第1章 电路的基本定律和基本分析方法
u 0
1.3 电路的基本定律与工作状态
在写出上式时, 先要任意规定回路绕行的 方向, 凡支路电压的参考方向与回路绕行 方向一致者, 此电压前面取“+”号, 支路 电压的参考方向与回路绕行方向相反者, 则电压前面取“-”号。
1.3 电路的基本定律与工作状态
例：
5
i3
i4
a
7
i1
2
e 1
g 6
b i5 8
第1章 电路的基本定律和基本分析方法
1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本物理量及参考方向 1.3 电路的基本定律与工作状态 1.4 电路的等效变换 1.5 电路的基本分析方法 1.6 电路中电位的计算
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成和功能 1、电路的定义 电路是泛指能够提供电流的路径 2、电路的功能 （1）实现电能与其他形式的能量的转 换、传输和分配 （2）实现信号的传输与处理
1.3 电路的基本定律与工作状态
3、开路状态 开关S断开或电路中某处断开，切断的电 路中没有电流流过，此时的电路称为开 路。开路又叫断路，断开的两点间的电 压称为开路电压。 注：开路也分为正常开路和故障开路。 如不需要电路工作时，把电源开关打开 为正常开路；而灯丝烧断，导线断裂产 生的开路为故障开路，它使电路不能正 常工作。
在电路中, 把几个电阻元件依次一个一个 首尾连接起来, 中间没有分支, 在电源的作用 下流过各电阻的是同一电流。 这种连接方式 叫做电阻的串联
1.4 电路的等效变换
a I ＋ U1 － ＋ U2 － ＋ U3 －
＋
R1
R2
R3
U
a
I R1＋R2＋R3
＋
U
－ b
(a)
－ b
(b)
1.4 电路的等效变换
R0
(b) 短路状态
US R
R0
(c) 开路状态
1.3 电路的基本定律与工作状态
1 有载状态： 电源与负载构成闭合回路，电源处于有 载工作状态，电路中有电流流过。 2、短路状态 当a、b两点间用导线相连时，称电阻R1 被短路。a、b间导线称为短路线，短路 线中的电流叫短路电流。注:短路可分为 有用短路和故障短路，故障短路往往会 造成电路中电流过大，使电路无法正常 工作，严重的会产生事故
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、 基尔霍夫电流定律（KCL） 在集中参数电路中, 任何时刻, 流出（或 流入）一个节点的所有支路电流的代数 和恒等于零, 这就是基尔霍夫电流定律, 简写为KCL。写出一般式子, 为
∑i=0
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、 基尔霍夫电流定律（KCL） 在集中参数电路中, 任何时刻, 流出（或 流入）一个节点的所有支路电流的代数 和恒等于零, 这就是基尔霍夫电流定律, 简写为KCL。写出一般式子, 为
i uG
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、含源支路的欧姆定律 如果在电路的某一条支路中不但有电 阻元件，而且含有电压源Ｕs，那么这 条支路就称为含源支路。
I
R1 + Us1- R2 -Us2 +
a
b
1.3 电路的基本定律与工作状态
a.b两点之间的电压： Ｕab=R1I+US1+R2I-US2
i lim q dq t0 t dt
1.2 电路的基本物理量及参考方向
(2)直流电流的计算公式
Iq t
（3）电流的单位 我们规定：电量的单位是C，时间 的单位是s，那么电流的单位是A。
1.2 电路的基本物理量及参考方向
电流常用的单位还有kA、mA、μA，其 换算关系是：
1kA 1103 A 1A 1103 mA 1mA 1103A
所以
C UCD D 2 0 2V
UCO C O
O C UCO 2 3 1V UDO D O 0 (1) 1V
1.2 电路的基本物理量及参考方向
（2）以O点为参考点，即φO=0V
因为 UCO C O
所以 又因为
所以
C UCO O 3V UCD C D
D C UCD 3 2 1V UDO D O 1 0 1V
三、闭合电路的欧姆定律 含源支路的两端a.b用一根导线连接
起来,就形成了一个闭合回路，则有：
I
Us R
此式中,当ＵＳ与Ｉ的参考方向一致时， ＵＳ取“＋”，反之取“－”。
1.3 电路的基本定律与工作状态
1.3.2 电路的工作状态： 电路的工作状态有三种：如下图
S
S
S
US R
R0
(a) 有载状态
US R
1.1 电路的基本概念
1、理想电路元件 2、理想电路元件的分类及符号 （1）分类： 电阻、电感、电容、电压源、电流源 （2）符号：
1.1 电路的基本概念
3、电路图 用理想电路元件（即电路模型）构成的理想化
电路图称为电路原理图，简称电路图。
1.1 电路的基本概念
1.2 电路的基本物理量及参考方向
1.2 电路的基本物理量及参考方向
二、电压
1、电压的定义 电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b 点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表 示。
U ab
Aab Q
1.2 电路的基本物理量及参考方向
电压的单位为伏特，用符号“V”表示， 电压常用的单位还有kV、mV、μV，其换 算关系是：
1KV=103V
∑i=0 为统一起见，可约定：流入节点的电流 为“+”，流出节点的电流为“-”
1.3 电路的基本定律与工作状态
三、基尔霍夫电压定律（KVL 在集中参数电路中, 任何时刻, 沿着任一 个回路绕行一周, 所有支路电压的代数和 恒等于零, 这就是基尔霍夫电压定律, 简 写为KVL, 用数学表达式表示为：
2、电阻串联时的两个特点： （1）等效电阻的大小等于各串联电阻之和
R=R1+R2+R3 （2）电路总电压等于各电阻上的电压之和
U=U1+U2+U3
1.4 电路的等效变换
电阻串联时各电阻上的电压为：
U1
R1I
R1
U Ri
R1 R1 R2 R3
U
U2
R2 I
R2
U Ri
R2 R1 R2 R3
1.3 电路的基本定律与工作状态
1.3.3 基尔霍夫定律 一、名词解释。 1、支路: 电路中流过同一电流的一个分 支称为一条支路。 2、节点: 三条或三条以上支路的联接点 称为节点。
1.3 电路的基本定律与工作状态
3、回路: 由若干支路组成的闭合路径,其 中每个节点只经过一次, 这条闭合路径称 为回路。 4、网孔: 网孔是回路的一种。将电路画 在平面上, 在回路内部不另含有支路的回 路称为网孔。
1.1 电路的基本概念
3、电路的组成 电路通常总是由电源、负载和中间环 节（导线和开关）等基本部分组成。
用于传输和 分配电能
将非电能转化为 电能的装置
将电能转化为 其他形式能的
装置
1.1 电路的基本概念
1.1.2 电路模型和电路图 1、引入电路模型的原因 我们在研究和分析一个实际电路时，对于一些与 研究无关的因素我们无需考虑，比如负载电源的 形状、大小等等，只考虑其电特性就可以。这样 我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出， 可将电源负载等简单化，理想化。
经整理得
I= Uab US2 US1 R1 R2
1.3 电路的基本定律与工作状态
如果含源支路中含有多个电阻及多个 电压源，那么，就可以写出：
Ⅰ=
U US
R
式中，当端电压Ｕ与电流Ｉ的参考方向一 致时，端电压取“＋”，反之取“－”； 当
ＵＳ与Ｉ的参考方向一致时，ＵＳ取“＋”，
1.3 电路的基本定律与工作状态
为： u iR
1.3 电路的基本定律与工作状态
上式中, R是元件的电阻, 它是一个反 映电路中电能消耗的电路参数, 是一个 正实常数。式中电压用V 表示, 电流用 A表示时, 电阻的单位是欧［姆］, 符 号为Ω。电阻的十进倍数单位有千欧 （kΩ）、 兆欧（MΩ）等。
令G=1/R, G为电导，则上式变为：
1.2 电路的基本物理量及参考方向
结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即 各点的电位与参考点的选择有关。 结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压电 位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。 电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中， 常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电 气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设 备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇 集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路 图中用符号“ ”表示；接大地则用符号“ ”表 示，以示区别。
取节点a, 应用KCL, 有
iad－10－(-5)=0
得
iad=5A
1.3 电路的基本定律与工作状态
取回路adba, 应用KVL, 有 uad－10 uad
元件５接受功率 Ｐ５＝８×５＝４０W
根据功率平衡: 100=20+25+15+40, 证明计算 无误。
1.4 电路的等效变换
1.4.1 电阻的串并联 一、电阻的串联 1、定义：
uac ucg uga 0
1.3 电路的基本定律与工作状态
将上式改写为：
uac ucg uga uag ugc
电路中任意两点间的电压是与计算路径 无关的, 是定值。所以, 基尔霍夫电压定 律实质是两点间电压与计算路径无关这 一性质的具体表现。不论元件是线性的 还是非线性的, 电流、电压是直流的还 是交流的, 只要是集中参数电路,KCL和 KVL总是成立的。
aI
U R P U I W
b
1.2 电路的基本物理量及参考方向
1.3 电路的基本定律与工作状态
在写出上式时, 先要任意规定回路绕行的 方向, 凡支路电压的参考方向与回路绕行 方向一致者, 此电压前面取“+”号, 支路 电压的参考方向与回路绕行方向相反者, 则电压前面取“-”号。
1.3 电路的基本定律与工作状态
例：
5
i3
i4
a
7
i1
2
e 1
g 6
b i5 8
第1章 电路的基本定律和基本分析方法
1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本物理量及参考方向 1.3 电路的基本定律与工作状态 1.4 电路的等效变换 1.5 电路的基本分析方法 1.6 电路中电位的计算
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成和功能 1、电路的定义 电路是泛指能够提供电流的路径 2、电路的功能 （1）实现电能与其他形式的能量的转 换、传输和分配 （2）实现信号的传输与处理
1.3 电路的基本定律与工作状态
3、开路状态 开关S断开或电路中某处断开，切断的电 路中没有电流流过，此时的电路称为开 路。开路又叫断路，断开的两点间的电 压称为开路电压。 注：开路也分为正常开路和故障开路。 如不需要电路工作时，把电源开关打开 为正常开路；而灯丝烧断，导线断裂产 生的开路为故障开路，它使电路不能正 常工作。
在电路中, 把几个电阻元件依次一个一个 首尾连接起来, 中间没有分支, 在电源的作用 下流过各电阻的是同一电流。 这种连接方式 叫做电阻的串联
1.4 电路的等效变换
a I ＋ U1 － ＋ U2 － ＋ U3 －
＋
R1
R2
R3
U
a
I R1＋R2＋R3
＋
U
－ b
(a)
－ b
(b)
1.4 电路的等效变换
R0
(b) 短路状态
US R
R0
(c) 开路状态
1.3 电路的基本定律与工作状态
1 有载状态： 电源与负载构成闭合回路，电源处于有 载工作状态，电路中有电流流过。 2、短路状态 当a、b两点间用导线相连时，称电阻R1 被短路。a、b间导线称为短路线，短路 线中的电流叫短路电流。注:短路可分为 有用短路和故障短路，故障短路往往会 造成电路中电流过大，使电路无法正常 工作，严重的会产生事故
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、 基尔霍夫电流定律（KCL） 在集中参数电路中, 任何时刻, 流出（或 流入）一个节点的所有支路电流的代数 和恒等于零, 这就是基尔霍夫电流定律, 简写为KCL。写出一般式子, 为
∑i=0
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、 基尔霍夫电流定律（KCL） 在集中参数电路中, 任何时刻, 流出（或 流入）一个节点的所有支路电流的代数 和恒等于零, 这就是基尔霍夫电流定律, 简写为KCL。写出一般式子, 为
i uG
1.3 电路的基本定律与工作状态
二、含源支路的欧姆定律 如果在电路的某一条支路中不但有电 阻元件，而且含有电压源Ｕs，那么这 条支路就称为含源支路。
I
R1 + Us1- R2 -Us2 +
a
b
1.3 电路的基本定律与工作状态
a.b两点之间的电压： Ｕab=R1I+US1+R2I-US2
i lim q dq t0 t dt
1.2 电路的基本物理量及参考方向
(2)直流电流的计算公式
Iq t
（3）电流的单位 我们规定：电量的单位是C，时间 的单位是s，那么电流的单位是A。
1.2 电路的基本物理量及参考方向
电流常用的单位还有kA、mA、μA，其 换算关系是：
1kA 1103 A 1A 1103 mA 1mA 1103A
所以
C UCD D 2 0 2V
UCO C O
O C UCO 2 3 1V UDO D O 0 (1) 1V
1.2 电路的基本物理量及参考方向
（2）以O点为参考点，即φO=0V
因为 UCO C O
所以 又因为
所以
C UCO O 3V UCD C D
D C UCD 3 2 1V UDO D O 1 0 1V
三、闭合电路的欧姆定律 含源支路的两端a.b用一根导线连接
起来,就形成了一个闭合回路，则有：
I
Us R
此式中,当ＵＳ与Ｉ的参考方向一致时， ＵＳ取“＋”，反之取“－”。
1.3 电路的基本定律与工作状态
1.3.2 电路的工作状态： 电路的工作状态有三种：如下图
S
S
S
US R
R0
(a) 有载状态
US R
1.1 电路的基本概念
1、理想电路元件 2、理想电路元件的分类及符号 （1）分类： 电阻、电感、电容、电压源、电流源 （2）符号：
1.1 电路的基本概念
3、电路图 用理想电路元件（即电路模型）构成的理想化
电路图称为电路原理图，简称电路图。
1.1 电路的基本概念
1.2 电路的基本物理量及参考方向
1.2 电路的基本物理量及参考方向
二、电压
1、电压的定义 电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b 点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表 示。
U ab
Aab Q
1.2 电路的基本物理量及参考方向
电压的单位为伏特，用符号“V”表示， 电压常用的单位还有kV、mV、μV，其换 算关系是：
1KV=103V
∑i=0 为统一起见，可约定：流入节点的电流 为“+”，流出节点的电流为“-”
1.3 电路的基本定律与工作状态
三、基尔霍夫电压定律（KVL 在集中参数电路中, 任何时刻, 沿着任一 个回路绕行一周, 所有支路电压的代数和 恒等于零, 这就是基尔霍夫电压定律, 简 写为KVL, 用数学表达式表示为：
2、电阻串联时的两个特点： （1）等效电阻的大小等于各串联电阻之和
R=R1+R2+R3 （2）电路总电压等于各电阻上的电压之和
U=U1+U2+U3
1.4 电路的等效变换
电阻串联时各电阻上的电压为：
U1
R1I
R1
U Ri
R1 R1 R2 R3
U
U2
R2 I
R2
U Ri
R2 R1 R2 R3
1.3 电路的基本定律与工作状态
1.3.3 基尔霍夫定律 一、名词解释。 1、支路: 电路中流过同一电流的一个分 支称为一条支路。 2、节点: 三条或三条以上支路的联接点 称为节点。
1.3 电路的基本定律与工作状态
3、回路: 由若干支路组成的闭合路径,其 中每个节点只经过一次, 这条闭合路径称 为回路。 4、网孔: 网孔是回路的一种。将电路画 在平面上, 在回路内部不另含有支路的回 路称为网孔。
1.1 电路的基本概念
3、电路的组成 电路通常总是由电源、负载和中间环 节（导线和开关）等基本部分组成。
用于传输和 分配电能
将非电能转化为 电能的装置
将电能转化为 其他形式能的
装置
1.1 电路的基本概念
1.1.2 电路模型和电路图 1、引入电路模型的原因 我们在研究和分析一个实际电路时，对于一些与 研究无关的因素我们无需考虑，比如负载电源的 形状、大小等等，只考虑其电特性就可以。这样 我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出， 可将电源负载等简单化，理想化。
经整理得
I= Uab US2 US1 R1 R2
1.3 电路的基本定律与工作状态
如果含源支路中含有多个电阻及多个 电压源，那么，就可以写出：
Ⅰ=
U US
R
式中，当端电压Ｕ与电流Ｉ的参考方向一 致时，端电压取“＋”，反之取“－”； 当
ＵＳ与Ｉ的参考方向一致时，ＵＳ取“＋”，
1.3 电路的基本定律与工作状态
为： u iR
1.3 电路的基本定律与工作状态
上式中, R是元件的电阻, 它是一个反 映电路中电能消耗的电路参数, 是一个 正实常数。式中电压用V 表示, 电流用 A表示时, 电阻的单位是欧［姆］, 符 号为Ω。电阻的十进倍数单位有千欧 （kΩ）、 兆欧（MΩ）等。
令G=1/R, G为电导，则上式变为：
1.2 电路的基本物理量及参考方向
结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即 各点的电位与参考点的选择有关。 结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压电 位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。 电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中， 常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电 气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设 备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇 集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路 图中用符号“ ”表示；接大地则用符号“ ”表 示，以示区别。
取节点a, 应用KCL, 有
iad－10－(-5)=0
得
iad=5A
1.3 电路的基本定律与工作状态
取回路adba, 应用KVL, 有 uad－10 uad
元件５接受功率 Ｐ５＝８×５＝４０W
根据功率平衡: 100=20+25+15+40, 证明计算 无误。
1.4 电路的等效变换
1.4.1 电阻的串并联 一、电阻的串联 1、定义：
uac ucg uga 0
1.3 电路的基本定律与工作状态
将上式改写为：
uac ucg uga uag ugc
电路中任意两点间的电压是与计算路径 无关的, 是定值。所以, 基尔霍夫电压定 律实质是两点间电压与计算路径无关这 一性质的具体表现。不论元件是线性的 还是非线性的, 电流、电压是直流的还 是交流的, 只要是集中参数电路,KCL和 KVL总是成立的。
aI
U R P U I W
b
1.2 电路的基本物理量及参考方向
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第1章 电路的基本定律与分析方法
复杂电路的几个术语—— 支路：电路中每一个分支 节点：三个或三个以上支路的会交点 回路：电路中任一闭合路径 网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路
例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、… ... （共7 个）
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要 今后从事岗位技术工作的需要
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础。
课程内容:
课程内容的基础性与普遍适用性
求：U1
U1- U6 - U5 +#43;20) =0
U1=-5V
1.1.4.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列 方程的分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 ＋ I3 ＝ I3
I3 R3
+ _ E2
例如：手电筒电路
电源
开
关
负载
三、电路的作用
（1）用于电能传输、分配、与转换——如照明用电 电路。这种电路特点是工作电压高、传输电能大， 常称为电力电路。
发电机 升压变压器
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
（2）用于信息传递和处理——如扬声器电 路.
例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、… ... （共7 个）
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要 今后从事岗位技术工作的需要
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础。
课程内容:
课程内容的基础性与普遍适用性
求：U1
U1- U6 - U5 +#43;20) =0
U1=-5V
1.1.4.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列 方程的分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 ＋ I3 ＝ I3
I3 R3
+ _ E2
例如：手电筒电路
电源
开
关
负载
三、电路的作用
（1）用于电能传输、分配、与转换——如照明用电 电路。这种电路特点是工作电压高、传输电能大， 常称为电力电路。
发电机 升压变压器
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
（2）用于信息传递和处理——如扬声器电 路.
电路分析第1章ppt
信号处理
在电子工程中，电路分析也广泛应用于信号处理领域，如 滤波器设计、频谱分析等，以实现对信号的有效处理和控 制。
在电力工程中的应用
电力系统分析
电路分析在电力工程中用于分析电力系统的运行状态，如电压、电 流和功率等参数，以确保电力系统的稳定性和可靠性。
电机与电器设计
电机与电器是电力系统中重要的设备，电路分析可以帮助设计者更 好地理解和优化电机与电器的性能，提高其效率和可靠性。
等问题。
数字电路
数字电路是通信系统中不可或 缺的一部分，电路分析有助于 设计和优化数字电路的性能。
电路分析在通信工程中的实际应用案例
滤波器设计
通过电路分析的方法，工程师可以设计出性能优越的滤波器，用 于提取或抑制特定频率的信号。
阻抗匹配
在无线通信中，阻抗匹配是非常重要的，利用电路分析可以找到最 佳的匹配方案，提高信号传输效率。
电路分析的历史与发展
历史回顾
电路分析起源于19世纪初的电学研 究，随着电子技术和计算机技术的不 断发展，电路分析的理论和方法不断 完善。
发展趋势
随着人工智能、物联网、新能源等领 域的快速发展，电路分析将面临新的 挑战和机遇，未来的研究将更加注重 跨学科交叉融合和实际应用。
02 电路的基本元件
电阻
04 电路的分析方法
支路电流法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未 知的电流。
详细描述
支路电流法是一种基于基尔霍夫定律 的电路分析方法，通过设定未知的支 路电流作为独立变量，根据电路中电 源和电阻的关系列出独立方程，求解 未知的电流。
节点电压法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未知的电压。
05 电路分析的应用
在电子工程中，电路分析也广泛应用于信号处理领域，如 滤波器设计、频谱分析等，以实现对信号的有效处理和控 制。
在电力工程中的应用
电力系统分析
电路分析在电力工程中用于分析电力系统的运行状态，如电压、电 流和功率等参数，以确保电力系统的稳定性和可靠性。
电机与电器设计
电机与电器是电力系统中重要的设备，电路分析可以帮助设计者更 好地理解和优化电机与电器的性能，提高其效率和可靠性。
等问题。
数字电路
数字电路是通信系统中不可或 缺的一部分，电路分析有助于 设计和优化数字电路的性能。
电路分析在通信工程中的实际应用案例
滤波器设计
通过电路分析的方法，工程师可以设计出性能优越的滤波器，用 于提取或抑制特定频率的信号。
阻抗匹配
在无线通信中，阻抗匹配是非常重要的，利用电路分析可以找到最 佳的匹配方案，提高信号传输效率。
电路分析的历史与发展
历史回顾
电路分析起源于19世纪初的电学研 究，随着电子技术和计算机技术的不 断发展，电路分析的理论和方法不断 完善。
发展趋势
随着人工智能、物联网、新能源等领 域的快速发展，电路分析将面临新的 挑战和机遇，未来的研究将更加注重 跨学科交叉融合和实际应用。
02 电路的基本元件
电阻
04 电路的分析方法
支路电流法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未 知的电流。
详细描述
支路电流法是一种基于基尔霍夫定律 的电路分析方法，通过设定未知的支 路电流作为独立变量，根据电路中电 源和电阻的关系列出独立方程，求解 未知的电流。
节点电压法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未知的电压。
05 电路分析的应用
大学物理第1章电路及其分析方法
Part
06
实验与实践
电路实验的基本操作
实验准备
熟悉实验原理、目的和步骤，准 备好所需设备和材料。
实验报告
整理实验数据和结论，撰写实验 报告。
实验操作
按照实验步骤进行操作，注意观 察和记录实验数据。
数据处理
对实验数据进行处理和分析，得 出结论。
电路故障排查与维修
故障诊断 1
通过观察和测试确定故障 部位和原因。
三角形电路
三个端子不连接到一个公共点的电路。每个元件的电压是相 电压。
节点电压法与回路电流法
节点电压法
通过设定节点电压，利用基尔霍夫定律求解电路的方法。适用于具有多个节点 和少量元件的电路。
回路电流法
通过设定回路电流，利用基尔霍夫定律求解电路的方法。适用于具有多个回路 和少量元件的电路。
Part
基尔霍夫定律
总结词
基尔霍夫定律是电路分析中的重要定律 之一，它包括基尔霍夫电流定律和基尔 霍夫电压定律。
VS
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，在任意一个闭合 电路中，流入节点的电流总和等于流出节 点的电流总和。数学表达式为：∑I入=∑I出。 基尔霍夫电压定律指出，在任意一个闭合 电路中，沿着闭合路径绕行一周，各段电 压的代数和等于零。数学表达式为：∑U=0。
大学物理第1章电路 及其分析方法
• 引言 • 电路的基本概念 • 欧姆定律与基尔霍夫定律 • 电阻电路的分析方法 • 复杂电路的分析方法 • 实验与实践
目录
Part
01
引言
主题简介
电路及其分析方法
01
本章节主要介绍电路的基本概念、元件、电路模型以及分析方
法。
电路的重要性
电工技术(西电第二版)第1章 电路的基本概念与基本定律
第 1 章 电路的基本概念与基本定律
图1-8 电动势与电压的方向
第 1 章 电路的基本概念与基本定律
1.2.5 电能和电功率
当正电荷从电源正极经过元件移动到负极时， 电场力 要对电荷做功， 这时元件吸收能量， 此元件可看作是负载， 如电阻等； 反之， 当正电荷从负极经过元件移动到正极时， 外力做功， 电场力做负功， 这时元件对外释放电能， 此元 件可看作电源， 如电池等。
第 1 章 电路的基本概念与基本定律
在电源内部， 电动势的实际方向是正电荷所受外力的方 向， 因此从低电位（负极）指向高电位（正极）。 而电压的 实际方向是正电荷所受电场力的方向， 所以是从高电位（正 极）指向低电位（负极）， 即在电源内部， 电动势与电压方 向相反。 在电源内部， 电流从低电位流向高电位， 与电源 外部电流方向相反。 电动势的单位与电压相同， 也用伏特 （V）表示。 电源电动势与电压的方向如图1-8所示。
第 1 章 电路的基本概念与基本定律
信号电路在电子技术、 电子计算机和非电量电测中广泛 应用， 其主要目的是实现信号（例如语言、 音乐、 文字、 图像、 温度、 压力等）的传递、 存储和处理。 电视机就是通 过有线或无线的方式接收电视信号， 然后进行转换处理并输 出图像和声音的。 在这类电路中，虽然也有能量的传输和转 换问题， 但最主要的是信号传递的质量， 一般要求传输的过 程中信号不能失真， 应尽可能准确、 快速。
(3) ① 如果已知A、 B两a)所示， 可证明如下
UAB=UAO+UOB=UAO－UBO=VA－VB 图1-6(a)中， 电压UAB=VA－VB=2－(－4)=6 V。
第 1 章 电路的基本概念与基本定律
② 电路中某一点的电位随参考点（零电位点）选择的不 同而不同， 但两点间的电压（电位差）不变。
电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法
-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型，称为电流源模型。
其中
IS
U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大，越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS
US R0
US R0IS
2.理想电流源：理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件，流过它的电流总保持恒定，与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数，与电压无关；
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i
－
电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR（ i 关联u ） R（ 或 i 非关联）
电阻参数R：表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻：R为常数；简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意，非线性电阻不满足欧姆定律。
单位：SI单位是欧[姆]（Ω）。计量大电阻时，以千欧 （KΩ）、兆欧（MΩ）为单位。
电阻的参数也可以用电导表示，其SI单位是西［门 子］（S）。线性电阻用电导表示时，伏安关系为
②箭头，如图(a) i。
参考方向的意义：若电流的参考方向和实际方向一致， 则电流取正值，反之则取负值。如图（a）、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压
(大学物理电路分析基础)第1章电路分析的基本概念和定律
当电容并联时，总电容 等于各电容之和，总电 流等于各电容电流之和。
电感的并联
当电感并联时，总电感 为各电感倒数之和，总 电压等于各电感电压之
和。
05
非线性电阻电路的分析简介
非线性电阻元件的特点
伏安特性曲线
非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条直线，而是随着电压的 变化而变化。
电流与电压不成正比
非线性电阻元件的电流与电压不成正比，即不满足欧姆定律。
大学物理电路分析基础 第1 章 电路分析的基本概念和定
律
目录
• 电路分析的基本概念 • 电路分析的几个重要定律 • 线性电阻电路的分析方法 • 含电容和电感的电路分析 • 非线性电阻电路的分析简介
01
电路分析的基本概念
电路的定义与组成
总结词
电路是由若干个元件按照一定的方式连接起来，用于实现电能或信号传输的闭 合回路。
动态特性
非线性电阻元件的动态特性是指其阻值随时间、温度等因素的变化 而变化。
非线性电阻电路的分析方法
解析法
通过建立数学模型，利用数学工具求解非线性电 阻电路的电压、电流等物理量。
实验法
通过实验测量非线性电阻电路的电压、电流等物 理量，并进行分析。
仿真法
利用电路仿真软件对非线性电阻电路进行模拟， 得到电路的电压、电流等物理量。
电流源
电流源是一种理想电源，能够保持输出电流恒定，不受输出电压变 化的影响。
等效变换
对于线性电阻电路，电压源和电流源可以通过适当的等效变换进行相 互转换。等效变换是指两种电路在端口处具有相同的电压和电流。
支路电流法与节点电压法
支路电流法
支路电流法是一种通过设定支路电流变量，然后根据基尔霍夫定律建立方程组求解的方法。该方法适 用于支路数较少、节点数较多的电路。
电路分析-第1章 电路的基本概念和基本定律
Uad=φa—φd=10—(—3)=13V
Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V
以上用两种思路计算所得结果完全相同，由此可 (1) 两点之间的电压等于这两点之间路径上的
(2) 测Uab和Ubd的电压表应按图(b)所示跨接在 待测电压的两端，其极性已标注在图上。
§1－3 电功率与电能
一 、电功率 1. 定义 图中表示电路中的一部分 a 、 b 段，图中采 用了关联参考方向，设在 dt 时间内，由 a 点转移 到b点的正电荷量为dq，ab间的电压为u，在转移 过程中dq失去的能量为 d udq 因此，ab段电路所消耗的功率为
(a)开路状态；
(b)短路状态
§1－5电压源和电流源
例1.5 某电压源的开路电压 为30V，当外接电阻R后， 其端电压为25V，此时流经 的电流为5A，求R及电压源 内阻RS。 解： 用实际电压源模型表征该 电压源，可得电路如图所示。 即： 设电流及电压的参考方向如图 中所示，根据欧姆定律可得：
＋ 30 V － RS R I ＋ U －
U＝U －R I S S
(a)
(b)
内阻
电阻Rs表示实际 电源的能量损耗
§1－5电压源和电流源
电路的两种特殊状态 开路状态。如图(a)所示。此时不接负载，电 流为零，端电压等于开路电压。可用开路电压 和内阻两个参数来表征。
＋ US － RS － U＝UOC ＋ ＋ US － RS ISC ＝ UOC RS
§1－5电压源和电流源
U R I
根据
S S
U R I
25 5 5
U U R I
30 25 1 5
U S U 可得：R S I
§1－5电压源和电流源
第一章(二) 电路的基本定律
第一章 电路的三大定律一、欧姆定律欧姆定律是电路分析中的重要定律之一，主要用于进行简单电路的分析，它说明了流过线性电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系，反映了电阻元件的特性。
遵循欧姆定律的电路叫线性电路，不遵循欧姆定律的电路叫非线性电路。
1、部分电路的欧姆定律定律: 在一段不含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。
其数学表示为：RUI =（1-1） 式中 I ——导体中的电流，单位)(A ；U ——导体两端的电压，单位)(V ； R ——导体的电阻，单位)(Ω。
电阻是构成电路最基本的元件之一。
由欧姆定律可知，当电压U 一定时，电阻的阻值R 愈大，则电流愈小，因此，电阻R 具有阻碍电流通过的物理性质。
例1：已知某灯泡的额定电压为V 220，灯丝的电阻为Ω2000，求通过灯丝的电流为多少？解： 本题中已知电压和电阻，直接应用欧姆定律求得：A R U I 11.02000220===例2：已知某电炉接在电压为V 220的电源上，正常工作时通过电炉丝的电流为A 5.0，求该电炉丝的电阻值为多少？解： 本题中已知电压和电流，将欧姆定律稍加变换求得：Ω===4405.0220I U R欧姆定律的几种表现形式:电压和电流是具有方向的物理量，同时，对某一个特定的电路，它又是相互关联的物理量。
因此，选取不同的电压、电流参考方向，欧姆定律的表现形式便可能不同。
1) 在图1.1 a.d 中，电压参考方向与电流参考方向一致，其公式表示为： RI U = （1-2）2) 在图1.1 b.c 中，电压参考方向与电流参考方向不一致，其公式表示为：RI U -= (1-3)3) 无论电压、电流为关联参考方向还是非关联参考方向，电阻元件的功率为：RU R I P RR22== (1-4)上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电流的参考方向无关。
因此，电阻元件又称为耗能元件。
例3：应用欧姆定律求图1.1所示电路中的电阻R图1.1 电路中的电阻解：在图1.1.a 中，电压和电流参考方向一致，根据公式RI U =得： Ω===326I U R 在图1.1.b 中，电压和电流参考方向不一致，根据公式RI U -=得： Ω=--=-=326I U R（a ） (b) (c) (d)在图1.1.c 中，电压和电流参考方向不一致，根据公式RI U -=得： Ω=--=-=326I U R 在图1.1.d 中，电压和电流参考方向一致，根据公式RI U =得： Ω=--==326I U R 结论：在运用公式解题时，首先要列出正确的计算公式，然后再把电压或电流自身的正、负取值代入计算公式进行求解。
4-第一章 电路的基本概念及基本定律分析
第一章 电路的基本概念及基本定律第一节 电路的概念、组成和作用一、电路的概念电路是电流的通路，是为了某种需要而由一些电工设备或元件按照一定方式联接而成的闭合回路。
二、电路的组成电路由电源、负载和中间环节三个基本部分组成的（一）电源电源是供应电能的设备。
它把其他形式的能量转化为电能。
（二）负载负载，是对取用电能设备的统称。
（三）中间环节中间环节是指联接电源和负载的部分.三、电路的作用（一）电路能够实现电能的传输、分配和转换。
（二）电路能够实现信号的传递和处理。
四、电路的激励与响应激励(输入):作用在电路上的电源或信号源的电压或电流.响应(输出):由于激励在电路各部分产生的电压和电流。
第二节 电路的基本物理量一、电流（一）电流的概念把电荷有规则的定向运动现象，称为“电流”。
（二）电路的大小和种类所谓电流强度就是单位时间内通过导体横截面的电量。
电流分直流电流和交流电流两种。
1．直流电流大小和方向都不随时间的变化而变化的电流，称为直流电流.2．交流电流大小和方向都随时间的变化而变化的电流，称为“交流电流.对于直流，其电流强度（I ）等于单位时间（t ）内通过导体横截面的电量（Q ）。
I=tQ （1-1） （三）电流的单位在国际单位制中，电流(I)----安（A ）；电量（Q ）----库仑（C ）；时间（t ）----秒（s ）(四)电流的方向习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向。
二、电压（一）电压的概念定义：a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于把单位正电荷从a 点移到b 点，电场力所作的功。
（二）电压的大小和单位用公式表示为（1-2） 上式说明：（1）a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b 点所作的功，也就是单位正电荷从a 点到b 点所失去的能量。
（2）电路中任意两点间的电压等于这两点的电位之差，所以电压又叫做“电位差”。
（三）电压的方向电压方向规定为高电位点指向低电位点。
第一章 电路分析基础
u0
u
电流源不能开路！
例1.10: 计算各元件的功率。
i
解:
2A
i iS 2 A
u 5V
产生
5V
u
_
满足：P（产）＝P（吸）
+
+
_
P2 A iS u 2 5 10W
P5V uS i 5 2 10W
吸收
实际电流源 i
伏安特性:
iS
i
u i iS RS
色码电阻
色别 黑 数字 0 误差 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 金 银 本色 I II III 5 10 20
有效数值 ‘0’的个数 1 2 3 4 误差等级 7 5 0
±5 %
6 8 0 0 = 6.8K
±10 %
二. 电阻元件的特性
参考方向与真实方向的关系
a
I(DC) i
(AC)
b b
I1 I2 b b
计算 结果
>0 一致 <0 相反
例1.1: 如何表示1A的电流从a点流向b点。
a
解:
a
a
I1=1A
I2= -1A 电流表
4.电流的测量 电流表要串联接入
被测量支路
电流表
二.电压
1. 电压的大小和极性
（1) 电压大小： 单位正电荷从 a点移到 b 点所获得的能量 u(t)=dw/dq （2) 电压极性： 高电位指向低电位，即电 压降方向。 (3) 电压的单位: 伏特（V) 1V=1000mV 1mV=1000uV
5i1 +
u+
1
解: