欢迎学习欢迎学习 第第1 1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律 第第2 2章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法 第第3 3章章 单相正弦交流单相正弦交流电路的基本知识电路的基本知识 第第4 4章章 相量分析法相量分析法 第第5 5章章 谐振电路谐振电路 第第6 6章章 互感耦合电路与变压器互感耦合电路与变压器 第第7 7章章 三相电路三相电路 第第8 8章章 电路的暂态分析电路的暂态分析 第第9 9章章 非正弦周期电流电路非正弦周期电流电路 第第1010章章 二端口网络二端口网络 第第1111章章 均匀传输线均匀传输线 第第1212章章 拉普拉斯变换拉普拉斯变换 欢迎学习电路分析基础欢迎学习电路分析基础 电路分析基础是通信、信息工程、计算机、 自动控制等专业的主干技术基础课程。通过本课程 的学习可使学生掌握电路的基本理论、基本分析方 法和进行电路实验的基本技能，为后续专业课程打 下必要的基础。 电路分析理论体系严谨，内容贴近实际，学生 在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习 能养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路分析要求透彻理解其中的诸多重要概 念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。 第第1 1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律 1.5 1.5 电路电路 的等效变换的等效变换 1.2 1.2 电路的电路的 基本物理量基本物理量 1.1 1.1 电路电路 1.6 1.6 直流电路直流电路 中的几个问题中的几个问题 1.4 1.4 电压源电压源 和电流源和电流源 1.3 1.3 基尔基尔 霍夫定律霍夫定律 本章学习目的及要求本章学习目的及要求 本章内容是贯穿全课程的重要理论 基础，要求在学习中给予足够的重视。 通过本章学习要求理解理想电路元件和 电路模型的概念；理解电压、电流、电 动势和电功率的概念；深刻理解和掌握 参考方向在电路分析中的应用；牢固掌 握基尔霍夫定律及其应用；深刻领会电 路等效和掌握电路等效的基本方法。 1.1 1.1 电电 路路 电力系统中电力系统中 负载：负载： 1.1.1 1.1.1 电路的组成及功能电路的组成及功能 电路电路由实际元器件构成的电流的通路电流的通路。 电路组成电路组成 电源：电源：可将其他形式的能量转换成电能、向 电路提供电能的装置。 可将电能转换成其他形式的能量、在 电路中接收电能的设备。 中间环节：中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、 控制和保护部件统称为中间环节， 如导线、开关及各种继电器等。 电路的功能电路的功能 电子技术中电子技术中的电路可对电信号进行传递、变 换、储存和处理。 的电路可对电能进行传输、分配 和转换。 1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型 实际电气装置种类繁多，如自动控制设备，卫星接收 设备，邮电通信设备等；实际电路的几何尺寸相差甚大， 如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的 ，而集成电路芯片小的如同指甲。 在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研 究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理， 即用抽象的理想电路元件理想电路元件及其组合近似地代替实际的器件 ，从而构成了与实际电路相对应的电路模型电路模型。 电源 负 载 负载 电源 开关 IS US + _ R0 中间环节 手电筒的实体电路手电筒的实体电路 RL + U 导线 手电筒的电路模型手电筒的电路模型 白炽灯的电 路模型可表 示为： 实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂， 直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。 i R R L 消耗电消耗电能能的电 特性可用电阻电阻 元件元件表征 产生产生磁场磁场的电 特性可用电感电感 元件元件表征 由于白炽灯中由于白炽灯中耗能耗能 的因素大大于产生的因素大大于产生 磁场的因素磁场的因素，因此，因此 L L 可以忽略。可以忽略。 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近理想电路元件是实际电路器件的理想化和近 似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。 白炽灯电路白炽灯电路 理想电路元件分有理想电路元件分有有源有源和和无源无源两大类两大类 R C + US 电阻元件电阻元件 只具耗能耗能 的电特性 电容元件电容元件 只具有储储 存电能存电能的 电特性 理想电压源理想电压源 输出电压恒输出电压恒 定定，输出电 流由它和负 载共同决定 理想电流源理想电流源 输出电流恒输出电流恒 定定，两端电 压由它和负 载共同决定 L 无源无源二端元件二端元件 有源有源二端元件二端元件 电感元件电感元件 只具有储储 存磁能存磁能的 电特性 IS 电路分析基本理论的主要任务就是寻求实际电路电路分析基本理论的主要任务就是寻求实际电路 共有的一般规律，电路模型则是用来探讨存在于具有共有的一般规律，电路模型则是用来探讨存在于具有 不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。 利用电路模型研究问题的特点利用电路模型研究问题的特点 1.1.主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路， 其中电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算；其中电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算； 2.2.研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是 探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。 集总参数电路元件的特征集总参数电路元件的特征 元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部进行元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部进行 其次要因素可以忽略的理想电路元件；任何时刻从无其次要因素可以忽略的理想电路元件；任何时刻从无 件两端流入和流出的电流恒等且元件端电压值确定。件两端流入和流出的电流恒等且元件端电压值确定。 电源和负载的区分电源和负载的区分 U、I非关非关 联联方向时， 假定元件 是电源。 元 件 I + U 元 件 I U + 为了便于分析电路，应预先在电路图上标示出 电压、电流的方向，电路图上的电压、电流方向称 为参考方向参考方向，原则上可以任意假定。 元件究竟是电源还是负载，应由元件上电压、 电流的实际方向实际方向决定：实际方向关联时，元件是负 载；实际方向非关联时，元件是电源。 U、I关联关联 方向时， 假定元件 是负载。 电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？ 何谓理想电 路元件？其 中“理想”二 字在实际电 路的含义？ 集总参数 元件有何 特征？ 如何在电路 中区分电源 和负载？ 试述电路的功 能？何谓“电 路模型”？ 学好本课程，应注意抓好两个主要环节：认真认真 听课、细心复习。听课、细心复习。还要处理好三个基本关系：听课听课 与笔记、作业与复习、自学与互学。与笔记、作业与复习、自学与互学。 电流电流( (强度强度) ) 单位时间内通过导体横截面的电量。单位时间内通过导体横截面的电量。 电流的大小：电流的大小： 稳恒直流情况下：稳恒直流情况下： 1.2 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量 1.2.1 1.2.1 电流电流 i dq dt = （1-1） 电流的单位及换算：电流的单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s) 1A=103mA=106A=109nA I q t = （1-2） 电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够 的，规定规定以正电荷移动的方向正电荷移动的方向为电流的 电流的真实方向真实方向。 列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电路 图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正 值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否 则相反。 1.2.2 1.2.2 电压、电位和电动势电压、电位和电动势 I a 电位V是相对于参考点的电压相对于参考点的电压。参考点的 电位:Vb=0；a点电位： Va=E-IR0=IR E RL + _ R0 S 电压U是反映电电 场力作功场力作功本领的 物理量，是产生 电流的根本原因 。电压的正方向 规定由“高”电位 指向“低”电位。 电动势E 只存 在于电源内部 ，其大小反映 了电源力作功电源力作功 的本领。其方 向规定由电源 “负极”指向电 源“正极”。 b + U 为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及 大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。 电压的定义式为：电压的定义式为： Uab= WaWWb q 电位的定义式为：电位的定义式为： Va= WaWW0 q 电动势的定义式为：电动势的定义式为：E = W源 q 三者定义式三者定义式 的的形式相同形式相同 因此因此 它们的它们的单位相同单位相同 单位换算：单位换算：1V=101V=10-3 -3KV=10 KV=10 3 3 mVmV 电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。 1 1）实际正方向：）实际正方向：规定为从高电位指向低电位。规定为从高电位指向低电位。 2 2）参考正方向：）参考正方向：任意假定的方向。任意假定的方向。 注意：注意：必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值 才有意义。才有意义。 电位是一种由电路中的位置所确定的势能，具有电位是一种由电路中的位置所确定的势能，具有 明显的相对性明显的相对性其高低正负取决于电路参考点。其高低正负取决于电路参考点。 理论上电路参考点的选取是任意的，但实际应用理论上电路参考点的选取是任意的，但实际应用 中经常以大地作为零电位点。中经常以大地作为零电位点。 有些场合下，设备和有些场合下，设备和 仪器的底盘或机壳与接地装置相连时，也常选取与仪器的底盘或机壳与接地装置相连时，也常选取与 接地装置相连的机壳作为电路参考点；电子技术中为接地装置相连的机壳作为电路参考点；电子技术中为 方便于问题的分析和研究，还常常把电子设备的公方便于问题的分析和研究，还常常把电子设备的公 共连接点作为电路参考点。共连接点作为电路参考点。 某点电位在数值上等于该点与参考点之间的电压。某点电位在数值上等于该点与参考点之间的电压。 当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化，当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化， 但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。 电压和电位的关系：电压和电位的关系：U Uab ab = =V V a a V V b b 电压、电位和电动势的区别电压、电位和电动势的区别 电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量， 电动势则是衡量电源力作功本领的物理量；电路中 两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值，是 绝对的量绝对的量；电位是相对的量相对的量，其高低正负取决于参 考点；电动势只存在于电源内部只存在于电源内部。 电动势和电位一样属于一种势能，它能够将低 电位的正电荷推向高电位，如同水路中的水泵能够 把低处的水抽到高处的作用一样。电动势在电路分 析中也是一个有方向的物理量，其方向规定由电源由电源 负极指向电源正极负极指向电源正极，即电位升高电位升高的方向。 1.2.3 1.2.3 电功和电功率电功和电功率 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光， 说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功电流做的功称为电功。 电流做功的同时伴随着能量的转换，因此电功的大电功的大 小小可以用能量来量度用能量来量度，即：W=UIt 式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】 若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KWh】。 1 1度电的概念度电的概念 1000W1000W的电炉加热的电炉