电路分析基础第五版第1章-电气
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邱关源第五版电路第01章
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考勤、 考勤、纪律 期中考试） （期中考试） 平时作业
期末考试： ％ 期末考试：70％
闭卷
教材： 教材：
《电路》（第5版） 原著邱关源 修订罗先觉 电路》 高等教育出版社 纪律要求 学习要求
–作好预习和复习（包括一些普理、高数知识） 作好预习和复习（包括一些普理、高数知识） 作好预习和复习 –平时作业完成好，不要考前再准备 平时作业完成好， 平时作业完成好
绪论
课程定位 电路理论的发展简史 电路理论的应用 电路理论和“电路课程” 电路理论和“电路课程”
第一章
电路模型和电路定律
1.0 内容提要
目录
– – – – – – – – 1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源 1.8 基尔霍夫定律
B
U>0
U<0
1.2 电流和电压的参考方向
电压的参考方向
– 参考方向是任意指定的 – 一旦指定了参考方向，电压就成为代数量 一旦指定了参考方向， – 电压参考方向的表示
用箭头表示：箭头的指向为电压的参考方向 用箭头表示：箭头的指向为电压的参考方向 用正负级表示：箭头的指向为电压的参考方向 用正负级表示：箭头的指向为电压的参考方向 用双下标表示： 电压的参考方向由A指向B 用双下标表示：如UAB 电压的参考方向由A指向B
i A B
i =3
A i =-3
i B
iAB=3 iAB=-3
1.2 电流和电压的参考方向
电压的参考方向
u
A B
– 电压（电位）的定义、单位 电压（电位）的定义、 – 实际方向：电位真正降低的方向 实际方向： – 参考方向：假定的电位降低的方向 参考方向：
电路分析基础第五版邱关源通用课件
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词
求解微分方程
详细描述
根据微分方程的特性和初始条件，求 解微分方程以获得电路元件的状态变 量随时间变化的规律。常用的求解方 法包括分离变量法、常数变易法、线 性化法等。
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词：分析响应
详细描述：根据求解出的状态变量，分析电路元件的响应特性。响应特性包括稳 态响应和暂态响应，其中暂态响应指的是电路从初始状态达到稳态的过程。
电路分析基础第五版邱关源 通用课件
目录
• 绪论 • 电路的基本定律和定理 • 电阻电路的分析 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析 • 正弦稳态电路的分析 • 三相电路的分析 • 非正弦周期电流电路的分析
01
绪论
电路分析的目的和任务
目的
电路分析是电子工程和电气工程学科中的基础课程，其目的是理解和掌握电路的基本原理、基本概念 和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下基础。
）
三相电源或三相负载的端点相互 连接，每相负载承受的电压为电 源线电压。
混合连接
在某些情况下，电路中可能同时 存在星形和三角形连接的负载， 这称为混合连接。
三相电路的电压和电流分析
1 2
相电压与线电压
在星形连接中，相电压等于电源电压；在三角形 连接中，线电压等于电源电压。
对称三相电路
当三相电源和三相负载对称时，各相的电压和电 流大小相等，相位互差120°。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
总结词：阶跃响应
详细描述：阶跃响应是指当输入信号为一个阶跃函数时，电路的输出响应。阶跃响应的特点是初始时刻电路输出突然跳变到 某一值，然后逐渐趋近于稳态值。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
电工基础(第五版)第一章电路基础知识
四、电路原理图常用图形符号
在一定条件下对实际电气元件加以理想化,只考虑其中起主要作用的某些性能 时,称其为理想元件。
一个实际电路由一些理想元件连接而成,成为实际电路的电路模型。
常用图形符号 常用电气元件的图形符号及文字符号
§1—2 电路和电路图
1.了解稳恒直流电、脉动直流电和交变电流的特点。 2.理解电压、电位和电动势的概念。 3.理解电流、电压的参考方向和实际方向的概念。 4.能用万用表正确测量电流和电压。
电路符号
电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压,即Uab=Ua-Ub,故电压又 称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无关。
3. 电动势
电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所做的功称为电源的电动势， 用E 表示，单位为伏特(V)。
电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势的方向规定 为在电源内部由负极指向正极。
电阻器的标注方法
三、敏感电阻器
敏感电阻器是指电阻值随温度、电压、湿度、光照程度、气体环境、磁场强度、压力等状态 的变化而显著变化的电阻器，如热敏电阻、压敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻等。
部分敏感电阻器的外形和符号
接触电阻和绝缘电阻 1. 接触电阻 通常在分析电路时,都认为闭合的开关电阻为零，其实在开关接触部分总会存在一定的电阻， 称为接触电阻。 2. 绝缘电阻 绝缘体并非绝对不导电，只不过它的电阻率很大，可以认为几乎不通过电流。但当温度和湿 度上升、工作电压增大时，绝缘体的电阻会减小，漏电流会增大。
外力克服电场力做功
直流电动势的方向
4.电压的测量
直流电压表的接法
§1—3
电阻
电路分析第五版电子教案第一章.ppt
Vc
Wcb q
Wbc q
12 4
3
V
Ubc Vb Vc 0 (3) 3 V
返回 上页 下页
解 (2) Vc 0
a
b
Va
Wac q
8 12 4
5
V
Vb
Wbc q
12 4
3
V
Uab Va Vb 5 3 2 V
c
Ubc Vb Vc 3 0 3 V
结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点一经
例 电感线圈的电路模型
返回 上页 下页
1.2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链 、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流
带电粒子有规则的定向运动
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量
def
i(t)
lim
Δq
发出功率，起电源作用
②电压、电流实际方向关联；
+ +
uS
u 物理意义：电场力做功，电源吸收功率
_
_ P uSi
吸收功率，充当负载
返回 上页 下页
例 计算图示电路各元件的功率。 R 5Ω
解 uR (10 5) 5V
_ +
uR
i uR 5 1A R5
5V
-i
P10V uSi 10 1 10W P5V uSi 51 5W
P5V uSi 5 (2) 10W 发出(实际吸收)
满足：P（发）＝P（吸）
返回 上页 下页
实际电源
1. 干电池和钮扣电池（化学电源）
干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小 决定储存的能量，化学反应不可逆。
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《电路分析基础 第5版 》
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01 内容提要
目录
02 前言（第5版）
03
第1章 电路分析的基 本概念
05
第3章 线性网络的一 般分析方法
04
第2章 电路分析中的 等效变换
06 第4章 网络定理
目录
07 第5章 非线性电阻电 路分析
08 第6章 一阶电路分析
6.8 一阶电路的 冲激响应
6.9 任意激励下 的零状态响应
习题 6
第7章 二阶电路分析
7.1 RLC串联 1
电路的零输入 响应
7.2 RLC串联 2
电路在恒定激 励下的零状...
3 7.3 GCL并联
电路分析
4 7.4 一般二阶
电路分析
5
习题7
第8章 正弦激励下电路的稳态 分析
01
8.1 正弦 量
部分习题参考答案
参考文献
感谢观看
读
书
笔
记
11.1 二端口网络
11.2 二端口网络 的方程与参数
11.3 二端口网络 的等效电路
11.4 二端口网络 的特性阻抗
11.6 阻抗变换 器
11.5 二端口网 络的连接
习题11
第12章 拉 普拉斯变 换
02
12.2 拉 普拉斯变 换的基本 性质
03
12.3 拉 普拉斯反 变换的部 分分式展 开
2.4 含独立电源 网络的等效变换
2.6 含受控电源 电路的等效变换
2.5 实际电源的 两种模型及其等
效变换
习题 2
第3章 线性网络的一般分析方 法
3.1 支路分析法 3.2 网孔分析法
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01 内容提要
目录
02 前言（第5版）
03
第1章 电路分析的基 本概念
05
第3章 线性网络的一 般分析方法
04
第2章 电路分析中的 等效变换
06 第4章 网络定理
目录
07 第5章 非线性电阻电 路分析
08 第6章 一阶电路分析
6.8 一阶电路的 冲激响应
6.9 任意激励下 的零状态响应
习题 6
第7章 二阶电路分析
7.1 RLC串联 1
电路的零输入 响应
7.2 RLC串联 2
电路在恒定激 励下的零状...
3 7.3 GCL并联
电路分析
4 7.4 一般二阶
电路分析
5
习题7
第8章 正弦激励下电路的稳态 分析
01
8.1 正弦 量
部分习题参考答案
参考文献
感谢观看
读
书
笔
记
11.1 二端口网络
11.2 二端口网络 的方程与参数
11.3 二端口网络 的等效电路
11.4 二端口网络 的特性阻抗
11.6 阻抗变换 器
11.5 二端口网 络的连接
习题11
第12章 拉 普拉斯变 换
02
12.2 拉 普拉斯变 换的基本 性质
03
12.3 拉 普拉斯反 变换的部 分分式展 开
2.4 含独立电源 网络的等效变换
2.6 含受控电源 电路的等效变换
2.5 实际电源的 两种模型及其等
效变换
习题 2
第3章 线性网络的一般分析方 法
3.1 支路分析法 3.2 网孔分析法
电路分析基础第5版第1章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
第三章 叠加方法与网络函数
第四章 分解方法及单、双口网络
第二篇 动态电路的时域分析
第五章 电容元件和电感元件
第六章 一阶电路 第七章 二阶电路
第三篇 动态电路的相量分析法和s域分析法
第八章 交流动态电路 相量法 第九章 正弦稳态功率和能量 三相电路 第十章 频率响应 多频正弦稳态电路 第十一章 耦合电感和理想变压器 第十二章 拉普拉斯变换在电路分析中的应用
(b) 注意掌握电路分析课程的基本结构
即掌握课程的有关定义、定理、基本分析方法 之间的联系，形成对电路分析方法的整体认识。
(c) “讲之功有限，习之功无已”
无已就是无限的意思。注意听课，更要注意自学、做题。
第一篇 总论和电阻电路的分析
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系 第二章 网孔分析和节点分析
§1-2 电路变量--电流，电压及功率
电荷q和能量w是描述电现象的基本物理量，为便于 分析、测量电路的性能，常用由此引入的下列物理量。
（1） 电流
（2） 电压
（3） 功率
（1） 电流 i (current):
i dq
dt
每单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流i。
假定的电流方向、即参考方向（reference direction） 以箭头表示。
在自然辩证法中，模型是与原型相对应的，是 原型（实际存在的客体）的替代物。以研究模型来 揭示客体的特征、本质和形态是普遍适用的科学方 法。模型是替代物而不是等效物，等效在电路理论 中，另有定义（ 第四章）。
（2）研究电路问题，也可以采用模型化方法。
例如
理想化
理想电阻元件 （模型）
实际电阻器既有阻碍电流流动、消耗电能的主要作 用，也因电流而伴有磁场等次要作用。理想电阻元件 只含电阻器的主要作用，略去了一切次要作用，称为 “集总参数元件（lumped parameter element）”，其 参数为电阻R，以后简称为“电阻元件”或“电阻”。
第四章 分解方法及单、双口网络
第二篇 动态电路的时域分析
第五章 电容元件和电感元件
第六章 一阶电路 第七章 二阶电路
第三篇 动态电路的相量分析法和s域分析法
第八章 交流动态电路 相量法 第九章 正弦稳态功率和能量 三相电路 第十章 频率响应 多频正弦稳态电路 第十一章 耦合电感和理想变压器 第十二章 拉普拉斯变换在电路分析中的应用
(b) 注意掌握电路分析课程的基本结构
即掌握课程的有关定义、定理、基本分析方法 之间的联系，形成对电路分析方法的整体认识。
(c) “讲之功有限，习之功无已”
无已就是无限的意思。注意听课，更要注意自学、做题。
第一篇 总论和电阻电路的分析
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系 第二章 网孔分析和节点分析
§1-2 电路变量--电流，电压及功率
电荷q和能量w是描述电现象的基本物理量，为便于 分析、测量电路的性能，常用由此引入的下列物理量。
（1） 电流
（2） 电压
（3） 功率
（1） 电流 i (current):
i dq
dt
每单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流i。
假定的电流方向、即参考方向（reference direction） 以箭头表示。
在自然辩证法中，模型是与原型相对应的，是 原型（实际存在的客体）的替代物。以研究模型来 揭示客体的特征、本质和形态是普遍适用的科学方 法。模型是替代物而不是等效物，等效在电路理论 中，另有定义（ 第四章）。
（2）研究电路问题，也可以采用模型化方法。
例如
理想化
理想电阻元件 （模型）
实际电阻器既有阻碍电流流动、消耗电能的主要作 用，也因电流而伴有磁场等次要作用。理想电阻元件 只含电阻器的主要作用，略去了一切次要作用，称为 “集总参数元件（lumped parameter element）”，其 参数为电阻R，以后简称为“电阻元件”或“电阻”。
邱关源《电路》第五版 第一章 电路模型和电路定律
i
u
0
i
§1-6 电压源和电流源
2. 电流源(Current Sources)
1）电流源的定义 元件的电流与电压无关，电流保持为某给定
的时间函数，这样一个二端元件称为电流源。
电流源是一个理想二端元件。
§1-6 电压源和电流源
is
+
电流源符号：
u
-
电流源的伏安特性曲线： u
u
is(t1) is=Is
4. 短路(Short Circuit)和开路(Open Circuit) isc i=0 i u
R
u=0 R=0
uoc R=
短路：R = 0 (G )
开路：G = 0 ( R )
u = 0,电流为任意值isc。 i = 0, 电压为任意值uoc。 u u
0
i
0
i
§1-6电压源和电流源
电压源和电流源是有源元件。 1. 电压源(Voltage Sources)
1) 电压源的定义
电压源是一个二端元件，元件的电压与通过 它的电流无关，电压保持为某给定的时间函数。
§1-6 电压源和电流源
电压源符号： I
+
i us
-
U
电压源的伏安特性曲线：
u
U
u
us(t1)
0
i
0
i
§1-6 电压源和电流源
gu1
2
+
u
-
§1-8 基尔霍夫定律
Introduction
20
40
40
120 V
I
160 V
5
§1-8 基尔霍夫定律 Gustav Robert Kirchhoff (1824－1887） He is famous among chemists, physicists , and engineers. Kirchhoff’s two laws is stated in 1847 when he studied in the University of Konigsberg .
电路分析基础第五版教学设计
电路分析基础第五版教学设计介绍本教学设计旨在为学生提供基础的电路分析知识，包括电路元件、基础电路概念和电路分析技术。
通过本课程，学生将学习理解电路的基本原理，使用基本电路元件分析电路，并使用Kirchhoff定律和Ohm定律等分析电路。
此教学设计适合于本科电气工程和电子工程专业的初级学生。
教学目标1.掌握电路基本元件的性质和特点2.了解基本电路概念和电路分析技术3.能够使用Kirchhoff定律和Ohm定律等分析电路4.了解电感、电容和磁性元件的基本原理和使用方法教学内容第一章：电路基础1.电路概论2.电路元件的基本性质和特点3.电路的基本概念4.电阻和电阻器的基本原理和使用方法第二章：直流电路分析1.Kirchhoff定律2.Ohm定律3.串联电路和并联电路的分析方法4.电源的分析方法第三章：交流电路分析1.交流电路的基本概念2.电流、电压和功率的分析3.电感元件的性质和使用方法4.电容元件的性质和使用方法第四章：磁性元件的应用1.磁性元件的基本原理和使用方法2.可控电阻和可控电容的应用3.滤波电路的应用教学方法授课方式包括讲解、演示、实验和讨论等。
在课堂上将展示适当的实验设备和电路原理图以加深学生的理解。
学生将被要求回答问题和参与讨论，以增强他们对于电路分析知识的理解。
教材和参考书目•《电路分析基础》第五版，Allan H. Robbins 和 Wilhem C.Miller 著，高等教育出版社•《电子电路分析和设计》第十版，Donald A. Neaman 著，机械工业出版社课程评估学生将被评估其对课程所学内容的理解和掌握程度。
教师将根据学生的课堂参与度、作业、实验和考试表现来评估。
评估方式将包括成绩分布、学习活动记录、综合考核和课程反馈。
结论此教学设计呈现了一种适合初级电气工程和电子工程专业的电路分析课程方案。
除了理论知识，学生将通过实验活动来加深对电路分析的理解。
对于那些寻求建立牢固电路分析基础的学生来说，此教学设计是一个理想起点。
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五、前后续课程及联系
高等数学
大学物理
电
线性代数
路
分
积分变换
析
复变函数
模拟电子技术 数字电子技术
（2）传输方式不同 强电以输电线路传输，弱电的传输有有线与无线之分。无线电则 以电磁波传输。
（3） 功率、电压及电流大小不同 强电功率以kW、MW计、电压以V、kV计，电流以A、kA计； 弱电功率以W、mW计，电压以V、mV计，电流以mA、A计， 因而其电路可以用印刷电路或集成电路构成。
两者既有联系又有区别，一般来说强电的处理对象是能源（电 力），特点是电压高、电流大、功率大、频率低，主要考虑的问 题是减少损耗、提高效率。弱电的处理对象主要是信息，即信息 的传送和控制，特点是电压低、电流小、功率小、频率高，主要 考虑的是信息传送的效果问题，如信息传送的保真度、速度、广 度、可靠性。
2：2种电路联接方式，串联 / 并联
4：4类电路元件
耗能元件：电阻/电导 供能元件：电压源/电流源 储能元件：电感（互感）/ 电容
能量转换元件：受控源、（理想）变压器
4：4种电路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直流电阻电路 动态电路
正弦交流电路 分布参数电路
6：6个定理（定律） 6：6种分析电路方法
基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律 叠加定理 戴维南定理 诺顿定理 最大功率传递定理
①图论引入电路理论。 ②出现大量新的电路元件、有源器件。 ③电路分析和设计在计算机上的应用。
2. 电路理论研究的问题 （1） 电路分析（2）电路综合与设计（3） 电路的“故障诊断”
3. 研究热点与前沿课题 电路的故障诊断与自动检测、有源与开关电容电路、微电子
电路设计与应用、非线性电路的分析综合、器件建模和新器件 的创制、电路的数学综合、人工神经网络等。
支路电流法 网孔电流法 节点电压法 “三要素” 法 “相量”法 “图”分析法
4. 课时分配：共64学时
第一章
5学时
第二章
3学时
第三章
6学时
第四章
4学时
第六章
2学时
第七章
10学时
第八章
4学时
第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十五章 第十八章 总复习
8学时 3学时 3学时 4学时 6学时 4学时 2学时
四、教学内容
1. 使用教材：电路•邱关源•高教出版社(第5版) 2. 授课内容
第一章
全部
第九章
全部
第二章
全部
第十章
1、2、5节
第三章
全部
第十一章
1-4节
第四章
1-4节
第十二章
全部
第六章
全部
第十五章
1、2、4、5节
第七章
1-6节
第十八章
1-4节
第八章
全部
3.主要内容概述：2-2-4-4-6-6
2：2个方向，电流和电压参考方向
20世纪30年代开始，电路理论已形成为一门独立学科，建立 了各种元器件的电路模型。50年代末，电路理论在学术体系上基 本完善，这个阶段称为经典电路理论。
20世纪60年代以后的电路理论为近代电路理论。
1. 经典电路理论和近代电路理论 （1） 经典电路理论(二十世纪初至20世纪50年代末)
由时域分析发展到频域分析与电路设计。 （2） 近代电路理论(20世纪60年代以后)， 其主要特点:
2. 课程任务：研讨各种电路所共有的基本规律和分析计算方法。
3. 基本目的及要求 （1）使学生掌握电路分析的基本原理和基本分析方法。 （2）使学生能应用所学原理和方法去理解和认识常用电路。 （3）培养独立思考能力、科学思维方法和求知创新精神。
二、电路理论的发展历史和最新动态
电路理论起源于物理学中电磁学的一个分支，若从欧姆定律 (1826年)和基尔霍夫定律(1845年)的发表算起，至今已走过了一百 多年的发展历程。目前已发展成为一门体系完整、逻辑严密、具 有强大生命力的学科领域。电力和电信工程的发展要求对信号的 传输进行系统的研究，并按照给定的特性来设计各种电路，促进 了电路理论的早期发展。第二次世界大战中雷达和近代控制技术 的出现，对电路理论的发展起了推进作用。
电器的分类方法:（1）按工作电压高低分高压电器和低压电器； （2）按动作方式分自动切换电器和非自动切换电器；（3）按 执行功能分触点电器和无触点电器。
电气是指这门技术，电器是指具体的用电器具。
电气工程：是现代科技领域中的核心学科和关键学科。
传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学 科的总和 。 今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子（传递电磁）有关 的工程行为。
三、课程任务
电路理论包括电路分析和电路综合两方面内容。电路分析 的任务是根据已知的电路结构和元件参数，求解电路的特性； 电路综合是根据所提出的对电路性能的要求，确定合适的电路 结构和元件参数，实现所需要的电路性能。本课程着重在于“ 电路分析” 。
实际电路
电路模型
分析
电路综合
电路分析
结果
求解方程 （代数、常微分、偏微分）
主讲：张国光 制作：电工教研室 沈阳化工大学信息工程学院
电气与电器
电气：是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与 改善限定空间和环境的一门科学。主要是指电能传输以及使用 的途径。主要有两种：（1）有直接的电的联系；（2）没有电 的直接的联系。
电器：凡是根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开 电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、 保护、检测及调节的电气设备均称为电器。
电气工程其自动化
涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术、信息与网络控 制技术、机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科， 其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。解决电气工 程技术分析与控制问题。
强电和弱电
强电是用作一种动力能源，弱电是用于信息传递。
（1）交流频率不同
强电的频率一般是50Hz，称“工频”，意即工业用电的频率；弱 电的频率往往是高频或特高频，以KHz 、MHz计。
一、课程简介
绪论
1. 课程性质：专业基础课
电路分析基础是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与 仪器专业、电子信息类（电子信息科学与技术、电子信息工程、 通信工程、电子科学与技术）和物联网工程专业等专业第一门专 业技术基础课程，也是研究生入学考试课程之一。通过本课程的 学习可以掌握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路实验的 基本技能，为后续专业课程学习打下必要的基础。