电路原理第01章基本概念2013
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电路原理课程ppt第一章.j
含受控源的电阻电路分析
总结词：扩展理论
详细描述：含受控源的电阻电路中，电压或电流源的输出受其他电路参数的控制。这种电路的分析需 要引入受控源的概念，并掌握戴维南定理和诺顿定理等分析方法。
THANKS
02
电路分析方法
基尔霍夫定律
总结词
基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，是解决复杂电 路问题的重要工具。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，在电路的任意节点上，流入和流出的电流代数和为零；基尔霍夫电压定律则 指出，在电路的任意闭合路径上，各段电压的代数和为零。这两个定律是互相关联的，可以用来解决 各种电路问题，如求解未知电流和电压等。
要点一
总结词
了解各类电路元件的特性和分类有助于更好地理解和分析 电路。
要点二
详细描述
电路元件包括电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管 等。电阻器是一种常见的线性元件，其阻值大小与通过的 电流和两端的电压无关；电容器和电感器是两种储能元件 ，具有储存电荷和磁能的能力；二极管和晶体管是半导体 器件，具有单向导电和放大信号等特性。不同类型的元件 在电路中发挥着不同的作用，共同实现电路的功能。
电路的等效变换
总结词
电路的等效变换是指在保持电路性能不 变的前提下，通过简化电路的方法，将 复杂的电路转换为简单的电路模型。
VS
详细描述
等效变换是一种重要的电路分析方法，它 可以通过减少电路元件数量、消除某些元 件等方式，简化电路结构，从而方便计算 和分析。等效变换的方法包括电源等效变 换、电阻的串联和并联等效变换等。通过 等效变换，可以更好地理解电路的工作原 理，提高电路设计的效率。
电路原理课程PPT第一章
电路原理第一章
(2) 设电流参考方向如 (c) 并在c点画上接地符号 并在 点画上接地符号
q 4 I = = − = −2 A t 2
= = W W
ac
电位： 电位：
V V V
a
q
bc
=
8 + 12 4
= 5V
b
q
12 = 4
= 3V
c
= 0
(c为参考点 为参考点) 为参考点
U
ab
所以电压： 所以电压：
= V a − V b = 5 − 3 = 2V
dw ( t ) p (t) = dt
由： u ( t ) = d w ( t )
对于实际电路，根据它的电气特性， 对于实际电路，根据它的电气特性，由电路 元件来抽象出它的电路模型的过程称为电路 的建模。电路的建模时， 的建模。电路的建模时，常需要用到理想化 来化简电路； 来化简电路；另一方面还需注意电器部件在 不同工作条件下的电气特性不一定相同， 不同工作条件下的电气特性不一定相同，因 而相应的电路模型也会不同。 而相应的电路模型也会不同。
选择的参考方向不同， 选择的参考方向不同，则列出的电路方程也 不一样，得到方程的解也不尽相同， 不一样，得到方程的解也不尽相同，但这些 解应该是大小相等而只存在着符号的差异。 解应该是大小相等而只存在着符号的差异。 综合解的符号和参考方向， 综合解的符号和参考方向，这些不同的电路 方程的解所表示的实际电流或电压应该是完 全一致的。 全一致的。 习惯上，电阻、电容、 习惯上，电阻、电容、电感等元件支路上的 端电压和流经电流取为关联参考方向。 端电压和流经电流取为关联参考方向。
抽象的电路元件用来体现单纯的电性质： 抽象的电路元件用来体现单纯的电性质： 导线----导通电流 导线 导通电流 电源----提供电能 电源 提供电能 电阻----消耗电能 电阻 消耗电能 电容----以电场形式储存电能 电容 以电场形式储存电能 电感----以磁场形式储存电能 电感 以磁场形式储存电能 这样就可以用理想化的电路元件来表示实际物 理电器件的某一方面电磁特性， 理电器件的某一方面电磁特性，而以其组合在 电路模型中来综合表示该实际物理电器件及其 构成的电路。 构成的电路。
大学电路原理第一章课件
电 池
导线
导线(line)、开关（switch)： 将电源与负载接成通路.
电路的作用
转换、传输、分配电能 传输和处理各种信号
二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件： 由实际元件抽象出来具有某种单一电磁性质的假想元件。 导线： 电阻： 电感： 电容： 电源： 只流通电流，不消耗能量 表示消耗电能的元件 表示各种电感线圈产生磁场，储存电能的作用 表示各种电容器产生电场，储存电能的作用 表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
º + u1 _ º
i2
º º
i2=gu1 VCCS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电 压、电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。 (2) 独立源作为电路中“激励”，在电路中产生电压、电 流，而受控在电路中不能作为“激励”。 独立源 控制量 受控源
例1：
+
i
10k u1 + 20u1 VCCS 10k u0
d
ϕa=Uac， ϕb=Ubc， ϕd=Udc
c
性质： 参考点可任意选择，一但选定各点电位确定。 参考 点不同，各点电位数值不同。
两点间电压与电位的关系：
电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位差。 a b 例 ϕa–ϕd = Uac –Udc =Uac +Ucd= Uad d c 当 Uad > 0
E _
I V R U
0 E
-----------------
I r + U _ +
r=0时 实际电压源 理想电压源
I U=E–rI
i U=E–rI
二、理想电流源：电源输出电流为iS，其值与此电源的端电 压 u 无关。 直流：iS为常数 交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsinωt
电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律
1.2.3 电功率
1. 电功率的定义 电功率的定义 图1.11(a)所示方框为电路中的一部分a、b段，图中采用了关 联参考方向，设在dt时间内，由a点转移到b点的正电荷量为dq， ab间的电压为u，根据对式(13)的讨论可知，在转移过程中dq失去 的能量为
dω (t ) = u (t )dq (t )
I1 a b I3 I2 c
d
图1.4例1.1图
1.2.2 电压及其参考方向 电压及其参考方向 1. 电压的定义及单位
u=
dω dq
（1—3）
在电路中，电压的单位为伏特，简称伏(V)，实用中还有千 伏(kV)，毫伏(mV)和微伏(µV)等。 2. 用电位表示电压及正负电压的讨论 （1—4） （1）如果正电荷由a点移到b点，获得能量，由a点到b点为电 位升(电压升)，即 u ab = u a − ub < 0 （2）如果电荷由a点移到b点， 失去能量， 则a点为高电位端 (正极)， b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降)， 即 u ab = u a − ub > 0 3.直流电压的测量 直流电压的测量 在直流电路中， 测量电压时， 应根据电压的实际极性将直流 电压表跨接在待测支路两端 。
电路模型与电路图 所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所 构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件 符号画在平面上形成的图形称作电路图。 图1.1就是一个 最简单的电路图。
＋ US － RS RL
图1.1电路模型图
1.2 电路变量
电学中几个重要的物理量，如：电流 电压 电功率 电流、电压 电功率和 电流 电压、电功率 电能量等是研究电路过程中必然要涉及的电路变量。 电能量 1.2.1 电流及其参考方向 1. 电流的表达式及单位 dq i= （1—1） dt q （1—2） I= t 国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单 位是秒(s)，电流的单位是安培， 简称安(A)， 实用中还有 毫安(mA)和微安(µA)等。
电路原理课件第一章电路模型和电路定律
(t
)
沿绕行方向降正升负。 38
取顺时针绕行方向（自行）
u1 u2 u3 u4 0
39
第四节 线性电阻元件
一、线性电阻定义：
当 元 件 的 电 压 和 电 流 取 关 联 参 考 方 向 时 ，若 在 任 何 时 刻 都服从欧姆定律：
u R i (R 0)
则 定 义 该 元 件 为 线 性 电 阻 ， 电 阻 值 为 常 系 数 R（ 欧 姆 Ω）。
i(t)的方向随时间变化，大小和方向都是关于时间的函数。
10
二、电压（电位差）
单位正电荷由 a 点移 b 到点时，所获得或失去的能量。
也可：电场力对电荷所做的功。
1、大小：
u(t) dw dq
V
J C
11
2、方向：
① 什么叫高、低电位？
反映电能不同
正电荷由 a b 失去能量，则 a 点为高电位“+”，b 点为低电位“-”； 正电荷由 a b 获得能量，则 a 点为低电位“-”，b 点为高电位“+”。
50
三、电阻的 Y 形联接与△形联接及其等效互换
作用：简化电路（化为电阻的串、并联）。
平衡电桥： R13 R14
R32 R42
3、4 点等电位，R34 无电压、 电流，3、4 可短可断。
电桥不平衡呢？
51
变换的前提：
变换后，网络的外特性不变。即：网络的任意两个对应 端子间电压相同时，对应端子流入（流出）的电流也相等。
注意u、i 关联！
40
扩展：i G u
定义常系数 G（G＞0）为线性元件的电导（西门子 S）。
从正面反映了 导电能力。
R 1 G
说明：
（1）上述为线性电阻定义， 常系数 R、G（R、G＞0）。
考研专业课-电路原理精典讲解、第一章
电路是由电源、负载和中间环节组成的闭合回路，其主要作用是实现电能的传 输和转换。电源提供电能，负载消耗电能，中间环节则负责传输和分配电能。
电路元件的分类与符号
总结词
掌握电路元件的分类和符号是学习电路原理的重要一环。
详细描述
电路元件可以分为线性元件和非线性元件两大类。线性元件的电压和电流成正比关系，而非线性元件的电压和电 流不成正比关系。常见的电路元件符号包括电阻、电容、电感、电源等，这些符号在电路图中用于表示相应的元 件。
03
第三章 电路的暂态分析
暂态与换路定律
1 2
3
暂态
电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所经历的时间段 。
换路定律
在电路分析中，当电路中的开关在某一时刻发生切换时，电 感的电流和电容的电压保持不变。
换路定律的应用
在分析一阶和二阶电路的暂态响应时，需要利用换路定律来 确定初始值。
一阶电路的响应
电路的状态与参考方向
总结词
理解电路的状态和参考方向是分析电路的重要前提。
详细描述
电路的状态可以分为通路、开路和短路三种。通路是指电路中存在电流流通的完整回路；开路是指电 路中没有电流流通；短路是指电路中存在过大的电流，导致电源和中间环节承受过大负荷。参考方向 是指电路元件中电流和电压的假定方向，用于分析电路中的电压和电流的实际方向。
带宽
描述频率响应下降到一定程度 （如-3dB）时对应的频率范围。
串联谐振电路
串联谐振
当输入信号的频率与电路的固有频率 相同时，电路呈现纯电阻性。
串联谐振的特点
用于选择信号、消除干扰、提高信号 质量等。
串联谐振的条件
输入信号的频率与电路的固有频率相 等。
应用
电路元件的分类与符号
总结词
掌握电路元件的分类和符号是学习电路原理的重要一环。
详细描述
电路元件可以分为线性元件和非线性元件两大类。线性元件的电压和电流成正比关系，而非线性元件的电压和电 流不成正比关系。常见的电路元件符号包括电阻、电容、电感、电源等，这些符号在电路图中用于表示相应的元 件。
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第三章 电路的暂态分析
暂态与换路定律
1 2
3
暂态
电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所经历的时间段 。
换路定律
在电路分析中，当电路中的开关在某一时刻发生切换时，电 感的电流和电容的电压保持不变。
换路定律的应用
在分析一阶和二阶电路的暂态响应时，需要利用换路定律来 确定初始值。
一阶电路的响应
电路的状态与参考方向
总结词
理解电路的状态和参考方向是分析电路的重要前提。
详细描述
电路的状态可以分为通路、开路和短路三种。通路是指电路中存在电流流通的完整回路；开路是指电 路中没有电流流通；短路是指电路中存在过大的电流，导致电源和中间环节承受过大负荷。参考方向 是指电路元件中电流和电压的假定方向，用于分析电路中的电压和电流的实际方向。
带宽
描述频率响应下降到一定程度 （如-3dB）时对应的频率范围。
串联谐振电路
串联谐振
当输入信号的频率与电路的固有频率 相同时，电路呈现纯电阻性。
串联谐振的特点
用于选择信号、消除干扰、提高信号 质量等。
串联谐振的条件
输入信号的频率与电路的固有频率相 等。
应用
电路原理第一章
电路原理第⼀章第⼀章电路模型和电路定律⼀、教学基本要求电路理论主要研究电路中发⽣的电磁现象，⽤电流、电压和功率等物理量来描述其中的过程。
因为电路是由电路元件构成的，因⽽年整个电路的表现如何既要看元件的连接⽅式，⼜要看每个元件的特性，这就决定了电路中各电流、电压要受两种基本规律的约束，即：（1）电路元件性质的约束。
也称电路元件的伏安关系（VCR），它仅与元件性质有关，与元件在电路中连接⽅式⽆关。
（2）电路连接⽅式的约束。
也称拓补约束，它仅与元件在电路中连接⽅式有关，与元件性质⽆关。
基尔霍夫电流定律（KCL）、电压定律（KVL）是概括这种约束关系的基本定律。
本章学习的内容有：电路和电路模型，电流和电压的参考⽅向，电功率和能量，电路元件，电阻、电容、电感元件的数学模型及特性，电压源和电流源的概念及特点，受控源的概念及分类，结点、⽀路、回路的概念和基尔霍夫定律。
本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握。
预习知识：1）物理学中的电磁感应定律、楞次定律2）电容上的电压与电流、电荷与电场之间的关系内容重点：电流和电压的参考⽅向，电路元件特性和基尔霍夫定律是本章学习的重点。
难点：1）电压电流的实际⽅向和参考⽅向的联系和差别2）理想电路元件与实际电路器件的联系和差别3）独⽴电源与受控电源的联系和差别⼆、学时安排总学时：6三、教学内容§1－1 电路和电路模型1．实际电路实际电路——由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完成某种预期的⽬的⽽设计、连接和安装形成电流通路。
图1是最简单的⼀种实际照明电路。
它由三部分组成：1）提供电能的能源（图中为⼲电池），简称电源或激励源或输⼊，电源把其它形式的能量转换成电能；2）⽤电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。
3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产⽣的电压和电流称为响应。
任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。
图1 ⼿电筒电路实际电路功能：1）进⾏能量的传输、分配与转换（如电⼒系统中的输电电路）。
电路原理基础第一章课件
电路——由实际元器件构成的电流的通路。
电路组成
电源：可将其他形式的能量转换成电能、向 电路提供电能的装置。
负载： 可将电能转换成其他形式的能量、在 电路中接收电能的设备。
中间环节： 电源和负载之间不可缺少的连接、
控制和保护部件统称为中间环节， 如导线、开关及各种继电器等。
一些术语 响应： 由激励而在电路中产生的电压和电流。
第一章 电路的基本概念与电路的基本定律
§1-1 电路模型及参考方向 §1-2 常用电路元件及电功率 §1-3 电压源、电流源模型及其等效变换 §1-4 受控电源 §1-5 基尔霍夫定律 §1-6 电阻的串联和并联 §1-7 电阻电路的等效变换和输入电阻
§1-1 电路模型及参考方向
1.电路的组成及功能
如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的，而集成电路芯片 小的如同指甲。
在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研
究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，
即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。
中间环节
S
I
开关
电
源
负
导线
载
电源
… 线性：
体现在伏安特性为一条直线
课后作业： 1.实际使用的各种电阻型式（图
片）、性能及其使用场合 2.电阻的识别方法（器件上所标
数字或颜色的含义） ：直插式和贴片 式
2.功率和能量
功率： iR
+
u
p吸 –ui –(–R i ) i i 2 R –u(–u/ R) = u2/ R
能量：可用功表示。从t0 到 t电阻消耗的能量
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但 是任意两点间的电压不变。
电路原理01电路基本概念和电路定律
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来设想的具
有某种单一电磁性质的元件，它的 u 、i 关系可用简单的数学式 子严格地表示。
电阻元件(resistor/resistance)：表示消耗电能的元件。
电感元件(inductor/inductance)：表示各种电感线圈产生磁场，储存
功率与电压和电流密切相关。当正电荷从元件上电压的“+”极经 元件运动到电压的“-”极时，与此电压相应的电场力要对电荷作功， 这时元件吸收能量；反之，正电荷从电压的“-”极经元件运动到电压 “+”极时，电场力作负功，元件向外释放电能。 二、电能量(energy) 从 t0 到 t 的时间内，元件吸收的电能可根据电压的定义求得为
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。 已知电磁波的传播速度与光速相同，即v = 3×108 m/s(米/秒)。 (1) 若f = 50 Hz，则
T = 1/f = 1/50 s = 0.02 s (2) 若f = 50 MHz，则 T = 1/f = 0.0210-6 s
= 31080.02 m = 6106 m
i ( t ) = lim
def
Δq d q = Δt 0 Δt dt
+ + +
+
+ +
+ +
单位：A (安：Ampere)
+
S
电流定义示意图
2. 电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q
从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
def def dW WAB AB = 或uAB = q dq
1. 理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质来设想的具
有某种单一电磁性质的元件，它的 u 、i 关系可用简单的数学式 子严格地表示。
电阻元件(resistor/resistance)：表示消耗电能的元件。
电感元件(inductor/inductance)：表示各种电感线圈产生磁场，储存
功率与电压和电流密切相关。当正电荷从元件上电压的“+”极经 元件运动到电压的“-”极时，与此电压相应的电场力要对电荷作功， 这时元件吸收能量；反之，正电荷从电压的“-”极经元件运动到电压 “+”极时，电场力作负功，元件向外释放电能。 二、电能量(energy) 从 t0 到 t 的时间内，元件吸收的电能可根据电压的定义求得为
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。 已知电磁波的传播速度与光速相同，即v = 3×108 m/s(米/秒)。 (1) 若f = 50 Hz，则
T = 1/f = 1/50 s = 0.02 s (2) 若f = 50 MHz，则 T = 1/f = 0.0210-6 s
= 31080.02 m = 6106 m
i ( t ) = lim
def
Δq d q = Δt 0 Δt dt
+ + +
+
+ +
+ +
单位：A (安：Ampere)
+
S
电流定义示意图
2. 电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q
从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
def def dW WAB AB = 或uAB = q dq
电路原理1
电路原理电路原理是电子工程中最基础且重要的一门课程，它是现代电气电子技术的基础。
电路原理是电路设计的核心，它研究电路中各种元件的性能、特性及组合原理，为电子电路的设计提供了理论基础。
本文将从电路的基本概念、基本元件、电路组成要素、电路分析方法、直流电路和交流电路等方面介绍电路原理。
一、电路的基本概念电路是电子科学中的基本概念之一。
电路又称为电子电路，是由电源、导线，电子元器件和负载等组成的一个整体。
电路是电流的运动路径，它以导线为主要方式，在电路中，电流是在电子元器件中流动，传递了能量，对负载有作用，也被称为负载电流。
因此，电路是电子元器件在某种外电源作用下，按一定规律相互连接所形成的电路系统。
电路在实际应用中，起到了传输、控制、转换、测量、处理、放大、保护和显示等多种功能的作用。
二、基本元件电路中主要包括三大类元件：电源、电子元器件和负载。
电源是电路中提供电子能量的装置，通常是各种类型的电池、发电机、稳压电源等。
电源是电路的起始点，也是电路的能量来源。
电子元器件是电子电路中用来实现电子变换、控制、处理和放大等功能的装置，主要有电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路等。
负载是电路中接受电路输入信号并输出所需信号的装置，如灯泡、电动机等。
三、电路组成要素电路组成要素包括电压、电流和电阻。
电压是指电荷在电路两端所具有的电势差，通常用符号U表示，单位为伏特（V）。
电流是指电子在导体中流动的数量关系，通常用符号I表示，单位为安培（A）。
电阻是电路中电流流经时阻碍电流流动的程度，通常用符号R表示，单位为欧姆（Ω）。
以上三个量是电路中最基本的量，它们之间有一定的关系，称为欧姆定律。
四、电路分析方法电路分析的方法主要有口诀法、基尔霍夫定律、电压分压定律、电流分流定律和纳德定律等。
其中口诀法是电子电路常用的分析方法，根据公式和电路图进行计算。
基尔霍夫定律又称作基尔霍夫电流定律，是电路分析的基本法则之一，它是利用电流守恒定律和电荷守恒定律进行数学分析计算的。
电工学 第1章电路的基本概念与基本定律PPT课件
本节讨论问题的理论依据是欧姆定律
如图电路：
a
E 为电源的电动势 E U 为电源的端电压
U
R
R0 为电源的内阻 R 为电路负载电阻
R0 b
一、有载工作状态
当开关闭合，电源与负载接通， 即电路处于有载工作状态。
电路中的电流为 I=E/(R0+R) a 负载电阻两端的电压为 U=IR E
或写成 U=E-IR0
阻上损耗的功率。 可见电路具有功率平衡特性。
二. 开路工作状态
如图电路：当开关断开时，电
路则处于开路(空载)状态。
a
开路时，外电路的电阻为无穷 大，电路中的电流 I 为零。
E
电源的端电压(称为开路电压 R
或空载电压 U0 ) 等于电源的 电动势，电源不输出电能。
0
b
电路开路时的特征为
I=0 U = U0 = E P=0
I= 0
U=
R
U0
三. 短路工作状态
当电源两端由于某种原因而 联在一起时，称电源被短路。
IS a
c
短路时，可将电源外电阻视 E
R
为零，电流有捷径流过而不 通过负载。
R0
由于R0很小，所以此时电流
b
d
很大，称之为短路电流 Is 。
U=0
电路短路时的特征为
I = Is = E / R0
P = P = I2 R0
+
_ E3
R3
独立回路：？个 3个
有几个网孔就有几个独立回路
小结
设：电路中有N个结点，B个支路 则： 独立的结点电流方程有 (N -1) 个
独立的回路（网孔）电压方程有 (B -N+1)个
如图电路：
a
E 为电源的电动势 E U 为电源的端电压
U
R
R0 为电源的内阻 R 为电路负载电阻
R0 b
一、有载工作状态
当开关闭合，电源与负载接通， 即电路处于有载工作状态。
电路中的电流为 I=E/(R0+R) a 负载电阻两端的电压为 U=IR E
或写成 U=E-IR0
阻上损耗的功率。 可见电路具有功率平衡特性。
二. 开路工作状态
如图电路：当开关断开时，电
路则处于开路(空载)状态。
a
开路时，外电路的电阻为无穷 大，电路中的电流 I 为零。
E
电源的端电压(称为开路电压 R
或空载电压 U0 ) 等于电源的 电动势，电源不输出电能。
0
b
电路开路时的特征为
I=0 U = U0 = E P=0
I= 0
U=
R
U0
三. 短路工作状态
当电源两端由于某种原因而 联在一起时，称电源被短路。
IS a
c
短路时，可将电源外电阻视 E
R
为零，电流有捷径流过而不 通过负载。
R0
由于R0很小，所以此时电流
b
d
很大，称之为短路电流 Is 。
U=0
电路短路时的特征为
I = Is = E / R0
P = P = I2 R0
+
_ E3
R3
独立回路：？个 3个
有几个网孔就有几个独立回路
小结
设：电路中有N个结点，B个支路 则： 独立的结点电流方程有 (N -1) 个
独立的回路（网孔）电压方程有 (B -N+1)个
电路原理第-章直流PPT课件
VS
诺顿定理
任何一个线性有源二端网络，对其外部电 路而言，都可以等效为一个电流源和电阻 并联的电路模型。其中电流源的电流等于 网络的短路电流，电阻等于网络中所有独 立源置零后的等效电阻。
04 电路中的电源
电池的串联和并联
串联
当电池串联时，总电压是每个电池的 电压之和，电流保持不变。
并联
当电池并联时，总电流是每个电池的 电流之和，电压保持不变。
电阻的并联
当多个电阻在同一电路中各自首首或尾尾相接时，称为电阻 的并联。并联电阻的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。在 并联电路中，电压处处相等，电流的分配与电阻成反比。
电压源和电流源
电压源
能够输出恒定电压或电压与电流成一 定比例关系的电源称为电压源。电压 源在电路中起到提供电能的作用，可 以视为一个理想化的电源模型。
基尔霍夫定律
总结词
用于解决电路中节点和回路电流和电压关系的定律。
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分，即节点电流定律和回路电压定律。节点电流定律指出，对于电路中的任何一个节点， 流入的电流之和等于流出的电流之和。回路电压定律指出，对于电路中的任何一个闭合回路，沿回路绕行方向， 电压降之和等于电压升之和。
电路原理第-章直流ppt课件
目录
• 直流电路的基本概念 • 欧姆定律和基尔霍夫定律 • 电阻电路的分析 • 电路中的电源 • 电路分析方法 • 电路的暂态分析
01 直流电路的基本概念
电路的组成
电源
导线和开关
提供电能，将其他形式的能量转换为 电能。
连接电源和负载，控制电路的通断。
负载
消耗电能，将电能转换为其他形式的 能量。
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电路原理(第1章)89页PPT文档
_ E1 +E2
R3
-E2
R2
R3
参考点
注意：电位和电压的区别。
电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路 中其它各点的电位也将随之改变；
电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因 参考点的不同而改变。
例
设c点为电位参考点，则 c= 0
a
b
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
Uab = a- b
第1章 电路的基本定律和电路元件
重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 基尔霍夫定律 3. 电路元件的特性
1.1 电路的基本概念
一、实际电路
实际电路是将若干电气设备
或电器件按一定方式联结起来 电
灯
构成的电流通路。
池
泡
电路的作用
(1) 进行能量的传送和转换。 (2) 进行信号的传递和处理。
电路原理的研究对象
结论
在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联， 则 P= UI,如果 U、I 正方向非关联，则 P= -UI。
按此，计算出 P > 0 时, 说明此部分电路消耗电
功率，为负载。
计算出 P < 0 时, 说明此部分电路产生电功率，为
电源。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的作用，
是电源，还是负载。
小结
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，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。
(3) 关联参考方向和非关联参考方向。
+
U
+
U
I 关联参考方向
I 非关联参考方向
电路原理基础知识
电路原理基础知识目录一、电路的基本概念 (2)1.1 电路的定义 (3)1.2 电路模型 (4)1.3 电路的基本物理量 (5)二、直流电路分析 (6)2.1 电阻、电容、电感元件 (7)2.2 KVL和KCL法则 (9)2.3 电压源和电流源 (9)2.4 直流电路的等效变换 (10)三、交流电路分析 (12)3.1 正弦交流电的基本概念 (13)3.2 RLC交流电路的分析 (14)3.3 交流电路的功率因数 (15)3.4 三相交流电路 (17)四、电路的频率特性与滤波器 (18)4.1 信号的频谱分析 (19)4.2 无源滤波器与有源滤波器 (20)4.3 常用滤波器元件 (22)五、电路中的过渡过程 (23)5.1 过渡过程的概述 (24)5.2 换路定律与初始条件 (25)5.3 一阶电路的过渡过程分析 (26)5.4 二阶电路的过渡过程分析 (27)六、集成电路与电子元件 (28)6.1 集成电路的分类与特点 (30)6.2 常用半导体器件 (31)6.3 集成电路的应用 (33)七、电路设计与仿真 (34)7.1 电路设计的基本原则与方法 (36)7.2 电路仿真工具与软件介绍 (37)7.3 电路设计实例解析 (38)一、电路的基本概念电源：电源是电路中的能量来源，用于提供电能。
电源可以是一个电池、一个发电机或一个供电网络等。
电源的正负极或正负极性是电路中的关键信息，它们决定了电流的流向。
负载：负载是电路中使用电能的设备或元件，如灯泡、电动机、电阻器等。
负载会消耗电能并将其转换为其他形式的能量，如光能、机械能或热能等。
导线：导线是电路中用来传输电流的媒介，它负责将电源和负载连接起来。
导线通常由导电材料制成，如铜或铝等。
导线的电阻越小，电流的传输效率越高。
开关：开关是控制电路通断的元件，它可以控制电流的流向和电路的开关状态。
开关可以手动操作，也可以由电子信号自动控制。
电流：电流是电荷在电路中的流动，它是由电源提供的驱动力和负载的阻力共同决定的。
《电路原理》邱关源ppt课件
i(t)deΔ flti m0Δ Δqt ddqt
单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时 电场力做功（W）的大小
U
def
dW
dq
为什么要设电流参考方
向？
简单电a 路
+
+
I
U
E
Uab
－
b－
I1 R1
R2 I2
复杂＋ 电路
U6
I3
－
IS
I4
R3
R4
电流的实际方向 可知
各电I5流＋ 的US 实－ 际方向 未知
(b) 若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 这样 电流为零的电流源，伏安曲线与 u 轴重合, 相当于开路元件
(4). 理想电流源的短路与开路
i
(a) 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电流
+
源被短路。
iS
u
R (b) 开路：R，i= iS ，u 。若强
_
迫断开电流源回路，电路模型为病
i为有限值时，u=0。
当R=，视其为开路。
u为有限值时，i=0。 * 理想导线的电阻值为零。
5.其他电阻元件
负电阻: (negative resistance)，在u、i 取关联参考方向时，负电阻的电压、
电流关系位于Ⅱ、Ⅳ象限，即R<0，G<0 。负电阻将输出电功率（电功率
小于零），对外提供电能。所以负电阻是一种有源元件(active element)。
例 i
＋
AU B
－
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、两部分电路电压电流参考方向 关联否？
答： A 电压、电流参考方向非关联；
B 电压、电流参考方向关联。
单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时 电场力做功（W）的大小
U
def
dW
dq
为什么要设电流参考方
向？
简单电a 路
+
+
I
U
E
Uab
－
b－
I1 R1
R2 I2
复杂＋ 电路
U6
I3
－
IS
I4
R3
R4
电流的实际方向 可知
各电I5流＋ 的US 实－ 际方向 未知
(b) 若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 这样 电流为零的电流源，伏安曲线与 u 轴重合, 相当于开路元件
(4). 理想电流源的短路与开路
i
(a) 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电流
+
源被短路。
iS
u
R (b) 开路：R，i= iS ，u 。若强
_
迫断开电流源回路，电路模型为病
i为有限值时，u=0。
当R=，视其为开路。
u为有限值时，i=0。 * 理想导线的电阻值为零。
5.其他电阻元件
负电阻: (negative resistance)，在u、i 取关联参考方向时，负电阻的电压、
电流关系位于Ⅱ、Ⅳ象限，即R<0，G<0 。负电阻将输出电功率（电功率
小于零），对外提供电能。所以负电阻是一种有源元件(active element)。
例 i
＋
AU B
－
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、两部分电路电压电流参考方向 关联否？
答： A 电压、电流参考方向非关联；
B 电压、电流参考方向关联。
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13
实际电流源
I+ IS r
-
I
IS
U r
r tan
U Is I
O
14
2.5 受控源元件
受控电源是一些实际电路器件的理想化模型， 它们的输出电压和电流受到电路中其它部分电压或 电流的控制，故又称非独立电源。受控电源分受控 电压源和受控电流源，它们为四端元件。
15
受控源类型
U1
U1
Us2 I2
R3
② R4
③
I3 R5 I4
R6
I1 I5
I6
④
31
KCL还可以扩展到任一闭合面，即流出（流入） 任一闭合曲面的所有支路电流的代数和为零。 如图，所示
-I1-I2+I3=0
I1
A1
I2
A2
I3
32
2）基尔霍夫电压定律 Kirchhoff’s Voltage Law (KVL)
电路任一闭合回路中各支路电
非关联参考方向
I U
23
支路电压表达式书写
电阻上电压电流参 考方向不同时，欧 姆定律有不同的表 达式
U=I×R U=－I×R
支路电压表 达式（各串 联元件电压 降之和）
U=－I×R＋Us U=I×R＋Us
U IR
U IR
U
I
R
Us
U
I
R
Us
24
支路电压表达 式（各串联元 件电压降之和）
U=I×R－Us
Is2 4
R0
28
4 基尔霍夫定律
KIRCHHOFF’S LAW
支路、节点、回路、网孔的概念
支路：单个或若干个元件所串联成的分支。
①
节点：三条或三条以上支路的连接点。 Us1 回路：若干条支路组成的闭合路径。 网孔：内部不含有支路的回路。
Us2 I2
1
R3 ② R4 ③
I3 R5 I4
2
3
R6
I1 I5
t0 CuC ( )
duC ( ) d
d
t
t0 CuC ( )duC ( )
1 2
C[uC2
(t)
uC2
(t0 )]
当t0时刻电容电压为零时，电容吸收的能量全部储存于
电场中电容的储能为
WC
1 2
CuC2
1 2
quC
1 2
q2 C
8
2.3 电感元件
1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示，
I U
则功率计算时：
P=U×I >0 表示该器件吸收功率； P=U×I <0 表示该器件发出功率；
关联参考方向 I U
R
22
若器件电压电流参考方向不一致（称 作非关联参考方向），如图所示
P=U×I
I U
则功率计算时： P=U×I >0 表示该器件发出功率； P=U×I <0 表示该器件吸收功率；
注意：式中U、I均为对应参考方向下的电 压电流代数值。
其单位为亨利 （F）。
磁链 N
2）电感交链的磁通链 与电流 i
之间有
=Li
iL UL
iL L
3）当电压和电流如图方向时，有
uL
(t)
d (t)
dt
L
diL (t)
dt
UL
(Wb)
i(A)
9
1
iL (t) iL (t0 ) L
t
t0 uL ( )d
电感元件也是记忆元件。
ic C
q cuC
Uc
3）当电压和电流如图方向时，有
E
ic
(t)
dq(t) dt
c
duc (t) dt
电容电压与电流具有动态关系.
ic
Q
6
ic
(t)
c
duc (t) dt
uC
(t
)
uC
(t0
)
1 C
t
t0 iC ( )d
上式表明，电容电压除与充电电流有关外，还与t
时刻
0
的电压有关，即具有记忆性，因此电容被称为记忆元件。
同理可推得电感元件的磁场储能为
WL
1 2
LiL2
1
2
iL
1 2
2L
10
2.4 独立电源元件
1）理想电压源
理想电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的 电压，与流过电压源的电流无关。
右图是电压源的常用符 号，Us 表示电压源从正到 负有Us 伏压降。
Us
Us
非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时，相当于一根短路线。
I6
④
6条支路 4个节点 3个网孔 US2、R4、R5、US1这四条支路也组成回路
29
30
1）基尔霍夫电流定律
Kirchhoff’s Current Law (KCL)
电路中任一节点电流的代数和为零
i 0
其中流出节点的电流取正号， ①
流入节点的电流取负号。
Us1
节点1： －I1＋I2＋I3=0 节点2： －I3＋I4＋I5=0 节点3： －I2－I4＋I6=0 节点4： I1－I5－I6 =0
I=
Us R1
10 10
1
受控电压源电压 rI=10×1=10V
R3上电压
U
rI R2
R3
R3
5V
19
3 电流、电压的参考方向
1）支路电流的参考方向是任意规定的正 电荷运动方向，图示电路表示电流参考 方向为从a流向b。
电流代数值是在指定参考方向下的数值。
如图电路，若I=1A，则表示实际 电流方向与参考方向一致，若I=－1A， 则表示实际电流方向与参考方向相反。
第一章 电路概述
1
1 实际电路与电路模型
1）由电气设备或器件以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒，包括电池、灯泡、开关及连线
开关
灯炮
电池
Us
R
复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系 统、高压电网等。
2
2）为了对实际电路进行分析研究，把各种各样的实际电路 元件根据其主要物理性质，抽象成理想化的电路模型元件， 这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元 件、受控源元件、二端口和多端元件等。
U1
a I1 R1
Us4 Us3
d U3
b Us1
I2
U2 R2 R3 I3
c
沿任一回路，各元件（无源元件）上电压降的代数和等于该回 路中各电压源电势的代数和。
R I U S
各元件电压、各电压源电势的参考方向(从负极指向正极)与回
路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。
34
Us2 I2
1
t
电阻元件消耗的能量：W= pdt =P×t= I2R t 0
时变电阻 伏安特性（无论线性还是非线性）随时间的变化
而变化 非时变电阻 伏安特性不随时间变化
5
2.2 电容元件
1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示，
其单位为法拉 （F）。
2）电容上储存的电荷q与端电压 U
之间关系
电流控制电流源
Current Control Voltage Source (CCVS)
Current Control Current
Source
(CCCS)
r为控制系数，有电阻的量纲， 为控制系数，无量纲，
称为转移电阻
称为转移电流比
17
用受控源模型表征三极管
三极管集电极电流 IC 受基极电流 Ib 控制。实际三
L
diL
dt
第二类是元件连接关系(拓扑约束) 基尔霍夫定律
i 0
u 0
37
1-5电路各参数如题图1-5所示，试求电流I为多少？
6Ω
I
1V 2Ω
2V 1V
1Ω 3Ω
题图1-5
38
解
选回路2V、6和1V，逆时针绕行
6I1 =2-1
I1
=
1 6
A
选回路2V、1V、1，顺时针绕行
1 I2 =2-1
回路3：
I4×R4＋I6×R6－I5×R5 = 0
Us2 I2
电压降 R I US 电压升
1
R3 ② R4
①
③
Us1
I3 R5 I4
2
3
R6
I1 I5
I6
④
36
讨论: 电路中电压电流的变化遵循两类约束条件:
第一类是元件特性关系(电压电流关系VCR)
u iR
ic
c
duc dt
uL
极管元件等效于一个电流控制的电流源。
R1
Ib Us1
三极管
UO Ic R2
Us2
Ib
Ib
Ic = Ib 为电流放大系数
三极管元件
受控源模型
18
含受控源电路计算
R1
例1 图示电路，已知Us=10V,
R1=R2=R3=10,
Us
I
r=10 ， 求R3上电压为多少？
R2
rI
U
R3
解：控制变量
U1
gU1
电压控制电压源
Voltage Control Voltage Source (VCVS)
实际电流源
I+ IS r
-
I
IS
U r
r tan
U Is I
O
14
2.5 受控源元件
受控电源是一些实际电路器件的理想化模型， 它们的输出电压和电流受到电路中其它部分电压或 电流的控制，故又称非独立电源。受控电源分受控 电压源和受控电流源，它们为四端元件。
15
受控源类型
U1
U1
Us2 I2
R3
② R4
③
I3 R5 I4
R6
I1 I5
I6
④
31
KCL还可以扩展到任一闭合面，即流出（流入） 任一闭合曲面的所有支路电流的代数和为零。 如图，所示
-I1-I2+I3=0
I1
A1
I2
A2
I3
32
2）基尔霍夫电压定律 Kirchhoff’s Voltage Law (KVL)
电路任一闭合回路中各支路电
非关联参考方向
I U
23
支路电压表达式书写
电阻上电压电流参 考方向不同时，欧 姆定律有不同的表 达式
U=I×R U=－I×R
支路电压表 达式（各串 联元件电压 降之和）
U=－I×R＋Us U=I×R＋Us
U IR
U IR
U
I
R
Us
U
I
R
Us
24
支路电压表达 式（各串联元 件电压降之和）
U=I×R－Us
Is2 4
R0
28
4 基尔霍夫定律
KIRCHHOFF’S LAW
支路、节点、回路、网孔的概念
支路：单个或若干个元件所串联成的分支。
①
节点：三条或三条以上支路的连接点。 Us1 回路：若干条支路组成的闭合路径。 网孔：内部不含有支路的回路。
Us2 I2
1
R3 ② R4 ③
I3 R5 I4
2
3
R6
I1 I5
t0 CuC ( )
duC ( ) d
d
t
t0 CuC ( )duC ( )
1 2
C[uC2
(t)
uC2
(t0 )]
当t0时刻电容电压为零时，电容吸收的能量全部储存于
电场中电容的储能为
WC
1 2
CuC2
1 2
quC
1 2
q2 C
8
2.3 电感元件
1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示，
I U
则功率计算时：
P=U×I >0 表示该器件吸收功率； P=U×I <0 表示该器件发出功率；
关联参考方向 I U
R
22
若器件电压电流参考方向不一致（称 作非关联参考方向），如图所示
P=U×I
I U
则功率计算时： P=U×I >0 表示该器件发出功率； P=U×I <0 表示该器件吸收功率；
注意：式中U、I均为对应参考方向下的电 压电流代数值。
其单位为亨利 （F）。
磁链 N
2）电感交链的磁通链 与电流 i
之间有
=Li
iL UL
iL L
3）当电压和电流如图方向时，有
uL
(t)
d (t)
dt
L
diL (t)
dt
UL
(Wb)
i(A)
9
1
iL (t) iL (t0 ) L
t
t0 uL ( )d
电感元件也是记忆元件。
ic C
q cuC
Uc
3）当电压和电流如图方向时，有
E
ic
(t)
dq(t) dt
c
duc (t) dt
电容电压与电流具有动态关系.
ic
Q
6
ic
(t)
c
duc (t) dt
uC
(t
)
uC
(t0
)
1 C
t
t0 iC ( )d
上式表明，电容电压除与充电电流有关外，还与t
时刻
0
的电压有关，即具有记忆性，因此电容被称为记忆元件。
同理可推得电感元件的磁场储能为
WL
1 2
LiL2
1
2
iL
1 2
2L
10
2.4 独立电源元件
1）理想电压源
理想电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的 电压，与流过电压源的电流无关。
右图是电压源的常用符 号，Us 表示电压源从正到 负有Us 伏压降。
Us
Us
非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时，相当于一根短路线。
I6
④
6条支路 4个节点 3个网孔 US2、R4、R5、US1这四条支路也组成回路
29
30
1）基尔霍夫电流定律
Kirchhoff’s Current Law (KCL)
电路中任一节点电流的代数和为零
i 0
其中流出节点的电流取正号， ①
流入节点的电流取负号。
Us1
节点1： －I1＋I2＋I3=0 节点2： －I3＋I4＋I5=0 节点3： －I2－I4＋I6=0 节点4： I1－I5－I6 =0
I=
Us R1
10 10
1
受控电压源电压 rI=10×1=10V
R3上电压
U
rI R2
R3
R3
5V
19
3 电流、电压的参考方向
1）支路电流的参考方向是任意规定的正 电荷运动方向，图示电路表示电流参考 方向为从a流向b。
电流代数值是在指定参考方向下的数值。
如图电路，若I=1A，则表示实际 电流方向与参考方向一致，若I=－1A， 则表示实际电流方向与参考方向相反。
第一章 电路概述
1
1 实际电路与电路模型
1）由电气设备或器件以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒，包括电池、灯泡、开关及连线
开关
灯炮
电池
Us
R
复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系 统、高压电网等。
2
2）为了对实际电路进行分析研究，把各种各样的实际电路 元件根据其主要物理性质，抽象成理想化的电路模型元件， 这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元 件、受控源元件、二端口和多端元件等。
U1
a I1 R1
Us4 Us3
d U3
b Us1
I2
U2 R2 R3 I3
c
沿任一回路，各元件（无源元件）上电压降的代数和等于该回 路中各电压源电势的代数和。
R I U S
各元件电压、各电压源电势的参考方向(从负极指向正极)与回
路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。
34
Us2 I2
1
t
电阻元件消耗的能量：W= pdt =P×t= I2R t 0
时变电阻 伏安特性（无论线性还是非线性）随时间的变化
而变化 非时变电阻 伏安特性不随时间变化
5
2.2 电容元件
1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示，
其单位为法拉 （F）。
2）电容上储存的电荷q与端电压 U
之间关系
电流控制电流源
Current Control Voltage Source (CCVS)
Current Control Current
Source
(CCCS)
r为控制系数，有电阻的量纲， 为控制系数，无量纲，
称为转移电阻
称为转移电流比
17
用受控源模型表征三极管
三极管集电极电流 IC 受基极电流 Ib 控制。实际三
L
diL
dt
第二类是元件连接关系(拓扑约束) 基尔霍夫定律
i 0
u 0
37
1-5电路各参数如题图1-5所示，试求电流I为多少？
6Ω
I
1V 2Ω
2V 1V
1Ω 3Ω
题图1-5
38
解
选回路2V、6和1V，逆时针绕行
6I1 =2-1
I1
=
1 6
A
选回路2V、1V、1，顺时针绕行
1 I2 =2-1
回路3：
I4×R4＋I6×R6－I5×R5 = 0
Us2 I2
电压降 R I US 电压升
1
R3 ② R4
①
③
Us1
I3 R5 I4
2
3
R6
I1 I5
I6
④
36
讨论: 电路中电压电流的变化遵循两类约束条件:
第一类是元件特性关系(电压电流关系VCR)
u iR
ic
c
duc dt
uL
极管元件等效于一个电流控制的电流源。
R1
Ib Us1
三极管
UO Ic R2
Us2
Ib
Ib
Ic = Ib 为电流放大系数
三极管元件
受控源模型
18
含受控源电路计算
R1
例1 图示电路，已知Us=10V,
R1=R2=R3=10,
Us
I
r=10 ， 求R3上电压为多少？
R2
rI
U
R3
解：控制变量
U1
gU1
电压控制电压源
Voltage Control Voltage Source (VCVS)