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1、12电路的基本物理量电路的基本物理量电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述的。电路分析的基本任务是计算电路中的电流、的。电路分析的基本任务是计算电路中的电流、电压和电电压和电功率。功率。一、电流和电流的参考方向一、电流和电流的参考方向带电粒子带电粒子(电子、离子电子、离子)定向移动形成电流。电子和负定向移动形成电流。电子和负离子带负电荷，正离子带正电荷。电荷用符号离子带负电荷，正离子带正电荷。电荷用符号q或或Q表示，表示，它的它的SI单位为库单位为库仑仑(C)。电流的电流的SI单位是安单位是安培培(A)。单位时间内通过导体横截面的电荷定义为
2、电流，用符单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流，用符号号i或或I表示，其数学表达式为表示，其数学表达式为恒定电流恒定电流:量量值值和和方方向向均均不不随随时时间间变变化化的的电电流流，称称为为恒恒定定电电流流，简称为直流简称为直流(dc或或DC)，一般用符号一般用符号I表示。表示。与电流有关的几个名词与电流有关的几个名词时变电流时变电流:量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流，一般用量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流，一般用符号符号i表示。时变电流在某一时刻表示。时变电流在某一时刻t的值的值i(t)，称为瞬时值。称为瞬时值。交流电流交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变
3、电流，量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流，称为交流电流，简称为交流称为交流电流，简称为交流(ac或或AC)。 习习惯惯上上把把正正电电荷荷移移动动的的方方向向规规定定为为电电流流方方向向( (实实际际方方向向) )。在在分分析析电电路路时时，往往往往不不能能事事先先确确定定电电流流的的实实际际方方向向，而而且且时时变变电电流流的的实实际际方方向向又又随随时时间间不不断断变变动动，不不能能够够在在电电路路图图上上标标出出适适合合于于任任何何时时刻刻的的电电流流实实际际方方向向。为为了了电电路路分分析析和和计计算算的的需需要要，我我们们任任意意规规定定一一个个电电流流参参考考方方向向，用
4、用箭箭头头标标在在电电路路图图上上。若若电电流流实实际际方方向向与与参参考考方方向向相相同同，电电流流取取正正值值；若若电电流流实实际际方方向向与与参参考考方方向向相相反反，电电流流取取负负值值。根根据据电电流流的的参参考考方方向向以以及及电电流流量量值值的的正正负负，就就能能确确定定电电流流的的实际方向。实际方向。 电流参考方向电流参考方向例例如如在在图图示示的的二二端端元元件件中中，每每秒秒钟钟有有2C正正电电荷荷由由a点点移动到移动到b点。点。当规定电流参考方向由当规定电流参考方向由a点指向点指向b点时，该电流点时，该电流i=2A,如如图图(a)所示；若规定电流参考方向由所示；若规定电流
5、参考方向由b点指向点指向a点时点时,则电流则电流i=-2A，如图如图(b)所示。若采用双下标表示电流参考方向，所示。若采用双下标表示电流参考方向，则写为则写为iab=2A或或iba=-2A。电路中任一电流有两种可能的参考方向，当对同一电电路中任一电流有两种可能的参考方向，当对同一电流规定相反的参考方向时，相应的电流表达式相差一个负流规定相反的参考方向时，相应的电流表达式相差一个负号，即号，即今今后后，在在分分析析电电路路时时，必必须须事事先先规规定定电电流流变变量量的的参参考考方方向向。所所计计算算出出的的电电流流i(t)0，表表明明该该时时刻刻电电流流的的实实际际方方向向与与参参考考方方向向
6、相相同同；若若电电流流i(t)0，表明该时刻表明该时刻a点的电位比点的电位比b点电位高；若电压点电位高；若电压uab(t)0时时，表表明明该该时时刻刻二二端端元元件件实实际际吸吸收收（消消耗耗）功功率率；当当p(t)0时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。 当电压电流采用关联参考方向时，二端元件或二端网当电压电流采用关联参考方向时，二端元件或二端网络吸收的功率为络吸收的功率为由由于于能能量量必必须须守守恒恒，对对于于一一个个完完整整的的电电路路来来说说，在在任任一一时时刻刻，所所有有元元件件吸吸收收功功率率的的总总和和必必须须为为零零。若若电电
7、路路由由b个个二端元件组成，且全部采用关联参考方向，则二端元件组成，且全部采用关联参考方向，则功率的功率的SI单位是瓦单位是瓦特特(W)。二端元件或二端网络从二端元件或二端网络从t0到到t时间内吸收的电能为时间内吸收的电能为表表13列出部分国际单位制的单位，称为列出部分国际单位制的单位，称为SI单位。单位。在实际应用中感到这些在实际应用中感到这些SI单位太大或太小时，可以加单位太大或太小时，可以加上表上表1-4中的国际单位制的词头，构成中的国际单位制的词头，构成SI的十进倍数或分数的十进倍数或分数单位。单位。例如例如例例1-1在图在图19电路中，已知电路中，已知U1=1V, U2=-6V,U3
8、=-4V,U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。试求：试求：(1)各二端元件吸收的功率；各二端元件吸收的功率；(2)整个电路吸收的功率。整个电路吸收的功率。图图19例例11例例1-1在图在图18电路中，已知电路中，已知U1=1V, U2=-6V,U3=-4V,U4=5V, U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。整个电路吸整个电路吸收的功率为收的功率为解：各二端元件吸收的功率为解：各二端元件吸收的功率为图图19例例11你你能确定图示电路中电压能确定图示电路中电压Uab的实际极性吗？为什么？的实际极
9、性吗？为什么？答案：随着答案：随着10k电位器的变化，电位器的变化，Uab的实际电压的实际电压方向会发生变化。方向会发生变化。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。名名称称时间时间名名称称时间时间1各种电压波形各种电压波形3:032电压的参考方向电压的参考方向3:553电桥电路的电压电桥电路的电压1:204信号发生器和双踪示波器信号发生器和双踪示波器2:135基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律3:386基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律2:457线性电阻器件线性电阻器件VCR曲线曲线3:318电位器电位器3:069电位器及其应用电位器及其应用3:1010可变电阻器可变电阻器3:2711干电池干电池VCR曲线曲线1:5812函数信号发生器函数信号发生器VCR曲线曲线2:1313直流稳压电源直流稳压电源3:2814稳压电源的特性稳压电源的特性1:2615直流稳流电源直流稳流电源2:5116稳流电源的特性稳流电源的特性1:1917函数信号发生器函数信号发生器2:2918习题习题19电路实验电路实验2:2619晶体管放大器实验晶体管放大器实验2:4820理想电压源的实现理想电压源的实现2:24根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。郁金香
