基尔霍夫定律与电路元

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1、1电压电流及参考方向2电功率与电能3基尔霍夫电流定律4基尔霍夫电压定律5电阻元件6独立电源7受控电源第1章基尔霍夫定律与电路元件本章内容包括三部分：首先介绍常用电路变量即电流、电压的定义及电功率与能量的计算，重点是建立参考方向的概念；然后介绍基尔霍夫两个定律，包括它们的基本陈述和推广；最后介绍电阻、独立电源和受控电源等电路元件，重点是这些元件的端口方程。本章目次1电流定义：荷电质点的有序运动形成电流。设在时间段内,通过某截面的电荷量的代数和为，则极限称为电流（用符号i表示），其方向规定为正电荷运动的方向。单位：安培（A）单位：库伦(C)单位：秒（s）基本要求

2、：熟练掌握电压、电流的定义和参考方向的概念。参考方向:任意假设的电流的方向i的量值和方向不随时间变化的电流称为直流。（DC）i随时间作周期性变化且平均值为零的电流称为交流。(AC)电流符号、参考方向及真实方向的关系>0真实方向与参考方向一致；<0真实方向与参考方向相反。ii2电压、电位和电动势是电场力将单位正电荷由a点沿路线l移动到b点所作的功，称为由a点到b点沿路线l的电压。试探电荷q在电场中所受到的电场力为——库仑电场强度；——感应电场强度；——局外电场强度电场力将试探电荷q从a点沿路线l移动到b点所做的功为电压：任选一点p作为电位参考点，电路中某点与参

3、考点之间的电压称为该点的电位，用在集中参数电路中，可以选择不包括感应电场和局外电场而只包含库仑电场的路径。在此条件下，a,b两点之间的电压与计算路径无关，称为端电压,记作：电位：表示。有了电位的概念，两点之间的电压便等于这两点的电位之差。电动势：单位正电荷在局外电场和感应电场的作用下从a点沿路线l移动到b点这些力所作的功称为从a到b沿路线l的电动势，即电压、电位、电动势具有相同的单位：V一个元件上的电压和电流的参考方向取成相同的，并称为关联参考方向。电功率[常简称功率(power)]是用以衡量电能转换或传输速率的物理量，可用下式表达：电荷从a点移到b点时电场

4、力所做的功即电路A吸收的电能关联参考方向下，结果为正值，则表明该电路实际上是吸收功率；若结果为负值，则是发出功率。在t0到t的时间内，电路吸收(电压、电流为关联参考方向时)或发出(电压、电流为非关联参考方向时)的能量为基本要求：掌握电功率、电能的概念和计算方法。解：（a）中电压、电流取为关联参考方向，吸收功率为（b）中电压、电流取为非关联参考方向，吸收功率为示例：若（a）中的电压u=－10V，i=2A,求A吸收的功率；若（b）中的电压u=10V，i=2A,求A吸收的功率。1电路结构支路（每个二端元件称为一条支路）节点：若干支路的联接点任意两节点a，b之间，由

5、m条不同的支路和m－1个不同的节点(不含a和b)依次联接成的一条通路称为a到b的路径回路：闭合的路径网孔：回路内部或外部不包含任何支路支路节点路径回路网孔将电路画在平面上，如果能够做到除节点之外，各支路都不相交，这种电路称为平面电路；否则称为非平面电路。基本要求：掌握表述电路结构的基本术语，透彻理解基尔霍夫电流定律的内容。2基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(Kirchhoff'sCurrentLaw，简称KCL)表述为：在集中参数电路中，任一时刻流出(或流入)任一节点的支路电流代数和等于零，即(ik表示第k条支路电流)规定：ik参考方向为流出节点时，ik前面

6、取“＋”号;流入节点时，ik前面取“－”号。KCL的其它表述1、在集中参数电路中，任一时刻流出(或流入)任一闭合边界S的支路电流代数和等于零。2、任一时刻，流出任一节点(或闭合边界)电流的代数和等于流入该节点电流的代数和。根据右图，列写KCL方程1）基本表述方式——对节点节点①：节点②：节点④：2）扩展表述方式——对闭合边界3）若上述四个表达式的负号项移到方程的右端则变成了第三种表达方式，如上式变为电路如图所示。根据已知支路电流求出其它支路电流。依次对图中节点列KCL方程得节点①：节点②：节点③：节点④：节点⑤：若此题只求电流i5，对闭合边界S列写KCL方程

7、，一步便得基尔霍夫电压定律(Kirchhoff'sVoltageLaw，简称KVL)表述为：在集中参数电路中，任一时刻沿任一回路各支路电压的代数和等于零，即（uk表示第k条支路电压)规定：uk参考方向与回路方向相同时，uk的前面取“＋”号，否则取“－”号。回路l1：回路l2:回路l3:沿任一回路，各支路电压降(voltagedrop)的代数和等于电压升(voltagerise)的代数和，即集中参数电路中，任意两点之间的电压具有确定值，与计算路径无关。说明：平面电路网孔上的KVL方程是一组独立方程。设电路有b个支路n个节点，可以证明：平面电路的网孔数即独立KV

8、L方程的个数等于b-(n-1)。当然取网孔列方程只是