电路概述及基本物理量

1、王王 彬彬 彬彬电话：电话：5155189251551892办公室地点：图书馆办公室地点：图书馆302302电电 路路 ( (第第2 2版版) ) Circuit黄锦安等黄锦安等 编著编著机械工业出版社机械工业出版社电路电路4.5学分，共学分，共72学时学时理论课理论课6464学时学时3232次课次课实验课实验课8 8学时学时4 4个实验个实验电路电路课时分配课时分配考核方法考核方法平时：平时：40%40%期末考试：期末考试：60% (60% (闭卷闭卷) )学习要求学习要求适当预习，尽量做笔记，及时复习；适当预习，尽量做笔记，及时复习；通过习题巩固知识、发现问题；通过习题巩固知识、发现问题；

2、灵活掌握电路理论规律、解题技巧；灵活掌握电路理论规律、解题技巧；有事需请假，不得随意旷课或缺交作业。有事需请假，不得随意旷课或缺交作业。作业要求作业要求（1）要认真、独立、按时完成作业。）要认真、独立、按时完成作业。 （2）由课代表收齐按学号排好序后，）由课代表收齐按学号排好序后， 在上课之前放到桌上。在上课之前放到桌上。 电路理论电路理论 电路分析电路分析 网络综合网络综合电路电路电路电路输入输入 参数参数 输出输出 电路分析电路分析 电路电路 参数参数输入输入 输出输出 网络综合网络综合电路分析电路分析(Electric Circuit Analysis) 1.目的：通过对电路模型的分析计

3、算来目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际电路预测实际电路的特性的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。 2.任务：任务：掌握电路的基本理论和电路分析的方法。掌握电路的基本理论和电路分析的方法。直流电路部分直流电路部分1 电路模型和电路定律电路模型和电路定律2 简单电阻电路分析简单电阻电路分析3 电阻电路的一般分析电阻电路的一般分析 电路定理电路定理4 运算放大器运算放大器电路教学内容电路教学内容正弦交流电路部分正弦交流电路部分7 正弦交流电路基础正弦交流电路基础8 正弦稳态电路分析正弦稳态电路分析 含耦合电感的电路含耦合电感的电路

4、三相电路三相电路9 非正弦周期电流电路非正弦周期电流电路 动态电路部分动态电路部分6 一阶电路和二阶电路一阶电路和二阶电路电路教学内容电路教学内容图论部分图论部分12 电路方程的矩阵形式电路方程的矩阵形式多端网络部分多端网络部分13 二端口网络和多端元件二端口网络和多端元件 非线性电路部分非线性电路部分14 非线性电阻电路非线性电阻电路电路教学内容电路教学内容 本章首先介绍电路的基本概念和基本变量。本章首先介绍电路的基本概念和基本变量。 其次定义几种常用的电路元件：电阻、独立其次定义几种常用的电路元件：电阻、独立电压源、独立电流源和受控源。电压源、独立电流源和受控源。 最后讨论集中参数电路中，

5、电压和电流必须最后讨论集中参数电路中，电压和电流必须满足的两类约束。满足的两类约束。这些内容是全书的基础这些内容是全书的基础。第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律Circuit Model and Circuit Law1 1 电路模型和电路定律电路模型和电路定律第第1 1章章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律1.0 电路词义简介电路词义简介1.1 电路与电路模型电路与电路模型1.2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.3 功率和能量功率和能量1.4 电阻元件电阻元件1.5 独立电源独立电源电压源与电流源电压源与电流源1 1 电路模型和电路定律电路模型和电路定律 电路

6、一词的两种含义电路一词的两种含义: (1) 实际电路实际电路; (2) 电路模型。电路模型。1 1 电路模型和电路定律电路模型和电路定律 由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路设备连接而成的电路，称为实际电路。电阻器电阻器电容器电容器线圈线圈电池电池运算放大器运算放大器晶体管晶体管 根据实际电路的几何尺寸根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长与其工作信号波长()的的关系，可以将它们分为两大类：关系，可以将

7、它们分为两大类： (1)集总参数电路集总参数电路(Lumped circuit)：满足满足d条件的条件的电路。电路。 (2)分布参数电路分布参数电路(Distributed circuit) ：不满足不满足d 0 吸收或消耗电能吸收或消耗电能 P 0 (或或G 0)时，时，p 0，这表明，这表明正电阻总是吸收功率，正电阻总是吸收功率，不可能发出功率不可能发出功率。当。当R0 (或或G0)时，时，p 0，这表明，这表明负电阻负电阻可以发出功率可以发出功率。1.4 1.4 电阻元件电阻元件1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源Voltage Source and Current Source

8、Voltage Source and Current Source 电路中的耗能器件或装置有电流流动时，会不断消耗电路中的耗能器件或装置有电流流动时，会不断消耗能量，电路中必须有提供能量的器件或装置能量，电路中必须有提供能量的器件或装置电源。常电源。常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源和直流稳流电源等。常用的交流电源有电力系统提供电源和直流稳流电源等。常用的交流电源有电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信的正弦交流电源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信号发生器等。号发生器等。为了得到各种实际电源的电

9、路模型，定义两为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的电路元件种理想的电路元件独立电压源和独立电流源。独立电压源和独立电流源。 1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源 常用的干电池和可充电电池常用的干电池和可充电电池1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源 实验室使用的直流稳压电源实验室使用的直流稳压电源用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。示波器稳压电源1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源独立电源独立电源-电压源和电流源电压源和电流源Voltage Source and Current Source一、理想电压源一

10、、理想电压源二、理想电流源二、理想电流源三、实际电压源三、实际电压源四、实际电流源四、实际电流源五、例题五、例题1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源一、理想电压源一、理想电压源1、定义：、定义：如果一个二端元件的电流无论为何值，其电压保如果一个二端元件的电流无论为何值，其电压保持常量持常量US或按给定的时间函数或按给定的时间函数uS(t)变化，则此二端元件称变化，则此二端元件称为理想电压源，简称为电压源。为理想电压源，简称为电压源。2、电路符号及伏安特性：、电路符号及伏安特性： “ + + ” ， “ - - ”号号表示电压源电压的参考表示电压源电压的参考极性。极性。1.5 1.5 电

11、压源和电流源电压源和电流源（2 2）其端电压由其本身特性确定，与电压源在电路中的位）其端电压由其本身特性确定，与电压源在电路中的位置无关。置无关。（3 3）其输出电流则与其连接的外电路有关。由其电压和外）其输出电流则与其连接的外电路有关。由其电压和外电路共同确定。电路共同确定。（1）随着电压源工作状态的不同，它既可发出功率，也可）随着电压源工作状态的不同，它既可发出功率，也可吸收功率。吸收功率。 3 3、特点：、特点： （4 4）输出电压为零时，可用短路线替代。）输出电压为零时，可用短路线替代。1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源二、理想电流源二、理想电流源独立电流源是从实际电源抽象出

12、来的另一种电路元件。独立电流源是从实际电源抽象出来的另一种电路元件。1、定义：、定义：如果一个二端元件的电压无论为何值，其电流保如果一个二端元件的电压无论为何值，其电流保持常量持常量IS或按给定时间函数或按给定时间函数iS(t)变化，则此二端元件称为理变化，则此二端元件称为理想电流源，简称电流源。想电流源，简称电流源。1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源 2、电路符号及伏安特性曲线：、电路符号及伏安特性曲线： 图中箭头表示电流源电流的参考方向。图中箭头表示电流源电流的参考方向。 电流保持常量的电流源，称为电流保持常量的电流源，称为恒定电流源或直流电流源恒定电流源或直流电流源。 电流随时

13、间变化的电流源，称为电流随时间变化的电流源，称为时变电流源时变电流源。1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源（2）其输出电流由其本身特性确定，与电流源在电路中的）其输出电流由其本身特性确定，与电流源在电路中的位置无关。位置无关。（3）输出电压则与其连接的外电路有关。由其电流和外电）输出电压则与其连接的外电路有关。由其电流和外电路共同确定。路共同确定。（1）随着电流源工作状态的不同，它既可发出功率，也可）随着电流源工作状态的不同，它既可发出功率，也可吸收功率。吸收功率。 3、特点：、特点：（4）输出电流等于零时，在电路中可开路处理。）输出电流等于零时，在电路中可开路处理。1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源三、实际电压源三、实际电压源_+ +USRSab+ +_ui1 1、电路模型和伏安特性、电路模型和伏安特性iRUuSSUS2 2、特点、特点 （1 1）输出电压和输出电流均和外电路有关；）输出电压和输出电流均和外电路有关； （2 2）在实际应用中，不允许短路。）在实际应用中，不允许短路。1.5 1.5 电压源和电流源电压源和电流源2 2、特点、特点 （1 1）输出电压和输出电流均和外电路有关；）输出电压和输出电流均和外电路有关； （2 2）在实际应