电路的基本定律和分析方法

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1、第1章电路的基本定律和分析方法学习要点电路的作用与组成电路的工作状态电流和电压的参考方向电路的基本定律电路的基本分析方法电路的组成有电源、负载、中间环节三个基本部分。电路的功能和作用有两类：第一类功能是进行能量的转换、传输和分配；第二类功能是进行信号的传递与处理。第1章电路的基本定律和分析方法1.1电路的基本概念1.1.1电路的作用与组成1.1.2电路模型电路模型：把实际电器元件构成的电路进行抽象得出来的模型，俗称电路图。理想电路元件的电路模型：1.1.3电路的主要物理量及参考方向1.电流单位：安培（A）电流的参考方向与实际方向2.电压单位：伏特(V)电压的参考方向与实

2、际方向：关联参考方向与非关联参考方向：3.电动势外力克服电场力把单位正电荷由低电位端移到高电位端所做的功方向：由电位低指向高电位。4.电功率电流通过负载时电场力在单位时间内对电荷所做的功，称为电功率单位：瓦特(W)1.1.4电路的工作状态电路在工作时有三种工作状态，分别是有载、空载、短路。1.1.5电位的计算电场力把单位正电荷从一点移动到参考点所做的功，称为该点的电位，用V来表示,单位：伏特(V)【例1-2】如图所示电路，若R1=5Ω，R2=10Ω，R3=15Ω，U1=180V，U2=80V，I1=12A，I2=－4A，I3=8A。若以点B为参考点，试求A、B、C、D四点

3、的电位VA、VB、VC、VD，同时求出C、D两点之间的电压UCD，若改用点D作为参考点再求VA、VB、VC、VD和UCD。解：若以点B为参考点，则结论：（1）电路中任一点的电位等于该点与参考点之间的电压。（2）参考点选得不同，电路中各点的电位值不同，但任意两点间的电压是不变的。若以点D为参考点，则1.2电路的基本定律1.2.1欧姆定律1.一段电路的欧姆定律若U与I为关联参考方向若U与I为非关联参考方向2.全电路的欧姆定律1.2.2基尔霍夫第一定律基本概念：支路：电路中的每一个分支，称为支路。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点，称为节点。回路：电路中任一闭合路径，

4、称为回路。网孔：内部不含其它支路的回路，称为网孔。基尔霍夫第一定律：在电路中，任何时刻对于任一节点而言，流入节点电流之和等于流出节点电流之和，即K＝1，2，…，n或在任何时刻任意节点上电流的代数和恒等于零，即1.2.3基尔霍夫第二定律任意时刻，沿任意闭合回路绕行一周，回路中各元器件电压的代数和恒等于零。即其中，UK是组成该回路的各元器件的电压，K＝1，2，…，n例【思考题】某电路的一部分如右图所示。已知I1=-4A，I2=3.5A，I3=1A，I4=-8A，计算流过电阻R的电流IR和汇交于结点B另一条支路的电流。1.3电路中常用元件1.3.1无源电路元件1.电阻元件在关联参

5、考方向下，电阻元件的伏安特性为在非关联参考方向下，电阻元件的伏安特性为电阻元件消耗的功率为：不论u、i是正值还是负值，p总是大于零，故电阻是耗能元件。2.电感元件电感元件是从实际电感线圈抽象出来的理想化模型，用于反应磁场储能特性的理想化元件。当电压、电流、电动势的参考方向如左图所示时，则有L为电感，单位：亨利（H）电感是一个储存磁场能量的元件，当通过电感元件的电流为i时，它所储存的磁场能量为：3.电容元件电容元件是从实际电容器中抽象出来的理想化模型，用于反映电场储能特性的理想元件。当电压，电流的参考方向为关联参考方向时，有电容单位是法拉（F）电容也是一个储能元件，当带电容元

6、件两端的电压为u时，它所储能的电场能量为1.3.2有源电路元件1.理想电压源理想电压源是用于反映电源的电压作用的理想元件。基本性质：（1）它的端电压是定值Us或是一定的时间函数us（t），与流过的电流无关。（2）电压源的电压由它本身确定，流过它的电流是任意的，即由与之相联接的外电路来确定的。电压源的符号及伏安特性曲线：2.理想电流源理想电流源用于反映电源的电流作用的理想元件。基本性质：（1）它发出的电流是定值Is或是一定的时间函数is（t），与两端的电压无关。（2）电流源的电流由它本身确定，它两端的电压是任意的，即由与之相连接的外电路来决定的。电流源的符号及伏安特性曲线：1

7、.3.3实际电源模型及其等效变换实际电源的电路模型有两种，即电压源模型和电流源模型。1.电压源模型电压源模型及其伏安特性：电压源输出电压与输出电流的关系为2.电流源模型电流源模型及其伏安特性：电流源输出电压与输出电流的关系为3.电压源模型和电流源模型的等效变换由电压源和电流源的外特性表达式，可得或电压源和电流源模型的等效变换：两种电源模型进行等效变换时，应注意以下几点：（1）电源模型的等效变换只是对外电路等效，对内电路不等效。（2）等效变换时，Is的流出端与Us的“+”极性端相对应。（3）理想电压源与理想电流源之间