电路基础(电子版)
电路基础电子版
第1章电路模型及电路定律教学目标(1) 理解电路模型，理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。
(2) 掌握理想电路元件(如电阻、电容、电感、电压源和电流源)的电压电流关系。
(3) 掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。
电路及电路模型电路的作用电路指电流所通过的路径，也称回路或网络，是由电气设备和元器件按一定方式连接起来，以实现特定功能的电气装置。
在电力、通信、计算机、信号处理、控制等各个电气工程技术领域中，都使用大量的电路来完成各种各样的任务。
电路的作用大致可分为以下两方面。
(1) 电能的传输和转换。
例如电力供电系统、照明设备、电动机等。
此类电路主要利用电的能量，其电压、电流、功率相对较大，频率较低，也称为强电系统。
(2) 信号的传递和处理。
例如电话、扩音机电路用来传送和处理音频信号，万用表用来测量电压、电流和电阻，计算机的存储器用来存放数据和程序。
此类电路主要用于处理电信号，其电压、电流、功率相对较小，频率较高，也称为弱电系统。
实际电路虽然多种多样，功能也各不相同，但它们都受共同的基本规律支配。
正是在这种共同规律的基础上，形成了“电路理论”这一学科。
通过对“电路”课程的学习，可掌握电路的基本理论和基本分析方法，为进一步学习电路理论及电气类相关课程打下基础。
电气图及电路模型实际电路要工作，首先要由电源或信号源提供电能或电信号，向电路输入电压、电流后，推动用电设备(也称负载)工作以实现特定的功能。
电源或信号源又称为激励，由激励在电路中各部分引起的电压和电流输出称为响应。
人们日常生活中所用的手电筒电路就是一个最简单的电路，它由干电池、灯泡、手电筒壳(连接导体)组成，如图1-1(a)所示。
干电池是将非电能(此处为化学能)转换为电能的设备，称为电源；灯泡是将电能转换成非电能(此处为光能)的设备，称为负载；开关是接通或断开电路，起控制电路作用的元件；连接导体负责把电源与负载连接起来。
一个完整的电路是由电源(或信号源)、负载和中间环节(如开关、导线等)三个基本部分组成的。
电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和NMOS 两类。CMOS 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。它具 有集成度更高、功耗更低、抗干扰能力更强、扇出系数更大 等优点。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
(完整word版)电工基础知识
(完整word 版)电工基础知识一 。
电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载： 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1。
2。
1 电流1.2。
1。
1 电流的形成： 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2。
1。
2 电流具备的条件： 一是有电位差,二是电路一定要闭合。
1。
2.1.3 电流强度： 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQI =其中Q 为电荷量（库仑); t 为时间（秒/s)； I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安",用字母 “A”表示.常用单位有： 千安(KA ）、安(A)、毫安(mA ） 、微安（uA ） 1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流）的大小和方向不随时间的变化而变化，用大写字母 “I”表示，简称直流电。
1.2.2 电压1。
2.2。
1 电压的形成： 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2。
2。
2 电压的方向： 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示。
常用单位有： 千伏(KV) 、伏（V ）、毫伏(mV) 、微伏（uV ）1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2。
3 电动势1。
2。
3。
1 电动势的定义： 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动，就是因为它能使电路两端维持一定的电位差。
这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势。
1。
2.3。
2 电动势的单位是 “伏”，用字母 “E”表示。
计算公式为 QA E =（该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力）其中A 为外力所作的功，Q 为电荷量,E 为电动势。
电路基础(第3版_王慧玲)电子教案 电路基础第3版电子教案 3第6章 互感耦合电路
本章教学内容
互感耦合电路的概念，同名端，互感线圈的 串联、并联，互感电路的应用。
6-1 互感耦合的概念
重点内容: 互感、耦合系数、互感电压的概念。
教学要求: 1.深刻理解互感的概念，了解互感现象及
耦合系数的意义 。 2.掌握互感电压与电流关系。
6-1 互感耦合的概念
一、互感耦合
1.互感耦合：如果两个线圈的磁场存在相互作 用，这两个线圈就称为磁耦合或具有互感。
例如:
i1 1
+ uM1 Ⅰ 1'
i2 2 1 i1
M
i2 2
+
*
Ⅱ uM1 +
-
uM1
2' _
*
+ uM2 _
1'
2'
图6-4 互感线圈的同名端及互感的电路符号
2.同名端的判定
直接判定 需知各线圈的实际绕向。
例6-1 电路如图，试判断同名端。
解: 根据同名端的定义，图（a）中，2、4、5为
同名端或1、3、6为同名端。图（b）中，1、3为
▪若U24 约等于U12和U34之差， 则1、3为同名端；
▪若U24 约等于U12和U34之和， 则1、3为异名端。
小结:
同名端即同极性端，对耦合电路的分析极 为重要。同名端与两线圈绕向和它们的相对位 置有关。工程实际常用实验方法判别同名端， 有直流判别法和交流判别法。
6-3 互感的线圈串联、并联
一、空心变压器
空心变压器等效电路如图
M
+ uS -
i1
**
L1
L2
i2
+
ZL uL
R1
R2
(完整word版)电子电路基础版
通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
（略）1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子（－）•空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。
•N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。
如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。
如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──＋3价载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况：P区：空穴多N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。
留下了正、负离子。
（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。
方向：N--> P大小：与材料和温度有关。
（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
数字电子电路第二版电子课件第一章数字电路基础
§１—１ 数字信号与数字电路
4
第一章 数字电路基础
当人们在超市购物结账付款时，收银员只要把条形码扫描器对准货物上 的条形码一扫，计算机屏幕上立刻就会显示该物品的价格。这是因为条形 码经扫描器扫描后，会产生相应的“数字信号”，经计算机处理后就可以 显示为货物的名称及价格等信息，进而可刷卡付款，打印付款收据。超市 自动收款设备如图所示。
非逻辑开关电路
44
第一章 数字电路基础
图所示为非门逻辑符号。非门真值表见表。 非门的逻辑功能可概括为“有0出1，有1出0”。非门的逻辑表达式为：
该表达式读作Y等于A非。
非门真值表
非门逻辑符号
45
28
第一章 数字电路基础
几种常见的BCD码
29
第一章 数字电路基础
（1）8421BCD码 最常用的BCD码是8421BCD码。 （2）5421BCD码 5421BCD码也是一种有权码，从高位到低位分别是5、4、2、1。 （3）2421BCD码 2421BCD码也是一种有权码，从高位到低位的权分别是2、4、2、1。 （4）余3码 这是一种无权码，它是在相应的8421BCD码上加0011（3）得到的。
15
第一章 数字电路基础
用数字电路测量电动机转速的原理框图
16
第一章 数字电路基础
2. 四人抢答器 四人抢答器原理框图如图所示。
四人抢答器原理框图
17
第一章 数字电路基础
从以上两个电路的工作过程可以看出，数字电路大致包含数字信号的产 生与整形、编码、寄存、译码、显示等典型单元数字电路。
此外，为了将传感器转换而来的模拟信号转换成控制系统所需要的数字 信号，必须采用模数转换器（A/D Converter）。数字信号被处理后，通常 还要经过数模转换器（D/A Converter）恢复成模拟信号，去驱动执行元件， 如图所示。
《电路基础》(高等学校“十一五”精品规划教材)(曾令琴主编)教学课件演示版1
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电路分析基础
3、电功和电功率
• 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】 1000W的电炉加热1小时 1度电的概念 100W的灯泡照明10小时
R2 I2
+ US1 _
R1 U1 I1 US4
U2 U3
I4 U 4 R3 I3
根据： U = 0
得：
-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0
先标绕行方向
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R4
电路分析基础
KVL定律的第二种形式
R2 I2
-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0
+ US1 _
R1 U1 I1 US4
根据 ΣU=0对回路#1列KVL方程
+ _US1#1
R3 #2 #3
+ _US2
I 1 R 1 I 3 R 3 U S1 0
电阻压降
电源压升
#1方程式也可用常用形式 对回路#2列KVL常用形式
I 2 R 2 I 3 R 3 U S2
I 1 R 1 I 3 R 3 U S1
+
对假想回路列 KVL：
US IR U = 0 或写作 U = US IR
I
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电路分析基础
KVL定律的推广应用
电路基础+PDF版本
回路：abda、 bcdb、 … ...
几个？ 7
§1.7 电路中电位的概念及计算
电位：在电路中为方便起见，常用电位表示各处
电压。所谓电位是指电路中某一点相对于参考点
而言的电压。
a
a
1Ω
1Ω
b 5A
b 5A
a 点电位： Va = 5V b点电位：Vb= -5V
U2 = U1 − 1
U1
+
U1 − 1 2
−
3
− U1 3
=
0
U1
=
9V 11
例4 如图，已知R1=0.5kΩ，R2=1kΩ，R3=2kΩ，uS=10V，电 流控制电流源的电流iC=50i1。求电阻R3两端的电压u3。
i1
; i2 − iC = 0
+
R1
++
i2 = i1 + iC = 51i1
U= -4、I=2A
§1.4 欧姆定律
I
I
I
U
R
U
R
U
R
U = IR U = − IR U = − IR
注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标 明正方向。
广义欧姆定律
(支路中含有电动势时的欧姆定律)
RI
+ E_
提问: I的方向反过来呢？
a
Uab = IR + E
Uab
b
I = U ab − E R
若短路，电流很大，可能烧毁电源。
i
u
Us
r
实际电压源
u u=US–ri
Us
0
i
4. 功率：
(完整版)电子电路基础习题册参考答案-第一章
电子电路基础习题册参考答案（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
电路基础(第3版_王慧玲)电子教案 电路基础第3版电子教案 3第10章 磁路与变压器
磁阻
l
Rm S
电动势 E
电压降 U
电流 I
电阻 R l S
附:磁路和电路的基本定律比较 磁路
欧姆定律 基尔霍夫第1定律
F
Rm
Φ 0
电路
IE R
I 0
基尔霍夫第2定律 US IR NI Hl
例10-1 一空心线圈，形成环形闭合回路，其横截
面积为10 cm2，长度为20cm，线圈匝数为660，线
变压器结构
二、变压器的工作原理 变压器利用电磁感应的作用进行绕组间的能量
耦合，实现交流电能的传送与转换。
变压器的原理图
u1 i1(i1N1) i2(i2N2)
1 e1
e1 e2
2 e 2
电磁感应过程
考虑线圈损耗r1、r2,根据KVL列出一、二次回路的
电压方程
u1 r1i1 (e1 ) (e1 ) （10-13）
I2 N1 n
例10-5 解:
3.变压器的变换阻抗作用
由图可得 推出
Z1
U1 I1
，
Z2
U2 I2
Z1 n2 Z2
（10-22）
例10-6
解: 由图（a），电流为
I U S 36 A 0.18 A 180 mA RS RL 192 8
电压源输出的功率 PUS U S I 36 0.18W 6.48W 扬声器获得的功率 PL I 2RL 0.182 8W 0.2592W
3. 磁路的基尔霍夫定律 （1）磁路的基尔霍夫第一定律 穿过闭合面S的所有磁通的代数和等于零。 ∑Φ=0 （2）磁路的基尔霍夫第二定律 磁通势等于各段磁路的磁位差之和
∑(Hl)=∑(IN) 或 ∑Um=∑Fm
电路基础知识(详解版)ppt课件
C 称为电容器的电容
–
– 电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)
F= C/V = A•s/V = s/
常用F，nF，pF等表示。
ppt精选 版
4、库伏特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线
q
Ou
C q tg u
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向
动态 特性
i
i dq C du
dξ
若i ( )0
1
Li
2
(t
)
1 2(t) 0
2
2L
L是无源元件 也是无损元件
ppt精选 版
5 、小结：
动态
(1) u的大小与 i 的变化率成正比，与 i 的大小无关；
(2)电感在直流电路中相当于短路； (3) 电感元件是一种记忆元件；
(4) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt； u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt 。
电路的基本元素是元件，电路元件是实际器件的理 想化物理模型，应有严格的定义。
电路中研究的全部为集总元件。
电路元件的端子数目可分为二端、三端、四端元件等。 最基本的几个元件： 电阻(元件) 电容(元件) 电感(元件) 电源(元件)
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感性认识电阻元件
实际电阻元件
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一. 电阻元件
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
aR 注意：
b 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负
(完整版)基础电路图大全
电源电路单元一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。
电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。
电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把 220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。
其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。
二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。
（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。
在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电（ 2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图 2 （ b ）。
负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。
（ 3 ）全波桥式整流用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图 2 （ c ）。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
（ 4 ）倍压整流用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。
图 2 （ d ）是一个二倍压整流电路。
当 U2 为负半周时 VD1 导通， C1 被充电， C1 上最高电压可接近 1.4U2 ；当 U2 正半周时 VD2 导通， C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电，使 C2 上电压接近 2.8U2 ，是 C1 上电压的 2 倍，所以叫倍压整流电路。
三、滤波电路整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平滑的直流电。
（ 1 ）电容滤波把电容器和负载并联，如图 3 （ a ），正半周时电容被充电，负半周时电容放电，就可使负载上得到平滑的直流电。
电子电路设计基础PPT课件
详细描述
滤波器设计主要涉及选择合适的滤波器类型（如低通、高通、带通、带阻等）和确定相 关参数（如截止频率、通带增益、阻带衰减等），常用的设计方法有巴特沃斯滤波器和
切比雪夫滤波器等。
振荡器设计
总结词
振荡器用于产生一定频率和幅度的正弦波信 号。
详细描述
振荡器设计关键在于确定起振条件、调节频 率和幅度稳定性等参数，常见的振荡器类型
电感
总结词
电感是电子电路中用于存储磁能的元 件。
详细描述
电感由导线绕成线圈组成，其电感量 取决于线圈的匝数、线圈的直径、线 圈的长度以及线圈的材料。电感具有 阻止电流变化的特性，常用于滤波、 振荡和延迟等电路中。
二极管
总结词
二极管是电子电路中常用的半导体元 件，具有单向导电性。
详细描述
二极管由一个PN结组成，正向偏置时 导通，反向偏置时截止。二极管具有 整流、检波、开关等应用，广泛用于 各种电子设备和电路中。
集成电路设计
将多个电子元件集成在一块芯片上。
集成电路设计是将多个电子元件集成在一块 芯片上的过程。集成电路可以实现复杂的电 路功能，提高设备的可靠性和性能。集成电 路设计涉及多个领域的知识，包括电路设计 、版图绘制、工艺制造等。随着技术的发展 ，集成电路的规模越来越大，功能越来越复 杂，成为现代电子系统不可或缺的重要组成
部分。
06
设计工具与技术
EDA工具
总结词
EDA工具是电子设计自动化的简称，是电子设计过程中 不可或缺的工具。
详细描述
EDA工具包括原理图编辑、电路仿真、布局布线、可靠 性分析等多种功能，能够帮助设计师快速完成电路设计 、优化和验证。常见的EDA工具有Altera Quartus、 Xilinx ISE、Mentor Graph总结词
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第1章电路模型及电路定律教学目标(1)理解电路模型，理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。
(2)掌握理想电路元件(如电阻、电容、电感、电压源和电流源)的电压电流关系。
(3)掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。
1.1电路及电路模型1.1.1(1)(2)1.1.2(也称负载)响应。
)组成，如图)个完整的电路是由电源(或信号源)、负载和中间环节(如开关、导线等)三个基本部分组成的。
各种实际电路的种类和作用不同，规模也相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电网，但都可以分解成以上三大部分。
各种电路中随着电流的流动，都在进行着不同形式能量之间的转换。
在实际应用中，为了便于分析，通常用电路图来表示电路。
在电路图中，各种电气元件都不需要画出原有的形状，而是采用统一规定的图形符号来表示。
图1-1(b)所示就是图1-1(a)所示手电筒的电路原理图。
(a)手电筒实际电路(b)手电筒电路原理图(c)手电筒电路模型图1-1电路模型为便于理论研究，常用与实际电气设备和元器件相对应的理想化元器件构成电路，并用统一规定的符号表示作为实际电路的“电路模型”，如图1-1(c)所示。
本书在进行理论分析时所指的电路，均指这种电路模型。
人们设计制作某种元器件是要利用它的某种物理性质，譬如说，制作一个电阻器是要利用它的电阻，即对电流呈现阻力的性质；制作一个电源是要利用它的两极间能保持有一定电压的性质；制作连接导体是要利用它的优良导电性能，使电流顺利流过。
但是，事实上不可能制造出只表现出某一性质的器件，也就是说，不可能制造出完全理想的器件，例如：(1)一个实际的电阻器在有电流流过的同时还会产生磁场，因而还兼有电感的性质。
(2)一个实际电源总有内阻，因而在使用时不可能总保持一定的端电压。
(3)连接导体总有一点电阻，甚至还有电感。
这样往往给分析电路带来了困难，因此，必须在一定条件下对实际器件加以理想化，忽略它的次要性质，用一个足以表征其主要性能的模型来表示。
例如：(1)灯泡的电感是极其微小的，把它看作一个理想的电阻元件是完全可以的。
(2)一个新的干电池，其内阻与灯泡的电阻相比可以忽略不计，把它看作一个电压恒定的理想电压源也是完(3)1.1.31.)来构成模等等。
四端元件(2.即寸与这一波长相比完全可以忽略不计，因此集总假设的概念是完全适用的。
但对远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能用集总参数而要用分布参数来表征。
1.2电路变量电路的电性能可以用一组表示为时间函数的变量来描述，最常用到的是电流、电压和电功率。
本书中各电量单位都采用国际单位制。
1.2.1电流自然界中存在正、负两种电荷，在电源的作用下，电路中形成了电场，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成电流，习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。
电流的大小称为电流强度(简称电流)，是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，即d ()d qi t t=(1-1) 式中，电荷q 的单位为库[仑](C)；时间t 的单位为秒(s)；电流i 的单位为安[培](A)。
除了A 外，常用的单位有毫安(mA)、微安(μA )，它们之间的换算关系如下：1A=103mA 1mA=103μA如果电流的大小和方向不随时间变化，这种电流称为恒定电流，简称直流，一般用大写字母I 表示。
如果电流的大小和方向都随时间变化，则称为交变电流，简称交流，一般用小写字母i 表示。
本书中的小写字母也可能表示恒定量，读者要根据上下文确定。
1.2.2两点之间d d Wq =(1-2) 式中，d q 位为焦[耳正电荷由1.2.3“+”B 。
负值来确定电流和电压的实际方向。
如果指定流过某元件(或电路)的电流参考方向是从标以电压的正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向；当两者不一致时，称为非关联参考方向，如图1-3所示。
(a)关联参考方向(b)非关联参考方向图1-3关联参考方向在分析计算电路时，对无源元件常取关联参考方向，对有源元件则常取非关联参考方向。
1.2.4电功率电功率表示电路或元件中消耗电能快慢的物理量，定义为电流在单位时间内所做的功，即d ()d Wp t t=(1-3) 当时间t 的单位为秒(s)，功W 的单位为焦[耳](J)时，功率p 的单位为瓦[特](W)。
设定电流和电压为关联参考方向时，由式(1-2)，有d ()d W u t q =，再结合式(1-1)，有d d ()()()()d d W q p t u t u t i t t t===(1-4)此时把能量传输(流动)的方向称为功率的方向，若p (t )>0，表示此电路(或元件)吸收能量，此时的p (t )称为吸收功率；若p (t )<0，表示此电路(或元件)发出能量，此时的p (t )称为发出功率。
对于()()()p t u t i t =，当设定电流和电压为非关联参考方向时，若p (t )>0，表示此电路(或元件)发出能量，此时的p (t )称为发出功率；若p (t )<0，此电路(或元件)吸收能量，此时的p (t )称为吸收功率。
根据能量守恒定律，对于一个完整的电路来说，在任一时刻各元件吸收的电功率的总和应等于发出电功率的总和，或电功率的总代数和为零。
【例已知i =2A ，u 1解：1p u =2p =可见管、运算放大器、变压器等；有源元件有理想电压源和理想电流源。
每一个理想电路元件的电压u 或电流i ，或者电压与电流之间的关系都有着确定的规定，例如电阻元件上的电压与电流关系为u =f (i )。
这种规定充分地表征了此电路元件的特性，称为元件的约束。
有时，在元件约束里也用到电荷q 和磁通Ф(或磁通链?)等，如电容元件上电荷与电压的关系为q =f (u )，电感元件上磁通链与电流的关系为?=f (i )。
如果表征元件特性的代数关系为线性关系，对应的元件称为线性元件；否则称为非线性元件。
如果元件参数是时间t 的函数，对应的元件称为时变元件；否则称为时不变元件，元件参数为常数。
本书所涉及的元件大部分为线性时不变元件，且大多为二端元件。
1.3.1电阻元件电阻元件是从实际物体中抽象出来的理想模型，表示物体对电流的阻碍和将电能转化为热能的作用，如模拟灯泡、电热炉等电器。
1.电阻元件的伏安特性任何一个二端元件，如果在任意时刻的电压和电流之间存在代数关系(即伏安关系，VoltageCurrentRelation，VCR)，不论电压和电流的波形如何，它们之间的关系总可以由u-i平面上的一条曲线(伏安特性曲线)所决定，则此二端元件称为电阻元件，简称电阻。
伏安特性曲线过原点且为直线的电阻元件称为线性电阻元件，如图1-5所示。
设电流和电压参考方向相关联，电阻元件两端的电压和电流遵守欧姆定律：u=(1-6)Ri式中，u R是电变；u、ii=(1-7)Gu1-6所示。
(b)2.收(消耗)电阻元件从到时间内产生的热量即为这段时间内消耗的电能，有1.3.2电容元件电容元件是一种表征电路元件储存电荷特性的理想元件，简称电容。
电容的原始模型为由两块金属极板中间用绝缘介质隔开的平板电容器，当在两极板上加上电压后，极板上分别积聚了等量的正、负电荷，在两极板之间产生电场。
积聚的电荷越多，所形成的电场就越强，电容元件所储存的电场能也就越大。
电容(或称电容量)是表示电容元件容纳电荷能力的物理量，人们把电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电荷量，称为电容器的电容，记为C。
C是一个正实常数，单位是法[拉](F)，其定义为=(1-8)C q u/除了F外，电容常用的单位还有微法(μF)、皮法(pF)，它们之间的换算关系如下：1F=106μF 1μF=106pF电容元件也有线性、非线性、时不变和时变的区分，本书只讨论线性时不变二端电容元件。
任何一个二端元件，如果在任意时刻的电荷量和电压之间的关系总可以由q -u 平面上一条过原点的直线所决定，则此二端元件称为线性时不变电容元件，如图1-7所示。
(a)符号(b)库伏特性曲线图1-7线性电容元件线性电容C 不随其上的q 或u 情况变化。
对于极板电容而言，其大小只取决于极板间介质的介电常数?、电容极板的正对面积S 及极板间距d ，即1.电容元件的伏安特性 由于d qi =，而Cu q =，所以电容的伏安(u -i )关系为微分关系，即d d uCt(1-9) 而其()d t t (1-10) 可2.d d u t(1-11) 那么从0t 则从1t 到t 21(1-12)式0<，电【例(a)(b)(c)图1-8例1-2图解：由图1-8(b)先列出对应的电压表达式为根据d ()()d u t i t C t=求)(t i ，即03s t ≤≤时，1)(-=t t u ，d(1)()11A d t i t t-=⨯=3s 4s t ≤≤时，)4(2)(--=t t u ，d(28)()12A d t i t t-+=⨯=-所以，电容电流为电容电流对应波形图如图1-8(c)所示。
1.3.3电感元件电感元件的原始模型为由绝缘导线(如漆包线、纱包线等)绕制而成的圆柱线圈。
当线圈中通以电流i 时，在?与线圈的匝数N i /ψ(1-13) 电感N 、线圈截面积S 1.d d i Lt(1-14) 而其(如果取初始时刻10t =，则有01()(0)()d ti t i u t t L=+⎰(1-15) 由此可见，电感元件某一时刻流过的电流不仅与该时刻电感两端的电压有关，还与初始时刻的电流大小有关。
可见，电感是一种电流“记忆”元件。
2.电感元件的功率对于任意线性时不变的正值电感，其功率为d ()()d i p u t i t Lit==(1-16)那么从0t 到t 时间内，电感元件吸收的电能为 则从1t 到2t 时间内，电感元件吸收的电能为21222121Li Li W -=(1-17) 可见，当12i i >时0>W ，电感从外部电路吸收能量，以磁场的形式储存起来，为充电过程；当12i i <时0<W ，电感向外部电路释放能量，为放电过程。
和电容一样，电感可以储存电能，也是储能元件。
电感释放的电能来自于电路，它也是一种无源元件。
【例1-3】图1-10(a)所示电感L =2H ，电感电压)(t u 的波形图如图1-10(b)所示，(0)0V i =，试求电感电流的表达式，并绘出对应波形图。
解：由电压波形图先列出对应的各时段电压表达式为 电感电压与电流的关系式为所以，当t 当1s t ≤当2s t ≤1.3.4)和独立电流源(端电压为定值U s的电压源，称为直流(恒定)电压源；端电压是一定的时间函数u s(t)的电压源，称为交变电压源；端电压随时间做周期性变化且在一个周期内的平均值为零的电压源，称为交流电压源。