性物体为无磁性物体叫退磁． 5.磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸。
（4）电流分类：交流电流和直流电流。 交流电流：大小和方向都发生变化。 直流电流：方向不随时间发生改变。 脉动直流电流：是方向不变,但是电流的大小脉
电工第一章电路分析基础
三、 电路的工作状态
全电路欧姆定律
1、电路的负载状态
1）电压电流关系
I a S
E I R0 R
U E R0 I E
电源外特性
R
R0
c E
-
.
U
b
负载状态
2）功率关系
如果将电压电流关系两端同时乘以I则可得：
IU IE I R0
2
P=UI——负载消耗功率； PE=IE——电源产生的功率；
二、用支路电流法分析电路的一般步骤
1）在电路图上，标出电流、 电压、电动势等各物理量的参 考方向。 2）对（n-1）个独立节点列写 KCL方程 对节点a列出
c
US1
R1 I1 I3
第一章
电路分析基础
8学时
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成及作用
电源 中间环节 负载
强电电路:处理的是电 能，即实现电能的传输 与转换
信 号 源
弱电电路:处理的是信号， 即实现信号的传递与处 理
强、弱电电路中的物理量 都是电流、电压
即：电路由电源（信号源）、 负载、中间环节等组成
二、电路中的基本物理量与参考方向
任 意 电 路
I U c
任 意 电 路
I U d
任 意 电 路
P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W
相当于电源
相当于负载 相当于负载
电动势（电源）的实际方向：是由低电位指向高电位， 即电位升高的方向。正好与电压的实际方向相反。
E ——直流电动势
第1章 电路的基本知识
图1-17
非关联 放出功率
关联 吸收功率
电工电子技术基础
对于直流电或正弦交流电，电阻所吸收的功率可以写为
P IU U
2
I R
2
R
Байду номын сангаас
(1-7)
电功率P也可表述为：单位时间内电流所做的功，单位是 瓦(W),或KW、mW、μ W等。 二.电功〔电能) 定义为：电流通过负载所做的功，与电功率的关系为：
电工电子技术基础
例1-1 指出 图1-6 ( a ), ( b)中电流的真实方向，电流参考方向 已用箭头表示在图上。
a
i 2A a
b
a
图1-6
i 3 A b
b
解：
(a) 电流i为正值,说明实际电流方向与参考方向一致, 电流的真实方向为由a到b;
(b) 电流i为负值,说明实际方向与参考方向相反, 电流的真实方向为由b到a。
+
－
图1-4 电工电子技术基础
② 电流的参考方向
在较复杂的电路中,某支路ab其实际电流方 向在求解前往往很难判断.但描述电路元件性质 和连接方式规律的公式的列写都与电流的方向
有关。
电工电子技术基础
为此在进行分析之前,我们必须给各支路的电流 一个假定的正方向用箭头表示,称为电流的参考方向, 也称为假定方向。
储存的电场能
t
ui d t
0
u
Cu d u
1 2
Cu
2
0
C 是储能元件
电工电子技术基础
§ 1.5 电压源与电流源
一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。
第一章 电路基础知识—知识点
第一章 电路基础知识一、电路1、电路的组成：电源+开关+负载+导线二、电流1、电流的方向：正电荷移动的方向2、单位：安培/安，用字母A 表示。
3、分类：直流电【恒流源（a ）、脉动直流电（b ）】、交流电（c ）4、测量：1）交直流分开测；2）必须串联在电路中；3）直流电需注意“+”，“—”；4）注意量程三、电压、电位和电动势1、电压、电位和电动势的单位：均为伏特/伏，用字母V 表示。
*2、电压：任意2点间的电位差。
（电压即电位差）*3、电位：某一点与参考点之间的电压。
（参考点的电位默认为0V ，比如接地时）【重点】4、电位与电压的区别⎩⎨⎧考点无关；电压：两点间电压与参考点的不同而改变；电位：某点的电位随参 【例】：有两块积木，A 和B ，A 在第7块，B 在第3块（类比：A 的电位U A =7V ， B 的电位U B =3V ，而U AB =U A -U B =7-3=4V ）；若将最底的一块积木去掉，则此时A 在第6块，B 在第2块（类比：A 的电位U A =6V ， B 的电位U B =2V ，而U AB =U A -U B =6-2=4V ）【重点】5、电动势与端电压：对电源来说，既有电动势，又有端电压。
由于内阻的存在，电动势比端电压大一点点，只有当电路开路时，两者才相等。
⎩⎨⎧正极方向：从电源负极指向只存在与电源中电动势 ⎩⎨⎧负极方向：从电源正极指向存在于外电路中端电压 6、测量：1）交直流分开测；2）必须并联在电路中；3）直流电需注意“+”，“—”；4）注意量程四、电阻1、电阻概念：对电流的阻碍作用；用R 表示，单位为Ω2、在温度不变的情况下，电阻与材料ρ、长度l 和横截面积S 有关，)()()()(2mm S m l m R ⋅Ω=Ωρ 3、根据导电能力分类：导体、绝缘体和半导体五、欧姆定律1、部分欧姆定律：不考虑电源的一段电路)()()(Ω=R V U A I 2、全欧姆定律：含有电源的闭合电路)()()()(Ω+Ω=r R V U A I 3、电源电动势：内外U U E +=4、电路的三种状态：断路、通路和短路（生活中避免，但有用其他用途）六、电功与电功率1、电功：电流做的功，用W 表示，单位是焦耳（J ）。
第一章 电路基础知识
课题第一章电路的基本概念教学目标1．掌握电路的组成及其作用，电气符号。
2．理解电流产生的条件，掌握电流的计算公式。
3．理解电流的概念、方向，掌握电流的测量。
4．掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
5．了解电阻的概念和电阻与温度的关系，掌握电阻定律以及电阻的测量。
6．掌握欧姆定律和电路的三种状态。
7．理解电能和电功率的概念。
8．掌握焦耳定律以及电能、电功率的计算。
教学重点1．电路各部分的作用，电流的计算公式和电流的测量。
2．电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
3．电阻定律以及电阻的测量，欧姆定律及电路的三种状态。
4．焦耳定律以及电能、电功率的计算，实际功率的计算。
5．额定功率与实际功率的关系。
教学难点1．电流产生的条件，对电路的三种状态的理解。
2．R与U、I无关，温度对导体电阻的影响。
3．额定功率与实际功率的关系。
教学课时16课时教学内容课题§1－1 电流和电压教学目标1．电路的组成及其作用，电气符号。
2．理解电流产生的条件，掌握电流的计算公式。
3．理解电流的概念、方向，掌握电流的测量。
4．掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学重点1．电路各部分的作用。
2．电流的计算公式和电流的测量。
3．电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学难点1．电流产生的条件和电流的测量。
2．电位的计算方法和测量。
3．电压、电位和电动势三者之间的关系。
讲授式+讨论式+分析式教学形式教学课时8课时教育思想本节内容应与物理联系起来，并进行内容上的比较，注意这不是简单的重复，而是达到温故知新的目的，而且并节内容的图片较多，很直容易理解。
运用公式应灵活，不能读死书，处理生活中的问题也是一样，会随机应变。
新课引入根据初中物理上所学的电路知识，要求学生分析并画出教室里面的日光灯电路和电风扇电路，同时要求学生根据自己所画的电路图分析日光灯电路和电风扇电路的工作原理，老师总结学生的分析并讲解该电路来引入电工基础上的电路内容。
电路基础
目录第一部分电阻电路分析第一章电路的基本概念和定律1-1电路和电路模型1-2电路的基本物理量1-3基尔霍夫定律1-4电阻元件1-5独立电压源和独立电流源1-6两类约束和电路方程1-7支路电流法1-8分压电路和分流电路第二章线性电阻电路分析2-1 电阻单口网络2-2 店主的星形联接与三角形联接2-3 网孔分析法2-4 节点分析法2-5 含受控源的电路分析第三章网络定理3-1 叠加定理3-2 戴维南定理3-3 诺顿定理和含源单口的等效电路3-4 最大功率传输定理3-5 替代定理第四章多段元件和双口网络4-1 理想变压器4-2 运算放大器的电路模型4-3 含运放的电阻电路分析4-4 双口网络的电压电流关系4-5 双口网络参数的计算4-6 互易双口和互易定理4-7 含双口网络的电路分析第五章简单非线性电阻电路分析5-1 非线性电阻元件5-2 非线性电阻的串联和并联5-3 简单非线性电阻电路的分析5-4 小信号分析第二部分动态电路分析第六章动态电路的时域分析6-1 电容元件与电感元件6-2 一阶电路的零输入响应6-3 一阶电路的零状态响应6-4 一阶电路的全响应6-5 三要素6-6 阶跃响应和冲激响应6-7 RLC串联电路的零输入响应第七章正玄稳态电路的相量分析7-1 正玄电压和电流7-2 相量法的基本概念7-3 两类约束的相量形式7-4 阻抗和导纳7-5 串并联电路分析7-6 一般电路分析7-7 正玄稳态电路的功率7-8 最大功率传输定理7-9 三相电路7-10正玄稳态响应的叠加第八章网络函数和频率特性8-1网络函数8-2 RC电路的频率特性8-3 谐振电路8-4 谐振电路的频率特性第九章含偶和电感的电路分析9-1 耦合电感的电压电流关系9-2 耦合电感的串联与并联9-3 耦合电感的去耦等效电路9-4 空心变压器电路的分析9-5 耦合电感与理想变压器的关系第三部分磁路和铁心线圈电路第十章磁路的铁心线圈电路10-1 磁场的基本物理量和主要定律10-2 磁铁物质的磁化曲线10-3 磁路和磁路定律10-4 恒定磁通磁路的计算10-5 交变磁通下的磁损耗和波形畸形10-6 铁心线圈的电路模型10-7 铁心变压器的电路模型第一部分电阻电路分析第一章电路的基本概念和定律介绍：电路的基本概念和基本变量阐述：集总参数电路的基本定律---基尔霍夫定律定义：三种常用的电路元件---电阻、独立电压源、独立电流源讨论：集总参数电路中，电压和电流必须满足的两种约束1-1电路和电路模型一、电路电路的作用：1.实现电能的传输和转换2.实现电信号传输、处理和存储实际电路：由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气元件和设备连接而成的电路，称为实际电路根据实际电路的尺寸（d）与其工作型号的波长（λ）的关系，可将它们分为两大类：满足d《λ的电路称为集总参数电路，其特点是电路中任两端点的电压和流入任一器件端钮的电流是完全确定的，与器件的几何尺寸和空间位置无关。
第一章 电路分析基础
u0
u
电流源不能开路！
例1.10: 计算各元件的功率。
i
解:
2A
i iS 2 A
u 5V
产生
5V
u
_
满足：P（产）＝P（吸）
+
+
_
P2 A iS u 2 5 10W
P5V uS i 5 2 10W
吸收
实际电流源 i
伏安特性:
iS
i
u i iS RS
色码电阻
色别 黑 数字 0 误差 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 金 银 本色 I II III 5 10 20
有效数值 ‘0’的个数 1 2 3 4 误差等级 7 5 0
±5 %
6 8 0 0 = 6.8K
±10 %
二. 电阻元件的特性
参考方向与真实方向的关系
a
I(DC) i
(AC)
b b
I1 I2 b b
计算 结果
>0 一致 <0 相反
例1.1: 如何表示1A的电流从a点流向b点。
a
解:
a
a
I1=1A
I2= -1A 电流表
4.电流的测量 电流表要串联接入
被测量支路
电流表
二.电压
1. 电压的大小和极性
（1) 电压大小： 单位正电荷从 a点移到 b 点所获得的能量 u(t)=dw/dq （2) 电压极性： 高电位指向低电位，即电 压降方向。 (3) 电压的单位: 伏特（V) 1V=1000mV 1mV=1000uV
5i1 +
u+
1
解:
第一章 电路基础
第一章 电路的基础知识本章主要讨论电路的基本模型、电路的基本物理量、电路的基本元件。
引进了电流电压的参考方向的概念。
应用欧姆定律、基尔霍夫两定律等对直流电路进行分析。
这些内容是学习电工技术的基础。
我们在分析时先从直流电路出发，得出一般规律，以后再将这些规律和论扩展到交流。
1．1 电路及其主要物理量一、电路的基本概念 1．电路电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来，能使电流流通的整体。
简单地说，就是电流流过的路径。
电路按其功能可分为两类：一类是为了实现电能的传输、分配和转换，例如电炉在电流通过时将电能转换成热能，这类电路称为电力电路。
另一类是为了实现信号的传递和处理。
例如电视机可将接收到的信号经过处理，转换成图像和声音，这类电路称为信号电路。
2．电路的组成图1-1(a)是手电筒的实际电路，它由电池、电珠、开关和金属连片组成。
当我们将手电筒的开关接通时，金属片把电池和电珠连接成通路，就有电流通过电珠，使电珠发光。
这时电能转化为热能和光能。
其中，电池是提供电能的器件，称为电源；电珠是用电器件，称为负载；金属连片相当于导线，它和开关是连接电源和负载，起传输和控制电能作用的，称为中间环节。
3．电路模型实际电路中电气元件的品种繁多，在电路分析中为了简化分析和计算，通常在一定条R L(a)实际电路(b)电路原理图(c)电路模型图1-1 手电筒电路件下，突出实际电路元件的主要电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。
例如用“电阻”这个理想的电路元件来代替电阻器、电阻炉、灯泡等消耗电能的实际元件，用内电阻和理想电压源相串联的理想元件组合来代替实际的电池等等。
用一个理想电路元件或几个理想电路元件的组合来代替实际电路中的具体元件，称为实际电路的模型化。
在电路分析中，常用的理想电路元件只有几个，它们可以用来表征千万种实际器件。
由理想电路元件构成的电路称为电路模型。
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
电路基础知识1
电路基础
令 G 1/R
G称为电导 电导的单位： S (西) (Siemens，西门子)
则 欧姆定律表示为 i G u . 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。 伏安特性曲线:
u
R tg 电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线
O
i
电路基础
(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 i R u
在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。 对任何电路分析时都应先指定各处的 i , u 的参考方向。 例：
I
a
R
b
若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致， 若 I =－5A ，则实际方向与参考方向相反。
电路基础
R
5、关联参考方向： i
+
u
-
• 当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参考 方向的“+”极性端流入，并从标“—”端流出，即电流
电路基础
1.5 电容元件 (capacitor)
1、电容器
+ + + + ++ ++ +q
– – – – –q
-- --
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。
2、电路符号
C
电路基础
3. 元件特性 与电容有关两个变量: C, q i 对于线性电容，有： q =Cu
(1) i的大小与 u 的变化率成正比，与 u 的大小无关；
(2) 电容在直流电路中相当于开路，有隔直作用； (3) 电容元件是一种记忆元件； (4) 当 u，i为关联方向时，i= Cdu/dt；
u，i为非关联方向时，i= –Cdu/dt 。
大学电路原理教材
大学电路原理教材大学电路原理教材目录：第一章电路基础理论1.1 电路元件和符号1.2 电路基本定律1.3 串并联电路的等效性质1.4 电路的节点和支路1.5 电压、电流和功率的基本概念...第二章直流电路分析2.1 基尔霍夫电流定律2.2 基尔霍夫电压定律2.3 电流分压和电压分流定律2.4 等效电阻和电路定理2.5 构建基础直流电路...第三章交流电路分析3.1 交流电和信号的基本概念3.2 交流电压和电流的表示3.3 交流电路中的复数表示3.4 交流电路的幅频特性3.5 交流电路的相位关系...第四章二端网络分析4.1 二端网络的参数与特性4.2 二端网络的等效性质4.3 串联与并联网络的等效4.4 电压与电流传输特性4.5 单位传输功率与最大传输功率 ...第五章三端网络分析5.1 三端网络的参数与特性5.2 三端网络的等效性质5.3 三端网络的稳定性分析5.4 构建常见三端网络...第六章放大电路基础6.1 放大电路的基本概念6.2 放大电路的基本性质6.3 放大电路的线性增益6.4 放大电路的频率响应6.5 常见放大电路的设计与实现 ...第七章反馈电路分析7.1 反馈的基本概念7.2 正反馈与负反馈7.3 反馈电路的分析方法7.4 反馈电路的稳定性分析7.5 常见反馈电路的应用与设计 ...第八章滤波电路设计8.1 滤波器的分类与基本特性 8.2 有源滤波电路的设计8.3 无源滤波电路的设计8.4 高频和低频放大器的设计 ...第九章非线性电路分析9.1 非线性元件的基本特性9.2 非线性电路的分析方法9.3 非线性电路的稳定性分析 9.4 构建常见非线性电路...第十章数字电路基础10.1 数字电路的基本概念10.2 逻辑门与布尔代数10.3 组合逻辑电路的设计10.4 时序逻辑电路的设计...附录A 电路实验指导附录B 常见电路元件参数参考文献注：以上仅为示例，具体内容可根据教材编写的实际情况进行调整。
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• 额定电功率反映了设备能量转换的本领。例如额定值为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运行 在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，表明该灯 在220V电压下工作时，1秒钟内可将40焦耳的电能转换成光能和热能。
I RL
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。
电压和电流的关联参考方向
• 关联和非关联
a
＋ U －
I
负载 元件
b 关联参考方向
I a
＋
U
电源
－
元件
b 非关联参考方向
• 关于参考方向的有关注意事项
(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向，并标在图中；
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，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。
2、电路模型 • 利用电路模型研究问题的特点 1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁 过程都集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。因 此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。
习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。
电路图上标示的电流方向为参考方向，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结 果来定。
电压和电位
a
S
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
+ R0
U – +
E _
b
电位V是相对于参考点的电压。 参考点的电位:Vb=0；a点电位：Va=E-IR0=IR
3、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种 实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。
电流和电流的参考方向
• 电流的大小 稳恒直流情况下
dq i=
dt
Q I=
t
…… （1-1） …… （1-2）
单位换算
1A=103mA=106μA=109nA
• 电流的方向
I
R0 + _ US
+
U
RL
–
电路模型
负载
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。
2、电路模型
• 理想电路元件
+
IS
US
R
L
C
–
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
理想电压源
输出电压恒定， 输出电流由它和
2、理想电流源 理想电流源的定义
能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。 理想电流源的图符号
理想电流源的特点 恒流不恒压。IS恒定，U由电源和外电路共同决定。 理想电流源的伏安特性 平行于电压轴的一条直线
IS I 0
IS U
理想电流源的开路与短路
电源
火线 零线
..
连接导线和其余设备为中间环 节
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
负载
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
开关 负 载
电 源
连接导线 实体电路
电源
中间环节
S
I
U
+
元件
解
P=
UI = 10×(-100)
= 1000W
功率与电能
• 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功。 W=UIt
单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】 若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KW·h】
1度电的概念
1000W的电炉加热1小时 100W的灯泡照明10小时
常用元件介绍
电阻之间的等效变换
I
+ R1
U R2
–
I
+
U
R
–
I +
U
R1
R2
–
I
+
U
R
–
串联电路电阻等效 是“和”的关系
即：R = R1 + R2
并联电路电阻等效 是“倒数和的倒数”关系
1
R
即：
1 1
R1 R2
电阻的混联电路求解举例
• 已知图中U=12V，求I=？
I +
1KΩ
U
6KΩ
3KΩ
U US
I 0
理想电压源的开路与短路
I=0
+
+
US _
U=US _
开路
I=∞
+
+
RL
US
_
U=0
RL
_
短路
理想电压源不允许短路！
理想电压源的串联与并联 串联
并联
+ US1 _
－ US2
+
+ US _
US= USk
注意参考方向
US= Байду номын сангаасS1－ U S2
º
+ 5V
_
I
+ 5V
_
I
+ 5V
_
º
电压值相同的电压源才能并联，且每个电 源的电流不确定。
第一章电路基础
2020/11/26
1
1.1 电路 电流 电压 电功率 1 电路和电路模型
6 常用元件介绍
2 电流和电流的参考方 向
3 电压和电位
5 功率与电能
4 电压和电流的关联参考方 向
电路和电路模型 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 • 电路的组成
6KΩ
–
解
R=6//(1+3//6)=2KΩ
I=U/R=12/2=6mA
I
+
U
R
–
1.2 电压源 电流源及其等效变换
1、理想电压源
理想电压源的定义
能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。
理想电压源的图符号
US
理想电压源的特点
恒压不恒流。US恒定，I由电源和外电路共同决定。
理想电压源的伏安特性 平行于电流轴的一条直线
40W的灯泡照明25小时
• 日常生活中，用电度表测量电功。当用电器工作时，电度表转动并且显示电流作功的多少。显然电功 的大小不仅与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。
• 单位时间内电流所作的功称为电功率，电功率的大小表征了设备能量转换的本领。 P=UI=I2R=U2/R
国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】。
(2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定 方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行，实际方向由计算结果确定。
例题
图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U为10V，电功率P。