电路分析基础1-电路模型和电路定律
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第1章 电路模型和电路定律
1.1 实际电路和电路模型 基本 1.2 电流、电压及其参考方向（★） 物理量 1.3 电功率和电能（） 1.4 电阻元件 元件约束 1.5 独立电源 （，★ ） 1.6 受控电源 （，★ ） 结构约束 1.7 基尔霍夫定律（，★ ） 1.8 应用实例——防电击接地电路模型
–
L
电压源 电流源 电阻 电容 电感 3.实际开关和连接导线是理想的：S为理想开关，表示实际开关； 连接导线为理想导线（无阻导体）。 4.电流不存在“泄漏”或“存留”现象：
5.建模处理方法： (1)具有相同的主要电磁性能的实际电路器件，在一定条件下 可用同一模型表示。如电灯、电扇、电炉、电阻器等都是 以消耗电能为主的设备，都用电阻R表示。 (2)同一个实际器件在不同的应用条件下以及对模型精确度有 不同要求时，它的模型可以有不同的形式。 例如：一个电感线圈
导线、开关 保护装臵等
电能→非电能 的设备
二、电路模型
由反映实际电路元器件的主要电磁性质的理想电路元件及其 组合构成的抽象电路。今后分析的都是指电路模型，简称电路。
1.集总化的假设:实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的 电磁波的波长。本书主要分析线性、非时变的集总电路。 2. 集总(理想)电路元件:在任何时刻，流入二端元件的一个端子 的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端钮之间的电 压为单值量。每个电路元件只存在一种特性。 + US IS 理想 元Fra Baidu bibliotek R C
直流
低频交流 不计损耗
低频交流
考虑损耗
高频交流
考虑容性效应
应用举例
例： 手电筒实际电路是一种最简单的电力电路（强电电路）。
开关
开关 电 源 导线 实际电路 负 载 RS S I
中间环节
+
RL U
+
电 源
_
US 电路模型
–
负 载
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。根据这种因果关系，激 励与响应有时也称为输入与输出。 电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论激励与 响应的关系。
i + u
关联参考方向
i –
+
u
非关联参考方向
–
(1) 电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前必须标明。
(2) 参考方向一经假定，必须在图中相应位臵标注 (包括方向和 符号），在计算过程中不得任意改变。参考方向不同时，其 表达式符号也不同，但实际方向不变。
应用举例
例：1-1电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电
两 类 约 束
1.1 实际电路和电路模型
一、实际电路
是为完成某种应用目的，由若干电气器件和设备按一定方式 连接而成的电流通路。 1.功能 (1)实现电能的传输和转换。（如电力工程——强电电路） (2)进行信号的传递与处理。（如信息工程——弱电电路） 2.基本组成 电 源 中间环节 负 载
非电能→电能 的设备
+
U
-
(3) 用 双 下 标 表 示 ： 如 Uab , 由 a 指 向 b 的 方 向 为 电 压 (降)的参考方向。
a
Uab
b
引入电压的参考方向之后，电压亦成为代数量。不再赘述。
4.关联参考方向
元件电流的参考方向与电压 的参考方向一致，则把电流和 电压的这种参考方向称为关联参考方向;否则为非关联参考方向。
例： 晶体管放大电路是一种最简单的电子电路（弱电电路）。
应用举例
晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图
思 考 与 练 习
1.实际电路由哪 几部分组成？试 述电路的功能。 2.理想电路元 件与实际电 路器件有何 不同？常用 的理想元件 有哪些？
3.为什么要用电 路模型的方法 来表示电路?本 书所说的“电 路”指的是什 么？
结论
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。
电动势：非电场力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内 部移到正极所作的功称为电源的电动势。 根据能量守恒： uab = eba。电压表示电位降， 电动势表示电位升，即从a到b的电压，数值 上等于从b到a的电动势。 电动势的实际方向与电压实际方向相反， e 规定为由负极指向正极。 电动势的单位与电压相同，也是 V (伏) 。
a i (a) i >0
b
参考方向
a i
(b) i < 0
b
二、电压及其参考方向
1. 定义 电位：单位正电荷q 从电路中一点移至参考点时电场力做功 的大小。 电压：电场力将单位正电荷从某一点移到另一点所作的功定 义为该两点之间的电压，也称电位差或电压降。
uab
dw ua ub dq
同样分直流电压U和交流电压u。
4.试画出实际线圈 的电路模型。
1.2 电流、电压及其参考方向
一、电流及其参考方向
1.定义：单位时间内流过某导体横截面的电荷。即： dq Q i(t ) I dt t 电流形式有：直流电流I： Direct Current (DC) 交流电流i(t)或i ： Alternative Current (AC) 2.单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s) 千安、安培、毫安、微安之间换算关系：
1kA 10 3 A 1mA 10 3 A 1A 10 6 A
3.电流的参考方向 电流的实际方向：是正电荷运动的方向，复杂电路或电路中 的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断，在分 析电路时，电流采用参考方向。 电流的参考方向：人为假设，可任意设定，但一经设定，便 不再改变。在电路图中用箭头或双下标示出。 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 用双下标表示：如 iab, 电流的参考方向由a指向b。 实际方向
ba
a
uab b
i
负 载
+
–
2.单位及换算:
单位是V (伏特，简称伏)。
常用的单位有MV、kV、mV、V。
1MV 106 V 1kV 103 V 1mV 10-3 V 1V 10-6 V
3.电压参考方向的三种表示方式： (1)用箭头表示：箭头指向为电压(降)的参考方向。
U
(2)用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压(降)的参考 方向。
1.1 实际电路和电路模型 基本 1.2 电流、电压及其参考方向（★） 物理量 1.3 电功率和电能（） 1.4 电阻元件 元件约束 1.5 独立电源 （，★ ） 1.6 受控电源 （，★ ） 结构约束 1.7 基尔霍夫定律（，★ ） 1.8 应用实例——防电击接地电路模型
–
L
电压源 电流源 电阻 电容 电感 3.实际开关和连接导线是理想的：S为理想开关，表示实际开关； 连接导线为理想导线（无阻导体）。 4.电流不存在“泄漏”或“存留”现象：
5.建模处理方法： (1)具有相同的主要电磁性能的实际电路器件，在一定条件下 可用同一模型表示。如电灯、电扇、电炉、电阻器等都是 以消耗电能为主的设备，都用电阻R表示。 (2)同一个实际器件在不同的应用条件下以及对模型精确度有 不同要求时，它的模型可以有不同的形式。 例如：一个电感线圈
导线、开关 保护装臵等
电能→非电能 的设备
二、电路模型
由反映实际电路元器件的主要电磁性质的理想电路元件及其 组合构成的抽象电路。今后分析的都是指电路模型，简称电路。
1.集总化的假设:实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的 电磁波的波长。本书主要分析线性、非时变的集总电路。 2. 集总(理想)电路元件:在任何时刻，流入二端元件的一个端子 的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端钮之间的电 压为单值量。每个电路元件只存在一种特性。 + US IS 理想 元Fra Baidu bibliotek R C
直流
低频交流 不计损耗
低频交流
考虑损耗
高频交流
考虑容性效应
应用举例
例： 手电筒实际电路是一种最简单的电力电路（强电电路）。
开关
开关 电 源 导线 实际电路 负 载 RS S I
中间环节
+
RL U
+
电 源
_
US 电路模型
–
负 载
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。根据这种因果关系，激 励与响应有时也称为输入与输出。 电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论激励与 响应的关系。
i + u
关联参考方向
i –
+
u
非关联参考方向
–
(1) 电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前必须标明。
(2) 参考方向一经假定，必须在图中相应位臵标注 (包括方向和 符号），在计算过程中不得任意改变。参考方向不同时，其 表达式符号也不同，但实际方向不变。
应用举例
例：1-1电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电
两 类 约 束
1.1 实际电路和电路模型
一、实际电路
是为完成某种应用目的，由若干电气器件和设备按一定方式 连接而成的电流通路。 1.功能 (1)实现电能的传输和转换。（如电力工程——强电电路） (2)进行信号的传递与处理。（如信息工程——弱电电路） 2.基本组成 电 源 中间环节 负 载
非电能→电能 的设备
+
U
-
(3) 用 双 下 标 表 示 ： 如 Uab , 由 a 指 向 b 的 方 向 为 电 压 (降)的参考方向。
a
Uab
b
引入电压的参考方向之后，电压亦成为代数量。不再赘述。
4.关联参考方向
元件电流的参考方向与电压 的参考方向一致，则把电流和 电压的这种参考方向称为关联参考方向;否则为非关联参考方向。
例： 晶体管放大电路是一种最简单的电子电路（弱电电路）。
应用举例
晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图
思 考 与 练 习
1.实际电路由哪 几部分组成？试 述电路的功能。 2.理想电路元 件与实际电 路器件有何 不同？常用 的理想元件 有哪些？
3.为什么要用电 路模型的方法 来表示电路?本 书所说的“电 路”指的是什 么？
结论
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。
电动势：非电场力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内 部移到正极所作的功称为电源的电动势。 根据能量守恒： uab = eba。电压表示电位降， 电动势表示电位升，即从a到b的电压，数值 上等于从b到a的电动势。 电动势的实际方向与电压实际方向相反， e 规定为由负极指向正极。 电动势的单位与电压相同，也是 V (伏) 。
a i (a) i >0
b
参考方向
a i
(b) i < 0
b
二、电压及其参考方向
1. 定义 电位：单位正电荷q 从电路中一点移至参考点时电场力做功 的大小。 电压：电场力将单位正电荷从某一点移到另一点所作的功定 义为该两点之间的电压，也称电位差或电压降。
uab
dw ua ub dq
同样分直流电压U和交流电压u。
4.试画出实际线圈 的电路模型。
1.2 电流、电压及其参考方向
一、电流及其参考方向
1.定义：单位时间内流过某导体横截面的电荷。即： dq Q i(t ) I dt t 电流形式有：直流电流I： Direct Current (DC) 交流电流i(t)或i ： Alternative Current (AC) 2.单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s) 千安、安培、毫安、微安之间换算关系：
1kA 10 3 A 1mA 10 3 A 1A 10 6 A
3.电流的参考方向 电流的实际方向：是正电荷运动的方向，复杂电路或电路中 的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断，在分 析电路时，电流采用参考方向。 电流的参考方向：人为假设，可任意设定，但一经设定，便 不再改变。在电路图中用箭头或双下标示出。 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 用双下标表示：如 iab, 电流的参考方向由a指向b。 实际方向
ba
a
uab b
i
负 载
+
–
2.单位及换算:
单位是V (伏特，简称伏)。
常用的单位有MV、kV、mV、V。
1MV 106 V 1kV 103 V 1mV 10-3 V 1V 10-6 V
3.电压参考方向的三种表示方式： (1)用箭头表示：箭头指向为电压(降)的参考方向。
U
(2)用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压(降)的参考 方向。