电子电路初级概念

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1、参考教材：《电路与电子技术》主编：张正明，北航出版社《电路》主编：邱关源，高等教育出版社第一篇电路分析第一章电路的基本概念和基本定律主要内容：电路和电路模型电路的基本物理量及参考方向常用的元件电源及其特性基尔霍夫定律1.1电路与电路模型1.1.1电路用来实现电能的传输和转换用来实现信号的传递和处理实际电路是由电气设备和元器件按照一定的方式连接起来，为电流的流通提供路径的总体。电路根据其基本功能可以分为两大类:电路组成：电源：提供电能的设备和元器件负载：消耗电能的设备和元器件中间环节：连接电源和负载的电气部分1.1.2电路模型实际电路可

2、以由一个或若干个理想化的电路元件经导体连接起来进行模拟，便构成了电路模型。图1.1手电筒电路及其电路模型小测验题试计算以下电路中各电阻上的电流和电压US10VR13Ω3Ω6ΩR2R3在很多时候我们往往难以预先判断元件电流和电压的方向1.2电路的基本物理量1.2.1电流及其参考方向电荷的定向运动形成电流。电流的大小是用单位时间内通过导体某一横截面的电量进行衡量的，称为电流强度，用符号i表示：单位：A(安)mA(毫安)μA(微安)当电流i的大小和方向均不变时，称为直流电流，简称为直流（DC），常用大写的I表示。习惯上规定正电荷运动的方向为电

3、流的实际方向。当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值。电流的参考方向一般用箭头表示，也可用双下标表示。在分析与计算电路时，常可任意选定某一方向作为电流的参考方向，或称为正方向。例1：a)b)图1.2电流的参考方向与实际方向1.2.2电压及其参考方向在电路中任选一点做参考点，其他各点到参考点的电压叫做该点的电位，用符号V表示，通常选接地点作参考点，且电位为0。设电路中a、b两点的电位分别为Va和Vb，则a、b两点间的电压与这两点的电位的关系为：Uab=Va-Vb电压定义为单位正电

4、荷由a点移到b点时电场力所做的功，用U(u)表示，单位为V(伏特)例:已知Uab=5V,求分别将a、b两点作为参考点时，a、b两点的电位Va、Vb电压与电位的区别：电路中任意两点间的电压，其数值是恒定不变的；而电路中某一点的电位是相对的，其值取决于参考点的选择。电压的方向：电压的实际方向习惯上规定为电位降低（从高电位点到低电位点）的方向；在分析电路时，也需要对未知电压任意规定电压“参考方向”，通常用”+”、”-”、双下标或箭头来表示。若电压参考方向与实际方向一致，则电压为正值；若不一致，则电压为负值。图1-3电压的参考方向与实际方向注：

5、今后在求电压电流时，必须事先规定好参考方向，否则求出的值无意义。a)u>0b)u<0电压电流的关联参考方向：选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向一致，即电流的参考方向从电压的正极性端流入该元件而从它的负极性端流出，称为关联参考方向。否则，为非关联参考方向图1-4电压和电流的关联和非关联参考方向例2：如图所示电路中，已知：I1=-2A，I2=6A，I3=8A，U1=140V，U2=-90V，U3=60V，试标出各电流电压的实际方向或极性。1.2.3电功率当元件的电压、电流为关联参考方向时有：p=ui当元件的电压、电流为非关联参考方向时

6、有：p=-ui定义：单位时间内能量的变化率，用P或p表示，单位为W(瓦)：无论关联或非关联参考方向，都有：当计算结果为正值，即p>0时，则元件吸收（消耗）功率；当计算结果为负值，即p<0时，则元件发出（产生）功率。例3：如图1-5所示电路中，已知U=220V，I=-1A，试问哪个元件为负载？哪个元件为电源？解：a)P=UI=220×(-1)=-220W，P为产生功率，元件性质为电源；b)P=-UI=-220×(-1)=220W，P为消耗功率，元件性质为负载；图1-5例4：二端元件所标明的方向均为参考方向，已知它们是耗能元件。试选取电压（

7、电流）参考方向，并说明其实际方向。1.3常用元件介绍1.3.1电阻元件1.3常用元件介绍电阻指导体对电子运动呈现的阻力；电阻上的电压与电流有确定的对应关系，可以用u-i平面上的伏安特性曲线表示；1.3.1电阻元件线形电阻的伏安关系是一条通过原点的直线，电压、电流的关系式为：R(电阻)单位为Ω，G(电导)单位为S(西门子)或线性电阻的功率：若u、i为关联参考方向，则电阻R上消耗的功率为：p=ui=（Ri）i=若u、i为非关联参考方向，则:p=-ui=-(-Ri)i=可见，p>0，说明电阻总是消耗(吸收)功率，而与其上的电流、电压极

8、性无关。含源支路欧姆定律I支路电压方程:U=Uac=Uab+Ubc=RI+Us支路电压方程:U=Uac=Uab+Ubc=－RI－Us例4：根据图示电路中的电流、电压的参考方向，求支路电压U。a)b)解：a）