电路和电路元件(1)

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简单电路知识点总结图

简单电路知识点总结图

简单电路知识点总结图电路的基本元件有电源、负载、开关、导线、电阻、电容、电感、二极管、三极管等。

其中,电源是提供电压和电流的能源,负载是用电路的输出能量来输出功率的部分。

导线则是连接各个元件、传递电流的媒介。

电阻是阻碍电流通过的元件,它的单位是欧姆(Ω)。

电容是用来存储电荷的元件,其单位是法拉(F)。

电感是储存电能的元件,其单位是亨利(H)。

二极管是具有一个P型半导体和一个N型半导体组成的元件,可用于整流、开关和信号检测。

三极管则是由三个半导体层组成,可用于信号放大、开关和振荡。

在电路中,电流的方向是从正极流向负极,正电荷的运动方向则与电流方向相反。

电压是指电子在电场中所具有的能量,其单位是伏特(V)。

电压是电路中的推动力,它使得电流能够流动。

而电压的存在也决定了电子在电路中的运动。

电路中的流动电子受到电阻力的阻碍,电流会产生损耗。

这种损耗可以用功率来表示,其单位是瓦特(W)。

功率是电路中能量转换和传输的指标,它决定了电路中的能量消耗和输出功率。

在电路中,Kirchhoff定律是电路分析中常用的原理,它包括了电流定律和电压定律。

电流定律指出,流入和流出一个节点的电流之和为零;电压定律则说明了一条路径上的电压之和等于零。

电路可以分为直流电路和交流电路。

在直流电路中,电流方向保持不变,而在交流电路中,电流的方向会周期性地变化。

直流电路可用于供电、充电、放电等方面;而交流电路则可用于信号传输、变压、变频等方面。

在电子设备中,电路板是其中的重要组成部分。

它是以绝缘板为基材,上面覆盖有导电性材料,用来连接各种电子元件。

电路板上则会有各种电路成分和连接线路,以实现特定的功能、实现各种电子应用。

总之,电路是电子设备中的核心部件,它通过各种元件的连接实现了电流的流动、电压的变化和能量的转换。

通过对电路的设计、分析和优化,能够实现各种功能,满足各种电子应用的需求。

对于电子工程师和电子爱好者来说,对电路的认识是非常重要的。

电路和电路元件讲课文档

电路和电路元件讲课文档
向一致,此部分电路吸收电功率(消耗能量)
负载 。
若计算结果P < 0, 则说明U、I 的实际方向相
反,此部分电路输出电功率(提供能量)
电源 。
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第1章
[例1.1.3] 已知:U = 10 V, I = 1 A 。按图中
aI +
U - b
假设的正方向列式:P = UI
P =10 W (负载性质)
若:U = 10 V, I = -1 A 则 P =-10 W (电源性质)
小结:
1 ) P 为“+”表示该元件吸收功率; P 为“-” 则表示输出功率。
2)在同一电路中,电源产生的总功率和负 载消耗的总功率是平衡的。
第二十一页,共99页。
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第1章
1.2 电阻、电感和电容元件
第1章
负 载
电动机
第六页,共99页。
吸尘器
手电钻
实际的负载包括电动机、电动 工具和家用电器等等。
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第1章
电路的作用和分类
电 力
系 发电机

升压 变压器
降压 变压器
电灯 电炉 电动机
扩 音 器
话筒
放 大 器
扬声器
实现电能的传输和转换(俗称强电)
电路的作用 实现信号的传递和处理(俗称弱电)
电路模型:
电路模型是由一些理想电路元件相互连接而构成的 整体,是实际电路的一种等效电路。
S
电 路
+
模 型
E

I


R


第九页,共99页。
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第1章

电路与电子技术基础 第1章

电路与电子技术基础 第1章

第一章 电路与元件
关联参考方向:电流参考方向与电压参 考方向一致(假定电流方向与假定电压 降方向一致)。
注意: 电压、电流的参 考方向可任意假定互 不相关,但为了分析 电路时方便,常常采 用关联参考方向。
第一章 电路与元件
关联参考方向举例 (associated reference direction)
第一章 电路与元件
第一章 电路与元件
主要内容: 1、电路变量(电流、电压、功率) 2、电路基本定律(欧姆定律、KCL、 KVL) 3、电阻、电源(独立源、受控源) 4、电路的三种状态(开路、短路、 带负载) 注意:电位(电势)
第一章 电路与元件
电路分析的主要任务在于求解电路物 理量,其中最基本的电路物理量就是 电流、电压和功率。
第一章 电路与元件
1.4 理 想 电 源 不管外部电路如何,其两端电压 总能保持定值或一定的时间函数的电 源定义为理想电压源。
图 1.4-1 理想电压源模型
第一章 电路与元件
(1) 对任意时刻t1, (直流)理想电压源 的端电压与输出电流的关系曲线(称伏安特 性)是平行于i轴、其值为us(t1)的直线,如图 1.4-2 所示。 理想电压源的内阻多大? 内阻=伏安曲线斜率
第一章 电路与元件
kW·h读作千瓦小时,它是计量电 能的一种单位。1000W的用电器具加电 使用1h,它所消耗的电能为1kW·h, 即 日常生活中所说的1度电。有了这一概 念,计算本问题就是易事。
第一章 电路与元件
开路和短路
• 开路:两点之间的电阻为无穷大。 根据i = u/R,开路时无论电压多大,电 流恒为零。 • 短路:两点之间的电阻为零。 根据u = i R,短路时无论电流多大,电 压恒为零。

电路分析基础第二章 电路元件及电路基本类型(完整)

电路分析基础第二章  电路元件及电路基本类型(完整)

2. 线性 & 非线性元件
元件的特性方程为线性函数(满足可加性 和齐次性)时为线性元件,否则为非线性元件。 可加性: f ( x1 + x2 ) = f ( x1 ) + f ( x2 ) 齐次性: f (α x ) = α f ( x ) eg1:定常电阻元件的特性方程为u(t)=f[i(t)]=5i(t),问

u
N
有源二端元件
---有可能不满足无源特性积分式的二端元件。 i
+
-
w (t ) =
∫− ∞
t
u (τ )i (τ ) d τ 有可能 <0
w(t )有可能<0 ,说明(-∞,t]内,吸收<供出, 该元件能将多于电源供给的能量送回,是能量 的提供者,这类元件称为有源元件。如:独立 电压源(流源)、受控电压源(流源)。 独立电压源,独立电流源亦称为供能元件。
t t
在 uc与i 为关联参考方向下,
上式说明: 输入能量总非负--释放的能量不超过以前所储存的能量 时刻t观看电容时,储能只与该时刻t的电压uc(t)有关。 即 WC(t)只随uc(t)变化。 C是无损元件。
例 求电流i、功率P (t)和储能W (t) 解
uS (t)的函数表示式为:
+ -
u/V 2
小结小结电流源端电压则随与之联接的外电路而改变电流源端电压则随与之联接的外电路而改变常数则称为直流常数则称为直流常用大写字母常用大写字母表示直流表示直流电流源电流源理想电压源和电流源统称理想电压源和电流源统称独立源独立源电压源的电压和电压源的电压和电流源的电流都不受外电路影响它们电流源的电流都不受外电路影响它们作为电源或作为电源或输入信号输入信号时在电路中起时在电路中起激励激励excitationexcitation作用作用将在电路中产生将在电路中产生电流和电压电流和电压即输出信号称为即输出信号称为响应响应responseresponse当线性定常电容元件上电压的参考方向规定电容元件上电压的参考方向规定由正极板指向负极板则任何时刻正极板上的由正极板指向负极板则任何时刻正极板上的与其端电压与其端电压之间的关系有

第一章-电路及基本元器件PPT课件

第一章-电路及基本元器件PPT课件
图1-7
.
电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线(硅管)
.
电工电子技术基础
五、半导体三极管
1、三极管的结构
图1-8
.
电工电子技术基础 2、三极管的电流放大作用 三极管工作在放大状态的条件是:发射结正偏,集电 结反偏。
.
电工电子技术基础
(1)电流分配关系:发射极电流等于基极电流和集电极电
流之和,即:
图1-9
.
电工电子技术基础
(1)输入特性 死区电压:硅管约为0.5V,锗管约为0.2V; 导通电压(发射结):硅管约为0.7V,锗管约为0.3V。 (2)输出特性
截止区: UBE小于死区电压,IC≈ 0,UCE ≈UCC,。
饱和区:集电结正向偏置 ,UCE<UBE, IC≈ UCC/RC 。
放大区:发射结正偏,集电结反偏 , IC≈βIB。
图1-2
.
图1-3
电工电子技术基础
三、电功率和电能
1、电功率
电流通过电路时传输或转换电能的速率称为电功率,
简称为功率,用符号p表示。
当电压与电流为关联参考方向时,功率的计算公
式为:
p dW ui dt
当电压与电流为非关联参考方向时,功率的计算
公式为:
pui
.
电工电子技术基础 2、电能 电路在一段时间内吸收的能量称为电能。在国际单 位制(SI)中,电能的单位是焦耳(J)。1J等于1W的用 电设备在1s内消耗的电能。电力工程中,电能常用“度” 作单位,它是千瓦小时(kWh)的简称,1度等于功率为 1kW的用电设备在1小时内消耗的电能。
图1-23
.
电工电子技术基础 在电子电路中,电源的一端通常是接地的,为了作

电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答

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。

1电路


二. 电压 (voltage) 1. 电压 (voltage):电场中某两点A、B间的电压(降)UAB 等于 将单位点电荷q从A点移至B点电场力所做的功 wAB,,即
def
U AB
d WAB dq
单位名称:伏(特) 符号:V(Volt)
2. 电压(降)的参考方向 + +
实际方向 实际方向
+
U
(参考方向)
由此可以看出,电感是无源元件,它本身不消耗能量。
1.6 电容元件 (capacitor)
电容器 + + + + +q – – – – –q
线性定常电容元件:任何时刻,电容元件极板上的电
荷q与电流 u 成正比。
C 电路符号
一. 元件特性
与电容有关两个变量: C, q
i 对于线性电容,有: q =Cu +
2. u, i 取非关联参考方向
+ u – +
i
p吸 = u i p>0 p<0 实际吸收 实际发出
i
p发 = u i p>0 p<0 实际发出 实际吸收
u

上述功率计算适用于任意二端网络。 例 U = 5V, I = - 1A
+
U
I
关 联
P吸= UI = 5(-1) = -5 W
– +
I U
线性电感的 ~i (韦安)特性是过原点的直线


0
i
二. 线性电感电压、电流关系: i + – u e – +

u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
i , 右螺旋

电路原理第一章 电路元件和电路定律


i + U
关联参考方向
i +
U
非关联参考方向
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i

A U B
电压电流参考方向如图中所标, 电压电流参考方向如图中所标,问:A、B 、 两部分电路电压电流参考方向关联否? 两部分电路电压电流参考方向关联否? 电压、电流参考方向非关联; 答: A 电压、电流参考方向非关联; B 电压、电流参考方向关联。 电压、电流参考方向关联。

信号是运载信息的工具 电路是对信号进行加工、处理或能量传递的具体结构 是对信号进行加工、 系统是信号通过的全部电路和设备的总和
第1章
重点: 重点:
电路元件和电路定律
(circuit elements) (circuit laws)
1. 电压、电流的参考方向 电压、 2. 电功率和能量 3. 电路元件特性 4. 基尔霍夫定律
(reference direction)
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、 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 电功率等。 是电流、电压和功率。 是电流、电压和功率。
1. 电流的参考方向 (current reference direction)
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电路和电路模型( §1-1 电路和电路模型(model)
1. 实际电路 功能 由电工设备和电气器件按预期目的连 接构成的电流的通路。 接构成的电流的通路。 a 能量的传输、分配与转换; 能量的传输、分配与转换; b 信息的传递与处理。 信息的传递与处理。 共性 建立在同一电路理论基础上

(2) 以c点为电位参考点 点为电位参考点

清华考研_电路原理课件_第1章__电路元件和电路定律


Uab= ϕ a–ϕ b → ϕ b = ϕ a –Uab= –1.5 V
1.5 V Ubc= ϕ b–ϕ c → ϕ c = ϕ b –Ubc= –1.5–1.5 = –3 V
b
Uac= ϕ a–ϕ c = 0 –(–3)=3 V
1.5 V (2) 以b点为参考点,ϕ b=0
c
Uab= ϕ a–ϕ b → ϕ a = ϕ b +Uab= 1.5 V
2. 电压(voltage) 电场中某两点A、B间的电压(降)UAB 等于将点电荷q
从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值,即
uAB
=
dWAB dq
A
B
单位名称: 伏(特) 符号:V (Volt,伏特;1745 – 1827,Italian)
3. 电位(potential) 在分析电路问题时,常在电路中选一个点为参考点
• 用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示:如 iAB ,电流的参考方向由A指向B。

I 10V
A I1
10Ω
I2 B
电路中电流 I 的大小为1A, 其方向为从A流向B。 (此为电流的实际方向)
若参考方向如 I1 所示,则I1=1A
若参考方向如 I2 所示,则I2= -1A
因此,同一支路的电流可用两种方法表示。
电路模型
3. 集总参数电路 实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波
长。
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1.2 电流、电压、电动势及其参考方向
一、电流、电压、电动势
1. 电流 带电质点有规律的运动形成电流。
电流的大小用电流强度表示。
电流强度:单位时间内通过导体横截面的电量。

1-3 电路元件


u L di dt
直流时u=0相当于 短路
i 1
t u( )d =i(0) + 1
t
u( )d
L
L0
初始条件
记忆元件
电感元件
能量
W (t) t u( )i( )d L t d i( ) i( )d L i(t) i( )d i( )
d( )
i ( )
1 Li2 (t) 1 Li2 ()
2
2
1 Li2 (t) 2
i(-∞)= 0
无源元件 储能元件
设在 时刻电感电流为 i(t1), 时刻电感电流为 i(t2 )
W (t) L
i(t2 ) i(
i(t1 )
)di
1 2
Li2 (t2 )
1 2
Li2 (t1)
若 i(t1) i(t2 )
W =0
无损元件
电感元件
电感元件
忆阻器
电容的u、i关系
Cq u
q=Cu
i dq dt
i C du dt
u、i 为关联参考方向
动态元件
直流时i=0相当于 开路
1
u(t) C
t
i( )d
1 C
0 i( )d 1
C
t
i( )d
0
u(0) 1
t
i( )d
C0
初始条件
记忆元件
电容元件
有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)
符号
控制量
电压、电流
受控量 四种受控源
电压源、电流源
受控源
名称
电压控制电压源VCVS
电流控制电压源CCVS
voltage controlled voltage source current controlled voltage source
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a+ I
a- I
U、I参考方向一致
U
RU
R P=UI
b-
b+
a+ I
U43;
U、I参考方向相反
R P=–UI
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第1章
P=UI
P U I
2)将U、I 的代数值代入式中
若计算的结果P > 0, 则说明U、I 的实际方
向一致,此部分电路吸收电功率(消耗能量)
负载 。
若计算结果P < 0, 则说明U、I 的实际方向
人为假设的方向。
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第1章
小结
2.方程U/I=R 只适用于R 中U、I参考方向一
致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号,
当U、I参考方向一致时为正,否则为负。
3.在解题前,一定先假定电压电流的“参考方
向 ”,然后再列方程求解。即 U、I为代数
量,也有正负之分。当参考方向与实际方
向一致时为正,否则为负。
4.为方便列电路方程,习惯假设I与U 的参 考方向一致(关联参考方向)。
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第1章
1.1.3 电路功率
设电路任意两点间的电压为U,电
流为 I , 则这部分电路消耗的功率为
a+ I
U
R P = UI
b-
问题:如果假设方向不一致怎么办? 功率有无正负?
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第1章
功率的计算
1)按所设参考方向列式
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第1章
电 源
各种蓄电池和干 电池由化学能转换成 电能。
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第1章
汽轮发电机和风 力发电机将机械能转 换成电能。
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第1章
负 载
电动机
吸尘器
手电钻
实际的负载包括电动机、 电动工具和家用电器等等。
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第1章
电路的作用
电 力 系 发电机 统
升压 变压器
第1章
1.2.2 电感元件
电感:能够存储磁场能量的元件。
i
符号
L
L N
ii
单位电流产生的磁链
单位:H, mH, H
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第1章
电感元件的基本关系式
ii
+
-
u
+eL L
-
d
di
eL dt
L dt
di
u
eL
L dt
u
=
L
d d
i t
其中: L N
ii
电感元件的基本 伏—安关系式
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第1章
电感元件在 直流电路中
di 0 dt u 0
相当于一根 无阻导线 !
电感是一种储能元件 ,储存的磁场能量为
WL
1 2
Li2
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第1章
线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附 近介质的导磁性能等有关。
相反,此部分电路输出电功率(提供能量)
电源 。
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第1章
[例1.1.3] 已知:U = 10 V, I = 1 A 。按图中
aI +
U - b
假设的正方向列式:P = UI
P =10 W (负载性质)
若:U = 10 V, I = -1 A 则 P =-10 W (电源性质)
小结:
1 ) P 为“+”表示该元件吸收功率; P 为“- 则表示输出功率。
降压 变压器
电灯 电炉 电动机
扩 音 器 话筒
放 大 器
扬声器
电路的作用
实现电能的传输和转换
实现信号的传递和处理
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第1章
1.1.2 电压、电流及其参考方向
1. 基本物理量
物理量
单位
方向
电流
I(直流) i(交流)
A、 mA 、μ
A 正电荷移动的方向 高电位流向低电位
U(直流)V、kV、mV、 电位降的方向
W t2 Ri 2dt t1
R
伏安特性:电阻元件上电压与电流间 的关系称为伏安特性。
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第1章
+i uR
伏-安 特性曲线
i u

当 R u i 恒定不变时,称为线性电阻。
+i u -
伏-安 特性曲线
i u
当电压与电流之间不是线性函数关系时, 称为非线性电阻。
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第1章
第1章
1.1 电路和电路的基本物理量
1.1.1 电路 1.1.2 电压、电流及其参考方向 1.1.3 电路功率
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第1章
1.1.1 电路
电路是电流的通路,它是为了某种需要由 某些电工、电子器件或设备组合而成的 。
S
电+
路 模
E


I实 R际
电 路
电路的组成:
电源、负载和导线、开关等。
实际的金属导体的电阻与导体的尺寸及 材料的导电性能有关。
R l
S
式中ρ称为电阻率,是表示材料对电流起阻碍 作用的物理量。l 是导体的长度, S 为导体的 截面积。
电阻的单位是欧姆(Ω),千欧(kΩ)。
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第1章
几种常见的 电阻元件
普通金属 膜电阻
绕线 电阻
电阻排
热敏 电阻
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+
在复杂电路中难于预先判断某段电路中
电流的实际方向,从而影响电路求解。
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第1章
解决方法:
在解题前先任意选定一个方向,称为参 考方向(或正方向)。依此参考方向,根据 电路定理、定律列电路方程,从而进行电路 分析计算。
由计算结果可确定U、I 的实际方向:
计算结果为正,实际方向与假设方向一致; 计算结果为负,实际方向与假设方向相反。
2)在同一电路中,电源产生的总功率和负 载消耗的总功率是平衡的。
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第1章
1.2 电阻、电感和电容元件
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4
电阻元件 电感元件 电容元件 额定值
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第1章
1.2.1 电阻元件
+i uR -
电阻(R):具有消耗电能特
性的元件。
u Ri, P ui Ri2 u2
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第1章
a+ I
UR R
d

E

b-
[例1.1.1] 已知:E =2V, R =1Ω
问:当Uab为1V时,I = ?
解:假定I 的参考方向如图所示。
则: Uab Uad Udb UR E
I UR U ab E RR
Uab 1V, I 1 2 A 1A
1
(实际方向与参考方向相反!)
电压 u(交流) μ V
(高电位 低电位)
电动势eE((交直流流))Vμ 、VkV
、mV
、电源力驱动正电荷的方
向(低电位 高电位)
功率 P
W、kW、mW (用电或供电)
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第1章
电流方向
2. 电压、电流参考方向 ba,ab? a
电压、电流实际方向:
a
+
E2
++ I
E UR
¯
问题
¯ b
E1 b
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第1章
[例1.1.2] 假定U 、I 的参考方向如图所
示,若 I = -3A ,E =2V , R =1Ω
a

I
Uab=?
解: U ab (I)R E
UR R
={[-(-3)]×1+2}V = 5V
d
(实际方向与参考方向一致)

E
小结

b-
1.电压电流“实际方向”是客观存 在的物理现象,“参考方向” 是
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