电路的基本概念和定律

第一章电路的基本概念和定律第一章电路的基本概念和定律§1－1电路和电路模型§1－2电流和电压的参考方向§1－3电阻元件§1－4电压源和电流源§1－5功率§1－6基尔霍夫定律

本章介绍电路模型的概念，电压、电流参考方向的概念，电阻、电压源和电流源等电路元件。还将学习基尔霍夫定律，它是集总参数电路的基本定律，包括电流定律和电压定律。内容提要：§1－1电路和电路模型负载电源电池灯泡简单的实际电路导线UsIRU+_电路模型Rs§1－2电流和电压的参考方向电路中物理量的正方向：实际正方向假设正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考方向）：在分析计算时，对电量人为规定的方向。物理量的实际正方向电流和电压参考方向的表示方法iRuabus+_abu_+正负号abuab（高电位在前，低电位在后）

双下标箭头uab电压abiR电流箭头双下标iab(方向由a指向b)电路分析中的参考方向问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？IRUs1ABRUs2++__(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；解:(1)当t＝2ms时，u＝2v实际方向与参考方向相同；当t＝14ms时，u＝－2v实际方向与参考方向相反

例1-1u（a）电压参考方向t＝2ms和t＝14ms时的电压？t＝5ms和t＝12.5ms时的电压？

(2)当t＝5ms时，u＝2v实际方向与参考方向相同；当t＝12.5ms时，u＝－1v实际方向与参考方向相反；(1)电流和电压的参考方向可任意选定，但一旦选定后，在电路的分析和计算过程中不能改变。

在以后的解题过程中，注意一定要先假定“参考方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的。电流和电压参考方向的几点说明(2)引入电流和电压的参考方向后，当电流和电压为时间的函数时，若某一时刻由函数所确定的电流或电压的值为正，则表示在该时刻的实际方向与参考方向一致，反之，若由函数所确定的值为负，则表示该时刻的实际方向与参考方向相反。(3)如果指定的电流参考方向从电压的参考方向“＋”极性端流入，从“－”极性端流出，或都用箭头表示时,它们的参考方向一致，这种电流和电压的参考方向称为关联参考方向。当两者不一致时，称为非关联参考方向。

iRuRab非关联参考方向+_

iRuRab关联参考方向+_为了避免列方程时出错，习惯上把i与u的参考方向取关联参考方向。伏-安特性iuui线性电阻非线性电阻电阻R（常用单位：、k、M）§1－3电阻元件Riu_+注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向。欧姆定律Rui+_uRi+_1.电压源:特点：(1）输出电压不变，u(t)=us(t)

us(t)为电压源的电压（2）电源中的电流由外电路决定。ius+_abu直流电压源的伏安特性iuUs0§1－4电压源和电流源2.电流源特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流iS,即i(t)=is(t)

iuIS直流伏电安流特源性（2）输出电压由外电路决定。abiuabis电流源两端电压由外电路决定IUIsR设:Is=1AR=10

时，U=10

V。R=1时，U=1

V。则:例1-2电压源中的电流如何决定？电流源两端的电压等于多少？原则：Is不能变，Us不能变。解：电压源中的电流I=Is电流源两端的电压Uab=IR-UsIsIUs

R_+abUab=?例1-3§1－5功率aiRub功率的概念：设电路任意两点间的电压为

u,流入此部分电路的电流为i，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？在u、骆i取关联解参考婆方向的前着提下飘，乘积诸“u就i”贸表示楚元件赖吸收董的功猪率：iRuab“吸柄收功暑率”（负歉载）“发后出功红率”（电慨源）若p=ui0若p司=浪ui0iuab+-根据能量守衡关系p（吸收）=p（发出）在u、径i取非关程联参呈考方筒向的前唯提下敬，乘积愿“u山i”龟表示票元件仅发出浪的功潮率：iRuab“吸添收功侍率”（负掠载）“发耗出功诸率”（电扛源）若p=ui0若p盒=饶ui0iuab+-根据能量守衡关系p（吸收）=p（发出）求各傻元件炕功率解：笔图（洲a）娱中电蚂压和贡电流刷参考果方向纤相反拣，电流安源发勒出的栏功率闪：pIs=U等Is＝5蚀×7蒜＝3擦5w例1拍-4图（妙b）梅中电驱压和恰电流牺参考瞧方向疗关联仓，输电压雄源吸彩收的赤功率旨：pUs=UsI＝3潜×6题＝1休8w(b)3V6A5V7A(a)图(筑c)狐中电绍流源崇上电喊压和括电流辨参考挎方向好非关闭联，电流揭源发溜出的恩功率雪：pIs=UsIs（电鲁流源田两端岗电压蜜为Us）电压忆源上犹电压歼和电赞流参殃考方章向关铸联，茧电压承源吸呈收的淘功率河：pUs=UsIs（电觉压源阿中流辟过的禁电流猛为Is）验证湿能量挎守衡p（吸坐收）=p（发树出）UsIs(c)§1－浑6基尔来霍夫盈定律用来恶描述功电路泼中各惨部分塌电压皱或各霞部分宣电流计间的骡关系怀，其曲中包世括基尔症霍夫电流定律（K扯CL田)和基尔药霍夫电压定律(K放VL私)两个碗定律粗。名词扔注释撞：节点：三个或三个以上支路的联结点支路：电路中每一个分支回路：电路中任一闭合路径支路敏：ab、ad、…氏.院..（共井6条何）回路呢：ab炸da、bc否db、…成..地.（共沙7钳个）节点江：a、b、…纤.税..(共谜4个淋）i3us4us1_+R3R6+R4R5R1R2abcdi1i2i5i6i4-(一催)基虏尔霍冷夫电免流定由律(K鸣CL吨)i1i2i3i4基尔猛霍夫电流掀定律岭的依据：电蜡流的梨连续姥性。在集缠中电静路中耀，任孕何时吴刻，爪对任傍何节龄点，黎所有辱支路辨电流粘的代眨数和箱恒等悔于零锄。或炮者说菠，在岸任何毁时刻袍流入拦节点箱的电寺流等松于由队节点其流出牲的电剑流。i=0即：或：KC栋L还蜓可以睡推广芦到包储围有沃几个揪节点拣的闭锦合曲潜面。i1+i2=i3i=0基尔各霍夫电流托定律泼的推演广i=?i1i2i3us2us3us1+_RR1R+_+_R(二蛇)基驳尔霍幻玉夫电男压定如律(K烫VL傲)例如练：回路a-d-c-a电位升电位降在集败中电诸路中僻，任巧何时挨刻，提沿任养一回钳路内绕所有匆支路摄或元插件电限压的亦代数牌和恒饰等于授零。即：或：i3us4us1_+R3R6+R4R5R1R2abcdi1i2i5i6i4-有源多支路杨的欧桃姆定译律us+_baiuabR反映锦了有衬源支端路两活端电闭压与尘电流隙的关袜系U2=?例1枪-5解：U2=－牙Us2+I准R1+Us1=－富2+破1×摆4＋磨4＝市6VU110V4V2V4Ω2Ω25ΩU2I1Us1R1Us2R3R2I2II=变I1+I2=1缴+0才＝1皮A例1后-6I1I2I10Ω5Ω20Ω+50V-50VAI=?解：根据礼KC演L,另由节内点A屯可得I1+I2=I得UA＝－区14戴.3纸V救I=驰－0收.7唉15驻A++-+-U