1电路基础48Word文档下载推荐.docx
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蓄电池
交流稳压电源
电阻器
电容器
电感线圈
铁心电抗器
变压器
晶体管和集成电路
电路组成部分
电源：
对电路提供电能或电信号的设备。
负载：
用电的设备。
?
根据这种因果关系，称为激励与响应根据这种因果关系，称为激励与激励?
有时也称为输入与输出。
输入电路理论—研究的方法、研究的内容、研究的对象。
电路理论—研究的方法、研究的内容、研究的对象。
集总参数电路：
分类：
实际电路几何尺寸（与其工作信号波长（λ）的关系实际电路几何尺寸（d）与其工作信号波长的关系
（1）集总参数电路：
满足d<
<
λ条件的电路。
满足条件的电路。
集总参数电路条件的电路
（2）分布参数电路：
不满足d<
分布参数电路：
不满足条件的电路。
分布参数电路条件的电路说明：
说明：
本课程只讨论集总参数电路（简称为电路）本课程只讨论集总参数电路（简称为电路）集总参数电路
二、关于电路理论
是一门研究网络分析与综合或设计的基础工程学科，与是一门研究网络分析与综合或设计的基础工程学科，近代系统理论关系密切。
近代系统理论关系密切。
研究的方法：
通过建立一种电路模型来分析电路中发生研究的方法：
的电磁现象，并用电流、电压、电荷和磁通等物理量描的电磁现象，并用电流、电压、述其中的过程。
述其中的过程。
研究的内容：
本教材主要研究电路的基本定律、定理和研究的内容：
本教材主要研究电路的基本定律、各种计算方法，以便求解电路中的某些物理量。
各种计算方法，以便求解电路中的某些物理量。
一般不涉及器件内部发生的物理过程。
研究的对象：
是电路模型而不是实际电路。
而不是实际电路
电路理论涉及的物理量主要有：
电流、电压、电荷、磁通、磁链、电功率、电流、电压、电荷、磁通、磁链、电功率、电能量等；
电能量等；
时变量用小写字母表示：
量用小写字母表示（t）可以不写
i（t）、u（t）、q（t）、f（t）、y（t）、p（t）、w（t）?
恒定量用大写字母表示：
量用大写字母表示?
I、U、Q、F、Y、P、W
三、电路模型集总参数元件：
（模型元件）集总参数元件：
（模型元件）：
（模型元件只反映一种基本电磁现象，有数学方法精确定义。
只反映一种基本电磁现象，有数学方法精确定义。
R
电路模型：
模型元件组成的电路。
电路图：
电路模型画在一个平面上所形成的图形。
平面上所形成的图形。
图形符号
电路模型①实际器件不只表现出一种电路性质例如：
例如：
一个线圈在直流情况下的模型是一个电阻元件；
在直流情况下的模型是一个电阻元件；
在较低频率情况下的模型是一个电阻元件和一个电感元件的串联组合；
件和一个电感元件的串联组合；
而当频率较高时，而当频率较高时，还要考虑电容效应，容效应，其模型中还应包含电容元件。
容元件。
②为了分析方便必须在一定的条件下，对实际器件加以理想化处理，必须在一定的条件下，对实际器件加以理想化处理，即：
忽略它的次要性质，忽略它的次要性质，用理想电路元件或它们的组合来表示实际器件（建模建模）。
示实际器件建模。
理想电路元件是具有某种确定电磁性质的假想元件，理想电路元件是具有某种确定电磁性质的假想元件，是一种理想化模型并具有精确的数学定义，即电压—电流方程。
电流方程。
理想化模型并具有精确的数学定义，即电压电流方程?
在电路模型中，各理想电路元件均由“理想导线”连接在电路模型中，各理想电路元件均由“理想导线”起来。
起来。
根据端子的数目，理想电路元件分为：
两端、三端和四端元件等。
电路模型是实际电路的理想化的模型。
理想化的模型
实际电路与电路模型的关系电路分析实际电路电路模型计算分析电路综合
目的：
通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的目的：
通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。
特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。
任务：
掌握电路的基本理论和电路的基本分析方法。
本书只对集总电路模型中的线性、时不变、静态、说明：
本书只对集总电路模型中的线性、时不变、静态、动态电路进行分析。
牢固建立“电路模型”概念。
动态电路进行分析。
电气特性
《电路分析基础》电路分析基础》章电路基础最简单的实际电路和它的理想化模型第1章电路基础
图1－1手电筒电路－（a）实际电路（b）电原理图（电气图）（c）电路模型（电路图）（d）拓扑结构图电原理图（电气图）电路模型（电路图）
1-2
电路分析常用基本变量
电路分析目的：
得出给定电路的电性能。
目的描述电性能的变量：
电流、电压、功率。
描述电性能的变量：
变量电路分析任务：
求解变量。
电路分析任务：
任务一、电流：
带电质点的定向运动电流：
dq（t）i（t）=dt
QI=T
方向：
1）实际正方向：
规定为正电荷运动的方向。
实际正方向：
2）参考正方向：
任意假定的方向。
参考正方向：
注意：
必须指定电流参考方向，这样电流的正或负值才有意义。
电流参考方向
二、电压：
电场力把单位正电荷从一点移向另一点所做的功。
电压：
dw（t）u（t）=dq（t）
WU=Q
）实际正方向：
规定为从高电位指向低电位。
）参考正方向：
必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义。
三、电压与电流关联参考方向：
电压与电流关联参考方向：
关联参考方向电流参考方向是从电压参考正极流入，负极流出。
电流参考方向是从电压参考正极流入，负极流出。
正极流入i（t）+u（t）关联i（t）u（t）+非关联
四、功率：
功率：
计算：
dw（t）p（t）=dt
WP=T
1.电压与电流采用关联参考方向：
电压与电流采用关联参考方向：
p（t）=u（t）i（t）>
0——支路吸收功率2.电压与电流采用非关联参考方向：
电压与电流采用非关联参考方向：
p（t）=u（t）i（t）>
0——支路提供功率i（t）+u（t）i（t）u（t）+
作业：
习题1－作业：
P52习题－3
练习题:
P121－1－
基尔霍夫定律（§
1-3基尔霍夫定律（Kirchhoff’sLaw）
基尔霍夫定律：
任何集总参数电路都适用的基本定律KCL：
描述电路中各电流的约束关系;
：
KVL：
描述电路中各电压的约束关系；
一、电路名词定义：
电路名词定义：
1.支路：
支路流过同一电流的分支。
流过同一电流的分支。
同一电流的分支2.节点：
2.节点：
节点两条以上支路的连接点。
两条以上支路的连接点。
支路的连接点3.回路：
3.回路：
回路由支路构成的闭合路径。
由支路构成的闭合路径。
4.网孔：
网孔：
将电路画在平面上内部不将电路画在平面上内部不含有支路的回路，称为网孔。
含有支路的回路，称为网孔。
DI1+us1I5I6+us2AI2BI4is1CI3
基尔霍夫电流定律（KCL）二、基尔霍夫电流定律（KCL）1.KCL
对于任一集中参数电路，对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出（或流入）在任一时刻，流出（或流入）任一节点的电流代数和等于零。
任一节点的电流代数和等于零。
记为：
I1+us1I5DI6+us2AI2BI4is1CI3
k=1
Σik（t）=0
K
流出节点的电流为节点的电流为正流入节点的电流取节点的电流取负注意：
流出节点的电流为正，流入节点的电流取负。
KCL方程：
支路电流为变量在电路各节点处列写的方程式。
以支路电流为变量在电路各节点处列写的方程式。
方程在电路各节点处列写的方程式节点A:
节点A:
AI1+us1I5DI6+us2I2BI4is1CI3
-I1+I2+I3=0
节点B:
-I2+I4+I5=0
节点C:
-I3-I4+I6=0
节点D:
I1–I5-I6=0
（I1=I5+I6）
KCL推广推广：
2.KCL推广：
对于任一集中参数电路，在任一时刻，对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出任一节点的电流和等于流入该节点的电流和。
电流和等于流入该节点的电流和。
即：
∑i
出
（t）=∑i入（t）
对于任一集中参数电路，对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出任一闭合面的电流代一时刻，数和等于零。
数和等于零。
k
（t）=0
举例：
图示电路，举例：
图示电路，求I1和I2。
闭合面也称为广义节点。
定律物理意义:
反映电荷的守恒性和电流的连续性。
3.定律物理意义:
基尔霍夫电压定律（三、基尔霍夫电压定律（KVL）1.KVL
对于任一集总参数电路，在任一时刻，对任在任一时刻，一回路，一回路，按一定绕行方向，其电压降的代数和等于零。
等于零。
+us1L1
+
u1+us2u5++u4L3L2
+u2u6+
Σuk（t）=0
绕行方向一致的电压为正否则取负。
的电压为正，注意：
与绕行方向一致的电压为正，否则取负。
KVL方程：
方程以支路电压在电路各回路列写的电路方程式。
以支路电压在电路各回路列写的电路方程式。
回路1:
（u1-u5=us1-us2）
u1+
L2
u1+us2-u5-us1=0
回路2:
（u2-u4=us2）+us1回路3:
回路3:
L1us2u5++u4L3
u2u6+
u2-u4-us2=0
-u6+u5+u4=0
推广：
2.推广：
对于任一集中参数电路，在任一时刻，对于任一集中参数电路，在任一时刻，沿任一回路绕行方向，路绕行方向，回路电压降的代数和等于回路电压源电压升的代数和。
源电压升的代数和。
即：
∑u
降
（t）=∑us升（t）升
-11V
-9V
练习：
图示电路，图示电路，求Ucd和Ube。
-
描述回路中支路电压约束关系；
反映能量的守恒性。
例1：
图示电路，电阻R有无电流？
求电压u图示电路，电阻R有无电流？
求电压u1和u2。
+u1-
+2V__R
_
A
+u2
+8V作业：
P54习题－5、1－7、1－10－－
练习题：
P531－6－
1-4一、定义：
电阻元件
伏安关系可用u-i平面过坐标原点曲线来描述的二端元件。
伏安关系可用平面过坐标原点曲线来描述的二端元件。
平面过坐标原点曲线来描述的二端元件
u/Vi/A
0
电阻元件作用：
电能转换为热能。
作用
常用的各种二端电阻器件
电阻器晶体二极管
二、电阻的分类：
电阻的分类线性电阻：
伏安关系为平面过坐标原点的直线。
平面过坐标原点的直线线性电阻：
伏安关系为u-i平面过坐标原点的直线。
非线性电阻：
伏安关系为平面过坐标原点的曲线。
平面过坐标原点的曲线非线性电阻：
伏安关系为u-i平面过坐标原点的曲线。
电阻符号：
i+
r
u
线性电阻
非线性电阻
从元件参数是否随时间变换的意义可分为：
时不变电阻：
（定常电阻）时不变电阻：
（定常电阻）电阻：
（定常电阻伏安关系为u-i平面过坐标原点的一条直伏安关系为平面过坐标原点的一条直（曲）线。
平面过坐标原点的一条时变电阻：
时变电阻：
伏安关系为u-i平面过坐标原点的一组直（曲）线。
伏安关系为平面过坐标原点的一组直平面过坐标原点的一组
三、线性时不变电阻：
线性时不变电阻特点：
特点：
伏安关系为u-i平面过坐标原点平面过坐标原点；
1.伏安关系为平面过坐标原点；
一条直线，斜率为R。
一条直线，斜率为。
端电压与通过的电流成正比；
2.端电压与通过的电流成正比；
u=Ri或U=RI注意：
电流、电压为关联参考方向；
关联参考方向
3.具有双向性:
伏安特性对原点对称；
具有双向性4.耗能元件：
4.耗能元件：
p=ui=Ri2=u2/R>
0耗能元件5.无记忆元件：
5.无记忆元件：
u（t）=Ri（t）无记忆元件
R单位：
?
（欧姆）单位：
欧姆）单位
1电导：
电导：
G=表征电阻元件的另一参数。
表征电阻元件的另一参数。
线性电阻的开路和短路线性电阻的开路和短路——特殊情况开路和短路特殊情况电流为零，电流为零，可以是任意值电压可以是电压可以是任意值电压为零，电压为零，电流可以是可以是任意值电流可以是任意值
（a）开路的电压电流关系曲线（a）开路的电压电流关系曲线
（b）短路的电压电流关系曲线（b）短路的电压电流关系曲线
具体电路的电流电压是一个明确的值。
P57习题－12、1－13－
1-5电压源
电路中提供能量的器件或装置。
电压源和电流源：
各种实际电源的电路模型（理想元件）。
常用的干电池和可充电电池
实验室使用的直流稳压电源
示波器
稳压电源
用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。
一、电压源定义：
电压源定义能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。
独立向外电路提供恒定电压的二端元件。
向外电路提供恒定电压的二端元件二、符号表示:
符号表示三、伏安关系：
伏安关系平行于i轴的一条直线。
平行于轴的一条直线。
四、特点：
恒压不恒流特点1.端电压恒定与i无关；
端电压u恒定与无关恒定与无关；
2.电流由u和外电路共同确定；
电流i由和外电路共同确定和外电路共同确定；
五、电压源的功率：
电压源的功率R（?
）2?
i（A）5u（v）10
i+us+uR
u（V）
us
i（A）0us=10V521010110200.510
p=ui
既可提供功率，也可吸收功率。
P27例1-7电路如图所示：
已知S1=12V,uS2=6V,R1=0.2?
电路如图所示：
已知uR2=0.1?
R3=1.4?
R4=2.3?
。
求电流和电压。
求电流i和电压u
ab
us1i
R3
R1
ab
us2
R2
+u1
u3
R4
u4
解题依据：
基尔霍夫定律和电阻元件的VCR。
基尔霍夫定律和电阻元件的。
设电流参考方向如图中所示，解：
设电流参考方向如图中所示，则各电阻上电压标注如图。
则各电阻上电压标注如图。
可得：
由KVL可得：
可得
uS1+R1i+uS2+R2i+R4i+R3i=0
uS1?
uS212?
6=i==1.5AR1+R2+R3+R40.2+0.1+1.4+2.3
沿右边路径求电压u沿右边路径求电压ab:
也可由左边路径求电压u也可由左边路径求电压ab：
uab=uS2+R2i+R4i
uab=?
R1i+uS1?
R3i
=9.6V
P56习题－15
第1章电路基础章电
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