第1章电路的基本概念和定律 ·1.1电路和电路模型 1.2电流、电压及其参考方向 ·1.3电功率与电能 ·1.4电阻元件 1.5电压源和电流源 1.6基尔霍夫定律 1.7用电位的概念分析电路 小结 大
第1章 • 1.1 • 1.2电流、 电压及其参考方向 • 1.3电功率与电能 • 1.4电 阻元件 • 1.5电压源和电流源 • 1.6基尔霍夫定律 • 1.7用电位的概念分析电路 • 小结
1.1电路和电路模型 1.电路的定义及功能 电路是由电路元(器)件按一定要求连接而成,为电 流的流通提供路径的集合体。电路的基本功能是实现电 能的传输和分配或者电信号的产生、传输、处理加工及 利用。 2.对实际电路元件理想化的意义 为了分析电路方便起见,必须在一定条件下对实际 电路元(器)件加以近似化,忽略其次要性质,用一些以 表示实际电路元(器)件主要物理性质的模型来代替实际电 路元(器)件。构成模型的元(器)件称为理想电路元件 3.三中理想电路元件 常用的三种最基本的理想元件是:电阻元件、电容 元件、电感元件;另外还有电压源和电流源两种理想电 源元件。每一种理想元件都有各自的数学模型和精确定 义
1.1 电路和电路模型 1. 电路的定义及功能 电路是由电路元(器)件按一定要求连接而成， 为电 流的流通提供路径的集合体。电路的基本功能是实现电 能的传输和分配或者电信号的产生、 传输、 处理加工及 利用。 2. 对实际电路元件理想化的意义 为了分析电路方便起见， 必须在一定条件下对实际 电路元(器)件加以近似化， 忽略其次要性质， 用一些以 表示实际电路元(器)件主要物理性质的模型来代替实际电 路元(器)件。 构成模型的元(器)件称为理想电路元件。 3. 三中理想电路元件 常用的三种最基本的理想元件是：电阻元件 、电容 元件、电感元件 ；另外还有电压源和电流源两种理想电 源元件。 每一种理想元件都有各自的数学模型和精确定 义
4.电路模型与电路图 所谓电路模型,就是把实际电路的本质抽象出来所 构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件 符号画在平面上形成的图形称作电路图。图1.1就是一个 最简单的电路图 + U R 图1.1一个最简单的电路图 <BACK
4. 电路模型与电路图 所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所 构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件 符号画在平面上形成的图形称作电路图。 图1.1就是一个 最简单的电路图。 图1.1一个最简单的电路图 ＋ － US RS RL
12电流、电压及其参考方向 121电流及其参考方向 1.电流的表达式及单位 (11) t 1-2) 国际单位制(SD)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 还有膏安mA和微安(A)等。 参考方向 元件 元件 实际方向 Ⅰ>0 实际方向 <0 图1.2电流的参考方向
1.2 电流、电压及其参考方向 1.2.1 电流及其参考方向 1. 电流的表达式及单位 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 还有毫安(mA)和微安(μA)等。 t q I dt dq i = = （1—1） （1—2） 图1.2电流的参考方向 元件 参考方向 实际方向 I ＞0 元件 参考方向 实际方向 I ＜0
2电流的参考方向 参考方向可以任意设定,在电路中用箭头表示,并且规定, 如果电流的实际方向与参考方向一致,电流为正值:反之,电流 为负值,如图1.2所。不设定参考方向而谈电流的正负是没有意义 的 3.直流电流的测量 在直流电路中,测量电流时,应根据电流的实际方向将电流 表串入待测支路中,如图1.3所示,电流表两旁标注的 号为电流表的极性。 R l2==1A R RI 1=2A 图1.3直流电流测试电路图
2.电流的参考方向 参考方向可以任意设定， 在电路中用箭头表示， 并且规定， 如果电流的实际方向与参考方向一致， 电流为正值；反之，电流 为负值， 如图1.2所。不设定参考方向而谈电流的正负是没有意义 的。 3. 直流电流的测量 在直流电路中， 测量电流时， 应根据电流的实际方向将电流 表串入待测支路中， 如图1.3所示， 电流表两旁标注的“+”“—” 号为电流表的极性。 图1.3直流电流测试电路图 － ＋ R1 US A1 A2 R2 － ＋ ＋ － R3 I 2 ＝ －1 A I 1 ＝2 A
例11图例1.1在图14中,各电流的参考方向已设定。已知 1=10A,2=2A,l3=8A。试确定l1、l2、l3的实际方向。 解1>0,故1的实际方向与参考方向相同,1由a点流向b点。 l20,故l3的实际方向与参考方向相同,l3由b点流向d点。 1 图14例1.1图 122电压及其参考方向 1.电压的定义及单位
例1.1 图 例1.1 在图1.4中，各电流的参考方向已设定。已知 I1=10A, I2=—2A, I3=8A。试确定I1、I2、 I3的实际方向。 解 I1>0, 故I1的实际方向与参考方向相同， I1由a点流向b点。 I20, 故I3的实际方向与参考方向相同， I3由b点流向d点。 1.2.2 1. 电压的定义及单位 图1.4例1.1图 a I 1 I 2 I 3 c b d dq d u = （1—3）
在SI中,电压的单位为伏特,简称伏(V),实用中还有千伏 (kV),毫伏(mV)和微伏(μV)等。 2.用电位表示电压及正负电压的讨论 Ua=9- (14) (1)如果正电荷由a点移到b点,获得能量,由a点到b点为电 位升(电压升),即 U=9。-9<0 (2)如果电荷由a点移到b点,失去能量,则a点为高电位端 (正极),b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降),即 。-9 3支流电压的测量 在直流电路中,测量电压时,应根据电压的实际极性将直流 电压表跨接在待测支路两端
在SI中，电压的单位为伏特，简称伏(V)，实用中还有千伏 (kV)，毫伏(mV)和微伏(μV)等。 2. 用电位表示电压及正负电压的讨论 （1）如果正电荷由a点移到b点，获得能量，由a点到b点为电 位升(电压升)，即 （2）如果电荷由a点移到b点， 失去能量， 则a点为高电位端 (正极)， b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降)，即 3.支流电压的测量 在直流电路中， 测量电压时， 应根据电压的实际极性将直流 电压表跨接在待测支路两端。 a b Uab = − （1—4） = − 0 a b Uab = − 0 a b Uab
如图1.6所示,若U础出=10V,Ub=3V,测量这两个电压时应按图示 极性接入电压表。电压表两旁标注的“+”、“-”号分别表示电压表 的正极性端和负极性端。 电压的参考极性 + + 电压的实际极性 U>0 U<0 图1.5电压的参考极性 R R2 图1.6直流电压测试电路
如图1.6所示， 若Uab=10V， Ubc=—3V， 测量这两个电压时应按图示 极性接入电压表。电压表两旁标注的“+”、 “—”号分别表示电压表 的正极性端和负极性端。 图1.5电压的参考极性 U ＋ － ＋ － U＞0 U ＋ － ＋ － U＜0 电压的实际极性 电压的参考极性 图1.6直流电压测试电路 ＋ － US2 US1 V2 ＋ － V1 － ＋ R2 ＋ R － 1 a b c
4关联参考方向 在电路分析中,电流的参考方向和电压的参考极性都可以各自 独立地任意设定。但为了方便,通常采用关联参考方向,即:电流 从标电压“+″极性的一端流入,并从标电压“〃极性的另一端流出, 如图17所示。这样,在电路图上只要标出电压的参考极性,就确定 了电流的参考方向,反之亦然。如图17(a)只须用图1.7(b)、(c)中的 种表示即可。 图17关联参考方向
4 关联参考方向 在电路分析中，电流的参考方向和电压的参考极性都可以各自 独立地任意设定。但为了方便，通常采用关联参考方向，即：电流 从标电压“+”极性的一端流入，并从标电压“—”极性的另一端流出， 如图1.7所示。这样，在电路图上只要标出电压的参考极性，就确定 了电流的参考方向，反之亦然。如图1.7(a)只须用图1.7(b)、(c)中的 一种表示即可。 图1.7关联参考方向 U ＋ － (a) I U ＋ － (b) I (c)
例1.2在图18中,各方框泛指元件。已知l=3Al2=2A 13=1A,pa=10V,b=8V,g=3V。 (1)欲验证/1、2数值是否正确,问电流表在图中应如何连接? 并标明电流表极性 (2)求Ua和U,若要测量这两个电压,问电压表如何连接? 并标明电压表极性。 l2 3 图18例1.2图
例1.2 在图1.8中，各方框泛指元件。已知I1=3A,I2=2A, I3=1A,φa=10V，φb=8V，φc=—3V。 (1)欲验证I1、I2数值是否正确，问电流表在图中应如何连接? 并标明电流表极性。 (2)求Uab和Ubd，若要测量这两个电压，问电压表如何连接? 并标明电压表极性。 图1.8 例1.2图 (a) I 1 1 3 4 5 2 I 2 I 3 a b c d (b) 1 3 4 5 2 a b c d A1 V1 V2 A3 ＋ － － ＋ ＋ － ＋ －