电路基础基本元件
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第1章
1.1.2 电流、电压的参考方向
1. 基本物理量
物理量
单位
方向
电流 电压
I（直流） A、mA、μ
i（交流）
A
正电荷移动的方向 高电位流向低电位
U（直流）V、kV、mV、 电位降的方向
u（交流） μ V
（高电位 低电位）
电动势
E（直流）V 、 kV 、 mV 、电源力驱动正电荷的方
e（交流） μ V
U
b-
a- I
RU
b+
U、I参考方向相反
R P=–UI
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第1章
P=UI
P U I
2）将U、I 的代数值代入式中
若计算的结果P > 0, 则说明U、I 的实际方
向一致，此部分电路吸收电功率（消耗能量）
负载 。
若计算结果P < 0, 则说明U、I 的实际方向
相反，此部分电路输出电功率（提供能量）
第1章
3. 电路功率
设电路任意两点间的电压U和电流I 为关
联方向,则这部分电路消耗的功率为
a+ I
U
R P = UI
b-
问题：如果假设方向不一致怎么办？ 功率有无正负？
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第1章
功率的计算
1)按所设参考方向如下图所示
a+ I
a- I
U、I参考方向一致
U
RU
R P=UI
b-
b+
a+ I
在解题前先任意选定一个方向，称为参 考方向（或正方向,可用箭头、极性或双下 标表示）。依此参考方向，根据电路定理、 定律列电路方程，从而进行电路分析计算。
由计算结果可确定U、I 的实际方向：
计算结果为正，实际方向与假设方向一致； 计算结果为负，实际方向与假设方向相反。
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第1章
当一个元件或一段电路上 ＋
30W=(10+20)W
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第1章
[例1-3] 电路如下图所示，已知：U = 10 V, I
a
I =1A 。试指出电路是电源还是负载.
＋ 解：按图中假设的正方向列式：
U
P = UI=10×1=10W (负载性质)
－ 若：U = 10 V, I = －1 A
b
小结：
则 P =－10 W （电源性质）
致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，
当U、I参考方向一致时为正，否则为负。
源自文库
3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方
向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数
量，也有正负之分。当参考方向与实际方
向一致时为正，否则为负。
4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参 考方向一致（关联参考方向）。
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图1-8 例1-2电路
元件Ｕ s1的功率为 Ｐs1 =-U s1 I=-15×2=-30W <0,发出功率 元件Ｕ s2的功率为 Ｐs2 =U s2 I=5×2=10W >0,吸收功率 元件 R 的功率为 ＰR= I2R=2 2×5=20W >0,吸收功率
从本例可看出,电源发出的功率等于各负载吸收的功率之和,即
* 电源设备的额定功率标志着电
源的供电能力，是长期运行时 允许的上限值。
* 电源输出的功率由外电路决定，
不一定等于电源的额定功率。
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第1章 电路处于通路时的功率平衡关系式为：
PRL=PE-PR0=EI-R0I2=UI 电路只有处于通路的状态才会有电流和功率的输 送和转换。
电源的负载等电气设备在一定的工作条件下其工 作能力是一定的。表示电气设备的正常工作条件和工 作能力所规定的数据统称为电气设备的额定值。它包 括额定电压UN、额定电流IN和额定功率PN等等。
电流、电压参考方向一致时， 则称它们为关联参考方向，如
I
＋
I
U U 图1-6（a）所示，其欧姆定律
为：
R
R
U=IR
- 反之，图1-6（b）则称为
非关联参考方向，其欧姆定律
应为：
(a)
(b)
U= - IR 在分析电路时，参考方向 常习惯采用关联参考方向。
图1-6 参考方向的 关联性
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第1章
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第1章
[例1-1.3] 假定U 、I 的参考方向如图所
示，若 I = -3A ，E =2V , R =1Ω
a
＋
I
Uab=？
UR R
d
＋
E
－
b－
小结
1.电压电流“实际方向”是客观存 在的物理现象，“参考方向” 是 人为假设的方向。
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第1章
小结
2.方程U/I=R 只适用于R 上U、I参考方向一
1 ) P 为“＋”表示该元件吸收功率； P 为“－ 则表示输出功率。
2）在同一电路中，电源产生的总功率和负 载消耗的总功率是平衡的。
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第1章
1.1.3 电路的工作状态
电路在不同的工作条件下，将会出现处于通路 、开路和短路三种状态。
1.通路
当电源与负载接通时，电路称为通路。如图1-
10（a）。电路中的电流也就是电源发出的电流：
[例1-1] 应用欧姆定律对图1-7的电路列出
式子,并求电阻R。
＋3A
＋-3A
- 3A
--3A
6V R 6V R -6V R -6V R
-
-
+
+
(a)
(b)
(c)
(d)
图1-7 例1-1电路图
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第1章
a＋ I
UR R
d
＋
E
－
b－
[例1-1.2] 已知：E =2V, R =1Ω
问：当Uab为1V时，I = ?
电源 。
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第1章
[例1-2] 图1-8所示电路,已知:Us1=15V, Us2=5V,R=5Ω,
试求电流I和各元件的功率。
解:由图中电流的参考方向可得:
I=
U s1 -U s2 R
=
15-5 5
=2A
R I
+ ＋ UR － +
U s1 -
Us2 -
电流为正，说明电流参考方向与
实际方向一致． 根据对功率计算的规定，可得：
电气设备应在工作在额定值时，才能获得最佳的 工作效率，若超过或低于额定值，会引起电气设备的 损坏或降低使用寿命，或不能发挥正常效能。
I
I=
E R 0 +RL
=
Us R 0 +RL
Ro
负载两端电压为：
+ Us E
+ U RL -
Ｕ＝Ｅ－ IR 0
-
图1-10 (a) 通路
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第1章
电气设备的额定值
任何电气设备的电压、电流和功率都有一定的限额
额定值
额定电压 UN 额定电流 IN 额定功率 PN
额定转速 nN
* 负载设备通常工作于额定状态。
向（低电位 高电位）
功率 P
W、kW、mW (用电或供电)
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第1章
电流方向
2. 电压、电流参考方向 a
ba,ab？
电压、电流实际方向：
a
+
E2
＋＋ I
E UR
¯
问题
¯ b
E1 b
+
在复杂电路中难于预先判断某段电路
中电流的实际方向，从而影响电路求解。
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第1章
解决方法:
1.1.2 电流、电压的参考方向
1. 基本物理量
物理量
单位
方向
电流 电压
I（直流） A、mA、μ
i（交流）
A
正电荷移动的方向 高电位流向低电位
U（直流）V、kV、mV、 电位降的方向
u（交流） μ V
（高电位 低电位）
电动势
E（直流）V 、 kV 、 mV 、电源力驱动正电荷的方
e（交流） μ V
U
b-
a- I
RU
b+
U、I参考方向相反
R P=–UI
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第1章
P=UI
P U I
2）将U、I 的代数值代入式中
若计算的结果P > 0, 则说明U、I 的实际方
向一致，此部分电路吸收电功率（消耗能量）
负载 。
若计算结果P < 0, 则说明U、I 的实际方向
相反，此部分电路输出电功率（提供能量）
第1章
3. 电路功率
设电路任意两点间的电压U和电流I 为关
联方向,则这部分电路消耗的功率为
a+ I
U
R P = UI
b-
问题：如果假设方向不一致怎么办？ 功率有无正负？
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第1章
功率的计算
1)按所设参考方向如下图所示
a+ I
a- I
U、I参考方向一致
U
RU
R P=UI
b-
b+
a+ I
在解题前先任意选定一个方向，称为参 考方向（或正方向,可用箭头、极性或双下 标表示）。依此参考方向，根据电路定理、 定律列电路方程，从而进行电路分析计算。
由计算结果可确定U、I 的实际方向：
计算结果为正，实际方向与假设方向一致； 计算结果为负，实际方向与假设方向相反。
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第1章
当一个元件或一段电路上 ＋
30W=(10+20)W
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第1章
[例1-3] 电路如下图所示，已知：U = 10 V, I
a
I =1A 。试指出电路是电源还是负载.
＋ 解：按图中假设的正方向列式：
U
P = UI=10×1=10W (负载性质)
－ 若：U = 10 V, I = －1 A
b
小结：
则 P =－10 W （电源性质）
致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，
当U、I参考方向一致时为正，否则为负。
源自文库
3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方
向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数
量，也有正负之分。当参考方向与实际方
向一致时为正，否则为负。
4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参 考方向一致（关联参考方向）。
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图1-8 例1-2电路
元件Ｕ s1的功率为 Ｐs1 =-U s1 I=-15×2=-30W <0,发出功率 元件Ｕ s2的功率为 Ｐs2 =U s2 I=5×2=10W >0,吸收功率 元件 R 的功率为 ＰR= I2R=2 2×5=20W >0,吸收功率
从本例可看出,电源发出的功率等于各负载吸收的功率之和,即
* 电源设备的额定功率标志着电
源的供电能力，是长期运行时 允许的上限值。
* 电源输出的功率由外电路决定，
不一定等于电源的额定功率。
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第1章 电路处于通路时的功率平衡关系式为：
PRL=PE-PR0=EI-R0I2=UI 电路只有处于通路的状态才会有电流和功率的输 送和转换。
电源的负载等电气设备在一定的工作条件下其工 作能力是一定的。表示电气设备的正常工作条件和工 作能力所规定的数据统称为电气设备的额定值。它包 括额定电压UN、额定电流IN和额定功率PN等等。
电流、电压参考方向一致时， 则称它们为关联参考方向，如
I
＋
I
U U 图1-6（a）所示，其欧姆定律
为：
R
R
U=IR
- 反之，图1-6（b）则称为
非关联参考方向，其欧姆定律
应为：
(a)
(b)
U= - IR 在分析电路时，参考方向 常习惯采用关联参考方向。
图1-6 参考方向的 关联性
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第1章
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第1章
[例1-1.3] 假定U 、I 的参考方向如图所
示，若 I = -3A ，E =2V , R =1Ω
a
＋
I
Uab=？
UR R
d
＋
E
－
b－
小结
1.电压电流“实际方向”是客观存 在的物理现象，“参考方向” 是 人为假设的方向。
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第1章
小结
2.方程U/I=R 只适用于R 上U、I参考方向一
1 ) P 为“＋”表示该元件吸收功率； P 为“－ 则表示输出功率。
2）在同一电路中，电源产生的总功率和负 载消耗的总功率是平衡的。
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第1章
1.1.3 电路的工作状态
电路在不同的工作条件下，将会出现处于通路 、开路和短路三种状态。
1.通路
当电源与负载接通时，电路称为通路。如图1-
10（a）。电路中的电流也就是电源发出的电流：
[例1-1] 应用欧姆定律对图1-7的电路列出
式子,并求电阻R。
＋3A
＋-3A
- 3A
--3A
6V R 6V R -6V R -6V R
-
-
+
+
(a)
(b)
(c)
(d)
图1-7 例1-1电路图
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第1章
a＋ I
UR R
d
＋
E
－
b－
[例1-1.2] 已知：E =2V, R =1Ω
问：当Uab为1V时，I = ?
电源 。
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第1章
[例1-2] 图1-8所示电路,已知:Us1=15V, Us2=5V,R=5Ω,
试求电流I和各元件的功率。
解:由图中电流的参考方向可得:
I=
U s1 -U s2 R
=
15-5 5
=2A
R I
+ ＋ UR － +
U s1 -
Us2 -
电流为正，说明电流参考方向与
实际方向一致． 根据对功率计算的规定，可得：
电气设备应在工作在额定值时，才能获得最佳的 工作效率，若超过或低于额定值，会引起电气设备的 损坏或降低使用寿命，或不能发挥正常效能。
I
I=
E R 0 +RL
=
Us R 0 +RL
Ro
负载两端电压为：
+ Us E
+ U RL -
Ｕ＝Ｅ－ IR 0
-
图1-10 (a) 通路
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第1章
电气设备的额定值
任何电气设备的电压、电流和功率都有一定的限额
额定值
额定电压 UN 额定电流 IN 额定功率 PN
额定转速 nN
* 负载设备通常工作于额定状态。
向（低电位 高电位）
功率 P
W、kW、mW (用电或供电)
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第1章
电流方向
2. 电压、电流参考方向 a
ba,ab？
电压、电流实际方向：
a
+
E2
＋＋ I
E UR
¯
问题
¯ b
E1 b
+
在复杂电路中难于预先判断某段电路
中电流的实际方向，从而影响电路求解。
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第1章
解决方法: