第一章基尔霍夫定律和电阻元件

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1、第一章基尔霍夫定律和电阻元件基本要求(1)掌握理想元件、电路模型、参考方向及关联参考方向等概念；(2)深刻理解电压、电流、功率等物理量的意义和各量之间的关系；(3)牢固掌握和熟练应用元件(电阻、电压源、电流源和受控源)的伏安关系和基尔霍夫电压定律及电流定律；(4)树立用电路基本定律分析电路的观念。学习难点:1）电压电流的实际方向和参考方向的联系和区别;2）电路功率的计算;3)独立电源与受控电源的联系和区别，识别受控源的类型。本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握§11电路和电路模型一.什么是电路？若干个电气设备或器件按照一定方式组合起来，构成电流的通路，叫做电路(circuit

2、)。电路也称为电网络或网络(network)二.实际电路举例1.照明电路电源负载中间控制环节2.电力系统作用：进行能量的传输、分配和转换3.收音机作用：传输或处理各种电信号(signal)信号源负载三.电路模型(circuitmodel)电路模型：由理想元件构成的电路。便于用数学的方法分析电路和设计电路。理想元件(element)：在一定条件下能足够准确地反映实际部件（component）主要电磁性能的抽象模型。实际通电螺线管具体物理过程1.发热（能量损耗）2.磁场储能3.电场储能理想元件及参数电阻元件(resistor)：电容元件(capacitor)：电容C(capacitance):反映

3、电场储能性质的电路参数电感元件(inductor)：电感L(inductance):反映磁场储能性质的电路参数电阻R(resistance):反映能量损耗的电路参数四.集中参数电路(lumpedcircuit)判断：电路的部件及电路的各向几何尺寸远小于电路工作频率对应的波长处理：认为能量损耗、电场储能、磁场储能分别集中在电阻元件、电容元件、电感元件中进行集中的电阻、电容和电感等二端元件中的电流及其端电压，在任一瞬时，具有完全确定的数值（即为时间的单值函数）。集中参数电路中任意两点间的电压数值，在任一瞬时，也是完全确定的。同一个实际电路的器件，在不同工作条件下可以抽象成不同形式的集中参数电路模型

4、一个实际线圈的理想化模型RLR线圈的低频模型线圈的直流模型CLR线圈的高频模型对实际工程问题的解决通常需要4个步骤：1.对实际器件电磁特性和实际电路功能的分析2.问题建模3.模型分析4.将分析结果用于解决实际问题§12电流与电压的参考方向电流的定义及其参考方向(current)(referencedirection)单位：A、mA方向：正电荷运动的方向——实际方向大小：单位时间通过导体截面的电荷数参考方向假设的电流方向，可以随意规定；但是一经规定，在计算过程中便不得随意改变。在规定的参考方向下，计算后若I>0参考方向与实际方向一致I<0参考方向与实际方向相反例.正弦交流电流i(t)=Asin

5、ωt二.电压的定义及其参考方向(voltage)单位：V、kV实际方向：电位降低的方向参考方向也可以随意规定。但是一经规定，在计算过程中便不得随意改变。大小：单位正电荷作功的能力电压参考方向的表示1.标‘+’、‘-’极性2.双下标在规定的参考方向下，计算后若u>0参考方向与实际方向一致u<0参考方向与实际方向相反一致的参考方向(关联参考方向)电流从高电位流向低电位，或者说顺电流方向电位是降低的。非一致的参考方向(非关联参考方向)电流从低电位流向高电位，或者说顺电流方向电位是升高的。三.元件的瞬时功率(power)单位：W、mW、kW当u、i参考方向一致时，表示吸收功率。当u、i参考方向不一致时

6、，表示发出功率。例1.已知元件的电流、电压，试确定元件是吸收功率还是发出功率1.2.解:1.2.发出功率吸收功率需要指出的是：对一完整的电路，发出的功率＝吸收的功率，满足功率平衡。例2：求图示电路中各方框所代表的元件吸收或发出的功率。已知：U1=1V,U2=－3V,U3=8V,U4=－4V,U5=7V,U6=－3V，I1=2A,I2=1A,I3=－1A。解：§13基尔霍夫定律古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（GustavRobertKirchhoff，1824—1887）德国物理学家，柏林科学院院士1847年发表的两个电路定律（基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律），发展了欧姆定律，对电路理论有重大

7、作用。与化学家本生一同开拓出一个新的学科领域——光谱分析，并发现了铯和锶两种元素。提出热辐射中的基尔霍夫辐射定律，这是辐射理论的重要基础，并成为量子论诞生的契机，促使天体物理学得到发展。基尔霍夫电流定律（Kirchhoff'sCurrentLaw，KCL）基尔霍夫电压定律（Kirchhoff'sVoltageLaw，KVL)集中参数电路中所有元件的电流和电压都应遵循的，由元件相互联接所决定的约束关