电路分析基础教案

I．组织教学

起立、清点人数

向各位同学致以新春的问好，同时祝贺同学们新的一年，新春快乐，学习进步，事事顺心。向全班同学自我介绍，并留下相关联系方式。

1．本门课教师的要求

（1）要求同学们要按时上课，按时下课，课堂上不得扰乱课堂秩序。

（2）作业每周教一次，并认真完成

（3）考试成绩构成：平时成绩平时占40％期末占60％，平时成绩作业占20％，表现及考勤占20％如果课堂上因为违纪被点名一次扣1分，直到扣完为止。作业缺一次扣一分直到扣完为止。

2．希望同学们有问题主动和任课教师交流

II．复旧引新：

1．高中和初中物理中有关的电路知识

III．授新课：（第一次课）

第1章电路的基本概念和基本定律本章介绍电路模型，电路的基本物理量、基本定律和基本元件，以及电路模型的应用实例。通过本章的学习，了解实际电路的功能和特点，电路模型的概念和意义，实际电路与电路模型内在的联系和区别。电流和电压参考方向是电路分析中最基本的概念，基尔霍夫电流定律和电压定律是电路理论的基石，应熟练掌握和运用。要理解和掌握电路基本元件的定义和元件方程与参考方向的关系，以及功率和能量的计算。学习电路理论应注重与实际应用的结合。

1.1 电路与电路模型

1.1.1 电路

1、电路的构成

（1）电源：提供电能的装置

（2）负载：消耗电能的装置

（3）中间环节：用来连接电源和负载，起传递和控制电能的作用。如下图：

2、电路的分类及作用

（1）电力电路：实现电能传输和转换功能的电路

（2）信号电路：实现信号的传递和处理功能的电路

实际上在同一电路中又可能将同时包含这两种电路，比如电视机

1．1．2电路模型：

通过模型化的方法研究客观世界是人类认识自然的一个基本方法。为了能对模型进行定量分析研究，通常是将实际条件理想化、具体事物抽象化、复杂系统简单化。建立起来的模型应能反映事物的基本特征，以便对实际事物本

质的了解。+

-

U R 图1-3 电路模型图

研究电路问题也不例外的采用模型化的方法。 1．1．3有关电路的一些名词

支路、节点、串联、并联、回路、网孔 1．2电路中的主要物理量 1.2.1电流及其参考方向 1、电流 （1）定义 （2）表达式

（3）电流的方向

电流的实际方向——规定为正电荷运动的方向。 电流的参考方向——假定正电荷运动的方向。 1．2．2电压、电位、电动势及其参考方向 1、电压

（1）电压的定义：

电压——即电路中两点之间的电位差， 用u 表示。即 将单位正电荷由 a 点移至b 点电场力所做的功或能量w ，称为a 、b 两点间 的电压u ，可描述为

（1-2） 若设无穷远点为参考点，将单位正电荷分别从a 点和b 点移至参考点，电

场力所做的功分别称为a 点电位（记为u a ）和b 点电位（记为u b ），a 、b 两

点之间的电压（记为u ab ）等于a 、b 两点的电位差，即

（1-3）

当电压的大小和方向不随时间变化时，称为直流（恒定）电压，通常用

大写字母U 表示。若功的单位为焦耳（J ），电荷的单位为

dt

dq t i =)(d d w u q

=

ab a b u u u

=-

库仑（C ），则电 压的单位为伏特（V ）。

电压的实际方向——电位真正降低的方向。

电压的参考方向——即为假设的电位降低的方向。 （2）在电流和电压参考方向相关联的条件下，可得如下判断：当p 大于零时，表明该元件是吸收（消耗）功率；当p 小于零时，表明该元件是发出功率（或吸收负功率）。

若电流和电压参考方向非关联时，如图1-8(b)所示，则利用式（1-5）计算功率时要加负号：p = -ui 。

关联参考方向——电流的流向是从电压的“+”极流 向 “-”极；反之为非关联参考方向。 2、电位：

（1）电位与电位参考点

م①电路中a 点与参考点o 之间的电压称为该点的电位 ②电位参考点： （2）电位与电压的关系 3、电动势 1.2.3电功率

物理上定义，单位时间所做的功称为功率p ，数学上的描述为

（1-4）

当时间的单位为秒（s ），功的单位为焦耳（J ）时，功率的单位为瓦特（W ）。

设元件中的电流和电压参考方向相关联，如图1-8(a)所示，应用式（1-1）和式（1-2）,可将式（1-4）改写为

d d w p t

（1-5）

上式表明，电路元件所吸收的电功率等于元件中的电压和电流的乘积，当电压和电流的单位分别取伏特（V ）和安培（A ）时，功率的单位为瓦特（W ）。

例1-1 各元件电流和电压参考方向如图1-9所示。已知U 1 = 3 V ，U 2 = 5 V ，U 3 = U 4 = -2 V ，I 1 = -I 2 = -2 A ，I 3 = 1 A ，I 4 = 3 A 。试求各元件的功率，并指出是吸收功率还是发出功率，整个电路的总功率是否满足能量守恒定律

00

小结：本堂课学习的内容

作业：1、课堂上集体作业1.1\1.2\1.3\1.4 2课后作业:1.5/1.6/1.7/1.8/1.9/1.11

教学后记:

I ．组织教学

d d d d d d w w q

p ui

t

q t

=

=

=

1、起立、清点人数，对上一堂课迟到和旷课的同学

提出告戒

2、提醒上堂课做得不够好的同学，进一步鼓励同学

们认真学习

II．复旧引新：

1、电路的有关知识

2、电路中的主要物理量

III．授新课：

上一堂课我们学习了电路中有关电压的知识，我们知道作为电路的必要组成部件，还有电阻，电容电感，今天我们就将学习的内容是电阻无件

1．3电阻元件

⏹电阻是电路中阻止电流流动和表示能量损耗大小的

参数。

⏹电阻元件是用来模拟电能损耗或电能转换为热能等

其他形式能量的理想元件。电阻元件习惯上也简称

为电阻，故，“电阻”一词有两种含义，应注意区别。

⏹从元件特性上可分为线性、非线性、时不变和时变

电阻；从功率的发出或吸收角度，可分为有源和无

源电阻；从端接点数上讲，又可分为二端电阻和多

端电阻。

若一个二端元件在任一时刻其端电压u和流经的电流i二者之间的关系，可由u-i平面上的一条曲线来确定，则此二端元件称为二端电阻元件。该曲线称为电阻的伏安特性曲线，它反映了电阻的电压与电流的关系（Voltage Current Relation，简称VCR）。

例如：线性电阻的伏安特性曲线是u-i平面上一条通过原点的直线，电阻值的大小与直线的斜率成正比。直线的斜率随时间变化时称为线性时变电阻，否则称为线性时不变电阻（简称线性电阻或电阻）。图1-12示出了线性电阻的伏安特性曲线及元件的符号。由特性曲线可知，线性电阻是双向元件。

设电流和电压参考方向相关联，线性时不变电阻的VCR