课程介绍 一、课程性质 电子与电气信息类专业的重要技术基础课（考研科目） 二、课程特点 理论严密、逻辑性强、有广阔的工程背景 三、课程内容 分析电路中的电磁现象（电压、电流、电荷、磁通） 四、学习目的 电路的基本定律、定理 电路的基本分析方法 初步的实验技能 五、学习方法 1、要充分认识到本课程在后续课程学习中及今后从事专业工作 中的重要性 3、勤于思考、及时挖掘并排除疑点，善于总结 2、主动预习、认真听讲、及时复习巩固,独立完成作业 六、参考书目 电路（第五版）邱关源 电路分析基础（第四版）李翰荪 Chp1 电路基本定律与二端电阻性元件 本章主要内容 电路中的基本物理量（电压、电流、功率） 电路中的基本定律（KCL、KVL） 三种理想电路元件（电阻、电压源、电流源） 1.1 电路的基本组成和电路模型 一、电路的组成 电力系统电路示意图 发电机 升压 变压 器 降压 变压 器 电灯 电动机 电炉 输电线 中间环节 负载电源 一、电路的组成 电源 负载 中间环节 电源电压、电流 激励响应 输入输出 二、理想电路元件 具有单一电磁性质并有精确数学定义的对象 二、理想电路元件 具有单一电磁性质并有精确数学定义的对象 电池 灯泡 实际电路电路模型 建模 二端元件三端元件四端元件 二、理想电路元件 一端口元件 单口元件 1.2 电压及其参考方向 一、电压的概念 两点间的电压与路径无关。 二、电位的概念 参考点（地） 两点间的电压等于这两点的电位差。 同一问题中只能选择一个电位参考点。 直流电压符号 三、电压的参考方向 电压的（真实）方向高电位指向低电位 参考方向事先假定的电位由高到低的方向。 参考方向的表示方法： +u 三、电压的参考方向 +u 若参考方向与实际方向 相同 相反 + 参考方向可随意设定。 电压的参考方向和电压值的正负共同决定电压的实际方向。 参考方向改变，电压值符号随之取反。 例1. 图中 ，试说明 和 两个时刻电压的真实方向。 解： t0时真实方向与参考方向相同。 时真实方向与参考方向相反。 例2. 已知图中U15V，U23V，U32V，求U。 A C B D 解： 例3. 若选择（4）为参考点，（1）、（2）、（3）各点的 电位分别为5V、3V和6V。求电压U12、U23、U31。 若将参考点改为（2），求其他各点的电位。 1.3 电流及其参考方向 一、电流的概念 电荷的定向移动形成电流。 A B 直流电流符号 二、电流的参考方向 电流的（真实）方向正电荷定向移动的方向 参考方向事先假定的正电荷定向移动的方向。 参考方向的表示方法： 二、电流的参考方向 实际方向与参考方向相同 实际方向与参考方向相反 参考方向可随意设定。 电流的参考方向和电流值的正负共同决定电流的实际方向。 参考方向改变，电流值符号随之取反。 三、电压和电流的关联参考方向 +u ii +u 关联非关联 关联、非关联只用于描述同一对象上的电压、电流 参考方向的关系。 对于B部分 U、I参考方向关联 对于A部分 U、I参考方向非关联 例1. P20 习题11 向右 向左 向右 向左 1.4 电功率和能量 一、能量（功率）的流向 吸收能量 消耗能量 释放能量 提供能量 如何判断一段电路的能量流向？ 电压与电流的实际方向 关 联吸收能量（功率） 非关联释放能量（功率） 二、功率的计算 吸收功率 释放功率 吸收功率的代数值 释放功率 吸收功率 释放功率的代数值 u、i参 考方向 ui乘积符号作用 关联 + 非关联 + 释放功率 吸收功率 吸收功率 释放功率 如何利用式子 p=ui 判断功率的吸收或释放？ 例1. 已知U15V，U24V，U33V，I13A，I24A， I31A。求各元件的功率，并说明是吸收还是发出。 例2. 已知U17V，U22V，U3U45V，I1 I2 8A， I35A， I4 3A。求各元件功率并说明是吸收还是 发出。 在一个完整电路中，所有元件吸收功率的代数和为零。 三、能量的计算 吸收功率的代数值 t0t 的时间段内二端电路吸收的能量代数值 即 所以 1度1千瓦时常用电量计量单位 1.5 基尔霍夫定律 一、电路术语 1.支路branch 支路电流 支路电压 2.节（结）点node 3. 回路loop 回路方向（顺时针、逆时针） 4. 网孔mesh a b c d 一、电路术语 节点的画法 节点的个数 a b c d ac 一条导线上的各点是同一节点。 相连交叉交叉 二、基尔霍夫电流定律（KCL） 集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，离开节点 的各支路电流代数和等于零。 KCL方程 例 列写KCL方程 结点 方程移项，得 二、基尔霍夫电流定律（KCL） 结点 （1） 结点 （2） 结点 （3） KCL是电荷守恒在电路中的体现。 对闭合曲面，有 KCL既可用于节点，又可用于闭合面。 KCL与构成电路的元件性质无关。 二、基尔霍夫电流定律（KCL） KCL是电荷守恒在电路中的体现。 KCL既可用于节点，又可用于闭合面。 练习与思考 P19 13 三、基尔霍夫电压定律（KVL） 集中参数电路中的任一回路，在任一时刻，沿回路各 支路电压代数和等于零。 KVL方程 例 列写KVL方程 回路 l1 方程移项，得 沿回路电压升高之和等于电压降低之和。 l1 三、基尔霍夫电压定律（KVL） l1 l2 l3 回路 l1 回路 l2 回路 l3 KVL是能量守恒在电路中的体现。 KVL与构成电路的元件性质无关。 三、基尔霍夫电压定律（KVL） KVL是能量守恒在电路中的体现。 KVL可用于回路，也可用于任意闭合路径（虚拟回路）。 路径 l1 路径 l2 三、基尔霍夫电压定律（KVL） 节点电压 、 参考点 用节点电压表示支路电压，则KVL自动满足。 l1 例1. P21 14 例2. P21 15 练习与思考 P19 14 1.6 电阻元件 电阻效应：沿电流方向产生电压降落，消耗电能。 电阻元件：反映电阻效应的理想电路元件。 一、电阻元件的定义 一个二端元件，在任一时间如果其两端电压 u(t)和通 过的电流 i(t) 构成确切的代数关系，则此二端元件称为电 阻元件。 电路符号伏安特性曲线 一、电阻元件的定义 斜率R 线性电阻元件 的伏安特性曲线 二、线性电阻元件的伏安关系（伏安特性） 电阻（欧姆 ） 电导（西门子 ） 二、电阻元件的伏安关系（伏安特性） 书写电阻元件的伏安关系应视该元件的电压、电流 参考方向关系选择恰当的形式。 练习与思考 P19 16 斜率R 三、开路和短路 (1) 开路 (2) 短路 四、线性电阻元件的功率 吸收功率代数值 R 只要 ，则 （实际吸收功率） 若参考方向关系改变，电 阻元件吸收功率这一结论 会受到影响么？ (2)若将图中电流参考方向改为 ，则 ，是 否有 ，为什么？ (3)电流参考方向仍为I，改变U3的参考方向，如图中 ，则端口电压是否为 ？ (1) 图中电流I1A，U？例1. 例2. P21 16 1.7 独立电源 一、实物背景 二、电压源 一个二端元件，当它与任意外部电路连接时，如果总 能维持其两端电压为一规定的时间函数 uS( t ) 而不受外部 电路影响，则此二端元件称为电压源。 电路符号直流电压源 专用电路符号 实际电路中不存在如上定义的电压源。 电压源的伏安特性 二、电压源 二、电压源 电压源的伏安特性 电压源的电流取决于所连接的外部电路，与电压源 本身的电压无关。 若电压源的电压为零，则该电压源处可用短路代替 。 例1. 求电压源支路的电流 I 。 解： 由KCL，得 求得 三、实际直流电源的一种模型 理想 实际 戴维南电路 RS 减 小 四、电流源 一个二端元件，当它与任意外部电路连接时，如果提 供的电流总能维持为一规定的时间函数 iS( t ) 而不受外部 电路影响，则此二端元件称为电流源。 实际电路中不存在如上定义的电流源。 四、电流源 电流源的伏安特性 电流源的电压取决于所连接的外部电路，与电流源 本身的电流无关。 若电流源的电流为零，则该电流源处可用开路代替 。 四、电流源 电流源的伏安特性 例2. 求电流源两端的电压U3 。 解：对图中所示回路列KVL，得 显然 所以 练习与思考 P19 17 五、实际直流电源的另一种模型 理想实际 诺顿电路 RP增大 练习与思考 P20 19 本章作业 习题 2、9、10、13 习 题 讲 解 习题 P20 12 习题 P20 13 习题 P21 17 习题 P22 19 习题 P22 110 I1 I2 电流源的功率 吸收30W 解： 电压源的功率 释放75W 电阻的功率吸收45W 习题 P22 111 习题 P22 112 习题 P22 113 习题 P22 114 习题 P22 115 例1. P20 18 练习与思考 P19 14 若电流源的电流为零，则该电流源处可用开路代替 。 例2. 求电流源两端的电压U3 。 1.7 独立电源 一、实物背景 习题 P20 12