第一章文稿教材

课程的性质和任务2、提高独立分析问题和解决问题的能力；3、为后续课程奠定必要的基础；4、培养实验技能。目的、任务1、掌握电路的基本理论、基本分析方法；《电路》是自动化学院等专业的一门主要技术基础课，也是研究电路理论的入门课程。电路应用举例1、电力工业（能源、电力、电工制造）10kV330kV10kV400V

电工理论学科是电力工业主要依靠的技术学科电路应用举例

2、基础工业（运输、铁路、冶金、化工、机械）必不可少的支持技术电工理论学科是基础工业电路应用举例

3、高新技术（生物、光学、半导体、卫星、空间站、核弹、导弹等）电路是高新技术必不可少的组成部分参考书目3、《电路原理》江泽佳主编；1、《电路》邱关源主编，第5版;

2、《电路分析基础》李翰逊编；学习方法1、预习2、听讲、记笔记、提问题、回答问题3、复习、做作业（每次2~3题）考试方法卷面80%+平时成绩20%平时分给分标准：考勤8分：迟到一次-1，旷课一次-2；替别人答道各自-5分；作业8分：每次作业成绩分A、B、C三等，不交则-2；补交每次-1，作业得A+则+1随堂测验：5分：得A++1；得C-2；没交-5分第一章

电路模型和电路定律一.实际电路的组成§1-1电路和电路模型

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电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路。实际器件和设备举例:电容器电池晶体管电阻器运算放大器线圈

低频信号发生器的内部结构导线电池开关灯泡(a)实际电路(b)电路模型1.

理想元件：具有某种确定的电或磁性质的假想元件，每一种理想元件只表示一种电或磁现象，具有精确定义或数学模型。二、电路模型电磁现象理想元件数学模型定义式电能的消耗存储磁场能存储电场能例:线圈的几种电路模型(a)(b)线圈的电路模型2.电路模型：由理想元件按一定方式联接而成。

三.集中参数电路(Lumpedparametercurcuit)根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长

(λ)的关系，可以将它们分为两大类：(1)集中参数电路：满足d<<λ条件的电路。

电力系统：f=50Hz

=c/f=6000km(2)分布参数电路：不满足d<<λ条件的电路。说明：电路（1）主要讨论集中参数电路,简称为电路

§1-2

电流和电压及参考方向

一.电流

1.电荷正电荷(质子带正电荷)负电荷(电子带负电荷)电荷量：电荷的多少。符号:q单位：库仑[C]2.电流的定义及单位形成：带电粒子的定向运动

①

电流强度（简称电流）：单位间内穿过导体或半导体横截面的电量的代数和。变动电流：大小和方向随时间而变化恒定电流（简称直流）：大小和方向不随时间而变化，用符号I表示。

②方向：BA或ABAB

a电流的实际方向（真实方向）：正电荷运动的方向电荷总的流向，是标量（代数量）b电流的参考方向：假定的正方向问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方向，电路如何求解？例：10VIUs1ABRUs2iR+-+-1）假定iR的方向参考方向2）计算结果

iR>0:电流的真实方向与参考方向相同

iR<0电流的真实方向与参考方向相反ABi表示方法：①

在电路计算时，必须首先假定参考方向，否则计算无效。

注意：②

参考方向可任意假定。③

电路中只标参考方向，而不标真实方向。由欧姆定律真实方向同参考方向例：+10V-I真实方向与参考方向相反2、电压U单位正电荷q

从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小。1、电位

单位正电荷q

从电路中一点移至参考点（＝0）时电场力做功的大小。实际电压方向

电位真正降低的方向。dqdW二、电压

参考方向：假定的正方向

表示方法：双下标箭头AB极性AB+-

单位V(伏)、kV、mV、V3.电压和电流的关联方向:电流和电压参考方向规定为一致.§1-3电功率1.定义：单位时间内电路各部分所取用或发出的电能功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)2.电路吸收或发出功率的判断u,i

取关联参考方向P=ui

表示元件吸收的功率P>0

吸收正功率

(实际吸收)P<0

吸收负功率

(实际发出)P=ui

表示元件发出的功率P>0

发出正功率

(实际发出)P<0

发出负功率

(实际吸收)

u,i

取非关联参考方向+-iu+-iu关联方向非关联方向结论：3、功率守恒原理+U-+-+-作业：1-1；1-3例

求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－解对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率注意564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－电路定律

欧姆定律§1-4电路元件

元件约束：每一个元件上电压、电流的关系

拓扑约束：反映电路的连接

+-常用的各种二端电阻器件电阻器晶体二极管说明：+-+-+-iuui线性电阻非线性电阻§1-5电压源和电流源

1．定义：若一二端元件，无论其中电流值如何变化，其两端电压始终保持为一确定的时间函数us(t),则称此二端元件为电压源。一．电压源符号+-+-i直流t方波函数t正弦交流伏安特性：电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。例Ri-+外电路电压源不能短路！

2．特性

③并联于理想电压源各支路电流、功率，可分别计算，互不影响+-+-+-+-+-（等效电路）例计算图示电路各元件的功率解发出吸收吸收满足：P（发）＝P（吸）i+_+_10V5V-+二．电流源1．定义：若一二端元件，无论端电压值如何，其电流始终保持为一确定的时间函数is(t),则称此二端元件为电流源。实际电流源的例子--光电池

+-电路符号直流电流源

+-电路符号直流电流源

2．特性电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关。电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。例Ru-+外电路电流源不能开路！③与电流源串联的各元件，可分别计算，互不影响+-+-例：+-1A+-+-+-例计算图示电路各元件的功率解发出发出满足：P（发）＝P（吸）u2Ai+_5V-+解:由广义节点知:I=0

+-I作业：1-4，1-5(b,c)二．定义：如某电源向外提供的电压或电流受电路中其它电压或电流控制，该电源称为受控电源（简称受控源）控制支路+-+-受控支路一．引言§1-6受控源（非独立源）

ibicib说明：+-控制支路+-+-受控支路三.理想受控源分类+-+-+-+-+-+-

2.耦合元件

1

被控量与控制量共存亡四.特点

3.静态元件+-无意义五.分析方法列方程时,受控源同独立源一样处理解：+-+--+例：+-讨论：①负号（与u0参考方向的选择有关）②耦合元件求：电压u2解5i1+_u2_i1++-3u1=6V3.受控源与独立源的比较独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中不能作为“激励”。+-R作业：1-10§1-7基尔霍夫定律①

支路(branch)分支：流过同一电流的网络分支（3）元件：一个两端元件为一条支路（5）②节点(node)：两个或两个以上支路的连接点（A,B,C,D）

③

回路(loop)：电路中任一闭合的路径（ABCD,ABD,BCD）

④网孔(mesh)：内部没有支路的回路（ABD）1．定义名词B4321ADC512

+iK流入节点-iK流出节点例：节点a的KCL方程为

a2．基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw)

①定律内容：对于集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，流入（或流出）该节点的所有支路的电流的代数和为零。

①

图中各电流方向为参考方向，而各电流值可为正或负。说明②

物理性质：电荷守恒定律的体现③

特点：a.

KCL由电路的连接方式定，而与元件性质无关。

b.

与电流的变化规律无关（直流,变动电流均适用）

c.

只适用集中参数电路

d.

可列出的独立方程数为n-1，n是电路中的节点数e.

推广：KCL适用于封闭面（广义节点）

例：54321DB例三式相加得：1

32

3.基尔霍夫电压定律(Kirchhoff'sVoltageLaw)①定律内容：对于集中参数电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的任一绕行方向，回路中所有支路电压的代数和为零。I+--+标定各元件电