电路的基本概念和

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1、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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

2、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。图1.1一个最简单的电路图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

3、称安(A)，实用中还有毫安(mA)和微安(μA)等。（1—1）（1—2）图1.2电流的参考方向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

4、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。I2<0,故I2的实际方向与参考方向相反，I2由b点流向c点。I3>0,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电压及其参考方向1.电压的定义及单位图1.4例1.1图（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（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

5、)，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。（1—4）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电压的参考极性图1.6直流电压测试电路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

6、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图解(1)验证I1、I2数值的电流表应按图1.8(b)所示串入所测支路，其极性已标注在图上。(2

7、)Uab=φa—φb=10—8=2VUbd=φb—φd=8—(—3)=11V或Ubd=φb—φd=φb—φa+φa—φd=Uba+Uad而Uba=φb—φa=8—10=—2VUad=φa—φd=10—(—3)=13V故Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V以上用两种思路计算所得结果完全相同，由此可得两条重要结论：(1)两点之间的电压等于这两点之间路径上的全部电压的代数和；(2)计算两点间的电压与路径无关。测Uab和Ubd的电压表应按图1.8(b)所示跨接在待测电压的两端，其极性已标注在图上。作业：P5页（1）、（2）1.3电功率与电能1.3

8、.1电功率