精品课程网址教材:金波编著电路分析高等教育出版社1第第1 1章章 电路模型与电路定律电路模型与电路定律l说明电路分析的涵义说明电路分析的涵义l建立电路模型的概念建立电路模型的概念l叙述电路变量、参考方向、功率和能量叙述电路变量、参考方向、功率和能量l应用基尔霍夫定律和欧姆定律计算简单电路应用基尔霍夫定律和欧姆定律计算简单电路l说明几种常用电路元件的特性说明几种常用电路元件的特性电电 路路分分 析析2 2 电路分析的涵义电路分析的涵义 l电路的种类电路的种类 电路电路集总参数电路集总参数电路 分布参数电路分布参数电路线性电路线性电路非线性电路非线性电路时变时变非时变非时变集总参数电路集总参数电路：电路的几何尺寸远小于电路的几何尺寸远小于(10%)(10%)其最高工作频其最高工作频率对应的波长。率对应的波长。 如：市电网的频率为如：市电网的频率为5050z z，则，则电电 路路分分 析析精品课程网址3电路模型电路模型l实际电路与电路模型实际电路与电路模型3实际电路实际电路功能功能(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、控制与处理。信息的传递、控制与处理。建立在同一电路理论基础上。建立在同一电路理论基础上。由电工设备和电气器件按预期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。目的连接构成的电流的通路。共性共性电电 路路分分 析析精品课程网址4电路模型电路模型4 反映实际电路部件的主要电磁反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。性质的理想电路元件及其组合。导线导线电电池池开关开关白炽灯白炽灯电路图电路图理想电路元件理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想有某种确定的电磁性能的理想元件。元件。电路模型电路模型电电 路路分分 析析精品课程网址5电电 路路 模模 型型l电路元件模型：实际元件理想化电路元件模型：实际元件理想化u在一定条件下得出；在一定条件下得出； u表征了实际元件的主要特性和物理现象表征了实际元件的主要特性和物理现象u是一种近似关系。是一种近似关系。l电路模型：理想化的电路元件所构成电路模型：理想化的电路元件所构成u电路理论：以电路模型为基础（、等）电路理论：以电路模型为基础（、等）u经典力学：以力学模型为基础（质点、刚体）经典力学：以力学模型为基础（质点、刚体）5两者两者十分十分相似相似实际电路实际电路 电路模型电路模型 电路分析电路分析 指导指导 l 电路分析：建立在电路模型的基础之上电路分析：建立在电路模型的基础之上电电 路路分分 析析精品课程网址6注意注意l具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一电路模型表示。定条件下可用同一电路模型表示。l同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式模型可以有不同的形式6例例电感线圈的电路模型电感线圈的电路模型电电 路路分分 析析精品课程网址71.2 电路变量电路变量l电流及其参考方向电流及其参考方向 方向：正电荷流向。方向：正电荷流向。u为什么要用参考方向？为什么要用参考方向？ 在复杂电路中，特别是交流电路，电流的方向是随时变化的，在复杂电路中，特别是交流电路，电流的方向是随时变化的，电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为计算的标准。计算的标准。u解决的方法：解决的方法：电流只有两个方向，可用正负号解决。电流只有两个方向，可用正负号解决。i 电流方向与参考方向一致；电流方向与参考方向一致；i 电流方向与参考方向相反。电流方向与参考方向相反。u注意：注意：分析计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可分析计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可随意改动。在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。随意改动。在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。7电电 路路分分 析析精品课程网址8 电压及其参考方向电压及其参考方向8如：如：AB+_R电电 路路分分 析析精品课程网址9注意注意l分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。l参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包包括方向和括方向和符号符号)，在计算中不得任意改变。在计算中不得任意改变。l参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。电流的实际方向不变。l在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。义的。 9电电 路路分分 析析精品课程网址10 关联参考方向关联参考方向10EI+U_RE+U_R+_关联方向关联方向关联方向关联方向非关联方向非关联方向非关联方向非关联方向关联方向关联方向电电 路路分分 析析精品课程网址11 功功 率率在关联参考方向下：在关联参考方向下： 消耗功率消耗功率 发出功率发出功率 对整个网络而言，功率总是平衡的，即对整个网络而言，功率总是平衡的，即 消耗功率发出功率消耗功率发出功率在非关联参考方向下：在非关联参考方向下： 判断某元件是消耗功率还是发出功率，方法同上。判断某元件是消耗功率还是发出功率，方法同上。11电电 路路分分 析析精品课程网址1212图示各元件功率均为图示各元件功率均为1010W( (吸收吸收),),则则U=_V=_V，I=_AI=_A。举举 例例 （自测题（自测题1-2）(1)(2)-5-5电电 路路分分 析析精品课程网址131.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律l 几个电路名词：几个电路名词：1.支路支路; ;2.节点节点; ;3.回路回路; ;4.网孔网孔13l KCL：对节点对节点对节点对节点电电 路路分分 析析精品课程网址14注注 意：意：KCL 是支路电流的线性约束；是支路电流的线性约束；KCL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。KCL 是是“电荷守恒原理电荷守恒原理”的反映，在任一节点上，电的反映，在任一节点上，电荷不会产生或消灭，也不会积累。荷不会产生或消灭，也不会积累。推广到推广到“广义节点广义节点”的的KCL：14广义节点广义节点电电 路路分分 析析精品课程网址15 例例 1-21-2151A5A2AI=?5A10A6A3AI=？电电 路路分分 析析精品课程网址16KVL :注意：注意：先设回路方向，沿回路先设回路方向，沿回路 方向电压降为正，电压方向电压降为正，电压 升为负升为负16 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律回路回路：回路回路：电电 路路分分 析析精品课程网址17注注 意：意：KVL 是支路电压的线性约束；是支路电压的线性约束；KVL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。推广到推广到“假想回路假想回路”的的KVL：17例例1-3：如图所示电路中，：如图所示电路中， 求求A、B间的电压？间的电压？电电 路路分分 析析精品课程网址1818 图示电路中图示电路中I1 = - -0.1mA， 则则 I2 为为_ mA， I0 为为 _mA, 电压电压U为为_mV。举举 例例 （自测题（自测题1-31-3）I010I2I2I110I15 10 U0.98.141.5I1 =10=10I1 + I2, I2 =- -9 I1=0.9mAI0 + I2 =10=10I2, I0 =9 I2 =8.1mAU=5I0 - - 10I1 = =40.5+1 =41.5mV电电 路路分分 析析精品课程网址1919 在图示电路中，在图示电路中， U1 =_V；U2 =_V；U3 =_V； 2V 5V 10V U2 2VU34VU1举举 例例（自测题（自测题1-41-4）-5-40电电 路路分分 析析精品课程网址201.4 电路元件电路元件l 伏安关系：伏安关系：u关联参考方向下：关联参考方向下：u非关联参考方向下：非关联参考方向下：l 分类：分类：20u电阻元件电阻元件R+_ 线性电阻线性电阻 非线性电阻非线性电阻 负电阻负电阻 时变电阻时变电阻i电电 路路分分 析析精品课程网址21实际电阻元件实际电阻元件 21电电 路路分分 析析精品课程网址22实际非线性电阻实际非线性电阻l二极管的伏安特性二极管的伏安特性u正向电阻小正向电阻小u反向电阻大反向电阻大u具有单向导电性具有单向导电性u加正向电压，二极管加正向电压，二极管导通，其导通电压为导通，其导通电压为0.7V(硅管硅管)。u加反向电压时，二极加反向电压时，二极管截止，反向电流几管截止，反向电流几乎为零。乎为零。 22(a) 二极管的伏安特性二极管的伏安特性r1导通电压击穿电压阳极(A)阴极(K)(b) 二极管的符号二极管的符号r2电电 路路分分 析析精品课程网址23实际非线性电阻实际非线性电阻l二极管的电路模型二极管的电路模型23(a) 理想二极管模型理想二极管模型(b) 实际二极管模型实际二极管模型反向偏置反向偏置(c)二极管完整模型二极管完整模型反向偏置反向偏置正向偏置正向偏置反向偏置反向偏置正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置电电 路路分分 析析精品课程网址24电阻的开路与短路电阻的开路与短路l开路开路24uiuiu+iOOl短路短路电电 路路分分 析析精品课程网址25课堂小结课堂小结l重点与难点重点与难点u实际电路与电路模型实际电路与电路模型u电路变量电路变量: 电流、电压、功率电流、电压、功率u参考方向和关联参考方向参考方向和关联参考方向u基尔霍夫定律基尔霍夫定律u电阻元件与欧姆定律电阻元件与欧姆定律l基本要求基本要求u建立电路模型、参考方向的概念建立电路模型、参考方向的概念u掌握基尔霍夫定律的应用掌握基尔霍夫定律的应用u掌握欧姆定律的应用及功率计算掌握欧姆定律的应用及功率计算25电电 路路分分 析析精品课程网址26课堂练习课堂练习l自测题自测题1-5l自测题自测题1-626下一节作业作业: 1-1, 1-3, 1-4选做选做: 1-16