大学电工01.第一章 电路的基本概念和基本定律
第一章 电路的基本概念和基本定律
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
1电路的基本概念与基本定律-电工电子学
(b) 电流从“+”流入，故为负载；
(c) 电流从“+”流入，故为负载 ；
(d) 电流从“+”流出，故为电源。
2.功率与功率平衡
功率 设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电
路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:
P UI
W为瓦[特] KW为千瓦
功率平衡：由U＝E－R0I得 UI＝EI－R0I2
返回
物理量参考方向的表示方法
I
a
电 池
灯 泡
+ EU
_
+
R
Uab
_
b
电压
正负号 箭头 双下标
a + U_ ab b
电流：从高电位 指向低电位。
a
Uabb
I
Uab（高电位在前， + R -
低电位在后）
1.4 欧 姆 定 律
欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
＋ I
U －
U＝RI （a）
I1 R1
c
+ U3
E1 U1
R2 I2
a
d
- - U4 +
U1＋U4＝U2＋U3
U2 E2 U1－U2－U3＋U4＝0
即 U＝0
电位降取正
b
电位升取负
上式可改写为
I1 R1
c
+ U3
R2 a
- - U4
I2
d
+
E1－E2－R1I1＋R2I2＝0 E1
U1
或 E1－E2＝R1I1－R2I2
U2 E2
U＝E1－U1＝E1－IR01
E1＝U＋R01I＝220
第一章电路的基本概念和基本定律
开关
实际电路
电源
电路模型 3
（1）电源：供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
（2）负载： 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
（3）中间环节（又称传输控制环节）：
各种控制电器和导线，起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程：
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R
Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR
U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR
3-2 1
1A
（实际方向与假设方向一致）
U 1V
IR
1 2 1
1A
（实际方向与假设方向相反）
16
（共7 个）
31
(一) 克氏电流定律（KCL）
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, 即： I 入= I 出 或者说，在任一瞬 间，一个节点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律（KVL）
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即： U 0
R1
R2
例如： 回路 #3
电工技术电路的基本概念和基本定律优秀课件
1.3.1 电压源与电流源及等效变换
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
（2）特性曲线与符号
i=iS 流过电流为is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。
2．理想电流源
（1）伏安关系
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
1.3.2 实际电源的两种模型
理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
例1： 手电筒电路
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
手电筒的电路模型
R
+
Ro
E
–
S
+
U
–
I
电池
导线
灯泡
开关
电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro；
灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；
负载
EBA
UAB
导线
电源
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。
电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
US
R4
R3
R2
R1
D
C
B
A
R5
电工技术 电路的基本概念和基本定律优秀
在分析和计算电路时，电压和电流参考方向的假定，原则上是任意的。但为了方便起见，元件上的电压和电流常取一致的参考方向，这称为关联参考方向。
I
R
A
B
U
U= IR
电工基础知识
2、电位
• 电位的定义：在电路中任选一点为参考点，则某点到参考 点的电压就叫做这一点（相对与参考点）的电位。
• 电位的表示：参考点在电路Байду номын сангаас中用符号“┷”表示。 （在工程技术中则选择大地、机壳等作为参考点） • 电位与电压的关系
两点间的电压就是该两点电位之差，电压的实际方向是
由高电位点指向低电位点，有时也将电压称为电压降。
《电工基础知识》 课件
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量
第一节 电路和电路模型
一、电路
1.定义 电流流过的途径 2.组成 电路由三部分组成：
（1）电源：能将其它形式的能量转换成电能的设备
（2）负载：所有电器 （3）中间部分：控制及连接部分（如导线，开关等） 3. 基本作用： （1）实现电能的传输与转换 （2）传递和处理信号
3、电动势
（1）电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使
电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位 差的能力就叫电源电动势. （2）电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 E=A/ Q (该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q为电荷量,E为电动势. (3)电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位
2.部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流，与电 阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分 欧姆定律.计算公式为 : U = IR
3.全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中 的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻 及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公 式为 其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势
电工基础第1章 电路的基本概念和基本定理ppt课件
I
件经理想导体连接起来 模拟, 这便构成了电路模
E －
R
型。
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6
1.2 电路的主要物理量
一、 电流 1. 电流的定义
带电粒子（电子、离子等）的定向运动, 称为电流。
单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，
简称电流，用符号i或 i（t）表示，即
i limqdq t0 t dt
国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单 位是秒(s)，电流的单位是安培， 简称安(A)， 实用中
电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。 元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。 线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线, 这个关系 称为欧姆定律。
U
I
R
O
I
＋
－
U
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26
(a)
(b)
线性电阻元件有两种特殊情况值得注意: 一种情 况是电阻值R为无限大, 电压为任何有限值时, 其电流 总是零, 这时把它称为“开路”; 另一种情况是电阻 为零, 电流为任何有限值时, 其电压总是零, 这时把它 称为“短路”。
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12
2. 电压的种类 大小和方向都不随时间变化的直流电压, 用
大写字母U表示。 交流电压, 用小写字母u表示。
3. 电压的方向
电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。 电压参考方向，就是假设电位降低之方向。
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13
A
BA
B
＋u －
u
(a)
(b)
两点间电压数值的正与负，在设定参考方向的条 件下才是有意义的。
ai
u
《电工电子学》知识点
第一章、电路的基本概念和基本定律一、基本概念：1、电路：电流的通路。
作用：实现电能的转传输和转换；传递和处理信号。
2、电源：供应电能的设备。
将其它形式的能量转换成电能3、负载：取用电能的设备。
将电能转换为其它形式的能量。
4、中间环节：连接电源和负载的部分。
起传输和分配电能的作用。
5、电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路的激励与响应之间的关系。
6、激励：电源或信号源的电压或电流叫激励。
7、响应：由于激励在电路各部分产生的电压和电流叫响应。
8、电路模型：由一些理想电路元件所组成的电路，称电路模型，简称电路。
9、电压和电流的方向：（1）电流的方向：1实际方向：规定正电荷定向运动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的实际方向。
2参考方向：在电路分析和计算时，可任意选定某一方向作为电流的方向，称为参考方向，或称为正方向。
在电流的参考方向选定后，凡实际电流（电压）的方向与参考方向相同时，为正值；凡实际电流（电压）的方向与参考方向相反时，为负值（2）电压的实际方向：规定由高电位（“+”极）端指向低电位（“-”极）端，即为电位降低的方向。
电源电动势的实际方向：规定在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。
注：电路图上所标的电流、电压、电动势的方向，一般都是参考方向。
电流的参考方向通常用箭头表示；电压的参考方向除用“+”、“—”表示外，还常用双下标表示。
例：表示a 点的参考极性为“+”，b 点的参考极性为“-”。
故有：10、1V 的含义：表示当电场力把1C 的电荷从一点移动到另一点所做的功为1J 时，这两点间的电压为1V.11、电位：两点间的电压就是两点的电位差。
计算电位时，必须选定电路中某一点作为参考点，它的点位称为参考电位，通常设参考电位为零。
比参考电位高的为正，低点为负。
参考点在电路图上通常标上“接地”符号。
二、基本规律：1、Ⅰ.部分电路欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即：式中R 为该段电路的电阻。
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。
电工学少学时1-4章课后习题答案
电工学少学时1-4章课后习题答案第一章电路的基本概念和基本定律一、填空题1、电路的作用是实现电能的传输和转换，以及对电信号的传递和处理。
2、电流的实际方向规定为正电荷定向移动的方向，电压的实际方向规定为由高电位指向低电位。
3、电阻元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，其斜率表示电阻的大小。
4、电源的电动势是电源将其他形式的能转化为电能的能力的物理量，其方向规定为在电源内部由负极指向正极。
二、选择题1、已知空间有 a、b 两点，电压 Uab=10V，a 点电位为 Va=4V，则b 点电位 Vb 为（）A 6VB －6VC 14VD －14V答案：B解析：Vb ＝ Va Uab ＝ 4 10 ＝－6V2、一电阻元件，当其电流减为原来的一半时，其功率为原来的（）A 1/2B 1/4C 2 倍D 4 倍答案：B解析：P ＝ I²R，当 I 变为原来的一半时，P' ＝（I/2)²R ＝ 1/4 I²R三、计算题1、如图所示电路，已知 E1 ＝ 18V，E2 ＝ 12V，R1 ＝3Ω，R2 ＝6Ω，R3 ＝9Ω，求各支路电流。
解：首先设各支路电流方向如图所示。
根据基尔霍夫电压定律（KVL），对于回路①：E1 I1R1 I3R3 ＝ 0即 18 3I1 9I3 ＝ 0 （1）对于回路②：E2 I2R2 ＋ I3R3 ＝ 0即 12 6I2 ＋ 9I3 ＝ 0 （2）根据基尔霍夫电流定律（KCL），在节点 A 处：I1 ＝ I2 ＋ I3 （3）联立（1）、（2）、（3）式，解得：I1 ＝ 3A，I2 ＝ 1A，I3 ＝ 2A第二章电路的分析方法一、填空题1、支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出方程组求解的方法。
2、网孔电流法是以网孔电流为未知量，列写网孔的 KVL 方程进行求解的方法。
3、节点电压法是以节点电压为未知量，列写节点的 KCL 方程进行求解的方法。
电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答
第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。
（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。
（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。
2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件：电阻、电感、电容元件。
②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。
（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。
（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。
3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。
（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。
一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。
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3. 作用：（1）实现能量的传输、分配和转换。 （2）实现信号的传递与处理。 （3）信息的存储。
二、电路模型
1. 定义：电路模型就是将实际电路中的各种 元件按其主要物理性质分别用一些 理想电路元件来表示所构成的电路 图。
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2. 常见的理想电路元件
判断哪些元件是电源，哪些是负载；（3）计
算各元件功率。
P1=－1电40流V×、4电A＝压－同5相60—W—
4
5 P2＝－90V×6A＝－540W负载
1
3
UI
P4＝80电V×流4、A＝电3压20反W相 —— PP53＝ ＝2＝3(6500元 元6V00W件 件×+6135A、 、4＝024－、1—8350—2W—0－电—1源负8电0载)源W
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例3、一个含有电压源和负载的闭合电路。电压 源电压US＝24V，内阻RS＝0.5Ω，负载电阻R＝ 7.5Ω。求：
(1)电路中的电流;
+
(2)负载端电压;
US
－
(3)各元件的功率。
RS
I UR
返回
解: (1)电路中的电流 I= US = 24 A=3A RS+R 0.5+7.5
(2)负载端电压 U=IR=3A×7.5Ω=22.5V
返回
a
I
b
a
I
b
U 关联
U 非关联
E
U I 非关联
返回
四、电能和电功率
1.电能
W udq t1 u( t )i( t )dt t0
2.电功率
1） 定义: 单位时间内电能所作的功称为电功率, 简称功率。
p = ui
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当某元件的电压电流关联
参考方向时
a
I
b
有 p=ui
U
2当）某正元电件荷的从电电压路电元流件非的关电压a“+”极移I到电压b 联“参－考”方向极时，是电场力对电荷作功，元件吸收
＋ －E2
一定等于流出该节点 R1 的电流之和。(第一
R3 b
R2
定律) ∑Ii＝ ∑Io
如图： I1 ＋ I2＝ I3
对电路中的任一节点，在任一瞬间，该节点
上电流代数和等于零。 ∑I＝０
如图 I1 ＋ I2 －I3 ＝０
规定流入节点的电流取正,流出节点的电流取负。
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推广：适用于封闭面
IB
IC
IB ＋IC＝ IE
(3)各元件的功率 Ps=－ USI=－24V×3A=－72W(电源产生的功率)
P=UI=22.5V×3A=67.5W(负载消耗的功率)
△P=I2US =32×0.5W=4.5W(电源内阻消耗的功率)
返回
第三节 无源理想元件
电阻元件 电感元件 电容元件
返回
一、电阻元件
i
u
1.电压与电流关系
u=iR
返回
I1 ＋ －US1
R1 U1
a
I2
＋
US2 －
U2 R2
U1－US1＋US2－U2 = 0 I1 R1－US1＋US2－I2 R2＝0
US1 － US2 ＝ I1 R1 －I2 R2
规定
与绕行方向一致 的电压取正，反之 取负。
在电路中任意 回路绕行方向上电 动势的代数和等于 电阻上电压降的代 数和
此时电压源吸收功率(负载)
功率平衡：Σ P吸 = Σ P发
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三、 受控源
在电路中起电源作用，但其大小和方向受 电路中其它支路的电流或电压控制，这种电源 称为受控源。
＋
＋
μu
－
－
ri1
gu1
βi1
VCVS CCVS VCCS CCCS 常见的受控电流源和电压源，如下图。
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电流控制的电流源
ii
io
di
电能 磁场能
P = u i = L i dt
<0 则 P < 0 放出能量
磁场能
电能
* 它是一种储能元件 不消耗能量。
∫t
WL= 0
P dt
=∫ t L i 0
di dt
dt
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WL=
1 2
Li2
能量是逐渐积累，不能突变。 ∴电感中的电流不能突变。
* WL 与 i 2 成正比，与 u 无关，
当u＝0时 WL 仍可能存在。 常用电感
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量及其参考方向 第三节 无源理想元件 第四节 电源 第五节 基尔霍夫定律 第六节 电路的工作状态及电气设备的
额定值 第七节 电路中的电位及其计算
习 题 目录
第一节 电路和电路模型
电路 电路模型
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什么是电路呢？例如电子诱饵
能有量。p = － u i
U
正电荷从电路元件的电压“－”极移到电压 “+” 极,外场力对电荷作功，元件释放能量。
电路中，能量满足守恒定律,电源产生的能量
等于负载消耗的能量。
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* 若求出的P > 0，说明元件在吸收功率，一定
是负载； 求出的P < 0，说明元件在发出功率，一定是 电源。
例1、在图示电路中, Uab = 5V ，I＝2A， 求: (1) 各个元件的功率; (2) 这段电路上的总功率。
ue
i
ue L
Ψ=Li L=Ψ／i
L单位是亨利(H)
L为常数则称为线性电感； L不是常数称为非线性电感。
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2. 自感电动势
eL=
dΨ dt =
di L
dt
3. 电压与电流的关系
di uL =－eL = L dt
* 若i = I ，uL=0 电感对直流相当于短路
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4. 能 量
>0 则 P > 0 吸收能量
IS
O
U
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2. 实际电流源
I
IS
R0
U
I= IS－ U／R0
U
I
伏安特性 I
IS
O
U/ R0 U
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例1、电路如图，求理想电压源和理想 电流源的功率。
R
＋ －
1Ω
US 1V
IS 1A
解: 该电路为串联电路 各元件的电流均为IS。
U PUS = US IS=1W PR = IS2 R = 1W PIS = －(PUS +PR) = －2W
3. 实际方向： 规定正电荷运动的方向。
4. 参考方向 ：在分析和计算电路时往往任意选
定某一方向作为电流的正方向，也称参考方 向。
5.电流参考方向的表示方法:
a
b
a
b
I
Iab
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* 参考方向与实际方向的关系 在规定的参考方向下，若计算结果： I > 0 参考方向与实际方向一致， I < 0 参考方向与实际方向相反。
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三、电容元件 1. 电 容i
u
C
q = Cu q (库)
C（法F） = u (伏)
1F = 106μF 1μF = 106pF C为常数---线性电容 C不是常数---非线性电容
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2. 电压与电流关系
i=
dq dt
=
C
duC dt
若 uC＝UC 则 i＝0
*常电用容电元容件对直流相当于开路
满足晶体管电流分配关系
IE
IA
A
IAB
IB
B
IA ＋ IB ＋IC＝ 0
IC
IB
ICA
CC
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例1、标出图中未知电流大小。
5A
3A
·
·
6A 3Ω 1A 4Ω 2A
·
－8A
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二、基尔霍夫电压定律(KVL)
在任一瞬间，沿任一闭合回路绕行一周， 各部分电压降的代数和等于零，即
∑U＝０ 与绕向一致的电压取正，反之取负。
20W
（发出）
PR1
I 2R1
22
1W
4W
(吸收）
PR 2
I
2R2
22
4W
16W
(吸收）
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例2、图中五个元件代表电源或负载。参考方向如
图所示。已知：I1=－4A、I2=6A、U1=140V、 U2=－90V、U3=60V、U4=－80V、U5=30V。 （1）试标出各电流和电压的实际方向；（2）
R
满足欧姆定律
R=u / i
若R为常数则称为线性电阻；
若R随u、i的变化而变化称为非
线性电阻。
只有线性电阻才满足欧姆定律。
2.功率
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p=ui= i 2 R=u 2/R * P总是大于0 即 P≥ 0 电阻是耗能元件。
(一般电阻上电压与电流取关联参考方向。) 常用电阻
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二、电感元件
1.电感
iφ
3. 能 量
>0 则P>0 吸收功率
P = uC i = C uC
duC dt
电容充电
<0
则P<0 发出功率 电容放电
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电容是一种储能元件，不消耗电能。
电WC路=∫中0t能P量dt转换=过12程C uC2
电阻 耗能元件 能量不电能突变，∴电容两端的电压不能突变。
电感
*
源
WC与U
2成正电比容 ，与储i无能元关件，
O
I
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2. 实际电压源
I
U = US － I R0
I
U
伏安特性:
US
U