《电工基础(第2版)》陈菊红第01章 电路的基本概念和基本定律
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电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.特点：
(1) 同一电源两端，电动势和电压大小相等、方向相反. 图1-6a中u=e ，图1-6b中u=-e
(2) 电动势只针对电源而言.
图1-6 电源的电动势e与端电压u
电工基础
第二节 电路的基本物理量
四. 功率与电能
1.功率及其正、负号的意义
电功率(简称功率)是衡量电路中能量变化速率的物理量，定义
当电流、电压采用关联参考方向时，电路图上只需 标电流参考方向和电压参考极性中的任意一种即可。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
二．电位
1.定义：在电路中任选一点o作为参考点，则该电路中
某一点A点到参考点的电压称为A点的电位，用 A 表示， 即
A uAO
电位与电压的单位相同，也是用伏特（V）计量。 因电路参考点的电位为零，所以参考点也称零电位点。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
实用中还常用千瓦小时（ＫＷ·h）俗称“度”
的电能单位，即
1度电=1kW • h 103 W 3600 s 3.6106 J
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
一．电阻元件
1. 电阻元件的伏安特性
电阻元件是反映电路器件消耗电能这一物理性能的一 种理想元件。
它有两个端钮与外电路相联接，是一个二端元件。 描述各种理想元件的端电压与电流之间的关系称为元件约 束关系，简称VCR。
电工基础
(应用型本科教材)
机械工业出版社出版
陈菊红制作
电工基础
第一章 电路的基本概念和基本定律
主要内容：
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量 第三节 电阻元件和欧姆定律 第四节 电压源和电流源 第五节 电路的工作状态 第六节 基尔霍夫定律
电工基础
第一节 电路和电路模型
一.电路
1.电路的定义：
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.特点：
uAB A B
说明: 电路中A点、B点间的电压是A点与B点电位之差，
因此，电压又叫电位差。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
三. 电动势
1.定义：电源力把单位正电荷从电源的负极移
到正极所做的功，称为电源的电动势，用e表
示，即
e dwBA dq
电动势的方向是电源力克服电场力移动正电荷 的方向，是从低电位指向高电位的方向。
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
线性电阻元件在u、i 非关联参考方向下，欧姆定律为
u=﹣Ri 或 i= ﹣ Gu 直流时： U= ﹣ RI 或 I= ﹣ GU
电阻元件的伏安特性可通过伏安特性曲线进行描述。
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
２.欧姆定律
欧姆定律反映电阻元件的VCR
线性电阻元件在u、i 关联参考方向下，欧姆定律为
u=Ri 或 i=Gu
直流时： U=RI 或 I=GU
R -- 线性电阻元件的电阻，单位: 欧姆（Ω） G -- 线性电阻元件的电导，单位: 西门子（S）
3. 参考方向
（1）实际方向：以上对电流、电压规定的方向，是电路中 客观存在的实际方向，称为实际方向。
（2）参考方向：参考方向是人们任意选定的一个方向。 （3）应用： 可任意选定一个参考方向，并由参考方向和电
压或电流值的正、负来反映该电压或电流的实际方向。 参考方向一经选定，在分析电路的过程中就不再变动。
式为
p dw
dt
直流电路中，功率与电流、电压均不随时间变化，上式可写
成
P =U I
电工基础
第二节 电路的基本物理量
一段电路在u 、 i 关联参考方向下，若
（1）p＞ 0 说明这段电路上电压和电流的实际方向是一致的， 正电荷在电场力作用下做了功，电路吸收了功率；
（2）p＜ 0 则这段电路上电压和电流的实际方向不一致，一定 是有外力克服电场力做了功，电路发出功率，也可以说电 路吸收了负功率。
电路是各种电气设备按一定方式联接起来的整体， 它提供了电流流通的路径。
2.电路的功能：
电路的功能基本上可以分成两大类：一类是用来实 现电能的转换、传输和分配； 另一类则是在信息网络 中，用来传递、储存、加工和处理各种电信号。
电工基础
第一节 电路和电路模型
二.电路模型 1.电路模型：
用理想元件及其组合近似替代实际电路元件，从而把 实际电路的本质特征反映出来，构成了与实际电路相 对应的理想化电路，称为电路模型。
。 必须注意关联参考方向及各数值的正、负号的含义
电工基础
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 电路的基本物理量
2. 电能
单位时间内电路吸收或释放的电能为该电路的功率p, 那么在t0-t1时间内电路转换的电能为w，有
W t1 pdt t0
直流时， p为常量，则
W P(t1 t0 )
国际单位制中，电能W的单位是焦耳（J），它表示功 率为1W的用电设备在1s时间内所消耗的电能．
时，称为直流电流，简称直流（DC）。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.电压：
（1）定义：电压是电场力移动单位正电荷所做的功。
（2）数学表达式：
uAB
dwAB dq
（3）方向：规定电压的方向是电场力移动正电荷的方向。
（4）直流电压：在直流时，电压表达式写为
U AB
WAB Q
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.电路图：
用规定的电路符号表示各种理想元件而得到的电路模 型图称为电路原理图，简称电路图。
电工基础
第一节 电路和电路模型
三.实际电路的分类
实际电路可分为“集中参数电路”和“分 布参数电路”两大类。当一个实际电路的几何 尺寸远小于电路中电磁波的波长时，称为“集 中参数电路”。否则就称为“分布参数电路”。
返回主目录 电工基础
第二节 电路的基本物理量
一、电流、电压及其参考方向
1.电流：
（1）定义： 带电粒子的定向移动形成了电流。单位时 间内通过导体截面的电荷量定义为电流强度，简称 为电流，用 i 表示。
（2）数学表达式： i dq
dt
（3）方向：通常规定正电荷移动的方向为电流的方向。 （4）直流电流：当电流的大小和方向不随时间而变化
电工基础
第二节 电路的基本物理量
(i＞0)
(i＜0)
图1-2 电流的参考方向与实际方向
图1-３ 电压的参考方向与参考极性的表示方 法
电工基础
第二节 电路的基本物理量
（4）关联参考方向： 对于同一元件或同一段电路的电流和电压参考方向，
彼此原是可以独立无关地任意选定的，但为了方便起见， 习惯上采用“关联”参考方向。即电流的参考方向与电压 参考“＋”极到“－”极的方向选为一致。
第二节 电路的基本物理量
2.特点：
(1) 同一电源两端，电动势和电压大小相等、方向相反. 图1-6a中u=e ，图1-6b中u=-e
(2) 电动势只针对电源而言.
图1-6 电源的电动势e与端电压u
电工基础
第二节 电路的基本物理量
四. 功率与电能
1.功率及其正、负号的意义
电功率(简称功率)是衡量电路中能量变化速率的物理量，定义
当电流、电压采用关联参考方向时，电路图上只需 标电流参考方向和电压参考极性中的任意一种即可。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
二．电位
1.定义：在电路中任选一点o作为参考点，则该电路中
某一点A点到参考点的电压称为A点的电位，用 A 表示， 即
A uAO
电位与电压的单位相同，也是用伏特（V）计量。 因电路参考点的电位为零，所以参考点也称零电位点。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
实用中还常用千瓦小时（ＫＷ·h）俗称“度”
的电能单位，即
1度电=1kW • h 103 W 3600 s 3.6106 J
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
一．电阻元件
1. 电阻元件的伏安特性
电阻元件是反映电路器件消耗电能这一物理性能的一 种理想元件。
它有两个端钮与外电路相联接，是一个二端元件。 描述各种理想元件的端电压与电流之间的关系称为元件约 束关系，简称VCR。
电工基础
(应用型本科教材)
机械工业出版社出版
陈菊红制作
电工基础
第一章 电路的基本概念和基本定律
主要内容：
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量 第三节 电阻元件和欧姆定律 第四节 电压源和电流源 第五节 电路的工作状态 第六节 基尔霍夫定律
电工基础
第一节 电路和电路模型
一.电路
1.电路的定义：
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.特点：
uAB A B
说明: 电路中A点、B点间的电压是A点与B点电位之差，
因此，电压又叫电位差。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
三. 电动势
1.定义：电源力把单位正电荷从电源的负极移
到正极所做的功，称为电源的电动势，用e表
示，即
e dwBA dq
电动势的方向是电源力克服电场力移动正电荷 的方向，是从低电位指向高电位的方向。
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
线性电阻元件在u、i 非关联参考方向下，欧姆定律为
u=﹣Ri 或 i= ﹣ Gu 直流时： U= ﹣ RI 或 I= ﹣ GU
电阻元件的伏安特性可通过伏安特性曲线进行描述。
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
２.欧姆定律
欧姆定律反映电阻元件的VCR
线性电阻元件在u、i 关联参考方向下，欧姆定律为
u=Ri 或 i=Gu
直流时： U=RI 或 I=GU
R -- 线性电阻元件的电阻，单位: 欧姆（Ω） G -- 线性电阻元件的电导，单位: 西门子（S）
3. 参考方向
（1）实际方向：以上对电流、电压规定的方向，是电路中 客观存在的实际方向，称为实际方向。
（2）参考方向：参考方向是人们任意选定的一个方向。 （3）应用： 可任意选定一个参考方向，并由参考方向和电
压或电流值的正、负来反映该电压或电流的实际方向。 参考方向一经选定，在分析电路的过程中就不再变动。
式为
p dw
dt
直流电路中，功率与电流、电压均不随时间变化，上式可写
成
P =U I
电工基础
第二节 电路的基本物理量
一段电路在u 、 i 关联参考方向下，若
（1）p＞ 0 说明这段电路上电压和电流的实际方向是一致的， 正电荷在电场力作用下做了功，电路吸收了功率；
（2）p＜ 0 则这段电路上电压和电流的实际方向不一致，一定 是有外力克服电场力做了功，电路发出功率，也可以说电 路吸收了负功率。
电路是各种电气设备按一定方式联接起来的整体， 它提供了电流流通的路径。
2.电路的功能：
电路的功能基本上可以分成两大类：一类是用来实 现电能的转换、传输和分配； 另一类则是在信息网络 中，用来传递、储存、加工和处理各种电信号。
电工基础
第一节 电路和电路模型
二.电路模型 1.电路模型：
用理想元件及其组合近似替代实际电路元件，从而把 实际电路的本质特征反映出来，构成了与实际电路相 对应的理想化电路，称为电路模型。
。 必须注意关联参考方向及各数值的正、负号的含义
电工基础
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 电路的基本物理量
2. 电能
单位时间内电路吸收或释放的电能为该电路的功率p, 那么在t0-t1时间内电路转换的电能为w，有
W t1 pdt t0
直流时， p为常量，则
W P(t1 t0 )
国际单位制中，电能W的单位是焦耳（J），它表示功 率为1W的用电设备在1s时间内所消耗的电能．
时，称为直流电流，简称直流（DC）。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.电压：
（1）定义：电压是电场力移动单位正电荷所做的功。
（2）数学表达式：
uAB
dwAB dq
（3）方向：规定电压的方向是电场力移动正电荷的方向。
（4）直流电压：在直流时，电压表达式写为
U AB
WAB Q
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.电路图：
用规定的电路符号表示各种理想元件而得到的电路模 型图称为电路原理图，简称电路图。
电工基础
第一节 电路和电路模型
三.实际电路的分类
实际电路可分为“集中参数电路”和“分 布参数电路”两大类。当一个实际电路的几何 尺寸远小于电路中电磁波的波长时，称为“集 中参数电路”。否则就称为“分布参数电路”。
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第二节 电路的基本物理量
一、电流、电压及其参考方向
1.电流：
（1）定义： 带电粒子的定向移动形成了电流。单位时 间内通过导体截面的电荷量定义为电流强度，简称 为电流，用 i 表示。
（2）数学表达式： i dq
dt
（3）方向：通常规定正电荷移动的方向为电流的方向。 （4）直流电流：当电流的大小和方向不随时间而变化
电工基础
第二节 电路的基本物理量
(i＞0)
(i＜0)
图1-2 电流的参考方向与实际方向
图1-３ 电压的参考方向与参考极性的表示方 法
电工基础
第二节 电路的基本物理量
（4）关联参考方向： 对于同一元件或同一段电路的电流和电压参考方向，
彼此原是可以独立无关地任意选定的，但为了方便起见， 习惯上采用“关联”参考方向。即电流的参考方向与电压 参考“＋”极到“－”极的方向选为一致。