电路的基本概念与基本元件
电路的基础知识(PPT)
替代定理
总结词
通过用一个电压源或电流源替代某支路，从而简化电 路分析的方法。
详细描述
替代定理是电路分析中的一种重要方法，它可以通过用 一个电压源或电流源替代某支路，从而简化电路的分析 过程。该方法适用于具有多个支路的复杂电路，能够有 效地减少计算量。
05
电路的暂态分析
一阶电路的响应
01
02
03
详细描述
节点电压法是以节点电压为未知量，根据基尔霍夫定律 列出电路的方程组，然后求解未知量的方法。该方法适 用于具有多个节点的复杂电路。
叠加定理
总结词
将复杂电路分解为若干个简单电路，分别计算各简单 电路的响应，然后将各响应叠加得到复杂电路的总响 应。
详细描述
叠加定理是线性电路的基本性质之一，它可以将一个 复杂电路分解为若干个线性独立的部分，然后分别计 算各部分的响应（电压或电流），最后将这些响应叠 加起来得到整个电路的总响应。
03
元件与电路模型
电阻器
总结词
电阻器是用于限制电流的元件，其阻值由导体材料、长度和横截面积决定。
详细描述
电阻器是电子电路中最常用的元件之一，主要用于限制电流和调节电压。其阻值范围广泛，可根据不同需求选择。 电阻器的阻值由导体材料、长度和横截面积决定，不同材料、长度和横截面积的导体具有不同的电阻值。
响应分类
二阶电路的响应也可以分为零状态响应、零输入 响应和全响应。
自然频率和阻尼比
二阶电路的自然频率和阻尼比决定了电路的振荡 和衰减特性。
冲激响应
定义
冲激响应是指在电路中加 入一个冲激函数（单位阶 跃函数）作为输入信号时， 电路的输出响应。
特性
冲激响应具有瞬时性和无 持续性，它反映了电路对 冲激函数的瞬态响应。
第1章 电路的基本概念与基本元件
5、填写下列单位换算关系：1H＝＿mH，400 H＝__H。
二、判断题
（）1．电感元件具有“通直阻交”的作用。
（）2．假设通过电感元件L的电流按照正弦规律 ＝10sin（ t+30°）A在变化，那么该元件两端的电压 也是按正弦规律变化的
3、如果电阻元件 上的电流、电压的参考方向为非关联，则 ＝__ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ______________。
4、有时候人们用电阻的倒数，即所谓“专电导”（G）来表示材料的一种电气特性。则电导的物理意义是____________________________________________________。用电导来表示电阻元件的伏安特性的表达式为____________________（假设电流电压的参考方向关联）。
6、电路图是由__________________________________________________________构成的。
7、为了分析方便，常把电路分为内电路和外电路；从电源一端经过负载再回到电源另一端的这部分电路称为______________；电源内部的通路称为________________。
2、线性电容元件是指电容量C为_________的电容。
3、储存和容纳电荷的器件叫__________，其结构由两个导电的金属极板和极板之间的____________组成。日光灯上的启辉器中就有电容器；洗衣机中额定电路中也有电容器；电视机、手机、电脑、收音机等电器设备中均含有电容器。
4、电容元件的伏安关系表达式为________________________，其使用条件为电压电流的参考方向____________________。
第一章-电路及基本元器件PPT课件
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电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线（硅管）
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电工电子技术基础
五、半导体三极管
1、三极管的结构
图1-8
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电工电子技术基础 2、三极管的电流放大作用 三极管工作在放大状态的条件是：发射结正偏，集电 结反偏。
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电工电子技术基础
(1)电流分配关系：发射极电流等于基极电流和集电极电
流之和，即：
图1-9
.
电工电子技术基础
(1)输入特性 死区电压：硅管约为0.5V，锗管约为0.2V； 导通电压(发射结)：硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。 (2)输出特性
截止区： UBE小于死区电压，IC≈ 0，UCE ≈UCC，。
饱和区：集电结正向偏置 ，UCE＜UBE， IC≈ UCC/RC 。
放大区：发射结正偏，集电结反偏 , IC≈βIB。
图1-2
.
图1-3
电工电子技术基础
三、电功率和电能
1、电功率
电流通过电路时传输或转换电能的速率称为电功率，
简称为功率，用符号p表示。
当电压与电流为关联参考方向时，功率的计算公
式为：
p dW ui dt
当电压与电流为非关联参考方向时，功率的计算
公式为：
pui
.
电工电子技术基础 2、电能 电路在一段时间内吸收的能量称为电能。在国际单 位制（SI）中，电能的单位是焦耳（J）。1J等于1W的用 电设备在1s内消耗的电能。电力工程中，电能常用“度” 作单位，它是千瓦小时（kWh）的简称，1度等于功率为 1kW的用电设备在1小时内消耗的电能。
图1-23
.
电工电子技术基础 在电子电路中，电源的一端通常是接地的，为了作
电路总结知识
在大小上，线电压是相电压的 3 倍，
在相位上, 线电压比相应的相电压超前30 º。
第4章小结
2、对称负载角形连接 负载的线电压与负载的相电压相等。
负载的相电流与负载的线电流的关系为：
在大小上，线电流是相电流的 3 倍，
在相位上，线电流比相应的相电流滞后30º。
相电流
IAB I P IBC I P 120 ICA I P 240
二、功率关系
1.有功功率：P = 3UP IP cos = 3 Ul Il cos 2.无功功率：Q = 3UP IPsin = 3 Ul Il sin 3.视在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul Il
注意:式中的 角仍为相电压与相电流之间的相位差。
电感 (储能元件) ： u L di dt
（u与i为关联参考方向）
u L di （u与i为非关联参考方向）
dt
第1章小结
理想电压源：输出电压恒定，电流由外电路决定。
理想电流源：输出电流恒定，电压由外电路决定。
3、功率 P =UI（U与I为关联参考方向） P = UI（U与I为非关联参考方向） P为负值，是电源，发出功率 P为正值，是负载，取用功率。
4、电位 电路中的电位与参考点选择有关，电压与参考点选
择无关。 二、基本定律
基尔霍夫电流定律：在任一瞬间流入结点电流的 和等于从该结点流出电流的和。
第1 章 小 结
基尔霍夫电压定律：在任一瞬间，沿任一回路循 行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。 电压的参考方向与回路的循行方向一致为正，否则为负。
1、产生暂态过程的必要条件：电路中含有储能 元件及电路发生换路。
2、直流电路达到稳态时，电容相当于断路,电感相当 于短路。
电工基础电路的基本概念和基本定律教案
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案第一章：电路的基本概念1.1 电流定义：电流是电荷的流动，单位是安培（A）电流的产生：电压使电荷发生移动形成电流1.2 电压定义：电压是电场力推动电荷移动的能力，单位是伏特（V）电压的产生：电源提供电压，使电荷在电路中流动1.3 电阻定义：电阻是电路对电流阻碍作用的大小，单位是欧姆（Ω）电阻的计算：R = V/I，其中V为电压，I为电流第二章：电路的基本元件2.1 电源定义：电源是提供电压的装置常见电源：电池、发电机、电源适配器等2.2 负载定义：负载是电路中消耗电能的装置常见负载：电灯、电动机、电阻等2.3 开关定义：开关是控制电路通断的装置常见开关：手动开关、自动开关等第三章：基本电路定律3.1 欧姆定律定义：电流I与电压V成正比，与电阻R成反比，公式为I = V/R 应用：计算电路中的电流、电压和电阻3.2 基尔霍夫电压定律（KVL）定义：电路中任意闭合回路电压的代数和等于零应用：分析电路中的电压关系，解决电压问题3.3 基尔霍夫电流定律（KCL）定义：电路中任意节点流入电流的代数和等于流出电流的代数和应用：分析电路中的电流关系，解决电流问题第四章：简单电路分析4.1 串联电路定义：电路中元件依次连接，电流相同，电压分配特点：电流相同，电压分配应用：计算串联电路中的电流、电压和电阻4.2 并联电路定义：电路中元件并行连接，电压相同，电流分配特点：电压相同，电流分配应用：计算并联电路中的电流、电压和电阻第五章：电路测量与实验5.1 测量工具电流表：测量电路中的电流电压表：测量电路中的电压电阻表：测量电路中的电阻5.2 实验步骤与方法实验设计：确定实验目的、电路连接方式等实验操作：按照实验步骤进行测量和数据记录实验分析：根据测量数据进行分析，得出结论第六章：电路的进阶概念6.1 交流电与直流电定义：交流电是电压和电流方向周期性变化的电，直流电是电压和电流方向不变的电特点：交流电有频率和相位，直流电稳定6.2 频率与周期定义：频率是单位时间内交流电变化的次数，周期是一次完整变化所需的时间关系：f = 1/T，其中f为频率，T为周期6.3 相位差定义：交流电中两个电压或电流波形的相对时间差应用：分析电路中波形的相位关系第七章：电路图的绘制7.1 电路图符号电源符号：电池、发电机等负载符号：电灯、电动机、电阻等开关符号：手动开关、自动开关等7.2 电路图绘制规则清晰：符号清晰，连线准确简洁：简化电路，删除多余部分一致：符号一致，电压方向一致7.3 电路图的解读与绘制解读：分析电路元件和连接方式，理解电路功能绘制：根据电路元件和连接方式，绘制电路图第八章：电路仿真软件的使用8.1 电路仿真软件概述定义：电路仿真软件是一种用于电路分析和设计的工具作用：模拟电路运行，验证电路设计，分析电路性能8.2 常见的电路仿真软件Multisim：功能强大，操作简单，广泛应用于电路设计和实验教学Proteus：界面友好，兼容性好，支持多种硬件描述语言LabVIEW：基于图形化编程语言，适用于复杂电路系统的研究和开发8.3 电路仿真软件的使用方法打开软件，创建新项目绘制电路图，添加元件设置参数，运行仿真分析结果，优化电路设计第九章：磁路与电磁感应9.1 磁路定义：磁力线在电路中的路径磁阻：磁路对磁力线的阻碍作用磁通量：磁场穿过磁路的面积与磁场强度之积9.2 电磁感应定义：磁通量变化时，产生感应电动势法拉第电磁感应定律：ε= -dΦ/dt，其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间楞次定律：感应电流的方向是阻碍磁通量变化的方向第十章：电机的工作原理与控制10.1 直流电机工作原理：电流通过电枢产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、电流控制、转速控制等10.2 交流电机工作原理：电流通过线圈产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、频率控制、转速控制等10.3 电机控制系统定义：通过控制电机的工作原理和运行参数，实现对电机的控制应用：电动汽车、工业、风力发电等第十一章：电力电子技术11.1 电力电子器件定义：用于电力转换和控制的电子器件常见器件：二极管、晶体管、晶闸管、GTO、IGBT等11.2 电力电子电路定义：利用电力电子器件实现电能转换和控制的电路应用：变频调速、整流、逆变、斩波等11.3 电力电子技术的应用定义：电力电子技术在电力系统和电气设备中的应用应用领域：电源、电机控制、电力系统、可再生能源等第十二章：电气设备12.1 概述定义：用于发电、输电、变电、配电和用电的设备分类：发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备12.2 发电设备定义：将机械能、热能等转化为电能的设备常见设备：汽轮机、水轮机、风力发电机、太阳能光伏板等12.3 输电设备定义：将电能从发电站输送到用户的设备常见设备：输电线路、变压器、断路器等第十三章：电力系统分析13.1 电力系统的基本组成部分定义：电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成作用：实现电能的生产、传输、分配和消费13.2 电力系统的稳定性分析定义：分析电力系统在受到扰动时的稳定运行能力稳定性指标：暂态稳定性、静态稳定性、暂态过程中的电压稳定性等13.3 电力系统的经济性分析定义：分析电力系统的运行成本和效率经济性指标：发电成本、输电损耗、用电成本等第十四章：电力系统的保护与控制14.1 电力系统的保护定义：对电力系统进行故障检测和隔离，保护设备和人员安全保护装置：继电保护、差动保护、距离保护等14.2 电力系统的控制定义：对电力系统的运行参数进行调节和控制，保证系统稳定运行控制方法：开关控制、调节控制、最优控制等14.3 电力系统自动化定义：利用计算机技术和自动化装置实现电力系统的运行控制和管理应用：发电控制、输电控制、变电控制、配电控制等第十五章：可再生能源与电力系统15.1 可再生能源概述定义：指在自然界中不断补充的能源，如太阳能、风能、水能等优点：清洁、可再生、减少化石能源依赖等15.2 可再生能源并网技术定义：将可再生能源发电装置接入电力系统，实现电能的互补和利用技术难点：波动性、不稳定、电能质量等15.3 电力系统的可持续发展定义：在满足人类需求的保证电力系统的长期稳定和发展措施：发展可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染等重点和难点解析本文主要介绍了电工基础-电路的基本概念和基本定律，包括电路的基本概念、基本元件、基本电路定律、简单电路分析、电路测量与实验、电路的进阶概念、电路图的绘制、电路仿真软件的使用、磁路与电磁感应、电机的工作原理与控制、电力电子技术、电气设备、电力系统分析、保护与控制以及可再生能源与电力系统等方面的知识。
1.电路基本概念
+
或
i Gu
2. 电压与电流取非关联参考方向
i
R
u
电导 (S) 或 i – Gu
+
u – Ri
★ 公式必须和参考方向配套使用！
电阻元件（3）
不管电压、电流是否为关联参考方向，都有 功率： p=i2R=u2/R i (p始终为正）
R
u
p –ui –(–R i ) i i 2 R
结论:电感为储能元件，具有存储磁场能量的作用
常用元件---电容、电感的串、并联
电容串联
C1 Ck Cn
Ceq
等效
电容并联
C1 Ck
1/Ceq= 1/C1+1/C2+…+1/Cn
Ceq
Cn 等效
Ceq=C1+C2+…+Ck+…+Cn
电感串、并联 电感串并联时等效电感的求解方法与电容相反
{end}
电容 C 的SI单位：F (法) (Farad，法拉)
常用单位：F（10-6F)，nF(10-9F)，pF(10-12F)
常用元件---电容元件（2）
符号： 伏安关系
C
i C + u –
电容对直流 相当于开路
设为关联参考方向
则
dq du C 微分关系: i dt dt t 1 u(t) idt 积分关系: C
P W 0 U1 U1I 10
P W 0 U2 U2 I 5
P 0
-----功率平衡
电路的基本物理量—电功率（4）
在右图2个电路中，若IAB均为1A，则有关功率描述正确的 是 ( )。
A．两元件发出的功率都为2W B．两元件吸收的功率相等 C．两元件的功率不等 D．无法比较两元件的功率
第1章 电路的基本知识.ppt
来代替，如图1-24所示.这种实际电流源的伏安关系式为
（1-24）
图1-25为实际电流源的伏安特性曲线。其中，实际电流源 的开路电压UOC=R0′Is，短路电流ISC=IS。
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1.6 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律(Kirchhoff's Law)是德国物理学家基尔霍 夫于1845年提出来的。基尔霍夫定律是电路中各电流、电 压都必须遵守的基本规律。基尔霍夫定律有两大定律:第一定 律，也叫电流定律(Kirchhoff's Current Law)，简写为 KCI;第二定律，也叫电压定律(Kirchhoff's Voltage Law)，简写为KVI。
线性电阻元件的图形符号如图1-9所示。在电压和电流参考
方向关联的情况下，其伏安特性曲线如图1-10所示，表达
式为
u=Ri
（1-10）
满足欧姆定律。其中，R为电阻元件，它一方面表示了这个 元件是电阻元件，另一方面也表示了该元件的参数。
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1. 3 电阻元件
线性电阻元件也可用另一个参数电导表征，电导用符号G表 示，其定义为
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1. 2 电路的主要物理量
我们规定电压降低的方向为电压的实际方向。其表示方法有 三种，如图1-3所示，且都表示电压的参考方向由A指向B。
对于任意一个元件的电流或电压参考方向可以独立设定。如 果电流和电压的参考方向相同，则称为关联参考方向，如图 1-4(a)所示;如果电流和电压的参考方向不相同，则称为非 关联参考方向，如图1-4(b)所示。
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1.5 电压源和电流源
1.5.2电流源
理想电流源是一种能给电路提供稳定电流的理想元件。理想 电流源输出的电流始终保持恒定值Is或为给定的时间函数is， 而与加在它上面的电压无关，简称电流源。实际电路元件中 的光电池，其输出电压受外电路的影响很大，但输出的电流 却近似恒定，可近似地视为电流源。常用的晶体管也可看作 输出电流受控制的电流源。电流源在电路中的图形符号如图 1-18所示，其中Is和is、为电流源的源电流，箭头表示其参 考方向。
大二电工学知识点
大二电工学知识点电工学是电子信息工程专业中的重要学科之一，它涉及到电路原理、电工技术、电力系统等多个方面的知识。
在大二阶段，学生需要掌握一定的电工学知识，为日后的学习和实践打下坚实的基础。
本文将介绍大二电工学知识的主要内容。
一、电路原理1. 电路基本概念电路是由电源、负载和连接它们的导线组成的闭合路径。
基本电路元件包括电阻、电感和电容等。
学生需要了解电路中电流、电压和电阻等概念，并能计算基本电路的等效电阻。
2. 电路分析方法电路分析是解决电路中电流、电压和功率等问题的关键。
学生需要学习基本的电路分析方法，包括基尔霍夫定律、电压分压定律和电流分流定律等，并能应用这些方法解决简单的电路问题。
3. 交流电路分析交流电路与直流电路存在着很大的差异，学生需要学习交流电路中电流、电压和功率的计算方法，并理解复数形式下的电路分析。
二、电工技术1. 电工材料与元件学生需要了解电工材料与元件的基本特性和使用方法。
常见的电工材料包括导线、电缆、开关和插座等，而电工元件包括继电器、保险丝和熔断器等。
2. 电路布线与安装电路的正确布线和安装对于电气设备的正常运行至关重要。
学生需要学习电路布线的基本原则和安装的相关技术要点，并能按照要求进行实际操作。
3. 安全用电安全用电是电工学中最重要的内容之一。
学生需要了解电气安全常识、用电事故的预防措施，以及电气火灾事故的处理方法。
三、电力系统1. 电力系统概述电力系统包括电力的生成、输送和分配等环节。
学生需要了解电力系统的基本组成和运行原理，包括发电厂、变电站和配电系统等。
2. 电力负荷计算电力负荷计算是电力系统规划和设计的基础。
学生需要学习负荷计算的方法，包括负荷特征的统计分析和负荷曲线的绘制等。
3. 电力系统稳定性分析电力系统的稳定性是指系统在扰动后能够保持稳定运行的能力。
学生需要了解电力系统稳定性分析的基本原理和方法，包括动态稳定性和静态稳定性等。
四、实验技能电工学的学习离不开实验实践。
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电工技术基础
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元件可以根据其与外部电路连接的端钮数， 分为二端元件和多端元件。
方框代表元件
二端元件与外 部电路有两个 连接端钮。
多端元件与外部 电路有两个以上 的连接端钮
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几种常见理想元件及其电路符号
R
电阻元件
L
电感元件
＋ US －
电压源
电压源
C
电容元件
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电工技术基础
主 讲 教 师: 齐云秋
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第1章 电路的基本概念和基本元件
1.1 电路和 电路模型
1.6 理想电源
1.2 电路的 基本物理量
1.5电感元件
1.3电阻元件 1.4 电容元件
2
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本章的学习目的和要求
本章内容是贯穿全课程的重要理论基础， 要求在学习中给予足够的重视。通过对本章 学习，要求理解理想电路元件和电路模型的 概念；进一步熟悉电压、电流、和电功率等 基本物理量的概念；深刻理解和掌握参考方 向在电路分析中的作用。
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电压的方向规定为正电荷受电场力作用的 方向。因此，当电流沿电压方向流过时，电场 力做正功。
电压的单位是伏特（V），另外还有千伏 (kV)、毫伏(mV)等较小的辅助单位，它们之 间的换算关系是
1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000µV
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电工技术基础
IS
电流源
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电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？
何谓理想电路元件？ 其中“理想”二字在 实际电路的含义？
如何在电路中区 分电源和负载？
试述电路的功能？ 何谓“电路模 型”？
学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本 关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。
理想电流源 输出电流恒 定，两端电 压由它和负 载共同决定
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2、电路模型
• 理想电路元件 理想电路元件是实际电路器件的理想化 和近似，即在一定条件下突出元件主要的电 磁性质，忽略次要因素，用一个足以表征其 主要特性的理想元件近似表示。其电特性单 一、精确，可定量分析和计算。
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1.2 电路的基本物理量
1、电流
• 电流: 电荷的定向移动。
• 电流的大小：单位时间内通过导体截面的电量。
dq i=
dt
单位换算 1A=103mA=106μA=109nA
• 电流的方向
习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。
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如果电流的大小方向均不随时间变化，则 dq
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1.1 电路和电路模型
1、电路的组成及其功能
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
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1、电路的组成及其功能
• 电路的组成
电源
火线 零 线
..
连接导线和其余 设备为中间环节
负载
电路通常由电源或信号源、负载和中间环节三部分组成。 电源或信号源又称为激励、由激励产生的电压和电流称为 响应
uac ucb uab
由此可见，电路中两点之间的电位差等于 该两点之间的电压。
特别注意：电位与参考点的选取有关， 当参考 点改变时，电路中各点的电位也相应改变，但 是两点之间的电压不变。另外，参考点本身的 电位等于0。
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Байду номын сангаас
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4、电流与电压的参考方向
在进行电路分析、计算时，必须先对假定 待求电流和电压的方向。这个假定的电流和电 压的方向就称为参考方向。
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若电压的大小方向均不随时间变化，则 dw
dq
为一常数，这种电压称为直流电压。直流电压通
常用大写字母 U 表示，即：
U dw w dq q
大小和方向随时间而变化的电压称为变动电压。
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3、电位
电路中的某一点到参考点之间的电压，称作该点
的电位。电位通常用字母V表示。原则上电路参考点可
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1、电路的组成及其功能
• 电路的功能
电力系统中
电路可以实现电能的传输、 分配和转换。
电子技术中
电路可以实现电信号的传递、 变换、存储和处理。
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2、电路模型
开关 负 载
电 源
连接导线
实体电路
电源
中间环节 SI
R0
+ _ US
+
RL U
–
负载
电路模型
用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实 际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。
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2、电路模型
• 理想电路元件
+
IS
R
L
C
US –
电阻 元件 只具耗 能的电 特性
电感元 件只具 有储存 磁能的 电特性
电容元 件只具 有储存 电能的 电特性
理想电压源
输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定
以任意选取，通常可认为参考点的电位为零值。电路
中选定的参考点虽然一般并不与大地相联接，往往也
称为“地”。在电路图中，参考点用符号“⊥”表示。
例如在右图中，若选c点为参考点，则a、b两点的电位
分别为
a
b
Va uac
Vb ubc
⊥
c
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根据前述电位差和电压的关系。
Va Vb uac ubc
dt
为一常数，这种电流为直流电流，用DC表示。
直流电流通常用大写字母 I 表示，即：
I dq q ＝恒量
dt t
大小和方向随时间而变化电流称为变动电流，简称交流。 用AC表示。
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2、电压
设在某一时刻t，有正电荷dq在电场力的作
用下沿任意路径从a点移动至b点，电场力做功为
dw，则定义
u dw dq
为a、b 两点间在时刻 t 的电压。
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若正电荷 dq 从b点沿任意路径移回至 a点， 则电场力做功dw’=- dw，于是根据前述定义，b、 a 两点间在时刻 t 的电压 u’为
u' dw' - dw u dq dq
由此可见，改变计算电压起点、终点的 顺序，电压要改变一个负号。
参考方向一般用箭头直观地 标注在电路中相应位置。 i
u
电压参考方向还可以用“参考极性” 的标注方法。在假设为高电位端标 以“ + ”号，低电位端标以“－” 号。