电路基础知识

4、注意：
在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。 对任何电路分析时都应先指定各处的 i , u 的参考方向。
例： I
aR b
若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致，
若 I =－5A ，则实际方向与参考方向相反。
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5、关联参考方向：
R i
+ u-
• 当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参考 方向的“+”极性端流入，并从标“—”端流出，即电流 的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和电压 为关联参考方向。反之为非关联参考方向。
能量：可用功表示。从 t 到t0电阻消耗的能量：
WR
t
pd
t0
t
uid
t0
t Ri 2d
t0
3. 开路与短路
+
i
u
R
–
对于一电阻R 当R=0，视其为短路。
i为有限值时，u=0。
当R=，视其为开路。
u为有限值时，i=0。 * 理想导线的电阻值为零。
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1.5 电容元件 (capacitor)
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2、参考方向(正方向)
（1）、概念： 在分析计算电路时，
对电量任意假定的方向。
（2）、表示方法
I
a
+
+
E_
RU －
b
电流：
箭标
I
aR
b
电压：
正负号 a
+ U－
b
双下标
Iab
双下标 箭标
Uab
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3、实际方向与参考方向的关系 实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。

1 C
t
t0
idξ


idξ
q(t
)

q( t
)0

F= C/V = A•s/V = s/
常用F，nF，pF等表示。
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4、伏安特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线 q

Ou
C= q/u tg
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向
i
i= Cdu/dt
或
+ u –
+ C
–
u(t) 1 C
t

id ξ

1 C
t0

idξ
1、电容器
++ ++ ++ ++ +q –--– –--– –q
线性定常电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电 荷q与电流 u 成正比。
2、电路符号
C
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3. 元件特性 i
与电容有关两个变量: C, q 对于线性电容，有： q =Cu
+ u
+ C
C
def

q
u
C 称为电容器的电容
–
–
电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)
导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路.
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2、作用： 1. 实现电能的传输、分配与转换
电
灯
池
泡
2.实现信号的传递与处理
话筒
放
扬声器
大
器
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3、结构：
电源: 提供
电能的装置
电 池
中间环节：传递、分
配和控制电能的作用
灯 泡
负载: 取用
电能的装置
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信号源:
提供信息
直流电源:
提供能源
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小结：
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方 向和符号），在计算过程中不得任意改变。
(3) 参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向不变。
iR
iR
+
u
–
u = Ri
+
u
–
u = –Ri
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1.3 电功率和能量
1、概念： 电功率
话筒
信号处理：
放大、检波等
放 扬声器 大 器
负载
直流电源
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加。
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4、电路模型：
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，
用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电 路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。
手电筒的电路模型
导线
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令 G 1/R G称为电导 电导的单位： S (西) (Siemens，西门子)
则 欧姆定律表示为 i G u . 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。
伏安特性曲线:
u
R tg
电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线

O
i
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(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反
i
R
则欧姆定律写为
（V），电能量（J）—焦耳，功率（W）—瓦特。
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1.4 电阻元件
• 电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量（如热能、 机械能、光能等）的元件。
R 1. 符号
2. 欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压与电流的参考方向设定为一致的方向
i
R
+u
u R i R 称为电阻， 电阻的单位： (欧) (Ohm，欧姆)
Ro
+
R
电
灯
E
-
S
池
开关
泡
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1.2 电流和电压的参考方向
1、实际方向：
物理中对电量规定的方向。
物理量
单位
实际 方向
电流 I A、mA 、μA 正电荷运动的方向
电动势 E 电压 U
kV、 V、mV、 电位升高的方向
μV
(低电位 Ù 高电位)
kV、V、mV、 电位降低的方向
μV
( 高电位 Ù 低电位)
u
+ u –Ri 或
注意： 公式必须和参考方向配套使用！
3. 功率和能量
i –Gu
功率： i
R
+
u
R
p吸 ui i2R u2 / R
i
p吸 –ui –(–Ri)i i2 R
–u(–u/ R) u2/ R
+
u
任何时刻,电阻元件绝不可能发出电能，它只能消耗电
能。因此电阻又称为“无源元件”和“耗能元件”。 18
维修分析组
1
第一章 电路模型和电路定律
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1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件
1.6 电容元件 1.7 电感元件 1.8 电压源和电流源 1.9 受控电源 1.10 基尔霍夫定律
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重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电路元件特性 3. 基尔霍夫定律
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1.1 电路和电路模型（model)
1、概念：
电路---------是电流的通路，是为了某种需要由某些电工设备或
元件（电气器件）按一定的方式组合起来的。 电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。
电源(source)：提供能量或信号. 负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对
信号进行处理.
在电压电流关联参考方向下，电功率 p 可写成 p(t)=u(t)i(t) p >0 表明元件吸收电能，p <0 表明元件释放电能。 在电压电流非关联参考方向下，p(t)=u(t)i(t) p >0 表明元件释放电能，p <0 表明元件吸收电能
电能量
t
w u( )i( )d t0
单位
在国际单位制中，电流（A），电荷（C）—库仑，电压