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1、绪 论,一、课程性质,电子与电气信息类专业的重要技术基础课（考研科目）,二、课程特点,理论严密、逻辑性强、有广阔的工程背景,三、课程内容,四、学习目的,五、学习方法,绪 论,六、参考书目,春种一粒粟，秋收万颗籽,电路（第五版）学习指导与习题分析王仲奕,电路分析基础（第四版）李翰荪,电路理论学习与考研指南黄冠斌,Chp1 电路模型和电路定律,1-1 电路和电路模型,中间环节,负载,信号源 （电源）,Chp1 电路模型和电路定律,1-1 电路和电路模型,实际电路例二,实际电路：由电路器件连接而成。,一、电路的组成,Chp1 电路模型和电路定律,1-1 电路和电路模型,二、电路的作用,1、传输、控制
2、、分配电能,2、传递信号、对信号进行处理、测量、控制等,三、研究对象,1-1 电路和电路模型,理想电路元件,具有确定的单一电磁性质并有精确数学定义的对象,1-1 电路和电路模型,三、研究对象,理想电路元件,具有确定的单一电磁性质并有精确数学定义的对象,是表达实际电路工作情况的基本结构,可以表示实际电路器件的某种电磁现象，但不等同 于实际器件,1-1 电路和电路模型,三、研究对象,理想电路元件,电路模型,建模,1-1 电路和电路模型,三、研究对象,理想电路元件,电路模型,1-2 电流和电压的参考方向,电流的实际方向正电荷定向移动的方向,电压的实际方向高电位到低电位,一、电压、电流的真实方向,1-
3、2 电流和电压的参考方向,二、电流的参考方向,i,若参考方向与实际方向,相同,相反,i,电流的参考方向可随意选取,三、电压的参考方向（参考极性）,1-2 电流和电压的参考方向,u,若参考方向与实际方向,相同,相反,表示方法,正（+）、负（）极性,双下标,箭头（本书不采用）,1、参考方向是人为假设的方向，可随意设定。,2、对于同一对象，当改变参考方向时，变量值随之反号。,1-2 电流和电压的参考方向,4、电流（电压）的值及其参考方向共同确定该量的实际 状况。,5、缺失参考方向电流（电压）值毫无意义。,3、参考方向改变不会引起电压、电流实际方向的变化。,四、电压、电流参考方向的关系,1-2 电流和
4、电压的参考方向,关联,非关联,对于电阻元件,U、I参考方向关联,对于电压源元件,U、I参考方向非关联,1-3 电功率和能量,一、能量的流向,吸收（消耗）能量,释放（提供）能量,当元件上的电压、电流实际方向关联时，该元件吸收电能（或称吸收电功率）；反之，则该元件提供电功率。,二、能量的计算,1.电压定义： a、b两点间的电压u等于电场力将单位正电荷 从a点移至b点时所作的功。,2.电流的定义： 单位时间内通过导体横截面的电量。,1-3 电功率和能量,（若u0,则元件吸收能量）,4.元件吸收功率（W瓦特）,1-3 电功率和能量,二、能量的计算,3.元件吸收能量（J焦耳）,1. u、i关联时，乘积
5、ui 表示元件吸收的功率的代数值。,2. u、i非关联时，乘积 ui 表示元件发出的功率的代数值。,（u、i关联）,（u、i非关联）,3.吸收100W功率等同于发出100W功率。,1-3 电功率和能量,例 求元件的功率，并说明实际是吸收还是发出功率。,解：元件吸收功率,故该元件实际吸收功率10W,法二：如图2所示,元件发出功率,故该元件发出功率10W，实际吸收功率10W,例 求图中各元件的功率，并说明并说明实际是 吸收还是发出功率。,1-4 电路元件,每种元件反映确定的单一的电磁性质。,线性和非线性,二端和多端,时变和时不变,无源和有源,元件分类：,集总（参数）元件与集总电路,电阻特性,电流通
6、过时会产生电压，并且将电能转换成热能、光能、 机械能，不可逆转。,1-5 电阻元件,1-5 电阻元件,一、线性电阻元件,电路符号,元件的电压和电流取关联参考方向时，,定义：,任何时刻其两端的电压和电流服从代数关系,或简写成,伏安特性(VCR),一般情况下,伏安特性曲线,1-5 电阻元件,一、线性电阻元件,伏安关系式,伏安关系式,定义电导,单位：S（西门子）,短路,二、开路和短路,开路：不论电阻元件的端电压 u 取何值，电流 i 恒为零。,或,短路：不论电阻元件的电流 i 取何值，端电压 u 恒为零。,或,开路,1-5 电阻元件,三、电阻元件的功率和能量,消耗的功率,0,无源元件,从t0到t的时
7、段内，电阻元件吸收能量,0,1-5 电阻元件,耗能元件,例. 已知i2A，求电压u及电阻元件吸收的功率。,1-5 电阻元件,三、电阻元件的功率和能量,1-5 电阻元件,四、线性时变电阻元件,五、非线性电阻元件,1-6 电压源和电流源,实际电源的电路模型,对负载提供电能。,电路符号,特性：,2.流经电压源的电流取决于外电路。,电压源的伏安特性曲线,1-6 电压源和电流源,一、电压源,1-6 电压源和电流源,二、电流源,电路符号,特性：,2. 端电压取决于外电路。,电流源的伏安特性曲线,四、独立电源（Independent Source）,戴维宁电路,诺顿电路,1-6 电压源和电流源,三、实际电源
8、的电路模型,受控电源类型,四种受控电源,线性受控源,控制系数,四端元件,独立源是激励，是引起电路中响应的根源；而受控源 不能。,2. 独立源的电压或电流不受电路其它部分影响，而受控源 的值取决于控制量。,3. 分析电路时可将受控电压（流）源作为电压（流）源 处理，但必须注意受控电压源的电压及受控电流源的 电流是取决于控制量的。,例 图中iS2A，VCCS的控制系数g2S，求u。,1-8 基尔霍夫定律,一、术语,1.支路branch,支路电流,支路电压,2. 结（节）点node,3. 回路loop,回路方向（顺时针、逆时针）,4. 网孔mesh,1-8 基尔霍夫定律,一、术语,支路、结（节）点、
9、回路、网孔,结点数目增加了么？,不同的结点具有 不同的电位！,1-8 基尔霍夫定律,二、基尔霍夫电流定律（KCL）,集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的,支路电流的代数和恒等于零。,KCL方程,例 列写KCL方程,结点,方程移项，得,继续列写其余结点的KCL方程,结点,结点,结点,以上三个KCL方程相加，得,1-8 基尔霍夫定律,二、基尔霍夫电流定律（KCL）,集总电路中，任何时刻，对任一闭合面，所有流出闭合面,的支路电流的代数和恒等于零。,KCL反映了电流的连续性， 是电荷守恒在电路中的体现。,1-8 基尔霍夫定律,二、基尔霍夫电流定律（KCL）,1-8 基尔霍夫定律,三、基尔霍
10、夫电压定律（KVL）,例 列写KVL方程,在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压,的代数和恒等于零。,KVL方程,回路（1，3，4，6）,回路（4，5）,回路（2，3）,由,2.回路中电压升高之和等于电压降低之和。,解：对图中最大回路列KVL方程,三、基尔霍夫电压定律（KVL）,1-8 基尔霍夫定律,例2. P27 1-7（a）、（b）,1-8 基尔霍夫定律,1. KCL规定了与同一结点相连所有支路电流之间的关系。,2. KVL规定了同一回路中所有支路电压之间的关系。,3. KCL、KVL方程只与电路结构有关，与构成电路的元件性质无关。,4. KCL、KVL是集总电路的普遍规律。,例3. P26 1-5（a）、（b）,例4. 图示电路中，电阻,求电阻R1的端电压U1。,1-8 基尔霍夫定律,例5 图中,求电阻R3的端电压u3。,1-8 基尔霍夫定律,本章小结,1. 理想电路元件和电路模型。,2. 电压、电流的参考方向。,3. 功率的计算与判别。,4. 电阻元件的VCR。,5. 两种独立电源的特性。,6. 四种形式的受控电源。,7. 基尔霍夫定律。,
