1电路模型和电路定律

绪论1. “电路分析”是电类（强电、弱电）专业本科生必修的重要的是电气程专业的主本课程的地位修的一门重要的专业基础课。

是电气工程专业的主干技术基础课程。

通过对本课程的学习，使同学们基本论分析计算电路的掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的基本技能，为后续课程准备必要的电路知识知识。

前续课程高等数学大学物理等前续课程：高等数学、大学物理等。

后续课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等与系统等。

3.研究的内容●电路理论的研究体系：电路分析(analysis)：在给定的激励(excitation)下，求结构已知的电路的响应(response)。

激励给定响应待求？电路已知re电路综合(synthesis)：在特定的激励下，为了得到预期的响在特定的激励为得到预期的响应而研究如何构成所需的电路。

激励已知目标给定电路未知re●电路分析(analysis)研究内容：以电路模型为基础，编写描述电路的方程式，通过响应的求解、分析，认识已知电路的功能和特性。

根据所分析电路的不同可分为：1、电阻电路分析；2、动态电路分析；动态电路分析3、正弦稳态电路分析4、二端口网络二端口网络（简单电路）5. 教材及主要参考书1.教材：12006［］邱关源，《电路》，高等教育出版社，第五版，2.参考书：［2］汪缉光，刘秀成主编，《电路原理》（第二版），清华大学出版社。

［3］(美)尼尔森.《电路》.北京：电子工业出版社，20086. 具体要求及成绩评定⑴自主学习要求：⑵听课要积极主动⑶课后及时做思考题、作业，有问题及时课后时做考题作有问题时解决认真作业，必须独立完成；必须抄题目、画电路，电路图使用铅笔和尺子，下一节课前必须交上一节课的作业。

20 %平时成绩成绩评定标准：实验成绩期末考试20 %60 %（平时成绩：考勤、作业、课堂练习提问、答疑）第一章电路模型和电路定律第章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型.1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电路元件141.5电阻元件1.6电压源和电流源161.7受控电源1.8基尔霍夫定律教学目标１．牢固掌握电路模型和理想电路元件的特性。

第一章 ª 重点：电路模型和电路定律1. 电压、电流的参考方向 2. 电功率、能量 3. 电路元件特性 4. 基尔霍夫定律KCL、KVL§1.1 电路和电路模型 §1.1 电路和电路模型 §1.2 电流和电压的参考方向 §1.2 电流和电压的参考方向 §1.3 电功率和能量 §1.3 电功率和能量 §1.4 电路元件 §1.4 电路元件 §1.5 电阻元件 §1.5 电阻元件 §1.6 电压源和电流源 §1.6 电压源和电流源 §1.7 受控电源 §1.7 受控电源 §1.8 基尔霍夫定律 §1.8 基尔霍夫定律§1.1 电路和电路模型一、电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。

电路主要由电源、负载、连接导线及开关(中间环节)等构成。

电源(source)：提供能量或信号的发生器。

又称激励或激励源。

负载(load)：将电能转化为其它形式能量的用电设备，或对 信号进行处理的设备。

导线(line)、开关（switch)：将电源与负载接成通路装置。

响应：由激励而在电路中产生的电压、电流。

电源: 提供 电能的装置升压 变压器 输电线负载: 取用 电能的装置电灯 电动机 电炉 ...发电机降压 变压器中间环节：传递、分 配和控制电能的作用二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质来设 想的具有某种单一电磁性质的元件，其u，i关系可用简单 的数学式子严格表示。

几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件。

电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件。

电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件。

电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。

第一章 电路模型和电路定律本章要点1.电路模型、电路元件的概念；2.电压、电流参考方向概念；3.元件、电路功率的计算方法；4.电阻、独立电源、受控电源的概念；电路中电流和电压之间相互约束。

分为两种:元件约束、集合约束。

由基尔霍夫定律体现。

1‐1 电路和电路模型电路在不同的场景应用时复杂程度也不同，小到手电筒，大到输电网络。

电路由电子器件构成，借助电压、电流完成信号传输、测量、控制、计算。

电能或电信号发生器成为电源，用电设备或信号接收装置等称为负载。

通常激励称为输入，如电源；响应称为输出，如用电设备。

电路模型就是利用理想电路元件或他们的组合模块建立的模型。

建模时要考虑工作条件，并按不同准确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象和功能反映出来。

1‐2 电流和电压的参考方向Uab 即电压方向为a →b ，Iab 即电流方向为a →b 。

1‐3 电功率和能量电功率与电压和电流密切相关。

当正电荷从原件“+”极经元件运动到元件”‐”极时，元件吸收能量；当正电荷从原件“‐”极经元件运动到元件”+”极时，元件释放电能量； 元件吸收或释放能量(△W)计算：△W=u*△qI=ୢ୯ୢ୲，△W=u*i*△t，功率p=୼୛୼୲=ui；P＞0、W＞0时，元件吸收功率与能量；p＜0、W＜0时，元件释放电能或发出功率。

所有的电子器件本身都有功率的限制，使用时要注意。

1‐4 电路元件电路元件为电路中最基本的组成单元。

元件与元件之间或通过端子与外部链接，构成电路。

电路物理量包括电流i 、电压v 、电荷q 及磁通量Φ等。

电路元件可分为线性元件、非线性元件，有源器件、无源器件等。

1‐5 电阻元件欧姆定律u=ri 。

R 即为电阻。

R 是一个正实常数。

单位：Ω(欧姆)。

线性电阻元件为无源器件。

电阻元件一般把吸收的电能转换为热能或光能等。

电阻元件也有非线性器件。

1‐6 电压源和电流源电源即电池、发电机、信号源等。

是有源二端器件。

电压源两端电压恒定，与通过元件的电流无关，电流大小由外部电路决定。

第一章电路模型和电路定律§1－1 电路和电路模型1．实际电路实际电路——由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。

图1是最简单的一种实际照明电路。

它由三部分组成：1）提供电能的能源（图中为干电池），简称电源或激励源或输入，电源把其它形式的能量转换成电能；2）用电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。

3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产生的电压和电流称为响应。

任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。

图1 手电筒电路实际电路功能：1）进行能量的传输、分配与转换（如电力系统中的输电电路）。

2）进行信息的传递与处理（如信号的放大、滤波、调协、检波等等）。

实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同，但遵循同一理论基础，即电路理论。

2．电路模型电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）的电磁性能的理想电路元件或它们的组合。

理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。

发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为：1）消耗电能；2）供给电能；3）储存电场能量；4）储存磁场能量假定这些现象可以分别研究。

将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征，有如下几种基本的理想电路元件：1）电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。

2）电容——反映产生电场，储存电场能量的特征。

3）电感——反映产生磁场，储存磁场能量的特征。

4）电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件需要注意的是：1）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示；2）同一实际电路部件在不同的工作条件下，其模型可以有不同的形式。

如在直流情况下，一个线圈的模型可以是一个电阻元件；在较低频率下，就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟；在较高频率下，还应计及导体表面的电荷作用，即电容效应，所以其模型还需要包含电容元件。