电路分析基础-电路元件和基本定律
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
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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
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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
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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
电路分析基础第1章 电路的基本概念与定律
第1章电路的基本概念和定律 (1) (2)按选定的参考方向分析电路，求解电流。若计算结 果为正(i＞0)，说明电流的参考方向与实际方向相同；若计 算结果为负值(i＜0)，说明电流的参考方向与实际方向相反， 如图1-3 (3)若没有设定参考方向，则电流的正、负没有意义。 在电路中，元件的电流参考方向可用箭头表示，如图14所示；在文字叙述时可用电流符号加双字母构成的下标表 示，如iab，它表示电流由a流向b，并有iab＝－ib方向与实际方向的关系
16
第1章电路的基本概念和定律
图1-4 电流参考方向的表示
17
第1章电路的基本概念和定律 【例1-1】 图1-5中，1、2、3三个方框表示三个元件或 电路，箭头表示电流的参考方向，i1、i2、i3表示电路中的电 流。说明当i1＝i2＝i3＝1A和当i1＝i2＝i3＝-1A时各电路电流 的真实方向。 解 (1)当电流大小均为1A时，由于电流大于零，故其真 实方向与参考方向相同。即i2真实方向由c流向d；i3真实方 向由f流向e；而i1由于没有参考方向而无法确定其实际方向。
6
第1章电路的基本概念和定律 为了便于对电路进行分析与计算，对复杂的实际问题进 行研究，在理论分析中常常把实际电路中的各种设备和电路 元(器)件用能够表征电路主要电磁性质的理想化的电路元件 来表示。例如，电阻具有消耗电能的特性，我们就可以将具 有这一特性的电灯、电炉等用电器都用电阻来代替，虽然这 种替代会带来一定的误差，但在一定条件下是可以忽略的。 在实际工程问题中，若需要更精密地做研究时，可再考虑由
20
第1章电路的基本概念和定律
1.2.2 1. 一般情况下，导体中的电荷无规则的自由运动不能形成
在匀强电场中，正电荷Q在电场力的作用下，由a点移
电路分析基础(很好用)
电路分析的重要性
电路分析是电子 工程和电气工程 领域的基础
电路分析有助于 理解电路的工作 原理和性能
电路分析是设计、 分析和优化电路 的关键工具
电路分析有助于 预测电路的行为 和解决实际问题
应用场景：最大功率 传输定理在电路设计 中非常重要，特别是 在电源管理、音频系 统和电机控制等领域。
定理证明：最大功率传 输定理可以通过分析电 路的功率传输和阻抗匹 配来证明。
互易定理
定义：当两个电路中的电压和电流互换参考方向时，其元件的性质 不会改变。
应用场景：在电路分析中，当需要确定电路元件的性质时，可以利 用互易定理来简化计算。
诺顿定理：任何有源线性二端网络，都可以等效为一个电流源和电阻并联的形式。 戴维南定理的应用场景：求解二端网络开路电压、计算等效电阻等。 诺顿定理的应用场景：求解二端网络短路电流、计算等效电阻等。
最大功率传输定理
定义：最大功率传输定 理是指在给定电源和负 载的情况下，电路中的 最大功率传输条件。
定理内容：最大功率传 输定理指出，当电源内 阻等于负载电阻时，电 路能够传输最大的功率。
叠加定理的注意事项：在计算过程中，需要注意电流和电压的方向，以及各个独立电源的作用 范围。
替代定理
添加标题
定义：替代定理是指在电路分析中，如果一个元件 或电路在某处的一个端口上的电压和电流已知，那 么这个元件或电路就可以被一个电压源或电流源所 替代，而不会改变该端口的电压和电流。
添加标题
注意事项：在使用替代定理时，需要注意替代的电 压源或电流源的参数必须与被替代的元件或电路在 该端口的电压和电流相匹配。
电路分析基础ppt课件
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一，它指出在纯电阻电路中，电压 、电流和电阻之间的关系为 V=IR，其 中 V 是电压，I 是电流，R 布问题的 定律
VS
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分：基尔霍夫电 流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（ KVL）。基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任何节点，流入节点的电流之和等 于流出节点的电流之和；基尔霍夫电压定 律指出，对于电路中的任何闭合回路，沿 回路绕行一圈，各段电压的代数和等于零 。
电路分析基础PPT 课件
目 录
• 电路分析基础概述 • 电路元件和电路模型 • 电路分析的基本定律和方法 • 交流电路分析 • 动态电路分析 • 电路分析的应用实例
01
电路分析基础概述
电路分析的定义
电路分析
电路分析的方法
通过数学模型和物理定律，研究电路 中电压、电流和功率等参数的分布和 变化规律的科学。
时不变假设
电路中的元件参数不随时间变化， 即电路的工作状态只与输入信号的 幅度和相位有关，而与时间无关。
02
电路元件和电路模型
电阻元件
总结词
表示电路对电流的阻力，是电路中最基本的元件之一。
详细描述
电阻元件是表示电路对电流的阻力的一种元件，其大小与材料的电导率、长度 和截面积等因素有关。在电路分析中，电阻元件主要用于限制电流，产生电压 降落和消耗电能。
二阶动态电路的分析
总结词
二阶RLC电路的分析
详细描述
二阶RLC电路是指由一个电阻R、一个电感L和一个电容C 组成的电路，其动态行为由二阶微分方程描述。通过求解 该微分方程，可以得到电路中电压和电流的变化规律。
总结词
二阶动态电路的响应
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电气工程中的重要基础知识，它涉及电路元件、电流、电压等方面的理论和计算。
通过电路分析，我们可以了解电路的性质和特点，为电路的设计与故障排除提供基础。
一、电路基本概念1. 电路：由电源、电路元件以及导线等组成的闭合路径，用于电流的传输与控制。
2. 电源：提供电流与电压的装置，如电池、发电机等。
3. 电路元件：用于改变电流与电压的元件，如电阻、电容、电感等。
二、基本电路定律1. 欧姆定律：描述电流、电压和电阻之间的关系，其数学表达式为V=IR，其中V为电压，I为电流，R为电阻。
2. 基尔霍夫定律：分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
前者表示在电路节点处，进入和离开该节点的电流之和为零；后者表示在闭合回路中，电压的代数和为零。
三、电路分析方法1. 等效电路法：将复杂电路化简为等效电路，通过替换与合并元件简化分析过程。
2. 串并联法：将电路中的元件按照串联和并联的方式组合，简化电路分析。
3. 特定电路分析法：对于特定类型的电路，可以采用特定的分析方法，例如交流电路中的复数法、矩阵法等。
四、常见电路元件1. 电阻：用于限制电流的元件，单位为欧姆，常用于控制电流大小。
2. 电容：用于储存电荷的元件，单位为法拉，常用于滤波与储能。
3. 电感：用于储存磁能的元件，单位为亨利，常用于电磁感应与频率选择性。
4. 二极管：一种具有单向导电性质的元件，常用于整流和开关。
5. 晶体管：一种电子器件，具有放大和开关功能，常用于电子电路中。
五、电路分析实例以下是一个简单的电路分析实例：假设有一个由电压源（V）和电阻（R1、R2、R3）串联而成的电路，如图所示。
\[示意图]我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律来分析该电路。
首先，根据欧姆定律，我们可以得到以下公式：\[V = I \cdot R_1\]\[V = I \cdot R_2 + I \cdot R_3\]接下来，我们可以根据基尔霍夫定律，得到以下公式：\[I = \frac{V}{R_1}\]\[I \cdot R_2 + I \cdot R_3 = V\]将上述两个公式代入前面的欧姆定律公式中，可以得到：\[\frac{V}{R_1} \cdot R_2 + \frac{V}{R_1} \cdot R_3 = V\]整理得到：\[\frac{R_2 \cdot R_3}{R_1} = 1\]通过这样的分析，我们可以获得电路中各个元件之间的关系，为电路设计和故障排除提供参考。
(大学物理电路分析基础)第1章电路分析的基本概念和定律
当电容并联时，总电容 等于各电容之和，总电 流等于各电容电流之和。
电感的并联
当电感并联时，总电感 为各电感倒数之和，总 电压等于各电感电压之
和。
05
非线性电阻电路的分析简介
非线性电阻元件的特点
伏安特性曲线
非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条直线，而是随着电压的 变化而变化。
电流与电压不成正比
非线性电阻元件的电流与电压不成正比，即不满足欧姆定律。
大学物理电路分析基础 第1 章 电路分析的基本概念和定
律
目录
• 电路分析的基本概念 • 电路分析的几个重要定律 • 线性电阻电路的分析方法 • 含电容和电感的电路分析 • 非线性电阻电路的分析简介
01
电路分析的基本概念
电路的定义与组成
总结词
电路是由若干个元件按照一定的方式连接起来，用于实现电能或信号传输的闭 合回路。
动态特性
非线性电阻元件的动态特性是指其阻值随时间、温度等因素的变化 而变化。
非线性电阻电路的分析方法
解析法
通过建立数学模型，利用数学工具求解非线性电 阻电路的电压、电流等物理量。
实验法
通过实验测量非线性电阻电路的电压、电流等物 理量，并进行分析。
仿真法
利用电路仿真软件对非线性电阻电路进行模拟， 得到电路的电压、电流等物理量。
电流源
电流源是一种理想电源，能够保持输出电流恒定，不受输出电压变 化的影响。
等效变换
对于线性电阻电路，电压源和电流源可以通过适当的等效变换进行相 互转换。等效变换是指两种电路在端口处具有相同的电压和电流。
支路电流法与节点电压法
支路电流法
支路电流法是一种通过设定支路电流变量，然后根据基尔霍夫定律建立方程组求解的方法。该方法适 用于支路数较少、节点数较多的电路。
第1章 电路分析基础
i1
u R1
R2 R1 R2
iS
i2
u R2
R1 R1 R2
iS
简单电阻电路的计算：18页例1.9
第40页，共58页。
1.3.3支路电流法
电路有m条电路，以m条支路电流作为未知量，应用
基尔霍夫定律列出m个独立的方程式，联立求解方程式 即可解出各支路电流。这就是支路电流法。
I1 U1
R1
a I2
b
电感(Inductance)等 为了对实际电路进行分析，可忽略负载的次要因素，将其近 似看作理想电路元件，简称为元件（Element ） 。 元件通过端子与外电路相连，按端子的数目可将元件分为 ：二端元件、三端元件、四端元件等。
第4页，共58页。
实际情况中，电路由电源（信号源）、负载和中间环结组 成。
3、联立求解3个方程即可。
R1
b
3个方程如下： Il＋I2＋IS3－I4＝0 I1R1－US1＋US2－I2R2＝0 I2R2－US2＋I4R4＝0
解之得：
Il＝－22(A)
I2＝14(A) I4＝10(A)
第43页，共58页。
1.3.4结点电压法 以结点电压作为未知量，将各支路电流用结点电压表示
U4
R2
R3
U5
R4 R5
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点，它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前，我们需要了解一些基本概念。
1. 电流（I）：电流是电子在电路中的流动方向，它的单位是安培（A）。
2. 电压（V）：电压是电子在电路中的能量差异，它的单位是伏特（V）。
3. 电阻（R）：电阻是电路元件对电流的阻碍程度，它的单位是欧姆（Ω）。
4. 电路：电路由电子器件和电源组成，它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中，有几种常见的电路模型，它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成，其中串联电路是电阻依序连接，而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路，其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路，其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中，我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具，它分为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，在电路的任何一个节点处，进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出，在电路中沿着任意一个回路，从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法，其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出，电阻上的电压与电阻上的电流成正比，即V = IR，其中V是电压，I是电流，R是电阻。
功率定律指出，电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比，即P = I²R，其中P是功率，I是电流，R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法，其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
大一上期电路分析基础知识点
大一上期电路分析基础知识点在大一上学期的电路分析课程中，我们学习了许多基础知识点，这些知识点是我们理解和分析电路的基础。
下面我将为您整理总结一些重要的电路分析基础知识点。
一、电路元件电路中的基本元件包括电阻、电容和电感。
电阻用来限制电流，电容用来存储电荷，电感用来储存能量，这些元件是电路中最基本的组成部分。
1. 电阻（Resistor）：电阻是电路中最简单的元件之一，它通常表示为一个直线。
电阻的单位是欧姆（Ω），用来测量电阻的大小。
在电路中，电阻会消耗电能，并产生热量。
2. 电容（Capacitor）：电容是一个用于存储电荷的元件，它由两个导体之间的绝缘材料组成。
电容的单位是法拉（F），用来测量电容的大小。
电容可以在电路中储存和释放电能。
3. 电感（Inductor）：电感是一个用来储存能量的元件，它由一个线圈组成。
电感的单位是亨利（H），用来测量电感的大小。
电感可以通过改变电流来储存和释放能量。
二、基本电路电路可以分为串联电路和并联电路两种基本类型。
1. 串联电路（Series Circuit）：串联电路是将电阻、电容和电感等元件依次连接在一起，电流依次通过每个元件。
在串联电路中，电流大小相同，而电压会分配给每个元件。
2. 并联电路（Parallel Circuit）：并联电路是将电阻、电容和电感等元件同时连接在一起，电流会分配给每个元件，而电压大小相同。
在并联电路中，电流会根据不同的元件路径来分流。
三、基本定律电路分析中的基本定律包括欧姆定律、基尔霍夫定律和狄拉克定律。
1. 欧姆定律（Ohm's Law）：欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一，它描述了电压、电流和电阻之间的关系。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻。
2. 基尔霍夫定律（Kirchhoff's Laws）：基尔霍夫定律是电路分析中的重要定律，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，进入一个节点的电流等于离开节点的电流之和；基尔霍夫电压定律指出，沿着闭合回路的电压之和等于零。
电路分析基础
电压源不 能短路！
东北石油大学
4、电压源的功率
P = uSi
i
(1)电压、电流参考方向非关联；
+
+
uS
_
i
物理意义：电流（正电荷 ）由低电位向高
u 电位移动，外力克服电场力作功，电源发出
_ 功率。
P = uSi
发出功率，起电源作用
(2)电压、电流参考方向关联；
+ +
uuSS
_
物理意义： 电场力做功，电源吸收功率
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
u
P>0 发出正功率 (实际发出)
i
+
P<0 发出负功率 (实际吸收)
功率平衡
东北石油大学
例：判断图中各元件的功率
1A R
+
4V 4V
-
关联：吸收功率 P=ui=4W 吸收4W功率
R
2A
东北石油大学
二、电路模型
10BASE-T wall plate
Rs
RL
Us
电路模型 反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电
路元件及其组合。
东北石油大学
理想电路元件 有某种确定的电磁性能的理想元件。
分类：
消耗电能 供给电能 储存电场能量 储存磁场能量
基本元件：
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。 电源元件：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。
P1 = U1I1 =1 2 = 2W（发出2W）
电路分析基础完整ppt课件
可否短路？
恒压源特性中不变的是：__ __U_S________
恒压源特性中变化的是：_____I________
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 _大__小____ 的变化，
或者是__方__向___ 的变化。
22.04.2020
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24
电工基础教学部
电路的基本分析方法。
22.04.2020
.
电工基础教学部
4
目录
电工电子技术
1.1 电路元件
1.1.1 电路及电路模型
电路——电流流通的路径。
1.电路的组成和作用
电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能 量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信号 的有机整体。
①电路的组成：
电源 信号源
中间环节
目录
电工电子技术
②理想电流源（恒流源): RO= 时的电流源.
Ia
Uab
外
Is
U RL
特
I性
b
o
IS
特点：（1）输出电流 I 不变，即 I IS （2）输出电压U由外电路决定。
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电工基础教学部
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目录
电工电子技术
（3）恒流源的电流 IS为 零时，恒流源视为开路。
IS=0
（4）与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。
E
+ _
R2
Is
a
R1 b
Is
a R1
b
例 设: IS=1 A
则: R=1 时， U =1 V Is R=10 时， U =10 V
I UR
电路分析基础
电路分析基础电路分析基础是电子工程学习的重要基础，是了解电子学知识的必要步骤。
本文将介绍电路的基本概念、基本定律、基本电路元件的特点和作用，及其它相关基础知识。
一、电路的基本概念电路是由电源、导体和连接这些导体的元件构成的系统。
电源可输出电流或电压，导体可传输电流，元件包括电阻、电容、电感等。
在电路中，电源为电路提供能量，元件限制、调节电流或电压，导体将电流传输至各处。
电路的表示方法有两种，一种是以原理图的形式表示电路；另一种是使用布线图来展示电路。
原理图使用符号图示电源和元件，使得我们更清楚地了解电路的结构。
布线图是实际连接的电路图，直观体现了电路的连接方式。
电路中最基本的参数有电流、电压、功率、电阻等。
电流指电荷运动的方向和流过导体横截面的带电粒子数，单位是安培(A)，用I表示。
电压指电源的电势差，单位是伏特(V)，用U 表示。
功率是电路中能量转换的速率，单位是瓦特(W)，用P 表示。
电阻指电路中阻碍电流流动的程度，单位是欧姆(Ω)，用R表示。
二、基本定律1.欧姆定律欧姆定律描述了电路中电流、电阻和电压之间的关系。
当电路中的电阻保持不变时，电流与电压成正比，当电压增大时电流也随之增大，公式为：I=U/R。
使用欧姆定律，我们可以计算出电阻、电流和电压中的任意一个参数值，只要另外两个参数中有两个即可。
2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律是指分析电路时应使用的两个重要定律：基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
基尔霍夫第一定律又称作电流守恒定律，它描述的是电流的总和在电路中保持不变。
也就是说，在一个节点处，所有进入该节点的电流值之和等于所有离开该节点的电流值之和。
基尔霍夫第二定律则称作电压守恒定律，描述的是电压在电路中的分配情况。
它指出，一个封闭电路中，所有电压升降之和等于零。
即所有电流通过一个闭合回路的电路元素后，电源所提供的电势能与电路消耗掉的电势能之和为零。
三、基本电路元件1.电阻电阻是爱欧姆定律定义的基本元素，描述了电流流过时电荷受到的拦截。
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:
电路分析基础
第1章电路分析基础电工电子技术的应用离不开电路。
电路由电路元件构成。
本章着重介绍电路的基本概念、常用电路元件、电路的基本定律和电路常用的分析方法，为学习各种类型的电工电子电路建立必要的基础。
1.1 电路的基本概念1.1.1 电路的组成和作用从日常生活和生产实践可以体会到，要用电一般要用导线、开关等将电源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。
这就是所谓电路。
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。
例如图1-1所示的手电筒电路中，电池把化学能转换成电能供给灯泡，灯泡却把电能转换成光能作照明之用。
凡是将化学能、机械能等非电能转换成电能的供电设备，称为电源，如干电池、蓄电池和发电机等；凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能的用电设备，称为负载，如电热炉、白炽灯和电动机等；连接电源和负载的部分，称为中间环节，如导线、开关等。
电路的种类繁多，但从电路的功能来说，其作用分为两个方面：其一实现电能的传输和转换（如电力工程，它包括发电、输电、配电、电力拖动、电热、电气照明、以及交直流电之间的整流和逆变等等。
）；其二进行信号的传递与处理（如信息工程，它包括语言、文字、音乐、图象的广播和接收、生产过程中的自动调节、各种输入数据的数值处理、信号的存储等等。
）。
电路的作用不同，对其提出的技术要求也不同，前者较多的侧重于传输效率的提高，后者多侧重于信号在传递过程中的保真、运算的速度和抗干扰等。
1.1.2 理想元件和电路模型电路的作用虽然只有两个方面，但是实际电路的类型以及工作时发生的物理现象则是千差万别的。
我们不可能也没有必要去探讨每一个实际电路，而只需找出它们的普遍规律。
为—1——2—此，我们把实际电路的元件理想化，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，它是对实际电路物理性质的高度抽象和概括。
《电路分析基础》PPT课件..课件
基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程（KCL方程）
精品
基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律的另一种描述：集总参数电
路中，沿任意闭合回路绕行一周，电压降的代数 和=电压升的代数和。
基尔霍夫电压定律是能量守恒的结果，体现了
电压与路径无关这一性质，是任一回路内电压必 须服从的约束关系。
精品
KVL示例
电阻消耗的瞬时功率
参考方向一致时 参考方向不一致时
电阻消耗的能量
精品
1.5 独立电源
术语
电路中的电源：
独立电源：就是电压源的电压或电流源的电流不受外电 路的控制而独立存在的电源。 受控电源：是指电压源的电压和电流源的电流，是受电 路中其它部分的电流或电压控制的电源。 电压源和电流源
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电压源
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支路、节点、回路、网孔
支路： 1、2、3、4、5、6、7 节点： ①、②、③、④、⑤ 简单节点： ④
回路： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ①-②-⑤-③-④-①等等。 网孔： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ②-③-⑤-② 思考:①-②-③-⑤-①是网孔吗? 网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。精品
电路的组成(component)
激励与响应
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1.1电路和电路模型
电路的作用：能量和信息两大领域
1.电力系统：实现电能的传输和转换。 能量是主要的着眼点。涉及大规模电能的产生、 传输和转换(为其他形式的能量)，构成现代工业生产、 家庭生活电气化等方面的基础。
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1.1电路和电路模型
电路分析基础
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电路分析基础第一章
I =－2A
在求解电路中的电流时，应该首先选定电流的 参考方向（正方向），然后根据假设的电流方向进 行分析求解。 若求得I > 0，则电流的实际方向与参考方向一致 若求得I < 0，则电流的实际方向与参考方向相反
二、受控源的类型
电压控制电压源（VCVS） 电压控制电流源（VCCS） 电流控制电压源（CCVS）； 电流控制电流源（CCCS）
三、受控源的符号
＋ u1 ＋ ＋ u1 －
u1
－
＋
u1
－
电压控制电压源
电压控制电流源
i1
i1
－
i1
gi1
电流控制电压源
电流控制电流源
1-4 基尔霍夫定律
在电路理论中，电路元件的电压、电流受自身伏安关系的 约束。当各元件联接成一个电路以后，电路中的电压、电流除 了必须满足元件自身的约束方程以外，还必须同时满足电路结 构的约束。这种约束体现为基尔霍夫的两个定律，即基尔霍夫 电流定律（Kirchhoff’s Current Law)，简写为KCL）和基尔 霍夫电压定理（Kirchhoff’s Voltage Law)，简写为KVL。
1-2 电路的基本变量
1-2-1 电流
一、电流的定义
电荷的定向移动形成电流，电流的大小 用电流强度来描述，符号为I或i。电流强度 定义为电位时间流过导体横截面的电量，即
dq i dt
如果电流的大小方向随时间变化，称为交流电 流；若电流的大小方向不随时间变化，称为直流电 流。在这种情况下，通过导体横截面的电量Q与时间 t呈正比，即
i iS u / RS
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实际方向
实际方向
参考方向：任意选定一个方向即为电流的参考方向。
i
参考方向
A
大小
B
电流(代数量)
方向
电流的参考方向与实际方向的关系：
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i>0
实际方向
i<0
电流参考方向的两种表示：
用箭头表示：箭头的指向表电流的参考方向。 用双下标表示：如 iAB , 表电流的参考方向由A指向B。
(3) 元件或支路的u、i采用相同的参考方向，称关
联参考方向；反之，称为非关联参考方向。
i
i
N
+
u
–
关联参考方向
N
+
u
–
非关联参考方向
思考： u、i参考方向关联与否，与它们真实方向
有关否？与支路元件种类有关否？ (4) 参考方向也称为假定方向、假定正方向，以后
讨论均在参考方向下进行，不考虑实际方向。
信号进行处理.
导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路. 2、 从信号处理角度看分为：
激励信号 （输入信号）
电路 （网络）
响应信号 （输出信号）
二、电路模型 (circuit model)
1. 理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性
质所抽象出来的具有某种单一电磁性质的元件，其 u，i关系可用简单的数学式子严格表示。 几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：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的作用 电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的作用 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
电流的大小用电流强度表示：单位时间内通过导体截 面的电量。
单位：A (安) (Ampere，安培)
当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。
SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法： 符号 T G M k c m n p 中文 太 吉 兆 千 厘 毫 微 纳 皮 数量 1012 109 106 103 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12
Uac = Ua ， Udc = Ud
d
c
Uad= Uac –Udc= Ua–Ud
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的
电位之差。
电位（压）降与电位升
电压的正方向: 规定电压降的方向为电压的正方向
例.
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V
a
(1) 以a点为参考点，Ua=0
Uab= Ua–Ub Ub = Ua –Uab= –1.5 V
电流方向：规定为正电荷沿导体移动的方向 （与电子的运动方向相反）
直流（ Direct Current) : 大小和方向都不随时间改变的 恒定电流。简记DC。 符号: I (大写字母）
交流（ Alternating Current) : 大小或方向随时间改变 的电流。简记AC。符号: i (小写字母）
《电路分析基础》
(Basis of circuit analysis) ------光电工程学院电子工程系
前言
一、学习本课程的意义 二、目的和任务 三、本课程特点及学习方法 四、要求
四、要求
课程总评成绩：由平时成绩、阶段成绩和期末卷面成绩加权构成。 过程绩
平时成绩认定：（占30%） （1）课堂出勤次数（2）课堂听课表现/回答问题情况 （3）作业上交次数（4）每次作业完成质量等
2. 电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB
等于将单位正电荷从A点移至B点时电场力所做的功, 或者称为在此过程中该电荷获得或失去的电能，即
单位：V (伏) (Volt，伏特) 当把点电荷q由B移至A时，需外力克服电场力做同样的功 WAB=WBA，此时可等效视为电场力做了负功–WAB，则B 到A的电压为
电路的两大主要功能 1.电能的产生、存储、传输、分配、利用。
如：电力技术、电气工程领域（强电） 电压较高，几百伏——几十万伏
2.信号/信息的产生、获取、存储、传输、变换、处理。
如：电子信息、通信技术领域（弱电） 电压较低，十几伏 毫伏 微伏
电路组成： 1、从能量传输角度看分为：
电源(source)：提供能量或信号. 负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对
2. 电压(降)的实际方向与参考方向
+ 实际方向
实际方向 +
参考方向
+
U
–
+ 实际方向
U>0
参考方向
+
U
–
实际方向 +
U <0
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：箭头指向表示电压（降）的参考方向
U
(2) 用参考正/负极性表示：由参考正极指向参考负极的方向 为
电压 (降)的参考方向
+
U
1.3 电路元件的功率 (power)
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
功率的单位：W (瓦) 能量的单位： J (焦)
(Watt，瓦特) (Joule，焦耳)
电能的单位还常用度， 1度=1千瓦时
二、功率的计算和功率正负号的含义
1. u, i 关联参考方向
+
i p = ui 表示计算元件吸收的功率
阶段成绩认定（占20%） ：课内测验/阶段测验/中期考试等 期末卷面成绩：（50%） 考试资格：课堂缺席1/3，或作业缺交1/3，期末均无考试资格！ 作业：每周第一次课交上周作业，发上上周作业本。 考勤：课堂随机点名与课堂签到相结合。重修生要求每次签到。
在人类发展历史中，现代信息技术的进步，是从电的应 用开始起步、电子技术的出现奠定基础、半导体集成电 路技术和现代计算机技术的应用迅猛加速而形成今天这 种蓬勃兴旺的局面的。
(a) 连续（模拟）信号
采样 (b)
离散信号
幅值量化 (c)
数字信号
电子技术发展的几个主要趋势：
（1）分立元件
—— 集成电路
（2）模拟数字电路/信号—— 数字电路/信号
（Analog circuit/Signal ） （Digitalcircuit/Signal）
（3）固定功能
—— 可编程
1969年： Moore定律
u
p>0 吸收正功率 (实为吸收)
p<0 吸收负功率 (实为发出)
–
2. u, i 非关联参考方向
+
i p = ui 表示计算元件发出的功率
u
p>0 发出正功率 (实为发出)
p<0 发出负功率 (实为吸收)
–
u, i 参考方向关联和非关联取向时,功率正负号表示 的意义相反.
(3) 用双下标表示：如 UAB , 由A指向B的方向为电压 (降)的参考方向
A
UAB
B
小结：
(1) 电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前
必须标明。
(2) 参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注 (包 括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。参 考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向 不变。
1838 莫尔斯电报 1876 电话 1887 赫芝无线电波试验 1897 马可尼跨海无线
电通信试验成功 1904 真空管 1918 超外差接收机 1920 调幅广播
1925 电视
1934 雷达 1945 数字计算机 1946 晶体管 1957 人造卫星 1958 集成电路 1961 程控交换机 1972 SPICE 1979 蜂窝电话
实际线圈的几种电路模型
(a)线圈的图形符号
(b)线圈通过低频交流的模型
(c)线圈通过高频交流的模型
三. 集总参数元件与集总参数电路
集总参数元件：每一个元件只表示一种电磁现象，电磁特
性可用数学方法精确定义，且电磁参数不随空间位置变化 而变化。
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。
Uac= Ua–Uc = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论：电路中电位参考点可任意选择；当改变电位参考点
时，电路中各点电位均改变，但任意两点间的电压 保持不变。
4. *电动势(eletromotive force)：在电源内部，局外力（非电场力）
克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所作的功称为电源的 电动势。
为什么要引入参考方向 ？
(a) 复杂电路的某些支路事先无法确定实际方 向。为分析方便，只能先任意标一方向 （参考方向），根据计算结果正负，才能 确定电流的实际方向。
(b) 实际电路中有些电流是交变的，无法标出 实际方向。标出参考方向，再加上与之配 合的表达式，才能表示出特定时刻电流的 大小和实际方向。
3. 电位：电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的
电压称为该点的电位。
参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。
电位单位与电压相同，也是V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 Uc=0
Ua=Uac， Ub=Ubc， Ud=Udc
d
c
两点间电压与电位的关系：
前例
a
b
仍设c点为电位参考点， Uc=0
单位也是 V (伏)
A+
R B -
根据能量守恒：UAB = eBA。
电压以电位降为正方向，电动势以电位升为正方向，即从A 到B的电压，数值上等于从B到A的电动势。
二、电压、电流的参考方向 (reference direction)
1. 电流的实际方向与参考方向