电路理论(新教材第1章)

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1、电路理论主讲谢榕开课单位：电气与电子工程学院电工教学基地1.电压、电流的参考方向2.基尔霍夫定律重点：第1章电路的基本概念和基本定律3.网络图论的基本知识1.1电路与电路模型一、实际电路的构成二、电路的作用电池灯泡实际电路是将若干电气设备或电器件按一定方式联结起来构成的电流通路。(1)进行能量的传送和转换。(2)进行信号的传递和处理。1.1.1电路三、电路理论的研究对象电路理论研究电路中发生的电磁现象，并用电流、电荷、电压、磁通等物理量描述其中的过程。电路理论主要用于计算电路中各器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及内部发生的物理过程。理想电路元件(电路元件

2、)单一电磁性质电路模型负载电源EIRU+_+_可用数学加以严格定义1.1.2理想电路元件和电路模型集中参数电路u(t)i(t)常微分方程分布参数电路u(x,t)i(x,t)偏微分方程dmax0.01mindmax0.01min集中参数电路与分布参数电路的概念本课程只讨论集中参数电路+_ER单位名称：安（培）符号：A（Ampere）1.2.1电流(current)：2.电流的参考方向电流实际方向的习惯规定I1.2电流与电压的参考方向1.电流的定义电流方向AB？电流方向BA？问题?E1ABRE2IR+_+_例I1=1A10V10I110VI1=-1A

3、10I1参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。i参考方向1.2.2电压(voltage)1.电压的定义单位名称：伏(特)符号：V（Volt）2.电压(降)的参考方向电压真实方向的习惯规定ER+-UR1R2R3R4R5R6E?+实际方向+实际方向+（参考方向）U+（参考方向）UU>0U<0电压参考方向的表示以端点标号为下角标表示，uab+-abu参考方向：任意选定的一个方向作为电压的参考方向。电位：在电路中为方便起见，常用电位表示各处电压。φa=5Va点电位：ab15Aab15Ab点电位：φb=-5V所谓电位是指电路中某一点相对于参考点而言的电压

4、。E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2电动势的电位表示法参考点电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。注意：电位和电压的区别。例abcd设c点为电位参考点，则c=0a=Uac，b=Ubc，d=UdcUab=a-bc设d点为电位参考点，则d=0a=Uad，b=Ubd，d=0Uab=a-b+-ui关联参考方向的含义+-ui关联参考方向非关联参考方向电流和电压的关联参考方向与为关联参考方向例abＲ+-IRabＲ与为非关联参

5、考方向IR-+小结(1)分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。(2)参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。(3)关联参考方向和非关联参考方向。+UI+UI关联参考方向非关联参考方向(4)参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进行，不考虑实际方向。1.3电功率(power)功率的单位名称：瓦（特）符号（W）能量的单位名称：焦（耳)符号（J）对直流而言,功率、电流和电压均用大写字母表示功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？aIRUb+-功率的计算1.u,i取关联参考方向p=uip<0实际发出5W+–i

6、u2.u,i取非关联参考方向+–iup=－uip＞0实际吸收5W例U=5V，I=-1AP=UI=5(-1)=-5W例U=5V，I=-1AP=－UI=－5(-1)=5W例+UI二端电路N如图所示，分别求U、I为下列情况时电路的功率，并说明是产生还是吸收功率。解：①公式的选择②代入已知参数有源及无源的概念根据功率的计算公式:可得二端电路在任一时间t吸收的电能为:如果对所有时间t和u、i的可能组合，上式的积分恒大于或等于零，则称所论二端电路是无源的。反之，只要上式的积分结果有出现小于零的情况，则所论二端电路就是有源的。本书中约定，若组成一个电路的各个部分都是无源

7、的，则称电路为无源电路。按此，计算出P>0时,说明此部分电路消耗电功率，为负载。所以，从P的+或-可以区分器件的作用，是电源，还是负载。结论在进行功率计算时，如果假设U、I参考方向关联，则P=UI,如果U、I正方向非关联，则P=-UI。计算出P<0时,说明此部分电路产生电功率，为电源。1.4电阻元件(resistor)电阻元件的定义与分类定义：u=f（i）i=f（g）线性非线性分类：时不变时变时变时不变(1)电压与电流取关联参考方向欧姆定律(Ohm’sLaw)uRiR称为电阻单位名称：欧(姆)符号:R+ui令G1/RG称为电导则欧姆定律表示为iGu.单

8、位名称：西(门子)符号:S(Sieme