电路变量和基尔霍夫定律

电路变量 电流、电压和功率一、电流（current)及其参考方向(reference

direction)i(t)

def

lim

Δ

q

=

dq=

Δ

t

fi

0

Δ

t

dtΔ

q

=

dqdtdefi(t)

=

limΔ

t

fi

0

Δ

t单位名称：安（培）i参考方向例I1=

＋1A10V10WI1I1

=

-1A10V10WI1Direct

Current,符号：A

（Ampere）

Alternating

Current实际电流方向：正电荷运动的方向。参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。UsR1R2R3R4R5R6参考方向分析电路时，首先应假设

电流的一个参考方向，以

此对电路进行分析、计算。由得出的电流正负值，可

判断出实际的电流方向。二、电压（voltage)及其参考方向（极性）(reference

direction)电压（Uab）：单位正电荷从a点移动到b点所获得或失去的能量，称为ab两点的电位差。dWabdefuab

(t)

=

d

qababdef

dWd

qu

(t)

=单位名称：伏(特)符号：V（Volt）++U（参考方向）U

>

0U（参考方向）U

<

0与电流一样，有了电压的参考方向和电压的正负值，可判断实际电位。三、关联参考方向(associated

reference

direction)电流的参考方向由电压参考极性的正极指向负极。I非关联参考方向-++

UUI关联参考方向+-实际方向+-实际方向+-小结(1)分析电路前必须选定电压或电流的参考方向。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。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。四、电路元件的（吸收）功率(power)p

=

dw

=

dw

dq

=

u(

t

)i(

t

)dt

dq

dtdt

dq

dtp

=

dw

=

dw

dq

=

u(

t

)i(

t

)功率单位：瓦（特）能量单位：焦（耳)符号（W）符号（J）关联参考方向下：p= u*i

（W，瓦）将能量的传输（流动）方向定为功率的正方向。非关联参考方向下：p=-u*i

（W，瓦）P

为正值，吸收功率；反之，供出功率。+–iu(b)

U

=

5V，

I

=

-

1AP=

-UI

=

-5·(-1)

=

+5

WP>0

实际吸收5W+–iu例

1:

(a)

U

=

5V，

I

=

-

1AP=

UI

=

5·(-1)

=

-5

WP<0

实际供出5W例2：求所给电路的功率。i

ii+

uu=-2V,

i=-5Ap

=

-ui=-

10W-

+

uu=-8V,i=2Ap

=ui=

-16W-

-

u

+u=12V,

i=

-3Ap=

-ui=36W节点（node）：支路的联接点。回路(loop)：电路中任一闭合的路径。123支路(branch)：电路中一个两端元件或具有两个端钮而由多个元件串联而成的组合。称为一条支路。基尔霍夫定律（Kirchhoff’s

laws）12543a

b

c4个节点3个回路网孔(mesh)：内部不含支路的回路。2个网孔电网络（

network)：包含较多元件的电路。d网孔是回路，但回路不一定是网孔3个支路在任一时刻，电路的任一节点，流出（或流入）该节点的所有支路电流代数和为零。nik

=

0k

=1一、基尔霍夫电流定律（KCL定律，或称基尔霍夫第一定律）物理基础:

电荷守恒。或i1

+

i2

-

i3

=

0-i1

-

i2

+

i3

=

0i1

+

i2

=

i3或

i出=

i入若规定流入为正，则流出就为负。KCL又可表示为：KCL的推广：ABi3i2i1i1

+

i2

+

i3

=

0想象为广义的节点即：电路中任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压的代数和为零。nuk

=

0k

=1二、基尔霍夫电压定律（KVL，或称基尔霍夫第二定律）物理基础:

能量守恒。列KVL方程时，必须选定回路的绕行方向。支路电压参考方向与回路绕行方向一