电工电子学B
1.2 电路的基本物理量
一、电流及其参考方向：
1、电流：电荷在导体中有规则的定向移动形成电流，亦 叫电流强度，简称电流i。 i dq dt
2、分类：直流电流I、交流电流i。
3、实际方向：习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实 际方向。
4、参考方向：任选某一方向为其参考方向，也叫其正方 向。
路模型。
导线
电 池
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开关
Ro
+
R
灯
E
-
S
Hale Waihona Puke 泡手电筒的电路模型
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几个概念：
激励：作用于电路上的电源或信号源的电压或电流， 也称为输入。
响应：由激励在电路各部分产生的电压或电流，也称 为输出。
电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，分 析电路的激励与响应之间的关系。
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本章的基本要求：
一、理解电压与电流参考方向的意义 二、能正确而熟练的应用电路基本定律 三、了解电路的三种状态及额定值的意义 四、会计算电路中某点的电位
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1.1 电路的作用和组成
电路：由各种元件相互连接而构成的电流的通路。
一、电路的作用： 1、实现电能的传输、转换；
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5、正负：当电流的实际方向与其参考方向一致时，其值 为正；当电流的实际方向与其参考方向相反时， 其值为负。
I1
I1
10V
10
10V
10
I1=1A
I1=-1A
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6、表示方法： a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向； b、用双下标表示，例如Iab表示电流参考方向由a指向b。
三、电功率： 1、概念：描述电路元件中电能变换的速度，其值为单位时
间内元件所吸收或输出的电能。
p dw ui dt
2、单位：瓦（W）
P UI
3、计算：
（1）当电流和电压为关联参考方向时： p u i
（2）当电流和电压为非关联参考方向时：p u i
（3）若 p 0，表示该元件吸收功率； （负载）
若 p 0 , 表示该元件产生功率。（电源）
举例：教材P4 例1－1
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确定图中各元件上的电流、电压和功率，并指出是吸收 功率还是输出功率
I
E+ 10V -
R1 20
I = E /(R1+R2) =10/(20+30) =0.2A
+U1
+
U2
_
R2
30
U1= R1 I = 20*0.2 = 4V U2= R2 I = 30*0.2 = 6V
第一章 电路的基本概念
南京工业大学信息科学与工程学院电子系
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第一章 电路的基本概念
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻、电容和电感元件 1.4 电源元件 1.5 电路的工作状态 1.6 电路的基本定律 1.7 电路中电位的概念及计算
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电
灯
2、实现信号的传递与处理。 池
泡
话筒
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放 扬声器 大 器
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二、电路的组成及模型：
1、组成：电源、负载和中间环节。
电源: 提供 电能的装置
池电
灯
泡
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
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负载: 取用 电能的装置
2、模型：
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
u －R i （非关联参考方向） 令G 1/R G 称为电导 单位：西门子（S：Siemens）
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功率： p ui Ri2 u2 R
能量：W
t
pdt
t Ri2dt
（耗能元件）
t0
t0
非线性电阻元件：伏安曲线不是通过坐标原点的一条直 线。
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7、单位：安培（A：Ampere） [毫安mA 微安uA] 换算：1mA = 10-3A
1uA = 10-6A
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二、电压和电动势及其参考方向：
1、电压： （1）电压：电场力把电位正电荷从电路中的一点移到
另外一点所作的功，为这两点之间的电压。 u dw
dq （2）分类：直流电压U、交流电压u。
（3）实际方向：规定由高电位端指向低电位端。
（4）参考方向：任选某一方向为其参考方向，也叫其正 方向。
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（5）正负：电压值为正时，电压的实际极性和参考极性相 同，否则相反。
+
实际方向
（参考方向） U
U>0
+
实际方向
（参考方向） U
U<0
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（6）表示方法： a、用极性“＋”、“－”表示，参考方向由正指向负；
PE= -E I = -10*0.2 = -2W 输出功率 P1= U1 I = 4*0.2 = 0.8 W 吸收功率
P2= U2 I = 6*0.2 = 1.2 W 吸收功率
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1.3 电阻、电感和电容元件
一、电阻元件：
i
u
R
i
0
u
tan R
R为电阻，单位：欧姆（）
线性电阻元件：伏安曲线为通过坐标原点的一条直线。 欧姆定律： u R i （关联参考方向）
+
U
I
关联参考方向
+
U
I
非关联参考方向
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3、电动势： （1）概念：描述了电源中外力做功的能力，它的大小等于
外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负 极移到正极所做的功。
（2）实际方向：在电源内部由负极指向正极。
（3）单位：伏特（V：Volt)
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二、电容元件：
i
+
C 称为电容器的电容
+
u
C 对线性电容元件有：q = Cu
线性电容元件：库伏特性曲线在u－q平面上为通
过原点的直线。
单位：法拉（F）[微法F 纳法nF 皮法pF]
1F=10-6F 1nF=10-9F 1pF=10-12F
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电压、电流关系：i dq dCu C du （直流相当于断路） dt dt dt
b、用双下标表示，例如Uab表示其参考方向由a指向b。
（7）单位：伏特（V：Volt) [毫伏mV 微伏uV 千伏kV ] 换算：1mV ＝ 10－3V 1uV ＝ 10－6V 1kV ＝ 103V
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2、关联与非关联参考方向： 关联参考方向：电流和电压的参考方向一致； 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致；