电路分析基础1

◆电功率（功率）计算公式： p= ±ui （电压与电流关联方向时取正，否则取负）
直流时 P UI （电压与电流关联方向时） P UI （电压与电流非关联方向时）
◆电功率（功率）判别方法：
P>0，表示该段电路吸收（消耗）功率即负载用电。
P<0，表示该段电路发出（产生）功率即电源供电。
◆电能 从 t0 到 t 时间内，电路吸收的电能（量）为
p dW ui dt
直流时 P UI （电压与电流关联方向时） P UI （电压与电流非关联方向时）
功率的SI单位：瓦（特），符号：W。
含义：元件端电压为1V，通过电流为1A时，则该元件 吸收功率为1W。
常用单位：兆瓦（MW），千瓦（kW），毫瓦（mW）。
换算关系： 1MW=103kW=106 W 109 mW
电路分析基础
2013级照明与电气工程系
第一章电路的基础知识
内容提要
1.电路和电路的主要物理量及其参考方向； 2.独立电源、受控源和电阻元件； 3.欧姆定律、基尔霍夫定律。
1.1 电路和电路模型
一、电路的基本组成及其功能
◆实际电路是为实现某种应用目的，由若干电气设备
或器件按一定方式用导线连接而成的电流通路。
扬声器
二、理想电路元件和电路模型 组成电路的实际电气器件往往比较复杂，其电磁性能
的表现可能是多方面交织在一起的。 为研究方便将实际器件加以理想化，即只考虑起主
要作用的某些电磁现象，而将其它现象忽略。 ◆电阻元件R：只表示消耗电能的元件。 ◆电感元件L：反映电路周围存在着磁场而可以储存磁
场能量的元件。 ◆电容元件C：反映电路及其附近存在着电场而可以储
◆电流的参考方向：任意假定（某一方向）的电流方向。
电流参考方向的两种表示：
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i 参考方向
A
B
用双下标表示：如iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
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◆电流的参考方向与实际方向的关系
为了电路分析和计算的需要，我们任意假定一 个电流参考方向，用箭头标在电路图上。
之差，即
def
uab a b
◆电动势：单位正电荷在电源力的作用下转移时增加的电 能，用符号 e 表示，即
def
e
dWS
dq
方向及表示形式：电位升高的方向。常用正（+） 极性表示电源的高电位，用负（-）极性表示其低电位。
电动势的SI单位：伏（特），符号：V。 当电压和电动势的量值与方向都不随时间而变化时， 称为直流电压和直流电动势，分别用符号 U 和 E 表示。
的a点和b点附近。若计算出的电压uab(t)>0，表
明该时刻a点的电位比b点电位高；若电压
uab(t)<0，表明该时刻a点的电位比b点电位低。
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电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：
u
(2)用正、负极性表示：
+u
(3)用双下标表示：
A
uAB
B
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电流、电压的参考方向
i
+
u
关联参考方向
i
--
u
+
非关联参考方向
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例i
电压、电流参考方向如图中所标，
＋
问：对A、B两部分电路电压、电
A u B 流参考方向是否关联？
解：
－
A电路的电压、电流参考方向非关联，
注意
B电路的电压、电流参考方向关联。
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
注意：
①参考方向一经规定，在整个分析计算过程中就必 须以此为准，不能变动。
②不标参考方向的电流或电压是没有意义的。 ③参考方向可以任意规定而不影响计算结果。 ④电流和电压参考方向可以分别独立地规定。 ⑤关当元件的电流与电压参考方向一致时，称为关 联参考方向，反之，则为非关联参考方向。
物理量的实际正方向和参考方向
t
W pdt t0
直流时 W P(t t0 )
电能的SI单位：焦（耳），符号：J。 SI单位：1焦等于功率为1W的用电设备，在1s内消耗的电能。 实用单位：1千瓦小时（kWh）为1度电
◆电路的组成
中间环节：电源和 负载中间的连接部分
电源: 提供电能或 发出电信号的设备
负载: 消耗电能或 接收电信号的装置
电路模型
◆电路的作用 ① 实现电能的传输和转换—电力电路或强电电路
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机
电炉 ...
②实现信号的传递与处理—电子电路或弱电电路
话筒
放大器
(包括方向和符号)，在计算中不得任意改变。
③ 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电
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压、电流的实际方向不变。
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◆电位：若任取一点o作为参考点，则由某点a到参考点o
的电压 uao称为a点的电位，用 a 表示。
电位的SI单位：伏（特），符号：V。
电压与电位的关系：a、b两点间的电压等于这两点电位
存电场能量的元件。
◆电路模型 由（理想化的集总）电路元件构成的电路模型。简
称电路。
1.2 电路的主要物理量
一、电流
◆电流：带电粒子的有秩序运动形成电流。
交流（AC）：
def dq i
dt
直流（DC）： I q t
方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。
电流的SI国际单位制：安（培），符号：A。
参考方向相反。
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二、电压与电位
◆电压：电路中a、b两点间的电压为单位正电荷在电场力 的作用下由a点转移到b点时减少的电能，即。
def dW uab dq
方向：电压的方向是电位降低的方向。
电压的SI单位：伏（特），符号：V。
电压的参考方向
在分析电路时，必须规定电压的参考方向或参 考极性，用“+”号和“- ”号分别标注在电路图
物理量 参考方向
实际方向
单位
电流 Ｉ
正电荷移动的方向 A 安培
kA、mA、μA
电压 Ｕ
电位下降方向
V 伏特
高电位 指向 低电位 kV、mV、μV
电动势 Ｅ
电位升方向
V 伏特
低电位指向高电位 kV、mV、μV
方向判别方法： 参考方向值＞０时，与实际方向一致
参考方向值＜０时，与实际方向相反
三、电功率与电能 ◆电功率（功率）：电能转换的速率，即
若电流实际方向与参考方向相同，电流取正值； 若电流实际方向与参考方向相反，电流取负值。 根据电流的参考方向以及电流量值的正负，就能 确定电流的实际方向。
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今后，在分析电路时，必须事先规定电流
变量的参考方向。所计算出的电流i(t)>0，表
明该时刻电流的实际方向与参考方向相同；若
电流i(t)<0，则表明该时刻电流的实际方向与