电工学第1章
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电工学第1章习题
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第1章 直流电路
1.6.1 图示电路中，已知 US ＝6 V，IS＝2 A ，R1＝2 ，R2 ＝1 。求开关 S 断开时开关两 端的电压 U 和开关 S 闭合时通过 R1
开关的电流 I（不必用支路电流
法）。
R2 I2 +
_US
IS
S+ U
I_
[解] 设通过 R2 的电流为 I2 。
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第1章 直流电路
1.6.4 求图示电路中恒流源两 端的电压 U1、U2 及其功率，并说 明是起电源作用还是起负载作用。
[解]
5
+ 5A I
+
U3
_ +
1A
U1
2 U2
_
_
设 2 电阻上电流为 I，5 电阻两端电压为U3 如图。
I(51)A4A U1(24)V8V,U3(51)V5V U2 U1U3 (85)V3V
IS1
R3
IS2
R1
R2
+
_
US
1.9.2 用戴维宁定理求 图示电路中理想电流源两 端的电压。
R1
R3
2
1
+
6V
U_ S1 R2
2 R4 1 IS 3 A
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第1章 直流电路
1.9.3 用戴维宁定理求 图示电路中的电流 I2 。
+
IS 5 A 10 V
U_ S
I2
R2 3 R1 2
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第1章 直流电路
1.6.3 求图示电路中通过恒压源 的电流 I1、I2 及其功率，并说明是 起电源作用还是起负载作用。
第一章 电路的基本概念和基本定律
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
伏-安关系： 电压电流关系 （u，i关联参考方向下）
i u e
N
d e dt dLi di L dt dt
di u e L dt
电磁感应定律 感应电动势阻碍电流 变化，且其大小与电 流变化快慢有关
对于线性电感
伏安关系
说明1： 电压与电流的变化率成正比，电感是动态元件 当
如果U 、I方向不 一致该如何？
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
二、功率的计算：
U、 I 为关联参考方向时： U、 I 为非关联参考方向时：
P = UI或 p＝ui
三、功率性质： 若计算结果 P（p） 0
若计算结果P（p） 0
Hale Waihona Puke + u –+
i
i
u –
P = －UI或 p＝－ui
电工技术（电工学I）
第一章 电路的基本概念和基本定律 Basic conception and Laws of circuit
江苏大学电气信息工程学院
School of electric and information，UJS
电路的基本概念和基本定律
内容
1.1 电路的作用与组成
1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向 1.4 电路的功率
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
4.关联与非关联参考方向 对任一元件或一段电路 关联方向：
I
与
U
的参考方向一致
a
I U
b
非关联方向：
I
与
U
的参考方向相反
a
电路的基本概念和基本定律
伏-安关系： 电压电流关系 （u，i关联参考方向下）
i u e
N
d e dt dLi di L dt dt
di u e L dt
电磁感应定律 感应电动势阻碍电流 变化，且其大小与电 流变化快慢有关
对于线性电感
伏安关系
说明1： 电压与电流的变化率成正比，电感是动态元件 当
如果U 、I方向不 一致该如何？
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
二、功率的计算：
U、 I 为关联参考方向时： U、 I 为非关联参考方向时：
P = UI或 p＝ui
三、功率性质： 若计算结果 P（p） 0
若计算结果P（p） 0
Hale Waihona Puke + u –+
i
i
u –
P = －UI或 p＝－ui
电工技术（电工学I）
第一章 电路的基本概念和基本定律 Basic conception and Laws of circuit
江苏大学电气信息工程学院
School of electric and information，UJS
电路的基本概念和基本定律
内容
1.1 电路的作用与组成
1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向 1.4 电路的功率
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
4.关联与非关联参考方向 对任一元件或一段电路 关联方向：
I
与
U
的参考方向一致
a
I U
b
非关联方向：
I
与
U
的参考方向相反
a
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
门知识并为后续课程打下基础，主要是计算 电路中器件的端子电流和端子间的电压，一 般不涉及器件内部发生的物理过程。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流强度定义说明图
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向 实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
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1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流强度定义说明图
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
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电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向 实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
电工学第一章试题及答案
电工学第一章试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电流的单位是（）。
A. 伏特B. 安培C. 瓦特D. 欧姆答案：B2. 电阻的单位是（）。
A. 伏特B. 安培C. 瓦特D. 欧姆答案：D3. 电路中电流的流动方向是（）。
A. 从负极到正极B. 从正极到负极C. 任意方向D. 不流动答案：B4. 欧姆定律的公式是（）。
A. V = IRB. I = VRC. R = VID. V = RI5. 并联电路中，电阻的总阻值（）。
A. 等于最大电阻值B. 等于最小电阻值C. 小于任一电阻值D. 等于任一电阻值答案：C6. 串联电路中，电流的大小（）。
A. 等于任一电阻的电流B. 大于任一电阻的电流C. 小于任一电阻的电流D. 不确定答案：A7. 电容器的单位是（）。
A. 法拉B. 欧姆C. 安培D. 伏特答案：A8. 电感器的单位是（）。
A. 法拉B. 亨利C. 安培D. 伏特答案：B9. 电能的单位是（）。
B. 瓦特C. 伏特D. 安培答案：A10. 电功率的单位是（）。
A. 焦耳B. 瓦特C. 伏特D. 安培答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 当电压为220V时，通过电阻R=100Ω的电流为______安培。
答案：22. 电路中电阻R=10Ω，电流I=5A，根据欧姆定律，电压V=______伏特。
答案：503. 电容器的电容为C=2μF，电压V=300V，则电容器存储的电荷Q=______库仑。
答案：0.64. 电感器的电感L=0.5H，电流变化率dI/dt=2A/s，则电感器产生的感应电动势E=______伏特。
答案：15. 一个并联电路由两个电阻R1=4Ω和R2=8Ω组成，总电阻Rt=______Ω。
答案：2.676. 一个串联电路由两个电阻R1=6Ω和R2=12Ω组成，总电阻Rt=______Ω。
答案：187. 电能W=Pt，其中P是功率，t是时间，若P=100W，t=2h，则W=______焦耳。
电工学第一章直流电路
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（三）电路的短路 开关SA接“3” 号位置，电路中的 短路电流： I短 E r U外 E I短r 0
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（四）电路在三种状态下各物理量的关系
电路 状态
电流
电压 电源消耗功率 负载功率
断路 I 0
U E
PE 0
（一）部分电路欧姆定律 （二）全电路欧姆定律
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（一）部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容 在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体
两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即 I=U/R 。
式中 I—导体中的电流，A； U —导体两端 的电压，V； R—导体的电阻，Ω。
1.串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：
I I1 I2 In
2.串联电路两端总电压等于各电阻两端分电压之和，即：
U U1 U2 Un
3.串联电路等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻值之
和，即：
R R1 R2 Rn
注：（1）如果电路中串联的 n 个电阻值相等（均为 R0），
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（二）电阻率 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号ρ表示。其单位为Ω·m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。
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的电压表，它的内阻 R0 为 40kΩ 。用它测量电压时，允 许流过的最大电流是多少？
解：
I
U R0
300 40 103
（三）电路的短路 开关SA接“3” 号位置，电路中的 短路电流： I短 E r U外 E I短r 0
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（四）电路在三种状态下各物理量的关系
电路 状态
电流
电压 电源消耗功率 负载功率
断路 I 0
U E
PE 0
（一）部分电路欧姆定律 （二）全电路欧姆定律
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（一）部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容 在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体
两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即 I=U/R 。
式中 I—导体中的电流，A； U —导体两端 的电压，V； R—导体的电阻，Ω。
1.串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：
I I1 I2 In
2.串联电路两端总电压等于各电阻两端分电压之和，即：
U U1 U2 Un
3.串联电路等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻值之
和，即：
R R1 R2 Rn
注：（1）如果电路中串联的 n 个电阻值相等（均为 R0），
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（二）电阻率 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号ρ表示。其单位为Ω·m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。
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的电压表，它的内阻 R0 为 40kΩ 。用它测量电压时，允 许流过的最大电流是多少？
解：
I
U R0
300 40 103
大学经典教材--电工学第一章第一部分
本学期准备继续开展电路设 计及仿真软件的学习活动，主要 是以自学为主。可以自己到实验 中心EDA实验室，登记上机。 对于使用该软件较好， 可独立设计出较复杂的系统， 并给出报告的可在期末给与加分 奖励。
通 知 我系对非电专业学生开展SRT训练，可 在老师指导下进行电工电子技术科技活动， 培养动手能力和科研能力。该训练可贯穿至 毕业设计。愿参加者可到我处报名，报名时 间不限，在我任课的三个学期内均可。报名 人数每班不超过2人，总共可接纳10人左右 。活动地点在西主楼一区215。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如： • 当受外界热和光的作用时，它的导电能
力明显变化。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使
它的导电能力明显改变。
2.1.3 半导体二极管
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝 PN结
引线
外壳
小功率高频
到50年代末，人们越来越强烈地感到， 一个个互相独立的元件、器件的小型化之路， 将走到尽头。这是因为， 一个复杂的电路，里面有大量的元器件， 这些“零件”之间要用导线连接起来。 大量的导线也限制了电路体积的缩小。 在科学技术发展的关键时刻， 往往需要富有想象力的科学家创造全新的观念。 1958年，就出现了两位这样的人物： 基尔比和诺伊斯。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是 主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、 保护等等。下面介绍两个交流参数。
二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 利用二极管的单向导电特性可作为电子开关。 如下面的两个例子就是其典型应用。
§1.1 半导体的基本知识
电工学第一章
电路符号 e
RS 实际电压源(交流) 实际电压源(交流) + -
E
RS
+ -
或
E
RS
+ -
实际电压源(直流) 实际电压源(直流)
伏安特性
i
u
U0 = EE R
e
+ u
理想 电压 源伏 安特 实际电压源 性 伏安特性
IS = E RS
RS
0
i
u = e – Rs i
特点：输出电压随外电路变化。 特点：输出电压随外电路变化。
3) 注意：参考方向一经规定之后，就不1.1 参考方向和参考极性
3、规定参考方向的任意性和习惯性 、
1) 任意性：参考方向可任意和独立地规定。 任意性：
四种配合，实质只有两种： 电压、电流同向 电压、电流反向
2) 习惯性 习惯性(惯例)：要按人们的通常习惯来选择参考
RS
u －
实际电压源与理想电压源的本质区别 注意 在于其内阻RS。 当 RS = 0 时，实际电压源就成为理想电压源。 实际电压源就成为理想电压源。 e
RS 实际电压源 + -
RS = 0
e
+ -
理想电压源 i i
实际工程中， 实际工程中，当 + 负载电阻远远大 e - u 于电源内阻时， 于电源内阻时， RS 实际电源可用理 想电压源表示。
§1.2 元件的特性方程
3) 电感元件
(2) 特征方程 ① eL和uL的关系 uL＝－eL ② eL、i、uL参考方向配合如右图，可得： eL＝－L di/dt uL＝－eL ③ 电感元件特性方程： di uL = L （无源惯例） dt 逆关系式：
1 i (t ) = L
电工学(上下册)
1.6 基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律应用于结点，
基尔霍夫电压定律应用于回路．
名词注释：
支路：电路中每一个分支 支路通过的电流叫做支路电流 节点：三个或三个以上支路的联结点 回路：电路中任一闭合路径
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例
b 支路：ab、ad、… ... （共6条） I1 I2 R6 I5 d + _
第三章 正弦交流电路
第四章 三相电路 第五章 电路的暂态分析
1.1 电路的作用与组成部分 电路：就是电流所通过的路径。它是由电路元件按 一定方式组合而成的。 电路的作用： 实现电能的传输和转换，（作用之一） 电路的组成：电源、负载、中间环节三部分 电路的结构形式和所完成的任务多种多样的，举例：
升压 变压器 输电线 降压 变压器 电灯 电动机 电炉
(1)当U和I参考方向选择一致的前提下
参考方向 实际方向
若 P = UI 0
a
b
+ U _
R
“吸收功率” I （负载）
若 P = UI 0 a + “发出功率” + I U （电源） _ b 若 P = UI 0
+
(２)当U和I参考方向选择不一致的前提下
若 P = UI 0
a b + U _ R
a
节点：a 、 b、c 、d (共4个） I4
I6
c
I3
回路：abda、 bcdb、 … ... （共7 个）
E3
R3
目录
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1.6.1 基尔获夫电流定律（KCL方程）
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于
由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节
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基尔霍夫电流定律应用于结点 ，基尔霍夫电压定 律应用于回路 。 I1
2013年3月28日星期四
c
+ R1 E1
a R2 + R3
I2
d
E2
-
I3
b
18
1.6.1 名词解释
1．支路：电路中的每一分支称为支路（流过同 一电流）。流过支路的电流称为支路电流。 2．结点：支路的交叉称为结点。 3．回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。 4．网孔：不含支路的回路（判别方法）。 5．网络：指较多元件组成的电路。 I1
发电机
3
2013年3月28日星期四
（2）信息的传递与处理。
如：各种信息处理电路等。
话筒
放 大 器
（扩音机电路示意图）
扬声器
激励：电源或信号源的电流和电压 响应：由于激励在电路各部分产生的电流和电压
4
§1-2
2013年3月28日星期四
电路的模型
实际电路都是由一些实际的元器件所组成。 在分析电路时，我们要对实际电路建立数学模型 —电路模型。 所谓电路模型就是指一个实际元件在特定的 条件下，所表现的主要的电磁特性，而忽略其次 要因素，如R、L、C等。这种表示的参数，我 们称为集总参数（解释集总参数元件与电路）。 开关 电 池 负 载 开关
IAB
IB B IBC
ICA
C
IC
或
∑I=0
21
例题
2013年3月28日星期四
图示电路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。 求I2，I3和I6。
解： I3=I1－I5=11－6=5（mA)
I6
R2
I2
I4
I2=I3－I4=5－12=－7（mA)
I1 I6=I1－I2=11－(－7)=18（mA) I6=I4+I5=12+6=18（mA)
U RI
c
U=E-R0I
U 理想电源的
外特性曲线
+
U d R
E U=E I
0 电源的伏安特性是指电源对外 供电时，其端电压U和流过其中 电源的外特性曲线 电流I的关系。此种关系也称电 10 源的外特性。
2．功率及功率平衡
因为：U=E-R0I
所以各项同乘电流后可得功率平衡式： UI =EI -R0I I P=PE-△P
或 -I1- I2+I3=0
也可写成： I1+ I2 = I3
+ R1
E1 I3 b
R2 +
R3 E2 -
（入） （出）
2．注意正负号的取法（两套符号）
20
3．推广到广义结点（任一闭合面）上使用。
2013年3月28日星期四
IA+IB+IC=0
【证明】
IA
A
IA= IAB- ICA
IB= IBC- IAB IC= ICA- IBC 将三式相加得： IA+IB+IC=0
短路通常是一种 严重事故，应该 尽力预防。
U=0
特征 I=IS=E/R0 PE=△P=R0I2，P=0 原因：绝缘损坏、接线不慎。 保护：熔断器、自动断路器
17
2013年3月28日星期四
a + E R0
b
I + U
c
R
d
-
§1-6基尔霍夫定律 （德国物理学家）
除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律， 还有基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
+ ER0
+ U -
R
5
§1-3
电压和电流的参考方向
2013年3月28日星期四
电流的实际方向为正电荷的运动方向。 I I + + E1 E2 + E+ R U R R1 R2 R0 （1）为什么要引入参考方向？ （3）参考方向的表示方法：a）箭头； a）复杂电路很难确定电流的实际方向。 b）双下标。 b）交流电路中，电流本身就是交变的。 （4）电流正负的意义： （2）参考方向的选择：原则上是任意的，实际和 正——表示参考方向和实际方向一致。 电压的参考方向一起选。 负——表示参考方向和实际方向相反。
UN—额定电压 IN—额定电流 PN—额定功率
2013年3月28日星期四
电气设备（元件）使用时，其实际值不一定等于 15 额定值。
1.5.2电源开路（引伸为支路电流为零）
a + E R0 I +
2013年3月28日星期四
c
I=0
U -
R d
特征
P=0
b
U=E=U0（开路电压）
16
1.5.3 电源短路
UCA -
+
+ UBC -
也可应用KVL求解。
UAB+UBC+UCA=0 UCA=－1V
UCD
+
C
24
3．讨论
2013年3月28日星期四
（1）列KVL（ ∑U=0 ）前，要首先选定回路绕行 方向，然后 再列方程，电压降和回路绕行方向一致 取正，否则取负。 （2）KVL的另一种表达式。 ∑U=∑E 此时注意正负号的取法。 （3）KVL对闭合回路中各支路电压施加了约束， 它与元件性质无关。 （4）绕行方向的选择：原则上是任意的。 （5）KVL可推广到任一假想的闭合回路
一、电路的组成
开关 负 载
1．电路： 电流流通的路径称为电路。 电 池
（1）电源：提供能量。 2．组成：
（2）负载：消耗能量。
（ 3）中间环节：连接电源和负载 的导线及控制元件。
2
3．作用
（1）电能的传输与转换。
如：输配电电路（电力系统）。
升压 变压器 降压 变压器 用户 负载
2013年3月28日星期四
c + R1 E1 I3 b R3 a I2 d
2013年3月28日星期四
R2 +
E2
E115A
19
1.6.2 KCL（电流定律）
2013年3月28日星期四
1．定义：在任一时刻，任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。 即∑I=0；或 ∑I入= ∑I出
I1+ I2-I3=0 I1 c a I2 d
PE EI 1 5 5W (发出）
R0
1Ω U0
b
PE P0 P 0
即： P 0
13
几点注意事项：
2013年3月28日星期四
（1）功率与电压的平方成正比，即电压增大1 倍，P增大4倍。
（2）P=UI为关联方向的关系式。 （3）在关联方向下功率大于0为耗能，小 于0为放能（电源与负载的判别）。
R1
R3
I3
I5
22
1.6.3 KVL（电压定律）
1．定义：在任一时刻，沿任一回路循行方向（顺时针或
逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零。
2013年3月28日星期四
2．表达式 ∑E= ∑U
∑U=0
I1
c + R1
a R2 + R3 I3 -
I2
d
E1=I1R1+ I3R3
E2=I2R2+ I3R3 E1=I1R1－I2R2+E2
2013年3月28日星期四
例如：电路如图所示，如选D或B为参考点，
求各个电位及电位差。 4A B 6A A C 20Ω 5Ω + + E1 140V 90V E2 10A 6Ω D
27
结论：选D或B时，各点电位变了，
解：（1）
VD=0V VA=140V VB=10×6=60V VC=90V UAB=VA-VB=80V A C 但任意两点之间电位差不变。 选D为参考点则： 20Ω 5Ω E1 + + 140V 90V 10A 6Ω E2 4A B 6A
2013年3月28日星期四
D （2）选B为参考点则：
VB=0V ；VA=80V ；VC=30V；
VD=-10×6=-60V ； UAC=VA-VC=50V UAC=VA-VC=50V UAB=VA-VB=80V
28
2013年3月28日星期四
电路化简
实际中也可用“电位简 略图”表示电路原理图。 E1 例如：A点接140V理想 电压源的正极，它的负极 意味着接“地”。 A 4A B 5Ω A
S
10K
A
结论：电位是某点相对参考点的电压；
电压是两点电位之差。
30
E1
-
E2
b
23
例题1.6.2
2013年3月28日星期四
电路如图所示，已知UAB=5V，UBC=－4V，
UDA=－3V。试求：（1）UCD；（2）UCA
解：
（1） UAB+UBC+UCD+UDA=0 A 5+（－4）+UCD+（－3）=0 UDA UCD=2V + （2）ABCA不是闭合回路， D UAB - B + -
6
电压和电动势的参)双下标； c)正负号。 5V
IL
+
a 4V U
1Ω
-4V
4Ω
-
-1A
b
问题：在一个电路中，电流和电压的参考方向应 该怎样选择呢？
原则：电压和电流方向相关联
7
§1-4
2013年3月28日星期四
欧姆定律
欧姆定律是德国物理学家乔治· 欧姆在1826年发现的 （1787年—1854年） 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这 就是欧姆定律。
（4）对于独立电路来说
∑P≡0。
（5）当R=RO时，电源输出功率为最大（最 大功率传输）。
2013年3月28日星期四
c
+ R1 E1
a R2 + R3
I2
d
E2
-
I3
b
18
1.6.1 名词解释
1．支路：电路中的每一分支称为支路（流过同 一电流）。流过支路的电流称为支路电流。 2．结点：支路的交叉称为结点。 3．回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。 4．网孔：不含支路的回路（判别方法）。 5．网络：指较多元件组成的电路。 I1
发电机
3
2013年3月28日星期四
（2）信息的传递与处理。
如：各种信息处理电路等。
话筒
放 大 器
（扩音机电路示意图）
扬声器
激励：电源或信号源的电流和电压 响应：由于激励在电路各部分产生的电流和电压
4
§1-2
2013年3月28日星期四
电路的模型
实际电路都是由一些实际的元器件所组成。 在分析电路时，我们要对实际电路建立数学模型 —电路模型。 所谓电路模型就是指一个实际元件在特定的 条件下，所表现的主要的电磁特性，而忽略其次 要因素，如R、L、C等。这种表示的参数，我 们称为集总参数（解释集总参数元件与电路）。 开关 电 池 负 载 开关
IAB
IB B IBC
ICA
C
IC
或
∑I=0
21
例题
2013年3月28日星期四
图示电路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。 求I2，I3和I6。
解： I3=I1－I5=11－6=5（mA)
I6
R2
I2
I4
I2=I3－I4=5－12=－7（mA)
I1 I6=I1－I2=11－(－7)=18（mA) I6=I4+I5=12+6=18（mA)
U RI
c
U=E-R0I
U 理想电源的
外特性曲线
+
U d R
E U=E I
0 电源的伏安特性是指电源对外 供电时，其端电压U和流过其中 电源的外特性曲线 电流I的关系。此种关系也称电 10 源的外特性。
2．功率及功率平衡
因为：U=E-R0I
所以各项同乘电流后可得功率平衡式： UI =EI -R0I I P=PE-△P
或 -I1- I2+I3=0
也可写成： I1+ I2 = I3
+ R1
E1 I3 b
R2 +
R3 E2 -
（入） （出）
2．注意正负号的取法（两套符号）
20
3．推广到广义结点（任一闭合面）上使用。
2013年3月28日星期四
IA+IB+IC=0
【证明】
IA
A
IA= IAB- ICA
IB= IBC- IAB IC= ICA- IBC 将三式相加得： IA+IB+IC=0
短路通常是一种 严重事故，应该 尽力预防。
U=0
特征 I=IS=E/R0 PE=△P=R0I2，P=0 原因：绝缘损坏、接线不慎。 保护：熔断器、自动断路器
17
2013年3月28日星期四
a + E R0
b
I + U
c
R
d
-
§1-6基尔霍夫定律 （德国物理学家）
除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律， 还有基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
+ ER0
+ U -
R
5
§1-3
电压和电流的参考方向
2013年3月28日星期四
电流的实际方向为正电荷的运动方向。 I I + + E1 E2 + E+ R U R R1 R2 R0 （1）为什么要引入参考方向？ （3）参考方向的表示方法：a）箭头； a）复杂电路很难确定电流的实际方向。 b）双下标。 b）交流电路中，电流本身就是交变的。 （4）电流正负的意义： （2）参考方向的选择：原则上是任意的，实际和 正——表示参考方向和实际方向一致。 电压的参考方向一起选。 负——表示参考方向和实际方向相反。
UN—额定电压 IN—额定电流 PN—额定功率
2013年3月28日星期四
电气设备（元件）使用时，其实际值不一定等于 15 额定值。
1.5.2电源开路（引伸为支路电流为零）
a + E R0 I +
2013年3月28日星期四
c
I=0
U -
R d
特征
P=0
b
U=E=U0（开路电压）
16
1.5.3 电源短路
UCA -
+
+ UBC -
也可应用KVL求解。
UAB+UBC+UCA=0 UCA=－1V
UCD
+
C
24
3．讨论
2013年3月28日星期四
（1）列KVL（ ∑U=0 ）前，要首先选定回路绕行 方向，然后 再列方程，电压降和回路绕行方向一致 取正，否则取负。 （2）KVL的另一种表达式。 ∑U=∑E 此时注意正负号的取法。 （3）KVL对闭合回路中各支路电压施加了约束， 它与元件性质无关。 （4）绕行方向的选择：原则上是任意的。 （5）KVL可推广到任一假想的闭合回路
一、电路的组成
开关 负 载
1．电路： 电流流通的路径称为电路。 电 池
（1）电源：提供能量。 2．组成：
（2）负载：消耗能量。
（ 3）中间环节：连接电源和负载 的导线及控制元件。
2
3．作用
（1）电能的传输与转换。
如：输配电电路（电力系统）。
升压 变压器 降压 变压器 用户 负载
2013年3月28日星期四
c + R1 E1 I3 b R3 a I2 d
2013年3月28日星期四
R2 +
E2
E115A
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1.6.2 KCL（电流定律）
2013年3月28日星期四
1．定义：在任一时刻，任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。 即∑I=0；或 ∑I入= ∑I出
I1+ I2-I3=0 I1 c a I2 d
PE EI 1 5 5W (发出）
R0
1Ω U0
b
PE P0 P 0
即： P 0
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几点注意事项：
2013年3月28日星期四
（1）功率与电压的平方成正比，即电压增大1 倍，P增大4倍。
（2）P=UI为关联方向的关系式。 （3）在关联方向下功率大于0为耗能，小 于0为放能（电源与负载的判别）。
R1
R3
I3
I5
22
1.6.3 KVL（电压定律）
1．定义：在任一时刻，沿任一回路循行方向（顺时针或
逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零。
2013年3月28日星期四
2．表达式 ∑E= ∑U
∑U=0
I1
c + R1
a R2 + R3 I3 -
I2
d
E1=I1R1+ I3R3
E2=I2R2+ I3R3 E1=I1R1－I2R2+E2
2013年3月28日星期四
例如：电路如图所示，如选D或B为参考点，
求各个电位及电位差。 4A B 6A A C 20Ω 5Ω + + E1 140V 90V E2 10A 6Ω D
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结论：选D或B时，各点电位变了，
解：（1）
VD=0V VA=140V VB=10×6=60V VC=90V UAB=VA-VB=80V A C 但任意两点之间电位差不变。 选D为参考点则： 20Ω 5Ω E1 + + 140V 90V 10A 6Ω E2 4A B 6A
2013年3月28日星期四
D （2）选B为参考点则：
VB=0V ；VA=80V ；VC=30V；
VD=-10×6=-60V ； UAC=VA-VC=50V UAC=VA-VC=50V UAB=VA-VB=80V
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2013年3月28日星期四
电路化简
实际中也可用“电位简 略图”表示电路原理图。 E1 例如：A点接140V理想 电压源的正极，它的负极 意味着接“地”。 A 4A B 5Ω A
S
10K
A
结论：电位是某点相对参考点的电压；
电压是两点电位之差。
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E1
-
E2
b
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例题1.6.2
2013年3月28日星期四
电路如图所示，已知UAB=5V，UBC=－4V，
UDA=－3V。试求：（1）UCD；（2）UCA
解：
（1） UAB+UBC+UCD+UDA=0 A 5+（－4）+UCD+（－3）=0 UDA UCD=2V + （2）ABCA不是闭合回路， D UAB - B + -
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电压和电动势的参)双下标； c)正负号。 5V
IL
+
a 4V U
1Ω
-4V
4Ω
-
-1A
b
问题：在一个电路中，电流和电压的参考方向应 该怎样选择呢？
原则：电压和电流方向相关联
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§1-4
2013年3月28日星期四
欧姆定律
欧姆定律是德国物理学家乔治· 欧姆在1826年发现的 （1787年—1854年） 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这 就是欧姆定律。
（4）对于独立电路来说
∑P≡0。
（5）当R=RO时，电源输出功率为最大（最 大功率传输）。