《电路》教学课件
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第一章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件
1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源 1.8 基尔霍夫定律
重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻、电源元件特性 3. 基尔霍夫定律
1.1 电路和电路模型（model)
1、概念：
电路---------是电流的通路，是为了某种需要由某些电工设备
或 元件（电气器件）按一定的方式组合起来的。
电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。 电源(source)：提供能量或信号.由于电路中的电压和电流是
在电源的作用下产生的，所以又称激励。
例： I
aR b
若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致，
若 I =－5A ，则实际方向与参考方向相反。
5、关联参考方向：
R i
+ u-
当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参考 方向的“+”极性端流入，并从标“—”端流出，即电流 的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和电压 为关联参考方向。反之为非关联参考方向。
i(t)deΔ flti m0Δ Δqt ddqt
单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时 电场力做功（W）的大小
U
def

dW
dq
为什么要设电流参考方
向？
简单电a 路
+
+
I
U
E
Uab
－
b－
I1 R1
R2 I2
复杂＋ 电路
U6
I3
－
IS
I4
R3
R4
电流的实际方向 可知
各电I5流＋ 的US 实－ 际方向 未知
2. 电流参考方向
电流(代数量) 大小 方向(正负）
任意假定一个正电荷运动的方向即为电 流的参考方向。
i A
参考方向
B
电流的参考方向与实际方向的关系：
i 参考方向
i 参考方向
A
BA
实际方向
实际方向 B
i>0
i<0
电流参考方向的两种表示：
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i
A
B
• 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
导线
手电筒的电路模型
Ro
+
R
电
灯
E
-
S
池
开关
泡
5、几种基本的电路元件 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
理想电路元件：有某种确定的电磁性能 的理想元件
（1）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在 一定条件下可用同一模型表示； （2） 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模 型可以有不同的形式
功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位： J (焦) (Joule，焦耳)
2. 电路吸收或发出功率的判断 u, i 取关联参考方向
+ P吸=ui 表示元件吸收的功率
u
P吸>0 吸收正功率 (实际吸收)
i
-
P吸<0 吸收负功率 (实际发出)
u, i 取非关联参考方向
-
P发 = ui 表示元件发出的功率
例
1.2 电流和电压的参考方向
1、实际方向：
物理中对电量规定的方向。
物理量
单
位
实际 方向
电流 I A、 mA 、μA 正电荷运动的方向
电动势 E 电压 U
kV、 V、mV、 电位升高的方向
μV
(低电位 Ù 高电位)
kV、V、mV、 电位降低的方向
μV
( 高电位 Ù 低电位)
电流 电压U
单位时间内通过导体横截面的电荷量
(3) 参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向不变。
iR
iR
+
u
–
u = Ri
+
u
–
u = –Ri
1.3电功率和能量
1. 电功率
p

dw dt
单位时间内电场力所做的功。
u dw dq
i

dq dt
p
dw dt
dwdq dq dt
ui
w t u( )i( )d t0
A
iAB
B
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示
U
(2) 用正负极性表示
+
U
(3) 用双下标表示
A
UAB
B
3、实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。 4、注意：
在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。 对任何电路分析时都应先指定各处的 i , u 的参考方向。
u i
+
P发>0 发出正功率 (实际发出) P发<0 发出负功率 (实际吸收)
例 + U1
+ U6 －
1
6
Hale Waihona Puke I1 +－
+
2 U2 －
U4 4 +
I2
U5 5 －
I3
解
+
3－ U3
求图示电路中各方框 所代表的元件消耗或 产生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V, U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V I1=2A, I2=1A, I3= -1A
P1发U1I1 122W（实际发出P4） 吸U4I2 (4)14W（实际发
P2吸U2I1(3)26W（实际发 P5吸出 U5） I37(1)7W（实际发
P3吸U3I18216W（实际吸P收 6吸U ） 6I3(3)(1)3W（实际吸
注
对一完整的电路，发出的功率＝吸收的功率
1.4 电路元件
集总元件假定： 在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从 另一端子流出的电流，两个端子之间的电压为单值量。 端子数目可分为二端、三端、四端元件等。
负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对 信号进行处理.
响应：由激励在电路中产生的电压、电流。 导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路.
2、作用： 1. 实现电能的传输、分配与转换
电
灯
池
泡
2.实现信号的传递与处理
话筒
放 扬声器 大 器
4、电路模型：
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路模型。
例 i
＋
AU B
－
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、两部分电路电压电流参考方向 关联否？
答： A 电压、电流参考方向非关联；
B 电压、电流参考方向关联。
小结：
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方 向和符号），在计算过程中不得任意改变。