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1、第一章、电路的基本概念和基本定律1、2、3、4、5、6、7、8、9、基本概念：电路：电流的通路。作用：实现电能的转传输和转换；传递和处理信号。电源负载供应电能的设备。将其它形式的能量转换成电能 取用电能的设备。将电能转换为其它形式的能量。中间环节：连接电源和负载的部分。起传输和分配电能的作用。电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路的激励与响应之间的关系。激励：电源或信号源的电压或电流叫激励。响应：由于激励在电路各部分产生的电压和电流叫响应。电路模型：由一些理想电路元件所组成的电路，称电路模型，简称电路。电压和电流的方向：（1）电流的方向：实际方向：规定正电荷定向运动的方向或负电荷
2、定向移动的反方向为电流的实际方向。 参考方向：在电路分析和计算时，可任意选定某一方向作为电流的方向，称为参考 方向，或称为正方向。在电流的参考方向选定后， 凡实际电流（电压）的方向与参考方向相同时， 为正值;凡实际电流（电压）的方向与参考方向相反时，为负值（2）电压的实际方向：规定由高电位（“ + ”极）端指向低电位（“-”极）端，即为电位 降低的方向。电源电动势的实际方向：规定在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。注：电路图上所标的电流、电压、电动势的方向，一般都是参考方向。电流的参考方向表示外，还常用双下标表示。例:通常用箭头表示；电压的参考方向除用“+”、“一”Uab表示a
3、点的参考极性为“ +”，b点的参考极性为“ 一”。故有:U3hU3 UhUh3ab a bba10、1V的含义：表示当电场力把 1C的电荷从一点移动到另一点所做的功为1J时，这两点间的电压为1V.11 、电位：两点间的电压就是两点的电位差。计算电位时，必须选定电路中某一点作为参考点，它的点位称为参考电位，通常设参考电位为零。比参考电位高的为正，彳氐点为负。参考点在电路图上通常标上“接地”符号 二、基本规律：1、i.部分电路欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即:I UR式中R为该段电路的电阻。利用欧姆定律列式计算时要注意:(1)(2)电压和电流的方向（实际方向和参考方向）。列式时注
4、意参考方向，计算时注意实际方向。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，其伏安特性曲线为直线。n.闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比。即:Ro R其中：R0为电源内阻，R负载电阻负载两端的电压为:故有：功率平衡方程为其中:UU IUIR E IE(1)Pe PPIEIUI2当负载电阻是电源产生的功率IRo I2Ro是电源输出的功率R 是电源内阻上消耗的功率6无穷大(或开关断开)时，输出电能，此时电源的端电压等于电源电动势。(2) 当负载电阻R等于零(或电源两端由于某种原因连在一起)时，电流不通过负 载，此电流称为短路电流，此时电源所产生的电能全被内阻所消耗。(
5、3) 电源与负载的判断：端电压U与I的实际方向相反，电流从“ +”流出，发出功 率的是电源；端电压 U与I的实际方向相同，电流从“ +”流入，取用功率的是 负载。如图示Ei是电源，E是负载。2、I .基尔霍夫电流定律： 在任一瞬间，流向某一节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。如图示：对节点 a有XI 1 I 2 I 3或Ii I2 I30(1) 规定参考方向向着节点的电流取正，背着节点的电流取负。(2) 电流定律通常应用于节点，也可应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。如图示:I AI ABI CA0I BI ABI BC01 CI BCI CA0以上三式相加得：IaIbIc0n .
6、基尔霍夫电压定律：任一瞬时沿任一回路循行方向(顺时钟方向或逆时钟方向)，回路中各段电压的代数和恒等于零。 如图示：按照虚线所示方向循行一周，则根据电压的参 考方向与循行方向相同取正，相反取负 ，即：U1 -U2 U3 U4 若规定：电位降为正，电位升为负E1-E2I1R1I2R2(IR)该电阻上的电压降取正号，相同电压定律通常应用于闭合回路，也可应用于回路的部分电路。如图示:+A I + B对图a：-Uab Ua Ub对图b：E-IR U 0即在任一瞬时沿任一回路循行方向上， 回路中电动势的代数和等于电阻上电压 降的代数和。在这里，凡是电动势的方向 与所选回路的循行方向相反者取正号，相 同者取
7、负号；凡电流的参考方向与回路的循行方向相反者, 者取负号。即升高的电压等于降低的电压。注：(1)基尔霍夫两定律具有普遍性，适用于各种不同元件所构成的电路，也适用于 任一瞬间对任何变化的电流和电压。(2) 列式时不论是应用基尔霍夫定律还是欧姆定律，首先要在电路图上标出电流、 电压或电动势的参考方向第二章电路的分析方法、电阻串并联的等效变换:1、电阻的串联：如图示：两个串联的电阻R和R2可用一个等效电阻R来代替。等效的条件是：在同一电压作用下，电流I保持不变。从而有:(1)(2)等效电阻等于各个串联电阻之和，即 串联电阻上电压与电阻成正比，即(3)串联电阻上消耗的电功率与电阻成正比，即R12 、电
8、阻的并联: 如图示：RU1R1_PlR1R1U2R2PI;R2U II2两个并联的电阻 R和R可用一个等效电阻(1)等效电阻的倒数等于个电阻倒数之和，即或其中G称为电导，是电阻的倒数，单位：西(2)通过并联电阻的电流与电阻成反比，即RG门子I1R1R1G1R2G2i2r2 ir(3)并联电阻上消耗的电功率与电阻成反比，即PRP2R2PRU2(4)并联的电阻越多，总电阻越小，电路中的电流和总功率越大，但每个负载的电流RabRbcRca(1) Y等效为时:RaRbRR。旦尺RcRaRbRR朋RaRaRbRR啄Rb当 Ra Rb Rc时R 3R(2) 等效为丫时:RaRbRcR R、ab caRab
9、RbcRcaRabQRabRbcRcaRbcRcaRabRbcRca当 Rab RbcRca 时R二、电源的两种模型及等效变换：1、电压源模型：如图所示：为电压源模型，简称电压源。当R00时U E，是一定值，其中的电流由负载电阻 R及电压U本身决定， 这样的电源称理想电压源或恒压源。2、电流源模型：如图所示：为电流源模型，简称电流源。当R0 时I Is是一定值， 其两端的电压由负载电阻 R及电流Is本身决定, 这样的电源称理想电流源或恒流源。3、两种电源模型之间的等效变换:电压源与电流源的等效关系是对外电路而言的：当电压源和电流源都开路时，外电路电流1=0,电压源内阻上不损耗功率，电流源内阻上
10、有功率损耗；当电压源和电流源都短路时，两者对外电路是等效的：u=q i s E但电压源内阻上有功率损耗，电流源内阻 上无损耗，R0电路分析时，与理想电压源并联的电阻可以除去（断开），并不影响该并联电路两端的电压；与理想电流源串联的电阻可以除去（短接）,并不影响该支路中的电流。如图示:、支路电流法:凡不能用电阻的串并联等效变换化简的电路，称为复杂电路，在计算复杂电路的各种 方法中，支路电流法是最基本的。它是应用基尔霍夫电流定律和电压定律对结点和回路列出 所需要的方程，而后求解。列方程时，必须在电路图上选定好未知支路电流及电压或电动势的参考方向。个独立方程；b-(n-1)个方程。一般地说：(1)对
11、有n个结点的电路，应用电流定律只能列出n-1(2)对有b个回路的电路，应用电压定律可对单孔回路列出 即总共可列出b个独立方程，解出 b个支路电流。例：+2%电压和电流的参考方向如图所示:由电流定律得:I1I2-I3由电压定律得:E1I1R1I3R3四、结点电压法:E2I2R2I3R3如果电路中只有两个结点,则每个支路两点的电压就称为结点电压。只要求出结点电压,就可求出各支路的电流。这种方法称为结点电压法。如图示:规定：电动势与结点 电压的参考方向相反时取 正，相同时取负。电阻上 电流参考方向与典雅参考 方向相反取负。有:UE1 -I1R1E2-I2R2e3 i3r3333I4R4I1I2-I3
12、可得:- I4且_Ri 1+1tLER2 1E3R31五、叠加定理：R1R2R3R4对于线性电路，任何一条支路中的电流， 都可以看成是各个电源（电压源或电流源）分别存在时，在此支路中所产生的电流的代数和。这就是叠加定理。如图示:从而有:IlI2bIl Il, ”I 2 I 2其中:IiElEi -I1R1RiR2R3R2R2R2E2RRRiR3R3R2R3RiR2R3六、有源二端网络:有些情况下，只需要计算一个复杂电路中某一支路的电流，常应用等效电源的方法。i 、有源二端网络：具有两个出线端的部分电路，其中含有电源。可以是简单的或任意复 杂的电路。2、有源二端网络一定可以简化为一个等效电源。（
13、一）、戴维宁定理：E的理想电压源与一个内阻R）串任何一个有源二端网络都可以等效成为一个电动势为联的电源。等效电源的电动势E就是有源二端网络开路时的开路电压U0,等效电源的内阻 R等于有源二端网络中所有电源除去（将理想电压源短路，将理想电流源开路）后所得到的无源二端网络两端点之间的等效电阻。这就是戴维宁定理。如图示：例：如图示，计算通过电阻 R的电流。等效电路及计算等效电动势和内阻的电路如下所示：IEiE2R2（二）EI 3若顿定理:U。E1-IR1 ERo R3E1 R2E2 R1R1R2R1R2R1R2任何一个有源二端网络都可以等效成为一个电流为Is的理想电流源与一个内阻R）并联的电源。等效电源的电流I s就是有源二端网络短路时的短路电的短路电流，等效电源的内阻R等于有源二端网络中所有电源除去（将理想电压源短路，将理想电流源开路）后所得到的无源二端网络两端点之间的等效电阻。这就是若顿定理。如图示：_三有源二端网络等效电路及计算等效电流和内阻的电路如下所示:
