第一章电路的基本概念和电压、电流的约束关系
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第1章 电压电流约束关系
电 路 模 型
电路元件模型： 电路元件模型：实际元件理想化
–在一定条件下得出； 在一定条件下得出； –表征了实际元件的主要特性和物理现象 –是一种近似关系。 是一种近似关系。
电路模型：理想化的电路元件所构成 电路模型：
–电路理论：以电路模型为基础（Ｒ、Ｌ、Ｃ等） 电路理论：以电路模型为基础（Ｒ、Ｌ、Ｃ等 （Ｒ、Ｌ、Ｃ
§1-1
电路及集总电路模型
时变 非时变
电路的种类
线性电路 集总参数电路 电路 分布参数电路 非线性电路
集总参数电路：电路的几何尺寸远小于最高工作频率的波长。 集总参数电路：电路的几何尺寸远小于最高工作频率的波长。
光 (v) 速 波 (λ) = 长 频 (f ) 率
如：市电网的频率为50Ｈz，则 市电网的频率为50 50Ｈ 3×108 波 (λ) = 长 = 6×106 m= 6000 里 公
电压及其参考方向
电压（ 电压（降）：电路中a、b两点间的电压是单位正电荷由a点转移 电路中a 两点间的电压是单位正电荷由a 点所失去的能量。 到b点所失去的能量。 R dw A B uAB = _ + u dq 如：
A
i R
i =5A
A
i R
i = −5A
A
+ UR −
A
− UR +
U =5V
U = −5V
I0 5Ω Ω
＋ U －
10I2 I2 10Ω Ω I1 10I1
6A 3Ω Ω 10A 1A 2Ω Ω Ω 4A 4Ω
I1
I2
电路的图
电路的图：在电路中以线段代替支路，以点代替节点，由线 电路的图：在电路中以线段代替支路，以点代替节点， 段和点组成的几何结构图形就称为电路的图。 段和点组成的几何结构图形就称为电路的图。 定向图：图中每条支路规定一个方向，所得的图称为定向图。 定向图：图中每条支路规定一个方向，所得的图称为定向图。 + Us − 2 3 ③ ④ ③ 4 ② 4 3 ④ ③ 5
电压电流约束关系
间接测量法
通过测量与电压和电流相关的物理量，如电阻、 电感等，再通过计算得出电压和电流值。
传感器测量法
利用电压和电流传感器将待测信号转换为可测量 的电信号，再通过电子设备进行测量。
电压电流的控制方法
线性控制方法
通过线性控制理论，如PID控制等，对电压和电流进行控制。
模糊控制方法
基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对电压和电流进行控制。
电压电流约束关系
目 录
• 电压电流基本概念 • 电压电流约束关系 • 电压电流约束在实际电路中的应用 • 电压电流约束对设备的影响 • 电压电流约束的测量与控制
01 电压电流基本概念
电压的定义与性质
电压
电压是电场中电势差或电位差的 量度，表示电场力对单位正电荷 做功的能力。电压的方向规定为 从高电位指向低电位。
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律包括两个部分，即基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。基尔霍夫电流定律指 出，对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。基尔霍夫电压定律指出，对于电路 中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。
应用场景
基尔霍夫定律是解决复杂电路问题的基础，适用于任何集总参数电路。
神经网络控制方法
利用神经网络技术，通过对电压和电流的历史数据学习，实现对电 压和电流的智能控制。
电压电流的调节技术
1 2
串联调节
通过在电路中串联电阻、电感等元件，改变电路 的阻抗特性，从而调节电压和电流的大小。
并联调节
通过在电路中并联电容、电感等元件，改变电路 的导纳特性，从而调节电压和电流的大小。
3
反馈调节
通过将电压和电流的测量值与设定值进行比较， 根据比较结果对电路进行调节，实现电压和电流 的自动控制。
通过测量与电压和电流相关的物理量，如电阻、 电感等，再通过计算得出电压和电流值。
传感器测量法
利用电压和电流传感器将待测信号转换为可测量 的电信号，再通过电子设备进行测量。
电压电流的控制方法
线性控制方法
通过线性控制理论，如PID控制等，对电压和电流进行控制。
模糊控制方法
基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对电压和电流进行控制。
电压电流约束关系
目 录
• 电压电流基本概念 • 电压电流约束关系 • 电压电流约束在实际电路中的应用 • 电压电流约束对设备的影响 • 电压电流约束的测量与控制
01 电压电流基本概念
电压的定义与性质
电压
电压是电场中电势差或电位差的 量度，表示电场力对单位正电荷 做功的能力。电压的方向规定为 从高电位指向低电位。
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律包括两个部分，即基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。基尔霍夫电流定律指 出，对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。基尔霍夫电压定律指出，对于电路 中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。
应用场景
基尔霍夫定律是解决复杂电路问题的基础，适用于任何集总参数电路。
神经网络控制方法
利用神经网络技术，通过对电压和电流的历史数据学习，实现对电 压和电流的智能控制。
电压电流的调节技术
1 2
串联调节
通过在电路中串联电阻、电感等元件，改变电路 的阻抗特性，从而调节电压和电流的大小。
并联调节
通过在电路中并联电容、电感等元件，改变电路 的导纳特性，从而调节电压和电流的大小。
3
反馈调节
通过将电压和电流的测量值与设定值进行比较， 根据比较结果对电路进行调节，实现电压和电流 的自动控制。
考研专业课-电路原理精典讲解、第一章
电路是由电源、负载和中间环节组成的闭合回路，其主要作用是实现电能的传 输和转换。电源提供电能，负载消耗电能，中间环节则负责传输和分配电能。
电路元件的分类与符号
总结词
掌握电路元件的分类和符号是学习电路原理的重要一环。
详细描述
电路元件可以分为线性元件和非线性元件两大类。线性元件的电压和电流成正比关系，而非线性元件的电压和电 流不成正比关系。常见的电路元件符号包括电阻、电容、电感、电源等，这些符号在电路图中用于表示相应的元 件。
03
第三章 电路的暂态分析
暂态与换路定律
1 2
3
暂态
电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所经历的时间段 。
换路定律
在电路分析中，当电路中的开关在某一时刻发生切换时，电 感的电流和电容的电压保持不变。
换路定律的应用
在分析一阶和二阶电路的暂态响应时，需要利用换路定律来 确定初始值。
一阶电路的响应
电路的状态与参考方向
总结词
理解电路的状态和参考方向是分析电路的重要前提。
详细描述
电路的状态可以分为通路、开路和短路三种。通路是指电路中存在电流流通的完整回路；开路是指电 路中没有电流流通；短路是指电路中存在过大的电流，导致电源和中间环节承受过大负荷。参考方向 是指电路元件中电流和电压的假定方向，用于分析电路中的电压和电流的实际方向。
带宽
描述频率响应下降到一定程度 （如-3dB）时对应的频率范围。
串联谐振电路
串联谐振
当输入信号的频率与电路的固有频率 相同时，电路呈现纯电阻性。
串联谐振的特点
用于选择信号、消除干扰、提高信号 质量等。
串联谐振的条件
输入信号的频率与电路的固有频率相 等。
应用
电路元件的分类与符号
总结词
掌握电路元件的分类和符号是学习电路原理的重要一环。
详细描述
电路元件可以分为线性元件和非线性元件两大类。线性元件的电压和电流成正比关系，而非线性元件的电压和电 流不成正比关系。常见的电路元件符号包括电阻、电容、电感、电源等，这些符号在电路图中用于表示相应的元 件。
03
第三章 电路的暂态分析
暂态与换路定律
1 2
3
暂态
电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所经历的时间段 。
换路定律
在电路分析中，当电路中的开关在某一时刻发生切换时，电 感的电流和电容的电压保持不变。
换路定律的应用
在分析一阶和二阶电路的暂态响应时，需要利用换路定律来 确定初始值。
一阶电路的响应
电路的状态与参考方向
总结词
理解电路的状态和参考方向是分析电路的重要前提。
详细描述
电路的状态可以分为通路、开路和短路三种。通路是指电路中存在电流流通的完整回路；开路是指电 路中没有电流流通；短路是指电路中存在过大的电流，导致电源和中间环节承受过大负荷。参考方向 是指电路元件中电流和电压的假定方向，用于分析电路中的电压和电流的实际方向。
带宽
描述频率响应下降到一定程度 （如-3dB）时对应的频率范围。
串联谐振电路
串联谐振
当输入信号的频率与电路的固有频率 相同时，电路呈现纯电阻性。
串联谐振的特点
用于选择信号、消除干扰、提高信号 质量等。
串联谐振的条件
输入信号的频率与电路的固有频率相 等。
应用
《电路分析基础》第一章：集总电路中电压(流)的约束关系
信息学院电子系
10
(3). 功率
中¾ 定义：电路中能量转换的速率 p(t) = dw = u(t)i(t) (关联参考方向) 国dt SI单位：瓦[特](W)
能量传 输方向
海 p(t)>0，吸收功率，功率的实际方向与参考方向一致 洋 p(t)<0，产生功率，功率的实际方向与参考方向相反
大 ¾ 在 t0 到 t 的时刻内所吸收的能量为：
¾ 分类
大 线性电阻与非线性电阻 学 时变电阻与非时变电阻
特性曲线
信息学院电子系
21
(1). 线性电阻元件
¾两端的电压与电流服从欧姆定律
中 形式一： u(t)=Ri(t)
（关联参考方向）
• R 称为电阻，其 SI单位为欧[姆](Ω)
国• 对于非关联参考方向， u(t)=－Ri(t)
• 欧姆定律体现电阻对电流呈现阻力的本质
¾ 受控源的功率根据受控支路计算 p(t)= u2(t) i2(t)
信息学院电子系
29
例 求受控源的功率
中a
I2
国 I3
海洋大学 思路： P=ui；分析电路构成；依据为KCL、KVL和VCR
信息学院电子系
30
If
If
+
中ω
_ RIf
国海洋大学 CCVS 直流发电机
μ = 1+ R2 R1
VCVS 由运放构成比例器
信息学院电子系
4
1.2 电路变量 电流、电压及功率
中电路的特性是由电流、电压和功率等物理量来描述的
(1). 电流
国 ¾ 电量: 带电粒子所带电荷的多少(符号:q或Q，单位:库[仑]( C ))
海 ¾ 电流: 带电粒子定向移动形成电流
“电路基础”教学大纲
“电路基础”教学大纲一、教学目的和任务电路基础课程是电气信息各专业必修的一门主要的专业基础课，它是在物理“电学”的基础上，较深入研究电路基本理论的课程。
本课程的教学目的，是通过“电路基础”的学习，使学生掌握电路的基本概念和理论知识，掌握分析计算电路的基本定律和基本方法，并为后续有关专业课程的学习和科研打下必要的电路理论基础，培养学生的实验技能，并初步掌握设计电路实验的方法。
同时通过本课程的学习，使学生在逻辑推理能力、分析计算能力、实验研究能力、总结归纳能力及自学新知识能力等方面有明显提高，并了解本学科领域目前的发展趋势，为学习后续课程及有关科学技术打下必要的基础。
二、教学要求1、电路的基本概念和电压、电流约束关系：理解电路模型、电流、电压及关联参考方向，功率、能量。
掌握电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源及受控源以及常用多端元件的概念和伏安特性、功率计算，掌握基尔霍夫定律及正确列写方程。
2、直流电路的分析：掌握电路等效变换的基本思想和方法，掌握电阻的等效变换、电源的等效变换，及用等效变换方法简化分析电路。
了解支路法、支路电流法、支路电压法，掌握网孔电流法和节点电位方法，利用写电路方程的方法解决问题。
掌握叠加定理、替代定理、齐次定理、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传输定理及其应用，了解特勒根定理、互易定理和对偶原理。
掌握理想运放电路的分析方法。
3、正弦稳态电流电路：理解正弦量的三要素、相量法的基本概念，掌握基尔霍夫定律的相量形式和R、L、C元件伏安关系的相量形式。
理解复导纳与复阻抗概念。
理解有效值、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、复功率的意义，掌握正弦稳态电路各种功率的计算方法及提高功率因数办法。
掌握正弦稳态电路的计算方法及最大平均功率传输的处理方法。
掌握互感的概念和具有互感电路的计算，掌握空心变压器、理想变压器的伏安关系及电路分析。
掌握三相电路的概念和对称、不对称三相电路的计算，掌握三相电路功率的计算。
电路基础黄学良
1、 电功率：单位时间内电场力所做的功，即
p dw dt
u dw , i dq
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦) 能量的单位： J (焦)
(Watt，瓦特) (Joule，焦耳)
当 u,i 的参考方向一致时，p表示元件吸收的功率；
当 u,i 的参考方向相反时，p表示元件发出的功率。
本书所说的电路均指非时变集中电路，而且又都是已完 成器件建模的实际电路的理想模型，重点为非时变集中线 性电路。
1.2 电路的主要物理量
电路中的主要物理量主要有：电流、电压、电荷、磁链、
电功率、电能等，相应的符号是i、 u 、q 、、p、w。
1.2.1 电流及其参考方向
1. 电流 (current)：带电质点的运动形成电流。
电路模型：将实际电路中的元件由元件的模型（理想元件
及其组合）来代替，就可得到实际电路的电路模型。简称
电路。
*电路模型是由理想电路元件构成的。
例.
电 池
10BASE-T wall plate
开关 灯泡
导线
实际电路
电路模型(电路)
1.1.3 两条公理和一条假设
本书所论述的电路分析遵循两条公理和一条假设。
1.5 V Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5–1.5= –3 V
b
Uac= a–c = 0 –(–3)=3 V
1.5 V (2) 以b点为参考点，b=0
c
Uab= a–b a = a +Uab= 1.5 V
Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5 V
Uac= a–c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
电路分析第1章 集总参数电路中电压电流的约束的关系-PPT精品文档
如果求出 i > 0 ，则 真实方向与参考方向一致 如果求出 i < 0 ，则 真实方向与参考方向相反
<1> 在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参 考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在 图上标出，按所标参考方向进行计算。不设参考方向， 算出的结果没有意义。 <2>算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方 向，但不要把参考方向改为真实方向。
2、作业要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
1.1 1.2 1.3 1.4
1.5 1.6 1.7 1.8
1.9 1.10
电路及集总电路模型 电路变量，电流，电压及功率 基尔霍夫定律 电阻元件 电压源 电流源 受控源 分压公式和分流公式
两类约束，KCL、KVL方程的独立性 支路分析
–+ B
否则计算结果没有意义.
电压、电流实际方向与参考方向相同为正值，相反为负值
例如：E=3V，若假定电路中U的参考方向为上“+”下“–” 则U=3V或UAB=3V
高电位端。
电压和电流的参考方向
电压、电流的参考方向：任意假定。
电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除 用极性“+”、“–”外，还用双下标或箭头表示。
当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值
为正，反之则为负值。
R1
R2
U1
IU R3
例如： （1）图中 若I=3A，则表明电流的 实 际方向与参考方向相
= c = 3×108m/s =6×106m=6000km
f
50Hz
对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言，其尺寸远 小于这一波长，可以按集总电路处理。
<1> 在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参 考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在 图上标出，按所标参考方向进行计算。不设参考方向， 算出的结果没有意义。 <2>算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方 向，但不要把参考方向改为真实方向。
2、作业要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
1.1 1.2 1.3 1.4
1.5 1.6 1.7 1.8
1.9 1.10
电路及集总电路模型 电路变量，电流，电压及功率 基尔霍夫定律 电阻元件 电压源 电流源 受控源 分压公式和分流公式
两类约束，KCL、KVL方程的独立性 支路分析
–+ B
否则计算结果没有意义.
电压、电流实际方向与参考方向相同为正值，相反为负值
例如：E=3V，若假定电路中U的参考方向为上“+”下“–” 则U=3V或UAB=3V
高电位端。
电压和电流的参考方向
电压、电流的参考方向：任意假定。
电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除 用极性“+”、“–”外，还用双下标或箭头表示。
当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值
为正，反之则为负值。
R1
R2
U1
IU R3
例如： （1）图中 若I=3A，则表明电流的 实 际方向与参考方向相
= c = 3×108m/s =6×106m=6000km
f
50Hz
对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言，其尺寸远 小于这一波长，可以按集总电路处理。
第一章电路的基本概念和定律
§1.1 电路与电路模型
基本的电路参数有3个，即电阻、电容和电感。 基本的集中参数元件有电阻元件、电感元件和电容元件，分别用图13(a)，(b)和(c)来表示。
图1-3 三种基本的集中参数元件
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§1.2 电路中的基本描述量
电流 电压 电阻 电功及电功率
§1.2 电路中的基本描述量
电流——它是指电荷在电路中做规则的定向运动 (如图案1.2-1) 。电流分直流和 交流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流，用符号DC 表示。 电流的大小和方向随时间变化的叫做交流，用符号ＡＣ表示。
我们以d为参考点（即Ud=0） 设Uc=15V，R=5欧姆则电流 I=（Uc-Ud）/R= 15/5=3A Ub=IR=3×（4+5）
=3×9=27V Ua=IR=3×（2+4+5）=3×11=33V 我们再以b为参考点（即Ub=0）设Ua=6V R=2欧姆 则电流I=（UaUb）/R=6/2=3A
Ｐ＝Ｕ×Ｉ （Ｐ＞０吸收能量 Ｐ＜０释放能量） 非关联参考方向：（电路图如右）－──→─□───＋（电压为U，电流为I， 电阻为R） Ｐ＝-Ｕ×Ｉ （Ｐ＞０吸收能量 Ｐ＜０释放能量） 举例如下：
如下图所示：R=6欧姆、电压1和2分别为2V和6V，求两个电压元件各自的功 率？并判断吸收和释放 分析：首先要求功率必须先求出电流，然后在利用公 式P=UI来求解。
Uc=;5）=-27V （可见c、d两 点的电位为负） 总结：电路中某点电位数值随选参考点的不同而改变，但参考点一经 选定，那么某点电位就是唯一确定的数值。
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§1.2 电路中的基本描述量
电功—电流通过负载时，将电场能转换成 其他形式的能，即电流做功叫做电功。 电功用符号“W”表示，单位为焦耳（J）。 电功W可用下式表示：
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2)参考点及其参考电位
为了分析方便，在电路中选取一个点为参考点，并设参考 点的电位（参考电位）为 0 伏特。称为“接地”并用接地符号 标出。
3)电位与电压的关系
定义了参考点后，电路中每点都有一个电位值。两点之间 的电压实际上就是这两点电位之差，因此，电压也称为“电 位差”。
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补充
前缀 阿[托] 飞[母托] 皮[可] 纳[诺] 微 毫 厘 分 十 百 千 兆 吉[咖] 太[拉]
表示10的幂的标准前缀
符号
幂
a
10-18
f
10-15
p
10-12
n
10-9
μ
10-6
m
10-3
c
10-2
d
10-1
da
10
h
102
k
103
M
106
G
109
T
1012
电路的基本物理量
1、 电路的基本物理量
3）参考方向的三种表示 正负号,下标a、b和箭头都是表示电位降低的方向。
4、电流和电压的关联参考方向
同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参 考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者 之间没有实际联系。
但是，为了分析的方便，我们在一个元件上定 义两个独立的参考方向是不合适的。因此，通常我 们在分析电路时采用所谓关联的参考方向(关联正方 向）： 即在同一电路元件或电路部分，电压和电流 的参考方向采用一致的方向。否则，称为非关联参 考方向。
用数值来表示，必须同时标定其方向。但在对复杂电路分析 之前显然也不能确定其实际方向。电路如何求解？
如：
电流方向 AB？
A IR B
电流方向 BA？
RHale Waihona Puke E1E22）解决的方法
(1) 在解题前先假设一个电 流方向，作为参考方向。
I3 (2) 根据电路的基本定律 ，列出电压、电流方程。
(3) 根据计算结果确定电流的实际方向： 若计算结果 I3为正 ,则实际方向与参考方向一致； 若计算结果 I3为负,则实际方向与参考方向相反。
例如：手电筒 电源：电池 负载：小灯泡 中间环节：弹簧、开关等
又例如：扩音机电路
话筒
信号源
放
（电源）
大
器
中间环节
扬声器
负载 电源 中间环节
负载
2、电路模型
理想元件：在一定条件下对实际元件加以理想化，仅仅表 征实际元件的主要电磁性质，可以用其电流和电压的数学 表达式来表示其性能。 理想导线：既无电阻性，又无电感性、电容性的导线。
单位：伏特（V） 1kV=103V
1mV=10－3V
1μV=10－6 V
电动势 电源内部的电源力通过电源内部运送电荷的
能力。即：外力驱动正电荷移动的本领。单位： 伏特（V）
1kV=103V 1mV=10－3V 1μV=10－6 V
2、 电流和电压的实际方向
实际方向：物理中对电量规定的方向。 电流I:正电荷运动的方向。 电流流过电源时，是从电源的负极到正极； 电流流过负载时，是从负载的高电位到低电位。
电路的作用及基本组成
一、什么是电路？
电路是由用电设备或元器件与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给
电荷流动的通路。
1.实现电能的传输与转换 例如电力系统输送、分配电能的电路：
发电机
升压 变压器
输电线
升降压 变压器
电电 灯动
机
电 炉
返回
2.实现电信号的传递和处理(去噪、放大等) 例如常见的扩音机电路：
E RU _
电源
负载
常用理想元件和符号
电阻元件
R
C 电容元件
L 电感元件
电压源 + US -
IS 电流源
色环电阻 电容
极性电容
电阻排 电位器
电路的激励和响应
激励：输入（电能或信号） 响应：输出（电能或信号）
激励与响应以电压电流的形式表现。
电路中电源和信号源的电压或电流称为 激励，它推动电路的工作。 由激励而在电路中产生的电压和电流称 为响应。
＋
电
源－
负＋ I 载－
+ I US _ I
+ R _I
电压U: 从高电位到低电位——电位降的方向。
＋
电
源－
U
＋+
+
U
负E
－载 _
US
R _
U
电动势E: 从电源的负极到电源的正极——电位升 的方向。
电＋ 源－
E
+
负E
载
_
R
3、 电流和电压的参考方向
1）问题的提出：电流、电压既然具有方向性，也就不能单
关联参考方向：电压与电流的参考方向相同 非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反
关联
非关联
注意: 1.分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 2.参考方向选定之后，在计算过程中不能改变。
【例1.2】已知元件A、B的电压、电流参考方向 如图所示。试判断A、B元件的电压、电流的参考 方向是否关联？
解 因为 US E
所以 US E 6V 电源电压 US的参考方向与
实际方向相同。 由于电流I的参考方向与实际方向相反，则 I US 6 2A
R3
5、电位及其计算 1)电位的概念
电位是描述电场的一个标量物理量，是一个相对量，只有 定义了参考点，电位才有意义。电位的单位是伏特。
放
话筒
大
器
返回
二、电路的组成
1、电路的主要组成 总由三部分组成：电源、负载、中间环节
电源：提供电能或电信号的装置 电源实际输出功率取决于负载。
负载：用电设备—消耗电功率 “负载增加”—— 负载消耗电功率增加， 即负载电流增加。
中间环节：输送和分配电能设备，即导线、开关、 转换电路控制及保护部分等。
电流——电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电 路中某一截面的净电荷量。即：i(或 I)=d q/d t
单位：安培（A） 1mA=10－3A
1μA=10－6A
电压——电路中电场强弱的度量，它表示单位正电荷从电 路中一点移动到另一点,电场力所作的功，即在移动过 程中单位正电荷所失去的电位能。即：u(或 U)=dW/dq
电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路。
电路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定义， 因而可以方便地建立起描述电路模型的数学关系式，并 用数学方法分析、计算电路，从而掌握电路的特性。
例如：手电筒电路的实际元件有干电池、电珠、开关 和筒体，电路模型如图所示。
手电筒电路的电路模型
I
+
电 池
灯 泡
I
＋
A UB
－
解：A元件的电压、电流参考方向非关联； B元件的电压、电流参考方向关联。
例
a
IR
b
假设: I R 与 U R 的正
方向一致 （关联）
UR
UR IR R
假设: I R 与 U R 的正
a
IR
方向相反 （非关联） b
UR
UR IR R
【例 1.1】已知电路如图所示, E 6V, R=3。试求 电源电压US和电流I的数值。
为了分析方便，在电路中选取一个点为参考点，并设参考 点的电位（参考电位）为 0 伏特。称为“接地”并用接地符号 标出。
3)电位与电压的关系
定义了参考点后，电路中每点都有一个电位值。两点之间 的电压实际上就是这两点电位之差，因此，电压也称为“电 位差”。
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补充
前缀 阿[托] 飞[母托] 皮[可] 纳[诺] 微 毫 厘 分 十 百 千 兆 吉[咖] 太[拉]
表示10的幂的标准前缀
符号
幂
a
10-18
f
10-15
p
10-12
n
10-9
μ
10-6
m
10-3
c
10-2
d
10-1
da
10
h
102
k
103
M
106
G
109
T
1012
电路的基本物理量
1、 电路的基本物理量
3）参考方向的三种表示 正负号,下标a、b和箭头都是表示电位降低的方向。
4、电流和电压的关联参考方向
同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参 考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者 之间没有实际联系。
但是，为了分析的方便，我们在一个元件上定 义两个独立的参考方向是不合适的。因此，通常我 们在分析电路时采用所谓关联的参考方向(关联正方 向）： 即在同一电路元件或电路部分，电压和电流 的参考方向采用一致的方向。否则，称为非关联参 考方向。
用数值来表示，必须同时标定其方向。但在对复杂电路分析 之前显然也不能确定其实际方向。电路如何求解？
如：
电流方向 AB？
A IR B
电流方向 BA？
RHale Waihona Puke E1E22）解决的方法
(1) 在解题前先假设一个电 流方向，作为参考方向。
I3 (2) 根据电路的基本定律 ，列出电压、电流方程。
(3) 根据计算结果确定电流的实际方向： 若计算结果 I3为正 ,则实际方向与参考方向一致； 若计算结果 I3为负,则实际方向与参考方向相反。
例如：手电筒 电源：电池 负载：小灯泡 中间环节：弹簧、开关等
又例如：扩音机电路
话筒
信号源
放
（电源）
大
器
中间环节
扬声器
负载 电源 中间环节
负载
2、电路模型
理想元件：在一定条件下对实际元件加以理想化，仅仅表 征实际元件的主要电磁性质，可以用其电流和电压的数学 表达式来表示其性能。 理想导线：既无电阻性，又无电感性、电容性的导线。
单位：伏特（V） 1kV=103V
1mV=10－3V
1μV=10－6 V
电动势 电源内部的电源力通过电源内部运送电荷的
能力。即：外力驱动正电荷移动的本领。单位： 伏特（V）
1kV=103V 1mV=10－3V 1μV=10－6 V
2、 电流和电压的实际方向
实际方向：物理中对电量规定的方向。 电流I:正电荷运动的方向。 电流流过电源时，是从电源的负极到正极； 电流流过负载时，是从负载的高电位到低电位。
电路的作用及基本组成
一、什么是电路？
电路是由用电设备或元器件与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给
电荷流动的通路。
1.实现电能的传输与转换 例如电力系统输送、分配电能的电路：
发电机
升压 变压器
输电线
升降压 变压器
电电 灯动
机
电 炉
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2.实现电信号的传递和处理(去噪、放大等) 例如常见的扩音机电路：
E RU _
电源
负载
常用理想元件和符号
电阻元件
R
C 电容元件
L 电感元件
电压源 + US -
IS 电流源
色环电阻 电容
极性电容
电阻排 电位器
电路的激励和响应
激励：输入（电能或信号） 响应：输出（电能或信号）
激励与响应以电压电流的形式表现。
电路中电源和信号源的电压或电流称为 激励，它推动电路的工作。 由激励而在电路中产生的电压和电流称 为响应。
＋
电
源－
负＋ I 载－
+ I US _ I
+ R _I
电压U: 从高电位到低电位——电位降的方向。
＋
电
源－
U
＋+
+
U
负E
－载 _
US
R _
U
电动势E: 从电源的负极到电源的正极——电位升 的方向。
电＋ 源－
E
+
负E
载
_
R
3、 电流和电压的参考方向
1）问题的提出：电流、电压既然具有方向性，也就不能单
关联参考方向：电压与电流的参考方向相同 非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反
关联
非关联
注意: 1.分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 2.参考方向选定之后，在计算过程中不能改变。
【例1.2】已知元件A、B的电压、电流参考方向 如图所示。试判断A、B元件的电压、电流的参考 方向是否关联？
解 因为 US E
所以 US E 6V 电源电压 US的参考方向与
实际方向相同。 由于电流I的参考方向与实际方向相反，则 I US 6 2A
R3
5、电位及其计算 1)电位的概念
电位是描述电场的一个标量物理量，是一个相对量，只有 定义了参考点，电位才有意义。电位的单位是伏特。
放
话筒
大
器
返回
二、电路的组成
1、电路的主要组成 总由三部分组成：电源、负载、中间环节
电源：提供电能或电信号的装置 电源实际输出功率取决于负载。
负载：用电设备—消耗电功率 “负载增加”—— 负载消耗电功率增加， 即负载电流增加。
中间环节：输送和分配电能设备，即导线、开关、 转换电路控制及保护部分等。
电流——电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电 路中某一截面的净电荷量。即：i(或 I)=d q/d t
单位：安培（A） 1mA=10－3A
1μA=10－6A
电压——电路中电场强弱的度量，它表示单位正电荷从电 路中一点移动到另一点,电场力所作的功，即在移动过 程中单位正电荷所失去的电位能。即：u(或 U)=dW/dq
电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路。
电路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定义， 因而可以方便地建立起描述电路模型的数学关系式，并 用数学方法分析、计算电路，从而掌握电路的特性。
例如：手电筒电路的实际元件有干电池、电珠、开关 和筒体，电路模型如图所示。
手电筒电路的电路模型
I
+
电 池
灯 泡
I
＋
A UB
－
解：A元件的电压、电流参考方向非关联； B元件的电压、电流参考方向关联。
例
a
IR
b
假设: I R 与 U R 的正
方向一致 （关联）
UR
UR IR R
假设: I R 与 U R 的正
a
IR
方向相反 （非关联） b
UR
UR IR R
【例 1.1】已知电路如图所示, E 6V, R=3。试求 电源电压US和电流I的数值。