电路的基本概念
电路基本概念
一、电路的基本概念●电流电荷的定向移动叫做电流。
电路中电流常用I表示。
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。
电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。
电流的单位是安（A），也常用毫安（mA)或者微安(uA)做单位。
1A=1000mA,1mA=1000uA。
电流可以用电流表测量。
测量的时候，把电流表串联在电路中，要选择电流表指针接近满偏转的量程。
这样可以防止电流过大而损坏电流表。
●电压河水之所以能够流动，是因为有水位差；电荷之所以能够流动，是因为有电位差。
电位差也就是电压。
电压是形成电流的原因。
在电路中，电压常用U表示。
电压的单位是伏（V），也常用毫伏（mV）或者微伏（uV）做单位。
1V=1000mV，1mV=1000uV。
电压可以用电压表测量。
测量的时候，把电压表并联在电路上，要选择电压表指针接近满偏转的量程。
如果电路上的电压大小估计不出来，要先用大的量程，粗略测量后再用合适的量程。
这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。
●电阻电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。
电阻常用R表示。
电阻的单位是欧（Ω），也常用千欧（kΩ）或者兆欧（MΩ）做单位。
1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000000Ω。
导体的电阻由导体的材料、横截面积和长度决定。
电阻可以用万用表欧姆挡测量。
测量的时候，要选择电表指针接近偏转一半的欧姆档。
如果电阻在电路中，要把电阻的一头引脚断开后再测量。
●欧姆定律导体中的电流I和导体两端的电压U成正比，和导体的电阻R成反比，即I=U/R。
这个规律叫做欧姆定律。
如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个，就可以根据欧姆定律求出第三个量，即I=U/R，R＝U／I，U＝I×R在交流电路中，欧姆定律同样成立，但电阻R应该改成阻抗Z，即I＝U／Z●电源把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。
发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。
发电机、干电池等叫做电源。
电路基础知识了解电路的基本概念和组成要素
电路基础知识了解电路的基本概念和组成要素电路基础知识：了解电路的基本概念和组成要素电路是现代科技中至关重要的一个概念，几乎贯穿了生活的方方面面。
从家庭电器到通信设备，从车辆电子系统到工业自动化，电路都是不可或缺的基础组成部分。
本文将带您了解电路的基本概念和组成要素。
一、什么是电路？电路是一种由电器元件（如电阻、电容、电感等）和导线等连接元素构成的系统，用于传输电流。
它可以简单理解为一条电流在不同元件之间流动的路径。
电路可以由直流或交流电源供电，根据功能不同分为数种类型，如功率电路、信号电路和控制电路等。
二、电路的基本概念1. 电压（Voltage）电压是电路中最基本的概念之一，用符号“V”表示，单位是伏特（V）。
它描述了电流在电路中的推动力，类似于水流中的水压。
电压可以理解为电子在电路中的“驱动力”，使电子能够克服电阻而流动。
2. 电流（Current）电流是电路中另一个重要的概念，用符号“I”表示，单位是安培（A）。
它表示单位时间内通过某一点的电荷量，类似于水流中的水流量。
电流的大小取决于电压和电阻的关系，符合欧姆定律（Ohm's Law）：I = V / R，其中R为电阻。
3. 电阻（Resistance）电阻是电路中的一个关键要素，用符号“R”表示，单位是欧姆（Ω）。
它描述了电阻对电流流动的阻碍程度，类似于水管中的流体阻力。
电阻的大小决定了电流的流过程度，较大的电阻会使电流减小，较小的电阻则会使电流增大。
三、电路的组成要素1. 电源（Power Supply）电源是电路中用来提供电压和电流的设备或元件。
常见的电源有电池、电动机、太阳能等，它们能够将其他形式的能量转化为电能并供给电路使用。
2. 电器元件（Components）电器元件是电路中的基本构成单元，可分为有源元件和无源元件。
有源元件能够增强或控制电流，例如晶体管和集成电路；无源元件则不能，例如电阻、电容和电感等。
这些元件根据其特性和功能的不同，可以组合成各种各样的电路。
电路的基本概念和定律、定理
基尔霍夫电流定律
总结词
基尔霍夫电流定律也称为节点电流定 律，它指出在电路中，流入一个节点 的电流总和等于流出该节点的电流总 和。
详细描述
这意味着对于任意一个封闭的电路或 节点，所有流入的电流必须等于所有 流出的电流。这个定律是电路分析中 的一个基本原则，适用于任何电路中 的节点。
基尔霍夫电压定律
对于高频交流信号，诺顿定理可能不适用， 因为电路的分布参数效应需要考虑。
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05
CATALOGUE
诺顿定理
诺顿定理的定义
01
诺顿定理：在任何线性无源二端 网络中，对其外部任一节点，流 入该节点的电流代数和等于零。
02
诺顿定理是电路分析中的重要定 理之一，它与基尔霍夫电流定律 （KCL）相似，但适用于更广泛 的电路情况。
诺顿定理的应用
01
02
03
验证电路的正确性
通过应用诺顿定理，可以 验证电路中电流的正确性 ，确保电路设计无误。
电路的组成
总结词
电路的组成包括电源、负载、开关、导线等部分。
详细描述
电源是电路中提供电能的设备，如电池、发电机等；负载是电路中消耗电能的 设备，如灯泡、电机等；开关用于控制电路的通断；导线用于连接各元件，形 成电流的通路。
电路的状态
总结词
电路的状态分为开路、短路和闭路三种。
详细描述
开路是指电路中无电流通过的状态，通常是由于开关未闭合或导线断开等原因造成的；短路是指电流不经过负载 直接由电源正负极流过的状态，会导致电流过大、发热甚至烧毁电源；闭路是指电路中电流正常流通的状态，负 载正常工作。
总结词
基尔霍夫电压定律也称为回路电压定律，它指出在电路中，沿着任意闭合回路的电压降总和等于零。
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。
电路的基本概念
电路的基本概念新授课一、电路1、概念：电流所经过的路径。
2、组成：电源——将其他形式能转变为电能的装置。
负载——将电能转变为其他形式能的装置。
中间环节——导线、开关。
3、作用：实现电能的传输和转换、传递和处理电信号。
4、电路模型：由一些理想元件组成的电路。
5、电路图：6、内电路：电源内部的通路。
外电路：电源外部的电路。
7、电路状态：（1）：通路：a：电源的端电压U与负载电流I的关系可用电源的外特性来确定。
U=E-rI 或 I=E/R+rb：满载：工作在额定条件下的电路状态。
例：轻载：低于额定条件下的电路状态。
过载：高于额定条件下的电路状态。
（2）：开路：电路中I=0；端电压U=E，且U方向与电动势的E方向相反。
此时端电压称为开路电压。
（3）：短路：短路I sC很大，I sC =E/r端电压U=0,负载中的电流I=0,内压降U r=E二、电流和电流密度1、电荷的定向移动形成电流。
导体中有持续电流的条件是导体两端保持一定的电压。
2、电流强度（简称---电流）：a：定义：Ib：单位：安（A）、毫安（mA）、微安（uA）1A=103 mA=106 uA3、电流方向：（1）规定：正电荷移动的方向。
（2）参考方向：假定的电流方向。
注意：在电路中所标出的方向均为参考方向。
例：设定参考方向后，代入方程求解，若得Ｉ＞０，则说明参考方向与实际方向相同；若得Ｉ＜０，则说明参考方向与实际方向相反。
４、电流分类：直流电流（ＤＣ） I交流电流（ＡＣ） i５、电流密度：（1）定义：当电流在导体的横截面上均匀分布时，电流与导体横截面积的比。
（2）公式：J=I/S单位：安/毫米2三：电压U1、电压就是电路中两点的电为之差。
2、方向∶（1）规定：从高电位指向低电位。
（2）参考方向：参考极性假定的电压方向。
表示方法：（1）双下标；例：（2）箭头；例：（3）用“+ ”和“ - ”极性符号；例：3、单位：伏特4、求解方法：（1）利用两点电位之差。
生活中的电路知识
生活中的电路知识一、电路的基本概念电路是指由电源、导线和负载组成的电气连线系统。
电源提供电能，导线用于传输电能，负载消耗电能。
在生活中，我们常见的电路有各种电器、灯具、插座等。
二、电路的分类根据电流的流动方式，电路可以分为串联电路、并联电路和混合电路。
1. 串联电路：指电流沿着一条路径流动，负载依次连接。
在生活中，我们常见的串联电路包括家庭照明电路和电子设备的电路。
例如，当我们打开家里的开关时，电流从电源进入导线，然后依次通过各个灯具，最后回到电源。
2. 并联电路：指电流分为几条路径流动，负载并行连接。
在生活中，我们常见的并联电路包括家庭插座和电源适配器。
例如，当我们插上电源适配器时，电流可以同时通过多个插孔，供应不同的电器使用。
3. 混合电路：指既有串联部分又有并联部分的电路。
在生活中，我们常见的混合电路包括电路板和各种电子产品内部的电路。
三、电路的元件电路中的元件包括电源、开关、导线、负载等。
1. 电源：提供电能的装置，可以是电池、电网或发电机。
在生活中，我们使用的电源有家庭电源、电池、充电器等。
2. 开关：用于控制电路的通断，分为单控开关和双控开关。
在生活中，我们常见的开关有墙壁开关、电器上的按钮等。
3. 导线：用于传输电能的金属线材，分为导电良好的铜线和导电性较差的铁线。
在生活中，我们使用的导线有电线、插座上的金属触点等。
4. 负载：消耗电能的装置，包括灯泡、电器、电机等。
在生活中，我们使用的负载有各种家电、电脑、手机等。
四、电路中的电流、电压和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导线的数量，用安培(A)表示。
电压是指电流在电路中的推动力，用伏特(V)表示。
电阻是指阻碍电流流动的程度，用欧姆(Ω)表示。
在电路中，根据欧姆定律，电流、电压和电阻之间存在如下关系：电流 = 电压 / 电阻。
五、电路中的串联和并联规律在串联电路中，各个负载的电压之和等于电源的电压，而电流相同。
在并联电路中，各个负载的电流之和等于电源的电流，而电压相同。
电路的基本概念
电路的基本概念
1.电路：为了某种目的，把电源与电子元件与负载连接起来即成为
电路。
（举例）
2.实际电路：是为完成某种预期的目的而设计、安装、运行的，由
电路器件和电路部件相互连接而成，具有特定的功能。
3.电路的功能：传输与处理信息、能量的传递、电量的测量、存贮
信息以及控制计算等功能。
4.电源和负载：在实际电路中，电能或电信号的发生器称为电源，
用电设备称为负载。
5.激励和响应：激励是对电源
．．而言的，电压和电流是在电源的作用
下产生的，因此电源又称为激励源；响应是对负载
．．而言的，由激励作用而在电路中产生的电压和电流称为响应。
有时，根据激励和响应之间的因果关系，把激励称为输入，响应称为输出。
6.电路模型：实际电路的电路模型是由理想电路元件
．．．．．．相互连接而成的。
7.理想元件：即在一定条件下对实际元件加以理想化，忽略它的次
要的性质，并用一个足以表征其主要性能的模型来表示它。
理想电路元件是组成电路模型的最小单元，是一种理想化的模型且具有精确的数学定义。
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
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直流电路
任务1 电路的基本概念
活动1：电路的相关知识
一、电路的组成和功能
电路是电流的流通路径，它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。
电路的作用 （1）电能的传输和转换
（2）信号的传递和处理
电路的组成
（1）电源 实际电路中，电能或电信号的发生器称为电源
电路中提供电能或信号的器件，把非电能转换为电能并向外提供电能的设备
（2）负载 用电设备；电路中吸收电能或输出信号的器件
（3）中间环节
开关：控制电器，用于控制电路的接通和断开
连接导线：将电源和负载连接起来，担负着电能的传输和分配
二、 电路中的主要物理量
1、电流
1）电流的形成 带电粒子（电子、离子等）的定向运动形成电流
2）电流形成的条件 导体内要有可作定向移动的电荷
导体内部存在电场
3）电流的大小
单位时间内通过导体横截面的电量 I （A ）= Q （C ）/ t （S ）
4）电流的单位
单位：A （SI ）、kA 、mA 、uA
换算关系：
5）电流的方向 A 、实际方向 正电荷移动的方向
B 、参考方向 人为设定，作为分析电路的依据，常用箭头或双下标表示 在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向
图 电流的参考方向
A
mA A μ6310101==(a )(b )
(c )(d )
参考方向
实际方向ab 参考方向
实际方向ba
C 、电流正负值的意义
i>0——电流值为正，表示实际方向与参考方向一致
i<0——电流值为负，表示实际方向与参考方向相反
注意：A 、分析电路前一定要选定电流的参考方向；
B 、参考方向一经选定就不能再改变，电流就有正负；
C 、没有参考方向，电流的正负就没有意义；
D 、一般电路中的电流的方向均是参考方向；
2、电压
1）电压的定义
电路中A 、 B 两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A 点移动到B 点所减少的电能, 即
式中 Δq 为由A 点移动到B 点的电荷量
ΔW AB 为移动过程中电荷所减少的电能
2）电压的单位：V （SI ）、kV 、mV
3）电压的方向
A 、实际方向 电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向
B 、参考方向 人为设定作为分析电路的依据；用双下标、正负极性或箭头表示
图 电压的参考方向
C 、电压正负值的意义
u>0——电压值为正，表示实际方向与参考方向一致
u<0——电压值为负，表示实际方向与参考方向相反
注意：分析电路时，首先应该规定电流、电压的参考方向。
4）元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。
图 电流和电压的关联参考方向
dq
dW q W u AB AB q AB =∆∆=→∆0lim (a )(b
)
u ＋
－i
u
3、电功率
1）定义 电流在单位时间内所做的功，称为电功率，简称功率，用P 表示。
2）数学表达式
UI t W P ==
3）单位 KW 、W 、mW
4）常见计算公式 R U R I IU P 2
2
=== 说明: A 、当负载电阻一定时，电功率与电流的平方或电压的平方成正比
B 、当流过负载的电流一定时，电功率与电阻的阻值成正比
C 、当加在负载两端的电压一定时，电功率与电阻的阻值成反比
D 、串联电阻的功率与各电阻的阻值成正比；并联电阻的功率与各电阻的阻值
成反比
三、电路的基本元件
1、电阻
1）电阻 导体对电流的阻碍作用，用R 表示
2）电阻的单位 Ω（SI ）、k Ω、M Ω
3）电阻的大小（电阻定律）
S L
R ρ=
其中ρ：导体的电阻率（m ⋅Ω）与材料的性质和温度有关，反映了导
体导电性的好坏
R ：导体长度（m ）
L ：导体的横截面积（2
m ）
4）电阻与温度的关系
A 、温度升高，自由电子的移动受到的阻碍增加
B 、温度升高，使物质中带电质点数目增多，更容易导电
2、电感
3、电容
活动2电路的三种工作状态
一、电路的有载工作
1、有载状态 电源接一定负载时，将输出一定大小的电流和功率。
通常，负载并联在电源上。
因电源输出电压基本不变，所以负载端电压也基本不变，负载并接越多，电源输出的电流越大，输出功率越大。
2、额定值 电气设备产品规定的电压、电流和功率的限额。
通常标在产品的铭牌或
说明书上。
额定值：是制造厂商为了使产品能在给定的条件下正常运行而规定的正常允许值。
实际值：电气设备或元件使用时的电压电流功率等。
不一定等于它们的额定值。
负载都是并联运行，其两端电压基本不变。
电源输出的功率和电流决定于负载的大小即负载要多少功率和电流，电源就给多少，故电源通常不一定处于额定工作状态但不能超过额定值。
当电流超过额定值过多时，发热，绝缘受损。
当电压超过额定值过多时，绝缘材料被击穿。
当电流、电压过低时，不能正常工作，不能充分设备利用能力。
额定值标在铭牌上，用U
N 、I
N
、P
N
表示。
3、满载额定工作状态电气设备在额定值的情况下工作
要尽可能使设备工作在额定状态下，这样既安全可靠又能充分发挥设备的作用。
这种工作状态也称“满载”。
4、过载电气设备超过额定值工作
如果过载时间较长，则会大大缩短电气设备的使用寿命，在严重的情况下甚至会使电气设备损坏。
5、轻载或空载如果使用时的电压值、电流值比额定值小得多“
轻载或空载”状态下设备就不能正常合理地工作或者不能充分发挥其工作能力，这是应该避免的。
二、开路
特征：I＝0
U＝E
P＝0
开路也称断路状态，这时电源和负载未构成通路，负载上电流为零，电源空载，不输出功率。
三、短路
短路状态指电源两端因故而短接在一起，相当于负载电阻为零，电源端电压为零，不输出电功率。
特征：U＝0
I＝I S＝E／R0
P E＝P＝R0I2
P＝0
因短路电流很大，易造成设备损坏。
故工作中，应防止短路事故发生。
通常电路中接入熔断器等措施，以便在发生短路时能迅速切断电路。