第1章电路的基本概念和基本定律

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1、第一章电路基础本章要点电路基本变量电路基本元件电路棊本定律章节內容1.1电路和电路模型1.2电路的基本变量1.3电路的基本元件1.4电源1.5基尔霍夫定律1.6Multisim仿真应用在电路分析中，如來对实际器件的所有性质都加以考虑，将是十分困难的。为此，在电路理论中采用了模型化的概念，对实际元件加以近似使之理想化。对于电路模型的概念特别需要强调的有下面几点：(1)理想电路元件是一种理想的模型，它在物理上具有某种确定的电磁性能，在数学上也具有严格的定义，但实际中并不存在。电阻元件只具耗能的电特性电容元件只具有储存电能的电特性理想元件模型电感元件只具有储存磁能的电特性(2)

2、不同的实际电路部件只要具有相同的主要电磁特性，在一定的条件下可用同一个电路模型来表示。灯泡电炉消耗电能电阻器(3)同一个实际电路部件在不同的条件下可以用不同的模型来表示。工作频率较低时，用理想电感元件作为模型工作频率较高吋，模型中还应包含理想电容元件需考虑能量损耗时，使用理想电阻和电感元件串联电路作为模型理想元件是抽象的模型，没有体积大小，是集总参数元件。由集总参数元件构成的电路称为集总参数电路，简称集总电路。在集总电路中，任何时刻该电路任何地方的电流、电压都是与其空间位賈无关的确定值。由理想元件组成的电路称为电路模型。今后所提到的电路，除特别指明外均为电路模型,所提到的

3、元件均为理想元件。通常，当电路器件的尺寸远小于电路最高工作频率所对应的波长时，可以认为元件的参数“集总”于一个点上，形成所谓的集总参数元件，简称集总元件。1.2.1电流及其参考方向单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称电流，用符号i(t)表示，设在dt时间内通过导体某一横截面的电荷量为dq（t＞，则(1.1)若dq（t）/dt为常数，即是直流电流，用大写字母I表示，这时通过导体的横截面的电荷量为q与时间t成正比，即(1-2)在国际单位制（S

4、＞中，电流、电荷和时间的单位分别为安［培］（简称安，符号为A）、库［仑］（简称库，符号为C＞和秒（符号为s＞。1安=1

5、库/秒。电力系统屮嫌安培单位小，有时取千安（kA）为电流的羊位。而无线电系统（如晶体管电路屮）和计算机技术中乂嫌安培这个单位太大，常用毫安（mA）、微安（A）作电流单位。它们之间的换算关系是1kA=103A1mA=10-3A1UA=10-6A电流不但有大小，而且有方向。规定正电荷运动的方向为电流的真实方向。但是在研究中需要引入电流的参考方向，原因是：对于比较复杂的直流电路，往往事先不能确定电流的实际方向对于交流电，其电流的实际方向是随时间而改变的参考方向是人们任意选定的一个方向，所选的电流参考方向不一定就是电流的实际方向。如图1.8所示。对于连接电路a、b两点间的二端元件

6、，流经它的电流i的参考方向常用箭头表示。当所设的电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值（i＞0＞;当所设的电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值（i＜0＞。这样，在选定的电流参考方叫下，根裾电流的正负，就可以确定电流的实际方向。图1.8电流参考方向电流虽是代数量，但其数值的正负只有与参考方向的假定相对应才有明确的物理意义。所以在分析电路时，首先要假定电流的参考方向，并以此为标准去分析计算，最后从答案的正负值来确定电流的实际方向。1.2.2电压及其参考方向单位正电荷巾a点移到b点时电场力所作的功称为a、b两点间的电位差，即a、b间的电压，用符号u⑴表示，即(13)大小和

7、方向都不随时间改变的电压称为直流电压，用大写字母U表示。在这种情况下，电场力作的功与电荷量成正比，即（1-4）在国际单位制巾，电压、能量（功）的单位分别为伏［特］（简称伏，符号为V）和焦［耳］(简称焦，符号为j)。1伏=1焦/库。电力系统中嫌伏特伏特单位小，有时取千伏(kV)为电流的单位。而无线电系统(如晶体管电路中)和U•算机技术中又嫌伏特这个单位太大，常用毫伏(mV)、微伏(V)作电压单位。它们之间的换算关系是1kV=103V1mV=10-3V1uV=10-6V和电流一样，电路中两点间的电压也可任意选定一个参考方向。所谓电压参考方向，就是所假设的电位降低的方向，在电路

8、图中用“+号标出，“+”表示参考极性的高电位端，“”表示参考极性的低电位端，如图1.9所示。图1.9电压的参考方向电压的实际方14规定为从高电位点指叫低电位点，是电位真正降低的方14。电压的参考极性同样是任意选定的。经过计算，如电压值为正值，则表示电压的参考极性与真实极性一致；如电压值为负值，则表示电压的参考极性与真实极性相反。也可以用带下脚标的字母表示。如电压uab，脚标中第一个字母a表示假设电压参考方向的正极性端，第二个字母b表示假设电压参考方向的负极性。同电流参考方向一样，不标注电压参考方向的怡况下，电压的正负是毫无意义