ue
i
ue L
Ψ=Li L=Ψ／i
L单位是亨利(H)
L为常数则称为线性电感； L不是常数称为非线性电感。
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2. 自感电动势
eL=
dΨ dt =
di L
dt
3. 电压与电流的关系
di uL =－eL = L dt
* 若i = I ，uL=0 电感对直流相当于短路
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4. 能 量
>0 则 P > 0 吸收能量
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量及其参考方向 第三节 无源理想元件 第四节 电源 第五节 基尔霍夫定律 第六节 电路的工作状态及电气设备的
额定值 第七节 电路中的电位及其计算
习 题 目录
第一节 电路和电路模型
电路 电路模型
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什么是电路呢？例如电子诱饵
1. 定义： 在电场的作用下，电荷有规则的定向 移动形成电流，我们把单位时间内通 过导体横截面积的电荷量定义为电流
强度。 i = dq/dt
大小和方向都随时间改变的叫交流
用i 表示，
大小和方向都不随时间改变的叫直流 用I 表示。
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2. 单位：
1安培（A）=1000毫安(mA) 1毫安(mA)=1000微安(μA)
O
I
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2. 实际电压源
I
U = US － I R0
I
U
伏安特性:
US
U
U
R0
US
I R0
O
I
当R0 << R时，R0≈0, U= US
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二、电流源
1. 理想电流源(恒流源)
特点: (1) 输出电流恒定I= IS，
I
与端电压无关；
(2) 输出端电压取决于外
IS
电路；
U
(3) 内阻 R0=∞。
伏安特性: I
判断哪些元件是电源，哪些是负载；（3）计
算各元件功率。
P1=－1电40流V×、4电A＝压－同5相60—W—
4
5 P2＝－90V×6A＝－540W负载
1
3
UI
P4＝80电V×流4、A＝电3压20反W相 —— PP53＝ ＝2＝3(6500元 元6V00W件 件×+6135A、 、4＝024－、1—8350—2W—0－电—1源负8电0载)源W
* 一般不希望中间环节产生能量或 信号的转换
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3. 作用：（1）实现能量的传输、分配和转换。 （2）实现信号的传递与处理。 （3）信息的存储。
二、电路模型
1. 定义：电路模型就是将实际电路中的各种 元件按其主要物理性质分别用一些 理想电路元件来表示所构成的电路 图。
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2. 常见的理想电路元件
满足晶体管电流分配关系
IE
IA
A
IAB
IB
B
IA ＋ IB ＋IC＝ 0
IC
IB
ICA
CC
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例1、标出图中未知电流大小。
5A
3A
·
·
6A 3Ω 1A 4Ω 2A
·
－8A
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二、基尔霍夫电压定律(KVL)
在任一瞬间，沿任一闭合回路绕行一周， 各部分电压降的代数和等于零，即
∑U＝０ 与绕向一致的电压取正，反之取负。
当i =0时， WC 仍可能存在。
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例1、一电容器C = 0.2F，从t = 0开始通入5A恒 定电流，求t =10s时，电容器电压及其储能是多 少?设电容器电压uC(0) = 0。
∫ 解: uC(t)＝uC(0) +
1 C
t
i dξ
0
∫1 t
5t
= 0+ 0.2
0 5dξ=
0.2 ξ
=25t
0
20W
（发出）
PR1
I 2R1
22
1W
4W
(吸收）
PR 2
I
2R2
22
4W
16W
(吸收）
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例2、图中五个元件代表电源或负载。参考方向如
图所示。已知：I1=－4A、I2=6A、U1=140V、 U2=－90V、U3=60V、U4=－80V、U5=30V。 （1）试标出各电流和电压的实际方向；（2）
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三、电容元件 1. 电 容i
u
C
q = Cu q (库)
C（法F） = u (伏)
1F = 106μF 1μF = 106pF C为常数---线性电容 C不是常数---非线性电容
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2. 电压与电流关系
i=
dq dt
=
C
duC dt
若 uC＝UC 则 i＝0
*常电用容电元容件对直流相当于开路
3. 能 量
>0 则P>0 吸收功率
P = uC i = C uC
duC dt
电容充电
<0
则P<0 发出功率 电容放电
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电容是一种储能元件，不消耗电能。
电WC路=∫中0t能P量dt转换=过12程C uC2
电阻 耗能元件 能量不电能突变，∴电容两端的电压不能突变。
电感
*
源
WC与U
2成正电比容 ，与储i无能元关件，
(3)各元件的功率 Ps=－ USI=－24V×3A=－72W(电源产生的功率)
P=UI=22.5V×3A=67.5W(负载消耗的功率)
△P=I2US =32×0.5W=4.5W(电源内阻消耗的功率)
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第三节 无源理想元件
电阻元件 电感元件 电容元件
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一、电阻元件
i
u
1.电压与电流关系
u=iR
○
·
·
A
·
3V
R水
B
○
·
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一、电 路
1.定义: 电路是由某些电气元件按一定方 式连接起来的总体，它提供了电 流流通的路径。
2.组成: 电路主要由电源、负载和中间环 节三部分组成。
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例如：手电筒电路
电源：
中间环节
电 源
其它形式的能量
（信号 ）
电能
（电信号）
负载：
负载 电能（电信号）
其它形式的 能量（信号 ）
能有量。p = － u i
U
正电荷从电路元件的电压“－”极移到电压 “+” 极,外场力对电荷作功，元件释放能量。
电路中，能量满足守恒定律,电源产生的能量
等于负载消耗的能量。
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* 若求出的P > 0，说明元件在吸收功率，一定
是负载； 求出的P < 0，说明元件在发出功率，一定是 电源。
例1、在图示电路中, Uab = 5V ，I＝2A， 求: (1) 各个元件的功率; (2) 这段电路上的总功率。
当t =10s时， uC(10)＝250V
WC＝
1 2
CuC2(10)=
1 2
×0.2×2502J＝6250J
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第四节 电 源
电压源 电流源 受控源
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一、电压源
1. 理想电压源(恒压源)
I
特点: (1)输出电压恒定U= US； (2)输出电流取决于外
电路；
US
U
(3)内阻 R0=0。
伏安特性： U US
二、电压及其参考方向
1.定义： 电场力把单位正电荷从a点移到b点所 作的功定义为a、b两点间的电压。
u=dw/dq 交流电压用u表示,直流电压用U表示。
2. 单位 : 1千伏(kV)=1000伏(V)
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1伏(V)＝1000毫伏(mV) 1毫伏(mV)＝1000微伏(μV)
3.实际方向： 高电位指向低电位。
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I1 ＋ －US1
R1 U1
a
I2
＋
US2 －
U2 R2
U1－US1＋US2－U2 = 0 I1 R1－US1＋US2－I2 R2＝0
US1 － US2 ＝ I1 R1 －I2 R2
规定
与绕行方向一致 的电压取正，反之 取负。
在电路中任意 回路绕行方向上电 动势的代数和等于 电阻上电压降的代 数和
R
满足欧姆定律
R=u / i
若R为常数则称为线性电阻；
若R随u、i的变化而变化称为非
线性电阻。
只有线性电阻才满足欧姆定律。
2.功率
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p=ui= i 2 R=u 2/R * P总是大于0 即 P≥ 0 电阻是耗能元件。
(一般电阻上电压与电流取关联参考方向。) 常用电阻
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二、电感元件
1.电感
iφ
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a ○
I
Uab = 5V ，I＝2A，下列哪些答
案是正确的？
R1 1Ω
○ + A. E1的电流与电压参考方向相关联
E1 － 5V B. E2的电流与电压参考方向相关联
○R2 4Ω －
C. E1、E2起电源作用
10V
E2 ○
+ b
D. R1起负载作用、R2起电源作用 E. 这段电路ab起负载作用
3. 实际方向： 规定正电荷运动的方向。
4. 参考方向 ：在分析和计算电路时往往任意选
定某一方向作为电流的正方向，也称参考方 向。
5.电流参考方向的表示方法:
a
b
a
b
I
Iab
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* 参考方向与实际方向的关系 在规定的参考方向下，若计算结果： I > 0 参考方向与实际方向一致， I < 0 参考方向与实际方向相反。
电阻
电感
电容