第一章 电路的基本概念和基本定律资料

每一种理想化电路元件只具有一种电磁性质。
1. 电阻元件 2. 电感元件
电阻性(耗能元件) 电感性(储能元件) R
L
C
3. 电容元件 电容性(储能元件)
（三）实际电气设备及电路元件的电气性质都可 以用理想电路元件表示。
例如白炽灯、电阻炉可以用单一的电阻元件表示。
白炽灯
R
有的电气设备及电路元件的电气性质则需用理想元件的 组合表示。
I
I
实际方向
I＞0
实际方向
I＜0
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。
结论
相对于电流的参考方向（标准），电流I是一个代数量。
参考方向与代数量结合，即可确定电流的实际方向。
例如：
I
若计算得到 I = 1.5A：
R
则表明该支路电流实际方向与图示参考方向相同。
信号源:
提供信息 话筒
放 扬声器
大
器
直流电源:
负载
提供能源
直流电源
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由 激励所产生的电压和电流称为响应。
三、电路模型
定义：电路模型就是将实际电路中的各种元件按其主 要物理性质分别用一些理想电路元件来表示所构成的 电路图
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际 电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路 元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构 成与实际电路相对应的电路模型。
负载: 取用 电能的装置
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
(2)实现信号的传递与处理——信号电路
话筒 放 扬声器 大 器
特点-低电压、小电流、要求信号不失真、抗干扰能 力强等。弱电电路
电缆
放大器
测 量 仪
压电式
器
传感器
电路的组成部分
信号处理：
放大、调谐、检波等
若计算得到 I = -1.5A：
则表明该支路电流实际方向与图示参考方向相反。
分析、计算电路首先要在电路图中标出参考方向。
未标出电流的参考方向，电流的正、负值没有意义。
参考方向的表示方法
I
箭标
aR
b
双下标
Iab
二、电压的参考方向
电压是衡量电场力推动正电荷运动,对正电荷作功能力的物理量。
电压的实际方向 :自高电位点指向低电位点
电场力推动正电荷沿电压的实际方向运动,对正电荷做正功。 电位逐点降低，消耗电能。
电路中A、B两点之间的电压：在数值上等于电场力把单位正电 荷自A点移动到B点所做的功。
A、B两点之间的电压
U AB
W Q
单位：伏（V）
高电位点A
+
UAB
低电位点B
电压的参考方向
A
电压的实际方向与电压的参考方
如：电动机：电能—机械能 扬声器：音频信号—电信号
中间环节：传送、控制电能或电信号的部分。
如：导线、控制电路、开关、容电器等
例如：手电筒电路
开关电器 电池
灯泡
机壳与连接导线
电池： 提供电能
灯泡：将电能转
换成光能
* 中间环节基本不产生能量或 信号的转换
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二、电路的作用
电路的基本作用: 进行电能与其他形式能量之间的转换。
一、电路 二、电路模型
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一、电 路
1.定义:是为能够实现某种需要，由某些电气
元件按一定方式连接起来的总体，提供 了电流流通的路径。
2.组成: 电源、负载和中间环节
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电源：将其他形式的能量或信号转换成电能或
信号的装置。
如：发电机：机械能—电能 传感器:非电量信息—电信号
负载：将电能转换成其他形式的能量的装置，
(1) 实现电能的传输、分配与转换——电力电路
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机 电炉
...
（220～500）kV 10kV～380V
发电机
升压 变压器
…
降压 变压器
用电 设备
特点-高电压、大电流、要求功率大、效率高、强电电路
电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
升压 输电线 变压器
主要内容
第一篇 直流电路 第二篇 交流电路 第三篇 电机与控制 第四篇 模拟电子电路 第五篇 数字电子电路
第一篇 直流电路
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
电路和电路模型 电路的基本物理量及其参考方向 理想电路元件 基尔霍夫定律 电路中的电位及其计算
第一节 电路和电路模型
电流的实际方向:正电荷的运动方向。
电流的参考方向:又称为假定正方向或正方向。 是确定电流实际方向的一种方法、手段。
在电流可能的两个实际方向中，任选一个作为标准（参考），
并用箭头标出。当电流I的实际方向与之相同时， I为正值； 反之，I是负值。
一段电路电流的实际方向为未知
规定其参考方向（红色）如图示
电感线圈：可以用电感元件与电阻元件的串联组合表示。
实际电源可以用电源模型与电阻元件的串联组合表示。
L
R
电感线圈的电路模型
--E + RO
实际电源的电路模型
(四）常见的理想电路元件
电阻
电感
电容
电压源
电流源
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(五) 手电筒的电路模型
中间环节
电
源
负载
S US
R R0
电路模型只反映实际电路的作用及其相互 的连接方式，不反映实际电路的内部结构、几 何形状及相互位置。
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第二节 电路的基本物理 量及其参考方向
一、电流及其参考方向 二、电压及其参考方向 三、关联参考方向 四、电能和电功率
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百度文库、电流的参考方向
带电微粒有规则的定向运动形成电流。 直流电流：电流的方向和大小都不随时间变化。 交流电流：电流的方向和大小都不随时间变化。
电流 I=Q/t i = dq/dt 单位：（A m A uA）
3.电容性 带电体建立电场，储存电场能的电磁性质 。 可逆。
理想电路元件主要有: 电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
（二）理想化电路元件
实际电工设备和电子元器件所表现出的电磁性质是 十分复杂的。例如白炽灯主要表现为电阻性，同时具有
电感性与电容性。
忽略实际电工设备和电子元器件的一些次要性质,只保留 它的一个主要性质,并用一个足以反映该主要性质的模型—理 想化电路元件来表示。
（一）实际使用的电工设备和电子元器件表现出多种电 磁性质，其能量转换过程主要表现在以下两种模型：
电源模型
负载模型
电源模型中表现的是： 电源性：向电路提供电能。 负载模型中所表现出的有以下三种基本形式：
1.电阻性 消耗电能的电磁性质，将电能转换为热 能，不可逆地损耗掉了。白炽灯、电炉子、电褥子
2.电感性 建立磁场，储存磁场能的电磁性质 。可逆。 电机,空调,电焊机,电冰箱等