电压电流的约束关系

功放
处
理
话筒
扬声器
二、集总电路模型 1.集总假设条件
若
d ＜＜ λ
（电路元件尺寸）（工作信号对应波长）
或： τ ＜＜ T
（信号通过元件的时间）（工作信号周期）
则该元件可视为集总参数元件 注意
本课程涉及电路为线性时不变的集总参数电路
2、元件理想化
定义：在集总假设条件下，对实际电路元件加以理 想化，只用一个足以表征该元件主要性质的模型来 表示该元件，这个元件模型就叫理想化元件。
i
+
-
u
关联参考方向
i
-
+
u
非关联参考方向
① 本书采用关联参考方向，作业中必须标出参考 方向
强调 ② 参考方向一经设定，计算中不能随意改变
③ 计算结果的正负只与参考方向有关，但电流、 电压实际方向不变
例 对下列四个元件:
I
I
+
+
I+
AU BU C U
I+ DU
电压与电流为关联方向的是:
A 、C
电压与电流为非关联方向的是： B 、 D
电路分析基础
第一章 集总参数电路中电压、 电流的约束关系
前言
本章重点
习题课
1.1 电路及集总电路模型 1.2 电流、电压及功率 1.3 基尔霍夫定律 1.4 电阻元件
1.5 电压源、电流源 1.6 受控源 1.7 分压、分流公式 1.8 支路分析
电路分析基础
一、课程性质 基本知识、基本理论、基本计算
5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
电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电能的元件
注意
5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（b）可以用电压或电流按数学方式描述；
（c）不能被分解为其他元件。
电路分析理论 和方法的基础
第一章 重点内容：
1.掌握以下概念： 电路模型、电路元件及其参数、参考方向及参考
点、固定电源和受控源 2.掌握以下物理量的定义、单位和计算方法：
电流、电压、功率 3.掌握电路理论的两个基本定律：
KCL KVL 4.掌握电阻电路支路分析方法
KCL + KVL + VCR
§1.1电路及集总电路模型
区别
在电路中选定参考点（＝0）后，其它任一点 对参考点的电压即为该点的电位。
实际电压方向
电位真正降低的方向
IR
单位
a +U - b
V (伏)、kV、mV、V
例
a
b
c
解 (1) b 0
a
Wab q
8 4
2
V
已知：4C正电荷由a点均匀移动 至b点电场力做功8J，由b点移 动到c点电场力做功为12J，
u
i-
P>0 吸收功率（负载）
P<0 提供功率（电源）
-
u i+
u, i 取非关联参考方向
P = ui 表示元件提供的功率
P>0 提供功率（电源） P<0 吸收功率（负载）
例1 在下面四种情况中
P+ I +U
(A)
P-
I
+U
(B)
P+ I +U
(C)
P-
I
+U
(D)
吸收功率的情况为 A 、 D 提供功率的情况为 B 、 C
12 4
3V
Uab a - b 5 - 3 2 V
c
Ubc b - c 3 - 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中 各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电 路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。
3.关联参考方向
要求：电流参考方向与电压降方向一致
实际电路
电路图
Us
§1.2电路变量 电流、电压及功率
1.电流（current）及其方向
电流I
带电粒子有规则的定向运动
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量
def
Δq dq
i(t) lim
Δt0 Δt dt
单位
A（安培）、 kA、mA、A
方向
注意
习惯上，规定正电荷的运动方向 为电流的实际方向
如：
国家标准符号
热效应元件—电阻
磁场效应元件—电感
电场效应元件—电容
电压源
+
_
uS
电流源
iS
3、电路模型与电路图 区别
电路图是采用国标元件图形符号表示的电路模型 电路分析理论的研究对象是电路模型，而不
是实际电路。
手电筒电路
电路模型 开关
灯泡 电 池
导线
10BASE-T wall plate
Rsபைடு நூலகம்
RL
在书写时应写单位的符号，不要写其名称。 如 5A 不应写成 5安。
介绍
国际单位制（SI）的倍数词头
2.电压（voltage）、电位及其方向
电压U
单位正电荷q从电路中一点a移至另 一点b时电场力做功（Wab）的大小
def
Uab
dWab
dq
电位
单位正电荷q 从电路中一点移至参考点 （＝0）时电场力做功的大小。
一、实际电路的组成与功能
实际电路：
由电子元器件或者电气设备和联接导线所 构成的电流的通路。
功能
a 能量的传输、分配与转换 b 信息的传递、控制与处理
电路模型实例
例1：手电筒电路
实际电路
电路模型
电
能
开关
应
灯泡 用
10BASE-T wall plate
电 池
导线
例2：扩音器电路
扩音器电路
信
激励
响应
号
二、课程内容与任务 对实际电路理想建模，分析模型的激励与响应
三、学习方法 课前做好预习、上课认真听讲 理解基本概念、做好作业习题
四、课堂要求 按时上课、保持安静、及时上交作业
目录
▪ 第一篇 总论和电阻电路的分析 1、 集总参数电路中电压、电流的约束关系 2、 网孔分析和节点分析 3、 叠加方法与网络函数 4、 分解方法及单口网络 ▪ 第二篇 动态电路的时域分析 5、 电容元件与电感元件 6、 一阶电路 7、 二阶电路 ▪ 第三篇 动态电路的相量分析法和s域分析法 8、 阻抗和导纳 9、 正弦稳态功率和能量 三相电路 10、频率响应 多频正弦稳态电路 11、耦合电感和理想变压器
①若以b点为参考点，求a、b、c 点的电位和电压Uab、U bc;
②若以c点为参考点，再求以上 各值
c
Wcb q
- Wbc q
-12 4
-3 V
Uab a -b 2 - 0 2 V Ubc b -c 0 - (-3) 3 V
解 (2) a
结论
c 0
b
a
Wac q
8 12 4
5V
b
Wbc q
4.功率
电功率
p dw dt
单位时间内电场力所做的功
u dw i dq
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳)
电路吸收或提供功率的判断
+
u, i 取关联参考方向
P=ui 表示元件吸收的功率