第一章电路模型和电路定律

通常设参考点的电位为零，因此参考点也称为零电位点。
a
b
设c点为电位参考点，则 c=0a=Uac， b=Ubc， d=Udc
两点间电压与电位的关系：
d
c
设c点为电位参考点， c=0
Uac = a ， Udc = d
Uad= Uac+Ucd =Uac–Udc= a–d
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。
U>0
实际方向
+
U<0
（1）电压的参考方向可任意设定，图中已有的电压极性认为是 参考极性；
（2）电压的参考方向的作用在于将电压看成代数量； （3）指定参考方向下的电压值的正、负反映电压的实际方向。
5.电位：为分析方便，常在电路中选某一点为参考点，把 任一点到参考点的电压称为该点的电位，用 或V表示。
(1) 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向
U
(2) 用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压
(降低)的参考方向
+
U
(3) 用双下标表示：如 UAB , 由A指向B的方向为电压 (降)的参考方向
A
UAB
B
第一章电路模型和电路定律
4. 参考方向和实际方向的关系
参考方向
参考方向
+
U
–+
U
–
+
实际方向
和电压的这种参考方向称为关联参考方向；否则，称为非关 联参考方向。
i
i
+
u
–
关联参考方向
+
u
–
非关联参考方向
例题：电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电 路电压电流参考方向关联否？
i
＋
AU B
－
解： A B
电压、电流参考方向非关联； 电压、电流参考方向关联。
小结：
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向，元件或支路 的电压和电流通常采用关联参考方向以减少公式中负号；
第1章 电路模型和电路定律
(circuit model) (circuit laws)
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
1.1 电路和电路模型 1.2 电压和电流的参考方向 1.3 电路元件的功率 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电感元件 1.7 电容元件 1.8 电源元件 1.9 受控电源 1.10 基尔霍夫定律
例题：已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V，分别以a、b点为参考点 计算各点的电位以及两点间的电压。
(1) 以a点为参考点，a=0
a
Uab= a–b b = a –Uab= –1.5 V
1.5 V b
1.5 V
c
Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5–1.5= –3 V Uac= a–c = 0 –(–3)=3 V (2) 以b点为参考点，b=0 Uab= a–b a = b +Uab= 1.5 V Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5 V
结论：
Uac= a–c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
（1）电路中的电位参考点可任意选择；
（2）参考点一经选定，电路中各点的电位值就成为唯一；
（3）当选择不同的电位参考点时，电路中各点的电位值将改
变，但任意两点间的电压将保持不变。
四. 关联参考方向
如果指定流过元件的电流参考方向是从标以电压正极性 的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则电流
处理。
导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路。
二、电路模型 (circuit model)
1.电路模型：足以反映实际电路中电工设备和器件电磁性能
的理想电路元件或它们的组合。
2.理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所假
想的具有某种单一电磁性质的元件，是反映电磁性能共性 的最小单元，其u，i关系可用简单的数学公式严格表示。
截面的电荷量。
2 . 单位
def Δq dq i(t)lim
Δt0 Δt dt
A (Ampere，安培)
1kA=103A
1mA=10-3A 1A=10-6A
3. 电流的实际方向：通常规定正电荷的运动方向称为电流
的实际方向。元件(导线)中电流流动的实际方向有两种 可能。
实际方向
实际方向
4. 电流的参考方向：任意选定一个方向即为电流的参考方向。
1. 几个基本概念
电压 (voltage)：单位正电荷q从一点移至另一点时，电场力
所做的功，即电场中某两点间的电压(降) ，用 U 表示。
A
B
def dW U
dq
2. 电压(降)的实际方向
规定电压真正降低的方向为电压(降)的实际方向
+ 实际方向
+ 实际方向
3. 电压(降)的参考方向
电压参考方向的三种表示方式：
1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
一、电路中的主要物理量
电压（U） 电流（I） 电荷（Q） 磁通（） 电功率（P） 能量（W）
在线性电路分析中常用到电流、电压、功率、能量。
二、电流(current)和电流的参考方向
1. 电流 ：带电粒子有规则的定向运动形成电流。电流的 大小用电流强度表示，即单位时间内通过导体
1.1 电路和电路模型（model)
一、 实际电路
定义: 为完成某种预期目的而设计、安装、运行的, 由电工
设备构成的整体，它为电流的流通提供路径，起到传 输电能、处理信号、测量、控制、计算等作用。
电路通常主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。
电源(source)：提供能量或信号也称为激励源。 负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对信号进行
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
实际方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
i< 0
电流(代数量 )
大小 符号（方向）
电流参考方向的两种表示方法
1. 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i
A
B
2. 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
A
iAB
B
三、电压和电压的参考方向
几种基本的电路元件：
电阻元件——消耗电能的元件。 电感元件——产生磁场，储存磁场能量的元件。 电容元件——产生电场，储存电场能量的元件。 电源元件——各种将其它形式的能量转变成电能的元件。
Rf
US
Ri
例题 开关 灯泡
电 池
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
例题
结论: 1、电路模型是由理想电路元件构成的； 2、同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有 不同的形式； 3、具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，一定条件下 可用同一模型表示。