＋ U2 －
＋ 2V －
＋ U3 －
＋ 4V －
＋ U1 －
19
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电 路
分 析
1.4 电路元件
伏安关系：

电阻元件

i
或
R _
u
关联参考方向下：
uRi

i Gu u R i
+ u
非关联参考方向下：
分类：
线性电阻
非线性电阻 负电阻 时变电阻 i
20
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电 路
分 析
注意
分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 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)，在计算中不得任意改变。 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、 电流的实际方向不变。 在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无 意义的。
9
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电 路
电 路
分 析
注
意：
KVL 是支路电压的线性约束； KVL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性 与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。 推广到“假想回路”的KVL：
例1-3：如图所示电路中， 求A、B间的电压？

B
5V

U AB 3 24 5 16V

3V
A
电阻的开路与短路
u
开路 + u – 短路 i
i0
u0
R ∞ 或 G 0
O
i
u
i0
u0
O
R 0 或 G ∞
i
24
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电 路
分 析
课堂小结
重点与难点
实际电路与电路模型 电路变量:
电流、电压、功率 参考方向和关联参考方向 基尔霍夫定律 电阻元件与欧姆定律
1.支路;2.节点;3.回路;4.网孔
5
6
④

KCL：
ik 0
k 1
b
2
i2
i6
i1
①
3
4
i4
i3 ②
对节点①
对节点②
i1 i2 i3 0 i4 i3 i6 0

13
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电 路
分 析
注
意：
KCL 是支路电流的线性约束；
KCL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性 与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。
KCL 是“电荷守恒原理”的反映，在任一节点上，电 荷不会产生或消灭，也不会积累。
推广到“广义节点”的KCL：
i2
i1
封 闭 面
ik 0
k 1
n
in
i3
i4
i5
广义节点
14
电 路
例 1-2
i3 ?
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分 析
1A
2A
i5
5A 10A 3A 6A
5A
I=?
I=？
15
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分 析
关联参考方向
非关联方向 关联方向

I
i

u
非关联方向
N1
U


N2
关联方向
I + E U _ R E
I1
_
I2
R
+ + I3 U _
10
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电 路
分 析
功
率
i
在关联参考方向下： p u i 0 消耗功率 u p u i 0 发出功率 对整个网络而言，功率总是平衡的，即 消耗功率＝发出功率 在非关联参考方向下：
注意：分析计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可 随意改动。在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。
7
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电 路
分 析
电压及其参考方向
u AB dw dq
R A +
u
i
_
B
如：
A
i
i 5A

R
A
R
i 5A
A
U

R
A
U
R
U 5V
U 5V
8
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基本要求
建立电路模型、参考方向的概念 掌握基尔霍夫定律的应用 掌握欧姆定律的应用及功率计算
25
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电 路
分 析
课堂练习
自测题1-5 自测题1-6
作业: 1-1, 1-3, 1-4 选做: 1-16
下一节
26
电 路
分 析
基尔霍夫电压定律
u
k 1 n k
KVL :
0
u1

1
注意：先设回路方向，沿回路 方向电压降为正，电压 升为负



u4

3 u3
4

Ⅱ 2 u2



Ⅰ
u6
6
5 u5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
回路Ⅰ：
u 4 u5 u 6 0

回路Ⅱ： u2 u1 u4 u5 0

16
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dq i dt
电流及其参考方向
方向：正电荷流向。 为什么要用参考方向？ 在复杂电路中，特别是交流电路，电流的方向是随时变化的， 电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为 计算的标准。 解决的方法：电流只有两个方向，可用正负号解决。
i ＞０ i ＜０

电流方向与参考方向一致； 电流方向与参考方向相反。
实际电路
功能
由电工设备和电气器件按预期
目的连接构成的电流的通路。
(a) 能量的传输、分配与转换； (b) 信息的传递、控制与处理。 共性 建立在同一电路理论基础上。
3
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电 路
分 析
电路模型
电路图
开关 白炽灯
10BASE-T wall plate
电 池 导线
Rs
RL
Us
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。
(b) 二极管的符号
22
r2
导通电压
u
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电 路
分 析
实际非线性电阻
二极管的电路模型
正向偏置
A K A
0.7V
正向偏置
K A
正向偏置
0.7V
r1
K
反向偏置
A K A
反向偏置
K A
反向偏置
r2
K
(a) 理想二极管模型
(b) 实际二极管模型
(c)二极管完整模型
23
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电 路
分 析

24 V


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电 路
分 析
举 例 （自测题1-3）
I0 5Ω
＋ U －
图示电路中I1 = -0.1mA， 则 I2 为____ mA， 0.9 I0 为 ____mA, 8.1 电压U为_____mV。 41.5
10I2 I2 10I1 10Ω I1
I1 =10I1 + I2, ∴ I2 =-9 I1=0.9mA
电路模型 理想电路元件
有某种确定的电磁性能的理想 元件。
4
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电 路
分 析
电 路 模 型
电路元件模型：实际元件理想化 在一定条件下得出； 表征了实际元件的主要特性和物理现象 是一种近似关系。 电路模型：理想化的电路元件所构成 两者 电路理论：以电路模型为基础（Ｒ、Ｌ、Ｃ等） 十分 经典力学：以力学模型为基础（质点、刚体） 相似
第1章 电路模型与电路定律
说明电路分析的涵义 建立电路模型的概念 叙述电路变量、参考方向、功率和能量 应用基尔霍夫定律和欧姆定律计算简单电路 说明几种常用电路元件的特性
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教材:金波编著《电路分析》高等教育出版社
1
电 路
分 析
电路分析的涵义
时变
非时变

电路的种类
线性电路 集总参数电路 电路
分布参数电路
频率对应的波长。
非线性电路
集总参数电路：电路的几何尺寸远小于(10%)其最高工作
光速(v) 波长( ) 频率( f )
如：市电网的频率为50Ｈz，则 3 108 波长( ) 6 106 m 6000公里
50
2
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电 路
分 析
电路模型
实际电路与电路模型

电路分析：建立在电路模型的基础之上
实际电路 电路模型 指导
5
电路分析
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电 路
分 析
注意
具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一 定条件下可用同一电路模型表示。 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路 模型可以有不同的形式
例 电感线圈的电路模型
6
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电 路
分 析
1.2 电路变量
电 路
分 析
实际电阻元件
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电 路
分 析
实际非线性电阻
i
二极管的伏安特性
正向电阻小 反向电阻大 具有单向导电性 加正向电压，二极管
r1
击穿电压
0
导通，其导通电压为 0.7V(硅管)。 (a) 二极管的伏安特性 加反向电压时，二极 管截止，反向电流几 阳极(A) 阴极(K) 乎为零。
I0 + I2 =10I2, ∴ I0 =9 I2 =8.1mA U=5I0 - 10I1 =40.5+1 =41.5mV