电子电路初级概念

含源支路欧姆定律
a
→I
R
b
+
Us
-
c
U
支路电 压方程:
U=Uac=Uab+Ubc =RI+Us
a
I
R
b
-
Us
+
c
U
支路电 压方程:
U=Uac=Uab+Ubc =－RI－Us
例4：根据图示电路中的电流、电压的参考方 向，求支路电压U。
I R U a) Us
+ +
+
I
R U b)
+
Us
-
解：a）U=-IR+Us b）U=IR+Us
1.3.2 电容元件
1.3.2 电容元件
电容器是一种能够储存电场能量的元件，储 存能量的多少通常用电容量C(简称电容)来表 征。 电容的单位为F(法拉)，此外还有μ F(微法)、n F(纳法)和p F(皮法)，它们之间的关系是：
1F 10 F 10 nF 10 pF
例:已知Uab=5V,求分别将a、b 两点 作为参 考点时，a、b两点的电位Va、Vb
电压与电位的区别： 电路中任意两点间的电压，其数值是恒定不 变的；而电路中某一点的电位是相对的，其 值取决于参考点的选择。 电压的方向： 电压的实际方向习惯上规定为电位降低（从 高电位点到低电位点）的方向；
在分析电路时，也需要对未知电压任意规定 电压“参考方向”，通常用”+”、”-”、双 下标或箭头来表示。
图1-4 电压和电流的关联和非关联参考方向
例2：如图所示电路中，已知：I1=-2A，I2=6A， I3=8A，U1=140V，U2=-90V，U3=60V，试标出 各电流电压的实际方向或极性。
I3 U2 + I2
+ U1 -
I1
+ U3 -
1.2.3 电功率
定义：单位时间内能量的变化率，用P或p表 示，单位为W(瓦)：
第一章 电路的基本概念 和基本定律
主要内容： 电路和电路模型
电路的基本物理量及参考方向
常用的元件 电源及其特性 基尔霍夫定律
1.1电路与电路模型
1.1.1 电路
电路根据其基本功能可以分为两大类:
用来实现电能的传输和转换 用来实现信号的传递和处理
实际电路是由电气设备和元器件按照一定的 方式连接起来，为电流的流通提供路径的总 体。
dw P ui dt
当元件的电压、电流为关联参考方向时有： p=ui 当元件的电压、电流为非关联参考方向时有： p=-ui
无论关联或非关联参考方向，都有：
当计算结果为正值，即p>0时，则元件吸 收（消耗）功率；
当计算结果为负值，即p<0时，则元件发 出（产生）功率。 例 3： 如图1-5所示电路中，已知U=220V，I=1A，试问哪个元件为负载？哪个元件为 电源？
I
U U
I
a)
b)
解：
图1-5
a) P=UI=220×(-1)=-220W，P为产生功率，元件性 质为电源； b) P=-UI=-220×(-1)=220W，P为消耗功率，元件 性质为负载；
例4：二端元件所标明的方向均为参考方向，已知它们
是耗能元件。试选取电压（电流）参考方向，并
说明其实际方向。
理想 电流源
电压源
C
电容
电感
电阻
地
小测验题
试计算以下电路中各电阻上的电流和电压
R1 3Ω US 10V R2 3Ω R3 6Ω
R1 + US1 1
R2
2
R5
+ US2 o 3
+
US4
-
R4
R6
R3
+
US3
-
在很多时候我们往往难以预先判断元件电流和电压的方向
1.2 电路的基本物理量
1.2.1 电流及其参考方向
若电压参考方向与实际方向一致，则电压为 正值；若不一致，则电压为负值。
a) u>0
b) u<0
图1-3 电压的参考方向与实际方向
注：今后在求电压电流时，必须事先规定好 参考方向，否则求出的值无意义。
来自百度文库
电压电流的关联参考方向： 选定同一元件的电流参考方向与电压参考方 向一致，即电流的参考方向从电压的正极性 端流入该元件而从它的负极性端流出，称为 关联参考方向。否则，为非关联参考方向
u Ri
或
i Gu
R(电阻)单位为Ω，G(电导)单位为S(西门子)
线性电阻的功率： 若u、i为关联参考方向，则电阻R上消耗 2 的功率为： u 2 Ri p=ui=（Ri）i= R
若u、i为非关联参考方向，则:
u p=-ui= -(-Ri) i= Ri R
2
2
可见，p>0，说明电阻总是消耗(吸收)功率， 而与其上的电流、电压极性无关。
电荷的定向运动形成电流。电流的大小是用单 位时间内通过导体某一横截面的电量进行衡量 的，称为电流强度，用符号i表示：
dq i
dt
单位：A(安) mA(毫安) μA(微安) 当电流i的大小和方向均不变时，称为直流电 流，简称为直流（DC），常用大写的I表示。
习惯上规定正电荷运动的方向为电流的实际 方向。 在分析与计算电路时，常可任意选定某一 方向作为电流的参考方向，或称为正方向。 当电流的实际方向与其参考方向一致时，则 电流为正值；当电流的实际方向与其参考方 向相反时，则电流为负值。
a
a
＋
a
a
－
I=2A
U=-5V
I=－3A
U=4V
b (a)
b (b)
－
b (c)
b (d)
＋
1.3常用元件介绍
1.3.1 电阻元件
1.3常用元件介绍
1.3.1 电阻元件
电阻指导体对电子运动呈现的阻力；电阻上 的电压与电流有确定的对应关系，可以用u-i 平面上的伏安特性曲线表示； 线形电阻的伏安关系是一条通过原点的直线， 电压、电流的关系式为：
电路组成： 电源：提供电能的设备和元器件 负载：消耗电能的设备和元器件 中间环节：连接电源和负载的电气部分
1.1.2 电路模型
实际电路可以由一个或若干个理想化的电路 元件经导体连接起来进行模拟，便构成了电 路模型。
图1.1
手电筒电路及其电路模型
＋ Us Us －
↑
L R
Is
Vcc
电压源
理想 电压源
电流的参考方向一般用箭头表示，也可用双 下标表示。
例 1：
a) i 0
b) i 0
图1.2 电流的参考方向与实际方向
1.2.2 电压及其参考方向
电压定义为单位正电荷由a点移到b点时电场 力所做的功，用U(u)表示，单位为V(伏特)
U dw
dq
在电路中任选一点做参考点，其他各点到参 考点的电压叫做该点的电位，用符号V表示， 通常选接地点作参考点，且电位为0。 设电路中a、b两点的电位分别为Va和Vb，则a、 b两点间的电压与这两点的电位的关系为： Uab=Va-Vb