第1章：电路的基本概念与基本定律
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22
在电路理论上,为了表征电路部件的 主要物理性质，以便进行定量分析，通 常将电路部件的实体用它的模型来代替。 电路部件的模型由一些具有典型物理性 质的理想电路元件构成。
基本理想电路元件有五种,即:电阻元件、 电感元件，电容元件、理想电压源和理想电 流源。
23
1.5.1无源电路元件
电阻元件
• 电阻元件的性质 • 电阻元件的电压、电流关系
向相反,此部分电路发出电功率，为电源。
所以,从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质， 或是电源，或是负载。
根据能量守衡关系 P（吸收）= P（发出） 19
例题1.4.1
电路如图。已知Ｕ１＝１４Ｖ,Ｉ１＝２Ａ，Ｕ２＝１０Ｖ，
Ｉ２＝-１Ａ,Ｕ３＝－４Ｖ，Ｉ４＝－１Ａ。
3
I1
U3
I4 I2
U1 1
4
目录
• 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 • 1.5 电路元件 • 1.7 基尔霍夫定律 • 1.8 电路中的电位及计算
1
1.1 电路的作用与组成部分
• 1.1.1 电路的作用 • 1.1.2 电路的组成
2
1.1.1 电路的作用 • （1）能量的传输和转换 • （ 2）信号的传递和处理
返7 回
电路元件的理想化
在一定条件下突出元件主要的电磁性质,忽 略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件 。
为什么电路元件要理想化?
便于对实际电路进行分析和用数学描述,将 实际元件理想化（或称模型化）。
返8 回
1.2.2 理想电路元件
• （1）电阻
• （2）电感
• （3）电容
• （4）电压源
+-
分析电路时,如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？
当 U和I 的参考方向与实际方向一致
Ia
电源
+
U
U和I的实际方向相反,电
-
b
流从＋端流出，发出功率
aI
U b
aI
RU R b
负载 U和I的实际方向相同,电 流从＋端流入，吸收功率
返21 回
1.5 电路元件
• 1.5.1 无源电路元件 • 1.5.2 有源电路元件 • 1.5.3 两种电源的等效互换
• （5）电流源
9
1.2.3 电路模型
I 开关
＋ E
干电池
U
R
R0
电珠
－
手电筒的电路模型
10
1.3 电压和电流的参考方向
电压和电流的方向
实际方向
参考方向
参考方向 在分析计算时人为规定 的方向。
水流的例子
2/s
?/s
?=-1/S
3/s
返11 回
电流、电动势、电压的实际方向
物理量
单位
电流 I A、kA、mA、
U=RI 当电压和电流的参考方向相反为非关 联参考方向。此时
U=－RI
返15 回
例题1.3.1
应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R
＋
＋
－
－
UI 6V 2A
UI
R 6V －2A
U
R
I
－6V 2A
RUI R
-6V －2A
－ (a)
－ (b)
＋ (c)
＋ (d)
解
(a) R U 6 3 W
(3) 根据计算结果确定实际方向: 若计算结果为正,则实际方向与参考方向一致; 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
返13 回
不同参考方向下的欧姆定律 欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
＋ I
U －
U＝RI （a）
＋I U －
U＝－RI （b）
返14 回
注意:
当电压和电流的参考方向一致为关联 参考方向。此时
I2
(b) R - U - 6 3 W
I
-2
(c) R - U - - 6 3 W
I
2
(d) R U - 6 3 W
I
-2
返16 回
1.4 电路的功率
功率的概念:设电路任意两点间的电压为 U ,流入此
部分电路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为:
aI
U
R
PUI
W
b
如果U I方向不一 致结果如何？
功率有无正负？
17
在 U、 I 正方向选择一致时
aI
U b
P = UI
aI
R或
UR
b
在 U、 I 正方向选择相反时
I
P = -UI
a
+
U
-
b
18
结论
在进行功率计算时
当计算的 P > 0 时, 则说明 U、I 的实际方
向一致,此部分电路消耗电功率，为负载。
当计算的 P < 0 时, 则说明 U、I 的实际方
μA
电动势 E V、kV、mV、
μV
实际方向 正电荷移动 的方向
电源驱动正电荷的 方向
电压 U V、kV、mV、 电位降低的方向 μV
返12 回
问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的
实际方向,如何解决？
解决方法
(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正 方向）;
(2) 根据电路的定律、定理,列出物理量间相互关 系的代数表达式;
3
1.1.2 电路的组成
• （1）电源 • （2）负载 • （3）中间环节
4
能量的传输和转换例
发电机
升压 变压
器
输电线
降压 变压
器
电力系统电路示意图
电灯 电动机
电炉
5
信号的传递和处理例
信号源
话筒
（电源）
中间环节
扬声器
放 大 器
负载
6
1.2 电路模型
1.2.1 实际电路元件
（1）绕线电阻、电灯 （2）电感器 （3）各式电容 （4）电池、发电机、光电池
——欧姆定律 • 电阻元件的功率关系 • 电阻元件的能量关系 • 额定值 • 电阻元件的串并联联接的等效变换
24
电阻元件元件Βιβλιοθήκη Baidu性质
理想电阻元件只具有消耗电能这一
种电磁性质（电阻性）。常见的电阻元 件如白炽灯、电炉等。
一段导体的电阻与该导体的长度和
该导体的电阻率成正比与它的截面积成
反比:
R L
S
R——电阻值 ρ——电阻率 L——导体长度 S——导体横截面积 25
如果长度的单位是米,面积的单位是米 2，则电阻的单位是欧姆。所以，电阻率的 单位为:欧米。
比欧姆大的单位有千欧和兆欧。他们 之间的关系为:
1kW1K 103W
1MW106W
R
电阻在电路中的表示符号为:
26
电压、电流关系 ——欧姆定律
如果一段电阻的阻值为常数,则称为线性电阻， 线性电阻遵循欧姆定律——其端电压和流过的电流是 正比关系，比例常数叫做电阻(符号为R）。可见 R既 是这种元件的名称，又是表示其物理性质的电路参数
2 U2
求功率。 说明各元件的的性质。
解 Ｐ１＝-Ｕ１×Ｉ１＝-２８Ｗ P < 0 ,为电源。
Ｐ２＝-Ｕ２×Ｉ２＝１０Ｗ
P > 0 ,为负载。
Ｐ３＝-Ｕ３×Ｉ１＝８Ｗ Ｐ４＝-Ｕ２×Ｉ２＝１０Ｗ
P > 0 ,为负载。 P > 0 ,为负载。
Ｐ１ ＋Ｐ２ ＋Ｐ３ ＋Ｐ４ ＝０ 能量守衡关系
返20 回
电源与负载的判别
在电路理论上,为了表征电路部件的 主要物理性质，以便进行定量分析，通 常将电路部件的实体用它的模型来代替。 电路部件的模型由一些具有典型物理性 质的理想电路元件构成。
基本理想电路元件有五种,即:电阻元件、 电感元件，电容元件、理想电压源和理想电 流源。
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1.5.1无源电路元件
电阻元件
• 电阻元件的性质 • 电阻元件的电压、电流关系
向相反,此部分电路发出电功率，为电源。
所以,从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质， 或是电源，或是负载。
根据能量守衡关系 P（吸收）= P（发出） 19
例题1.4.1
电路如图。已知Ｕ１＝１４Ｖ,Ｉ１＝２Ａ，Ｕ２＝１０Ｖ，
Ｉ２＝-１Ａ,Ｕ３＝－４Ｖ，Ｉ４＝－１Ａ。
3
I1
U3
I4 I2
U1 1
4
目录
• 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 • 1.5 电路元件 • 1.7 基尔霍夫定律 • 1.8 电路中的电位及计算
1
1.1 电路的作用与组成部分
• 1.1.1 电路的作用 • 1.1.2 电路的组成
2
1.1.1 电路的作用 • （1）能量的传输和转换 • （ 2）信号的传递和处理
返7 回
电路元件的理想化
在一定条件下突出元件主要的电磁性质,忽 略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件 。
为什么电路元件要理想化?
便于对实际电路进行分析和用数学描述,将 实际元件理想化（或称模型化）。
返8 回
1.2.2 理想电路元件
• （1）电阻
• （2）电感
• （3）电容
• （4）电压源
+-
分析电路时,如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？
当 U和I 的参考方向与实际方向一致
Ia
电源
+
U
U和I的实际方向相反,电
-
b
流从＋端流出，发出功率
aI
U b
aI
RU R b
负载 U和I的实际方向相同,电 流从＋端流入，吸收功率
返21 回
1.5 电路元件
• 1.5.1 无源电路元件 • 1.5.2 有源电路元件 • 1.5.3 两种电源的等效互换
• （5）电流源
9
1.2.3 电路模型
I 开关
＋ E
干电池
U
R
R0
电珠
－
手电筒的电路模型
10
1.3 电压和电流的参考方向
电压和电流的方向
实际方向
参考方向
参考方向 在分析计算时人为规定 的方向。
水流的例子
2/s
?/s
?=-1/S
3/s
返11 回
电流、电动势、电压的实际方向
物理量
单位
电流 I A、kA、mA、
U=RI 当电压和电流的参考方向相反为非关 联参考方向。此时
U=－RI
返15 回
例题1.3.1
应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R
＋
＋
－
－
UI 6V 2A
UI
R 6V －2A
U
R
I
－6V 2A
RUI R
-6V －2A
－ (a)
－ (b)
＋ (c)
＋ (d)
解
(a) R U 6 3 W
(3) 根据计算结果确定实际方向: 若计算结果为正,则实际方向与参考方向一致; 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
返13 回
不同参考方向下的欧姆定律 欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
＋ I
U －
U＝RI （a）
＋I U －
U＝－RI （b）
返14 回
注意:
当电压和电流的参考方向一致为关联 参考方向。此时
I2
(b) R - U - 6 3 W
I
-2
(c) R - U - - 6 3 W
I
2
(d) R U - 6 3 W
I
-2
返16 回
1.4 电路的功率
功率的概念:设电路任意两点间的电压为 U ,流入此
部分电路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为:
aI
U
R
PUI
W
b
如果U I方向不一 致结果如何？
功率有无正负？
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在 U、 I 正方向选择一致时
aI
U b
P = UI
aI
R或
UR
b
在 U、 I 正方向选择相反时
I
P = -UI
a
+
U
-
b
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结论
在进行功率计算时
当计算的 P > 0 时, 则说明 U、I 的实际方
向一致,此部分电路消耗电功率，为负载。
当计算的 P < 0 时, 则说明 U、I 的实际方
μA
电动势 E V、kV、mV、
μV
实际方向 正电荷移动 的方向
电源驱动正电荷的 方向
电压 U V、kV、mV、 电位降低的方向 μV
返12 回
问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的
实际方向,如何解决？
解决方法
(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正 方向）;
(2) 根据电路的定律、定理,列出物理量间相互关 系的代数表达式;
3
1.1.2 电路的组成
• （1）电源 • （2）负载 • （3）中间环节
4
能量的传输和转换例
发电机
升压 变压
器
输电线
降压 变压
器
电力系统电路示意图
电灯 电动机
电炉
5
信号的传递和处理例
信号源
话筒
（电源）
中间环节
扬声器
放 大 器
负载
6
1.2 电路模型
1.2.1 实际电路元件
（1）绕线电阻、电灯 （2）电感器 （3）各式电容 （4）电池、发电机、光电池
——欧姆定律 • 电阻元件的功率关系 • 电阻元件的能量关系 • 额定值 • 电阻元件的串并联联接的等效变换
24
电阻元件元件Βιβλιοθήκη Baidu性质
理想电阻元件只具有消耗电能这一
种电磁性质（电阻性）。常见的电阻元 件如白炽灯、电炉等。
一段导体的电阻与该导体的长度和
该导体的电阻率成正比与它的截面积成
反比:
R L
S
R——电阻值 ρ——电阻率 L——导体长度 S——导体横截面积 25
如果长度的单位是米,面积的单位是米 2，则电阻的单位是欧姆。所以，电阻率的 单位为:欧米。
比欧姆大的单位有千欧和兆欧。他们 之间的关系为:
1kW1K 103W
1MW106W
R
电阻在电路中的表示符号为:
26
电压、电流关系 ——欧姆定律
如果一段电阻的阻值为常数,则称为线性电阻， 线性电阻遵循欧姆定律——其端电压和流过的电流是 正比关系，比例常数叫做电阻(符号为R）。可见 R既 是这种元件的名称，又是表示其物理性质的电路参数
2 U2
求功率。 说明各元件的的性质。
解 Ｐ１＝-Ｕ１×Ｉ１＝-２８Ｗ P < 0 ,为电源。
Ｐ２＝-Ｕ２×Ｉ２＝１０Ｗ
P > 0 ,为负载。
Ｐ３＝-Ｕ３×Ｉ１＝８Ｗ Ｐ４＝-Ｕ２×Ｉ２＝１０Ｗ
P > 0 ,为负载。 P > 0 ,为负载。
Ｐ１ ＋Ｐ２ ＋Ｐ３ ＋Ｐ４ ＝０ 能量守衡关系
返20 回
电源与负载的判别