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1、（1-1）,第一章 电路的 基本概念和基本定律,（1-2）,电路的基本概念和基本定律,第一章,1.1 电路的基本概念 1.1.1 电路中的物理量 1.1.2 电路元件 1.2 电路的基本定律 1.2.1 欧姆定律 1.2.2 克希荷夫定律,（1-3）,1.1 电路的基本概念,1.1.1 电路的物理量 1.1.2 电路元件 (一) 无源元件 (二) 有源元件,（1-4）,1.1.1 电路的物理量,电流 电压 电动势,（1-5）,电路中物理量的正方向,物理量的正方向：,（1-6）,物理量的实际正方向,（1-7）,物理量正方向的表示方法,（1-8）,电路分析中的假设正方向（参考方向）,问题的提出：在
2、复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？,电流方向 AB？,电流方向 BA？,（1-9）,(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决方法,(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。,(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；,（1-10）,例,已知：E=2V, R=1 问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?,（1-11）,（1-12）,(4) 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向 按相同方向假设。,(1) 方程式R = U/I 仅适用于假设
3、正方向一致的情况。,(2) “实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则 是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。,(3) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向” (即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.,提示,（1-13）,例,（1-14）,电 功 率,功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此 部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:,（1-15）,在 U、 I 正方向选择一致的前提下，,“吸收功率” （负载）,“发出功率” （电源）,若 P = UI 0,若 P = UI 0,（1-16）,当 计算的 P 0
4、时, 则说明 U、I 的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。,所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质， 或是电源，或是负载。,结 论,在进行功率计算时，如果假设 U、I 正方向一致。,当计算的 P 0 时, 则说明 U、I 的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。,（1-17）,伏 - 安 特性,线性电阻,非线性电阻,(一) 无源元件,1.1.2 电路元件,（1-18）,2.电感 L,（单位：H, mH, H）,单位电流产生的磁链,（1-19）, 电感中电流、电压的关系,（1-20）, 电感和结构参数的关系,（1-21）,电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：, 电感
5、的储能,（1-22）,3.电容 C,单位电压下存储的电荷。,（单位：F, F, pF）,电容符号,有极性,无极性,（1-23）, 电容上电流、电压的关系,（1-24）, 电容和结构参数的关系,（1-25）, 电容的储能,电容是一种储能元件, 储存的电场能量为：,（1-26）,无源元件小结,理想元件的特性 （u 与 i 的关系）,L,C,R,（1-27）,实际元件的特性可以用若干理想元件来表示,参数的影响和电路的工作条件有关。,（1-28）,U为直流电压时,以上电路等效为,注意 L、C 在不同电路中的作用,（1-29）,1. 电压源,伏安特性,电压源模型,(二) 有源元件,主要介紹有源元件中的两
6、种电源：电压源和电流源。,（1-30）,理想电压源 （恒压源）: RO= 0 时的电压源.,特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电动势。 即 Uab E；,（2）电源中的电流由外电路决定。,（1-31）,恒压源中的电流由外电路决定,设: E=10V,当R1 R2 同时接入时： I=10A,例,（1-32）,恒压源特性中不变的是：_,E,恒压源特性中变化的是：_,I,_ 会引起 I 的变化。,外电路的改变,I 的变化可能是 _ 的变化， 或者是_ 的变化。,大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,E,Uab,a,b,R,（1-33）,2. 电流源,电流源模型,（1-34）,理想电流源 （恒流源
7、): RO= 时的电流源.,特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS；,（2）输出电压由外电路决定。,（1-35）,恒流源两端电压由外电路决定,设: IS=1 A,（1-36）,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是：_,Is,恒流源特性中变化的是：_,Uab,_ 会引起 Uab 的变化。,外电路的改变,Uab的变化可能是 _ 的变化， 或者是 _的变化。,大小,方向,理想恒流源两端 可否被短路？,（1-37）,恒流源举例,当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定 的范围内 ，I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。,c,e,b,Ib,+,-,E,+,-,晶
8、体三极管,Uce,Ic,（1-38）,I,E,R,_,+,a,b,Uab=?,Is,原则：Is不能变，E 不能变。,电压源中的电流 I= IS,恒流源两端的电压,（1-39）,恒压源与恒流源特性比较,Uab的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 Uab 无影响。,I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。,输出电流 I 可变 - I 的大小、方向均 由外电路决定,端电压Uab 可变 - Uab 的大小、方向 均由外电路决定,（1-40）,3. 两种电源的等效互换,等效互换的条件：对外的电压电流相等。,I = I Uab = Uab,即：,（1-41）,等效互换公式：,则,（1-42）
9、,（1-43）,等效变换的注意事项,(1) “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏-安特性一致），对内不等效。,（1-44）,(2) 注意转换前后 E 与 Is 的方向。,（1-45）,(3) 恒压源和恒流源不能等效互换。,（不存在）,（1-46）,(4)进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和 RO 不一定是电源内阻。,（1-47）,应 用 举 例,（1-48）,(接上页),R1,R3,Is,R2,R5,R4,I3,I1,I,（1-49）,(接上页),IS,R5,R4,I,R1/R2/R3,I1+I3,（1-50）,（1-51）,1.2.1 欧姆定律 1
10、.2.2 克希荷夫定律 (一) 克氏电流定律 (二) 克氏电压定律,1.2 电路的基本定律,（1-52）,注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。,1.2.1 欧姆定律,（1-53）,广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律),当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向一致。 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向相反。,（1-54）,1.2.2 克希荷夫氏定律（克氏定律）,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。,名词注释：,（1-55）,支路：ab、ad、 . （共6条）,回路：abda、 bcdb、 . （共7
11、个）,节点：a、 b、 . (共4个）,例,（1-56）,(一) 克氏电流定律,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。,克氏电流定律的依据：电流的连续性。,例,或：,（1-57）,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,I1+I2=I3,I=0,克氏电流定律的扩展,I=?,（1-58）,(二) 克氏电压定律,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为 0。,例如： 回路 a-d-c-a,即：,或：,（1-59）,克氏电压定律也适合开口电路。,例,（1-60）,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？,（1-61）,（1-62）,设：电路中有N个节点，B个支路,N=2、B=3,小 结,（1-63）,1,+,+,-,-,3V,4V,1,+,-,5V,I1,I2,I3,（1-64）,第一章,结 束,
