电工学-第1章直流电路
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电工学(目录及教学基本要求)
第13章时序逻辑电路
1.掌握基本R-S触发器的逻辑功能。 2.掌握钟控R-S触发器、J-K触发器和D触发器的逻辑 功能及触发方式。 3.理解数码寄存器和移位寄存器的工作原理。 4.理解二进制计数器和十进制计数器的工作原理。 5.理解555集成定时器的工作原理，了解用555集成定 时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。
第2章交流电路
1.理解正弦交流电中频率、角频率与周期之间，瞬时值、有效值与最大值之 间，相位、初相位与相位差之间的关系。 2.理解电路基本定律的相量形式和相量图，掌握用相量法计算简单正弦交流 电路的方法。 3.理解R、L、C在交流电路中的作用。 4.掌握串联交流电路中的阻抗、阻抗模和阻抗角的计算；理解串联交流电路 中电压与电流的相量关系、有效关系和相位关系。 5.掌握串联、并联和简单混联电路的计算方法。 6.了解正弦交流电路瞬时功率的概念，理解和掌握有功功率、功率因数的概 念和计算。 7.了解无功功率和视在功率的概念，了解提高功率因数的方法及其经济意义。 8.了解正弦交流电路串联谐振和并联谐振的条件及特征。 9.了解非正弦周期信号线性电路的基本概念。
பைடு நூலகம்
第1章直流电路
1.了解电路的作用和组成。 2.理解电路模型及理想电路元件(电阻、电感、电容、电压源和 电流源)的电压-电流关系。 3.理解电压、电流参考方向的意义。 4.了解电路中的参考点的意义，掌握电位的计算。 5.了解电源的两种模型及其等效变换。 6.理解基尔霍夫定律，了解支路电流法、理解叠加定理和戴维 南定理。 7. 了解额定值和电功率的意义。 8.了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻和动态电阻的概 念。了解简单非线性电阻电路的图解分析法。
第9章基本放大电路
1.了解模拟电路和数字电路的区别。 2.了解共射极、共集电极单管放大电路的组成和主要 特点；掌握静态分析和动态分析的计算方法。 3.了解多级放大的概念，掌握其静态和动态的计算方 法。 4.了解差分放大电路的电路组成，工作原理和输入输 出方式；掌握其静态和动态的计算方法。 5.了解基本互补对称放大电路的工作原理 。
电工学(少学时)(第三)学习辅导与习题全解(唐介)剖析
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
电路中电能消耗的元件 R 是参数元件
线性元件
图 1.5.1 电阻
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
i ＋
R = u/i
u
R 在直流电路中，R = U/I
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第1章 直流电路
1.2 电路的状态
（一）通路
电路的状态——通路 电源的状态——有载 电源产生的电功率为 EI
SI
+
+
E
U_ S
U_L
电源输出的电功率为 US I 负载取用的电功率为 UL I
图 1.2.1 通路
电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限 额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能 力，称为电气设备的额定值。
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
3．理想电感元件
返回理想无源元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
理想电压源
本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
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（三）短路
Байду номын сангаас电源短路
电工学
涡流也是一种电磁感应现象。 当变化的磁通穿过整块导体时，其中就会产生感应电动势，从而 引起自成回路的旋涡形电流，称涡流。 为了减小铁芯中的涡流，铁芯通常用0.35～0.5mm厚的薄钢片叠 成。
2-8 互感
两个相临的线圈，如图所示，当线圈1中电流发生变化时，它的磁通φ1发生 变化，，其中一部分变化磁通φ12与线圈2交链，在线圈2中产生感应电动势， 这个现象为互感现象。
两个线圈没有电的联系，而是通过磁通来联系的称为磁耦合。 互感电动势的方向不仅决定于互感磁通的增减，还取决定线圈的绕向。
2-9 涡流
2-4 磁导率
通电线圈的磁场的强弱跟电流I和线圈匝数N的乘积IN成正比，乘 积称为磁通势。 磁通势是激励磁场的根源。 磁通势与介质的性质有关，如放入铁磁性物质中，磁通势大大增 强。
2-5 简单磁路的概念
在电器和电机中采用铁磁材料，不但可以用较小的励磁电流获得 较多的磁通，而且可使磁通集中地通过一定的闭合路径。 所谓磁路就是由铁磁材料构成而为磁通集中通过的闭合回路。 磁路中除铁芯外还有一些小段的非铁物质，例如空气隙，由于磁 力线是连续的，所以通过无分支磁路各处横截面的磁通是相等的。 例图所示，磁通相等。
2-2 电流的电磁场
磁铁有永久磁铁和电磁铁两种——提供磁场。 磁场是物质存在的形式，它传递着磁的相互作用，它和电的相互作用称 磁场 电磁相互作用。 电磁相互作用 磁场有两种表现形式：一是对电流有作用力，二是磁场具有能量。 磁场的强弱可用磁力线的疏密来表示，磁力线越密，磁场越强。 磁场的方向与产生该磁场的电流方向有关1 概述
电和磁都是物质的基本运动形式，二者有密切联系，统称电磁。 磁 学习的内容：电流的磁场；磁场对电流的作用力（安培力）；电磁 感应。 电流的磁场：电流是原因，磁场是结果。有电流才有它，否则就没 电流的磁场 有。 磁场对电流的作用力：两个原因，一是磁场存在，另一个是电流， 磁场对电流的作用力 安培力是结果。 电磁感应：（1）导线切割磁力线，一是磁场，二是磁场之间存在相 电磁感应 对运动的导线，那么就会产生一个结果——感应电动势，如果是闭 合回路就会有感应电流；（2）磁通变化引起感应电流，原因是闭合 回路所包围的磁通量发生变化，结果是在闭合回路中产生感应电动 势和感应电流。
2-8 互感
两个相临的线圈，如图所示，当线圈1中电流发生变化时，它的磁通φ1发生 变化，，其中一部分变化磁通φ12与线圈2交链，在线圈2中产生感应电动势， 这个现象为互感现象。
两个线圈没有电的联系，而是通过磁通来联系的称为磁耦合。 互感电动势的方向不仅决定于互感磁通的增减，还取决定线圈的绕向。
2-9 涡流
2-4 磁导率
通电线圈的磁场的强弱跟电流I和线圈匝数N的乘积IN成正比，乘 积称为磁通势。 磁通势是激励磁场的根源。 磁通势与介质的性质有关，如放入铁磁性物质中，磁通势大大增 强。
2-5 简单磁路的概念
在电器和电机中采用铁磁材料，不但可以用较小的励磁电流获得 较多的磁通，而且可使磁通集中地通过一定的闭合路径。 所谓磁路就是由铁磁材料构成而为磁通集中通过的闭合回路。 磁路中除铁芯外还有一些小段的非铁物质，例如空气隙，由于磁 力线是连续的，所以通过无分支磁路各处横截面的磁通是相等的。 例图所示，磁通相等。
2-2 电流的电磁场
磁铁有永久磁铁和电磁铁两种——提供磁场。 磁场是物质存在的形式，它传递着磁的相互作用，它和电的相互作用称 磁场 电磁相互作用。 电磁相互作用 磁场有两种表现形式：一是对电流有作用力，二是磁场具有能量。 磁场的强弱可用磁力线的疏密来表示，磁力线越密，磁场越强。 磁场的方向与产生该磁场的电流方向有关1 概述
电和磁都是物质的基本运动形式，二者有密切联系，统称电磁。 磁 学习的内容：电流的磁场；磁场对电流的作用力（安培力）；电磁 感应。 电流的磁场：电流是原因，磁场是结果。有电流才有它，否则就没 电流的磁场 有。 磁场对电流的作用力：两个原因，一是磁场存在，另一个是电流， 磁场对电流的作用力 安培力是结果。 电磁感应：（1）导线切割磁力线，一是磁场，二是磁场之间存在相 电磁感应 对运动的导线，那么就会产生一个结果——感应电动势，如果是闭 合回路就会有感应电流；（2）磁通变化引起感应电流，原因是闭合 回路所包围的磁通量发生变化，结果是在闭合回路中产生感应电动 势和感应电流。
参考答案-《电工学(第二版)习题册》-B01-4104
2． 解：
四、计算题 1． 解：（1）0.2T；（2）垂直导体向上；（3）0N；0.2T 2． 解：0.25T，磁场方向为垂直纸面向里
§2-4 电磁感应
一、填空题
10
1．感应电流 阻碍 相反 相同
2．愣次
e N
法拉第电磁感应
t
3．大 零 二、判断题
1．× 2．× 3．×4．×5.× 6.× 三、选择题
6
I
1
I2 A
I3
R1
R2 I6 R3
B R6
E
R5
C R4
I5
I4
根据基尔霍夫第一定律：
A 节点： I1 = I2 + I3
25= I2 +16
I2 =9A B 节点： I3 + I6 = I4
16+ I6 =12
I6 =-4A C 节点： I4 + I5 = I1
12+ I5 =25
I5 =13A 3. 解：假设电路中电流方向
周期T 2 23.14 0.02s 314
3． 解：（1）Um =110V， =314rad/s， f =50Hz， t =0.02 s，0 = 45 （2）Um = 380 2 V， = 2000 rad/s， f =1000Hz， t =1ms，0 =- 45 （3）Um = 220 2 V， =100 rad/s， f =15.9Hz， t =63.8ms，0 =145 （4）Um =110V， =314rad/s， f =50Hz， t =0.02 s，0 =145
1.答： 大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的电动势（电压、电流） 称为正弦交流电。
2.答：直流电的电流方向不变化，交流电的方向会发生变化。 五、计算题
四、计算题 1． 解：（1）0.2T；（2）垂直导体向上；（3）0N；0.2T 2． 解：0.25T，磁场方向为垂直纸面向里
§2-4 电磁感应
一、填空题
10
1．感应电流 阻碍 相反 相同
2．愣次
e N
法拉第电磁感应
t
3．大 零 二、判断题
1．× 2．× 3．×4．×5.× 6.× 三、选择题
6
I
1
I2 A
I3
R1
R2 I6 R3
B R6
E
R5
C R4
I5
I4
根据基尔霍夫第一定律：
A 节点： I1 = I2 + I3
25= I2 +16
I2 =9A B 节点： I3 + I6 = I4
16+ I6 =12
I6 =-4A C 节点： I4 + I5 = I1
12+ I5 =25
I5 =13A 3. 解：假设电路中电流方向
周期T 2 23.14 0.02s 314
3． 解：（1）Um =110V， =314rad/s， f =50Hz， t =0.02 s，0 = 45 （2）Um = 380 2 V， = 2000 rad/s， f =1000Hz， t =1ms，0 =- 45 （3）Um = 220 2 V， =100 rad/s， f =15.9Hz， t =63.8ms，0 =145 （4）Um =110V， =314rad/s， f =50Hz， t =0.02 s，0 =145
1.答： 大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的电动势（电压、电流） 称为正弦交流电。
2.答：直流电的电流方向不变化，交流电的方向会发生变化。 五、计算题
电工学第一章直流电路
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（三）电路的短路 开关SA接“3” 号位置，电路中的 短路电流： I短 E r U外 E I短r 0
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（四）电路在三种状态下各物理量的关系
电路 状态
电流
电压 电源消耗功率 负载功率
断路 I 0
U E
PE 0
（一）部分电路欧姆定律 （二）全电路欧姆定律
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（一）部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容 在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体
两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即 I=U/R 。
式中 I—导体中的电流，A； U —导体两端 的电压，V； R—导体的电阻，Ω。
1.串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：
I I1 I2 In
2.串联电路两端总电压等于各电阻两端分电压之和，即：
U U1 U2 Un
3.串联电路等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻值之
和，即：
R R1 R2 Rn
注：（1）如果电路中串联的 n 个电阻值相等（均为 R0），
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（二）电阻率 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号ρ表示。其单位为Ω·m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。
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的电压表，它的内阻 R0 为 40kΩ 。用它测量电压时，允 许流过的最大电流是多少？
解：
I
U R0
300 40 103
（三）电路的短路 开关SA接“3” 号位置，电路中的 短路电流： I短 E r U外 E I短r 0
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（四）电路在三种状态下各物理量的关系
电路 状态
电流
电压 电源消耗功率 负载功率
断路 I 0
U E
PE 0
（一）部分电路欧姆定律 （二）全电路欧姆定律
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（一）部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容 在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体
两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即 I=U/R 。
式中 I—导体中的电流，A； U —导体两端 的电压，V； R—导体的电阻，Ω。
1.串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：
I I1 I2 In
2.串联电路两端总电压等于各电阻两端分电压之和，即：
U U1 U2 Un
3.串联电路等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻值之
和，即：
R R1 R2 Rn
注：（1）如果电路中串联的 n 个电阻值相等（均为 R0），
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（二）电阻率 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号ρ表示。其单位为Ω·m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。
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的电压表，它的内阻 R0 为 40kΩ 。用它测量电压时，允 许流过的最大电流是多少？
解：
I
U R0
300 40 103
电工学-总复习 (1)
1.已知：
u 220 sin(ω t 45)V
220 U 45 V？ 2
(1)确定初始值 uC (0 ) 3 3 u ( 0 ) 9 10 6 10 V 54 V 由t=0电路可求得 C 由换路定则 uC (0 ) uC (0 ) 54 V
23
9mA 6 3 3 uC ( ) 9 10 10 V 6 3 18 V
2 2 2 P1 I R1 ( I1 I1 ) R1 I1 R1 I1 R1 2 1
③ 不作用电源的处理： E = 0，即将E 短路； IS= 0，即将 IS 开路 。 ④ 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。若分 电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向相 反时，叠加时相应项前要带负号。 ⑤ 应用叠加定理时可把电源分组求解，即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。 10
例 1： 电路如图所示，t = 0时合上开关S，合S前电路 已处于稳态。试求电容电压uC和电流i2、iC 。 t =0 S
9mA R 6k
uC+ C
iC
i2
3k
9mA
R 6k
-
2F
uC (0 )
+
-
解：用三要素法求解
t=0等效电路
t
uC uC ( ) uC (0 ) uC ( ) e
I1 + R1 I3 (a) I2 R2 R3 + = + E2 E1 – –
I1 R1 I3
(b)
I2 R2 R3
I 1
I 2 R2 I 3 (c)
E1 –
+
R1 R3
+ –
E2
u 220 sin(ω t 45)V
220 U 45 V？ 2
(1)确定初始值 uC (0 ) 3 3 u ( 0 ) 9 10 6 10 V 54 V 由t=0电路可求得 C 由换路定则 uC (0 ) uC (0 ) 54 V
23
9mA 6 3 3 uC ( ) 9 10 10 V 6 3 18 V
2 2 2 P1 I R1 ( I1 I1 ) R1 I1 R1 I1 R1 2 1
③ 不作用电源的处理： E = 0，即将E 短路； IS= 0，即将 IS 开路 。 ④ 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。若分 电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向相 反时，叠加时相应项前要带负号。 ⑤ 应用叠加定理时可把电源分组求解，即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。 10
例 1： 电路如图所示，t = 0时合上开关S，合S前电路 已处于稳态。试求电容电压uC和电流i2、iC 。 t =0 S
9mA R 6k
uC+ C
iC
i2
3k
9mA
R 6k
-
2F
uC (0 )
+
-
解：用三要素法求解
t=0等效电路
t
uC uC ( ) uC (0 ) uC ( ) e
I1 + R1 I3 (a) I2 R2 R3 + = + E2 E1 – –
I1 R1 I3
(b)
I2 R2 R3
I 1
I 2 R2 I 3 (c)
E1 –
+
R1 R3
+ –
E2
电工学-直流电路
功率：P=UI
S
I 单位为瓦（W）
2、电路中功率平衡关系
E
US
UL
产生功率 =消耗功率 3、电气设备的额定值
额定值是为电气设备在给定条
件下正常运行而规定的允许值
电气设备不在额定条件下 当电气设备实际值等于额定
运行的危害：
值，称其工作在额定状态，
不能充分利用设备的能力 大于额定值时称为过载，
降低设备的使用寿命 小于额定值时称为欠载。
电路的组成
电源: 其它形式的能量电能 负载: 电能其它形式的能量
中间环节: 保护、接通、切断电路等 如开关、连接导线、熔断器等
13
第1章 1 1
直流电路： 当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时，
称这种电路为直流电路。其电压、电流、电动势分别用 大写字母U、I、E表示。
交流电路： 当电路中的电流是随时间变化的交流电流时，
解： – 9+(–2) –I3 –8=0
例：若I1=9A， I2= –2A，
I4=8A。 求： I3
I3
19A
KCL
电流的参考方向 与实际方向相39反
KCL推广应用
IA
A
IAB
ICA
IB
IC
B IBC
C
第1章 1 6
对A、B、C三个结点 应用KCL可列出：
IA= IAB–ICA IB= IBC–IAB IC= ICA–IBC 上列三式相加，便得 IA + IB + IC =0
S 电源这一状态称为有载或带载。
E
US
UL
交流电路中
I 1、电路中的物理量
电流：单位时间内通过电路某一 横截面积的电荷量
电工学(少学时)-唐介主编第一章课件讲课稿
负载
_
_
恒压源特性小结
Ia
+
US _
R
b
Uab
I US R
恒压源特性中不变的是：______U_S___
恒压源特性中变化的是: ______I_____ ___外__电_路__的__改__变_____ 会引起 I 的变化。
结论：凡是与理想电压源并联的元件其两端的电压恒等于理想 电压源的电压值。
干电池、蓄电池忽略内阻视为理想电压源。
5功率。
电源产生的电功率PE=EI 电源输出的电功率PS=USI 负载消耗的电功率PL=ULI 6、电能W（J）
在时间t内转换的电功率称为电能。 W=P×t
对于上图中的负载
电能W=UL×I×t(J) 功率P=W/t=I×UL(W)
物理量的单位与实际方向
电源端电压US=E，电压也常被称为电位差或电压降。 负载端电压UL=I×RL(V)
电位和电压的区别:
电位值是相对的,参考点选得不同，电路中其它各点的电位也 将随之改变，电位具有单值性。 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。 4、电动势E（V） 衡量电源力对电荷做功能力的物理量，电动势的实际方向规 定为电位升高的方向，即从低电位点指向高电位点。
电路是电流流通的路径，是由某些元、器件为完成
一定功能、按一定方式组合后的总称。
1. 电路的作用
注重电源效率
(1) 实现能量的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
(2)实现信号的传递与处理
话筒
放 扬声器
大
注重信号的快速及准确性
器
2. 电路的组成部分
电工学复习题及参考答案
电工学复习题及参考答案第1章直流电路习题参考答案一、填空：1.任何一个完整的电路都必须有电源、负载和中间环节3个基本部分组成。
具有单一电磁特性的电路元件称为理想电路元件，由它们组成的电路称为电路模型。
电路的作用是对电能进行传输、分配和转换；对电信号进行传递、存储和处理。
2.反映实际电路器件消能电磁特性的理想电路元件是电阻元件；反映实际电路器件中存储的磁场能量特性的理想电路元件是电感元件；反映实际电路设备中存储的电场能量特性的理想电路元件是电容元件，它是无源双端元件。
3.电路有三种工作状态：通路、开路和短路。
当电路中的电流和端子电压u=0时，这种状态称为短路。
在这种情况下，电源产生的所有功率都消耗在内阻上。
4.从耗能的观点来讲，电阻元件为耗能元件；电感和电容元件为储能元件。
5.电路图上标明的电流和电压方向称为参考方向。
假设元件为负载，元件两端的电压和通过元件的电流方向应为相关参考方向。
二、判断题：1.理想电流源输出恒定电流，其输出电压由内阻决定。
（错误）2电阻、电流和电压是电路中的基本物理量。
（错误）3电压是电流的根本原因。
因此，当电路中有电压时，必须有电流。
（错误）4无论绝缘子两端的电压有多高，都不可能通过电流。
（错）三、选择题：（每小题2分，共30分）1.当元件两端的电压和通过元件的电流取相关参考方向时，假设元件（a）功率；当元件两端的电压和通过的电流采用非相关参考方向时，假定元件（b）功率。
a、吸收；b、发出。
2.输出电压几乎恒定的装置在负载下工作。
当荷载增加时，指（c）a、负载电阻增大；b、负载电阻减小；c、电源输出的电流增大。
3.当电流源开路时，该电流源内部（c）a、有电流和功率损耗；b、无电流，无功耗；c、有电流，没有电源损耗。
4.某电阻元件的额定数据为“1kω、2.5w”，正常使用时允许流过的最大电流为（a）a、 50ma；b、2.5ma；c、250ma四、计算题1.1对于已知电路，如问题1.1所示，尝试计算a和B两端的电阻。
电工学第一章 直流电路
例1：试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电 阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 2A 3 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
I 8 2 2 2 2 A 1A
– 2 I 4A (c) 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 Rs 中则损耗功率。
(2) 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 + – a a a a
E
R0
IS
b
R0
E
– +
R0
IS
R0
b
b b (3) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 (4) 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路， 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。
Ro
短路电流（很大）
R
U= 0 电源端电压 P= 0 负载功率 电源产生的能量全被内阻消耗掉 PE = P = I ² 0 R I 有
电路中某处短路时的特征: 1.短路处的电压等于零；U = 0 2.短路处的电流 I 视电路情况而定。 源 电 路
+ U
–
1.3 电源的两种模型及其等效变换
一、电压源模型 电压源是由电动势 E 和内阻 R0 串联的电源的电路模型。
欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不经济)
例: 已知:电路中U=220V，I=5A，内阻R01= R02= 0.6。 求: (1) 电源的电动势E1和负载的反电动势E2 ； (2) 说明功率的平衡关系。 解：(1) 对于电源 + U= E1-U1= E1-IR01 E1 即 E1= U +IR01 – = 220+50.6=223V R01 U= E2+U2= E2+IR02 即 E2= U -IR02 = 220-50.6 = 217V
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E
US
－－
UL －
直流电路中电压用 U 表示，单位为伏[特]（V）。
US 是电源两端的电压， UL 是负载两端的电压。
4. 电动势
电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电源负极
移至电源正极时所转换而来的电能称为电源的电动势。
符号： E 或 e，单位：V。 电动势的实际方向：由低电位指向高电位。
5. 电功率
S
E
是由某些元、器件为完成一定功能、按一定 方式组合后的总称。
二、电路的作用
一是实现能量的输送和转换。 二是实现信号的传递和处理。 E
三、电路的组成
电源：将非电形态的能量
+
转换为电能。
负载：将电能转换为 非电形态的能量。
导线等：起沟通电路和 输送电能的作用。 E
mA
S
从电源来看，电源本身的电流通路称为内电路， 电源以外的电流通路称为外电路。
I
I
＋
＋
US
U
－
－
IS
＋
U
－
当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时， 它们输出（产生）电功率，起电源作用。
I
I
＋
＋
US
U
－
－
IS
＋
U
－
当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时， 它们取用（消耗）电功率，起负载作用。
二、理想无源元件
电阻元件
当电路的某一部分只存在电 能的消耗而没有电场能和磁 场能的储存，这一部分电路 可用电阻元件来代替。
［解］(1) 由于电压源与电流源串联
I＝IS＝3 A 根据电流的方向可知
U＝US＋RIS ＝( 3 + 1 3 ) V = 6 V
(2) 功率平衡关系
I ＋ US
－
R
IS ＋ U －
电压源吸收电功率：PL＝US I＝( 3 3 ) W = 9 W
电流源发出电功率： PO＝U IS＝( 6 3 ) W = 18 W
I
定义：单位时间内所转换的电能。 ＋ ＋
＋
符号：P（直流电路）。 单位：W。
E
US
UL
－－
－
电源产生的功率： PE = E I
电源输出的功率： PUS = US I
负载取用的功率： PL = UL I
6. 电能
定义：在时间 t 内转换的电功率称为电能：W = P t
符号：W（直流电路）。
单位：J。
单位转换：千瓦时（kW·h）
电阻 R 消耗的电功率：PR＝R IS＝( 1 32 ) W = 9 W
功率平衡：
PO ＝ P L＋ PR
1.6 基尔霍夫定律
一、基尔霍夫电流定律（KCL）
电路中 3 个或 3 个以
上电路元件的连接点 称为结点。
＋ I1 US1
－
R1
有 a、b 两个结点 。
U
U
负 载
－
－
1.5 理想电路元件
理想电路元件
理想有源元件
理想无源元件
电 压 源
电 流 源
电
电
电
阻
容
感
元
元
元
件
件
件
一、理想有源元件
1. 电压源 可提供一个固定的电压 US ，称为源电压。
＋ US
I
＋
U
U＝ US ＝定值
US
－
－
O
I
电压源的特点：
输出电压 U 等于源电压 US ，是由其本身所确定的定值， 与输出电流和外电路的情况无关。
u R = i （） 线性电阻与非线性电阻
＋i
u
R
－
电阻消耗的功率
U2 P = UI = RI2 = R
电阻图片
水泥电阻
碳膜电阻
线绕电阻
可变电阻
压敏电阻
，已知 US＝3 V， IS＝ 3 A， R＝1 。求：(1) 电压源的电流和电流源的电压； (2) 讨论电路的功率平衡关系。
1 千瓦时为 1 度电，1 kW·h＝3.6 106 J。
1.3 电路的状态
一、通路
SI
当电源与负载接通，电路中有
＋
＋
了电流及能量的输送和转换。 E US
UL
电路的这一状态称为通路。
－
－
通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称 为有载或称电源处于负载状态。
各种电气设备在工作时，其电压、电流和功率都有一 定的限额，这些限额是用来表示它们的正常工作条件 和工作能力的，称为电气设备的额定值。
第 1 章 直流电路
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电路的状态 1.4 电路中的参考方向 1.5 理想电路元件 1.6 基尔霍夫定律
1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 等效电源定理 1.10 非线性电阻电路
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下一章
1.1 电路的作用和组成
一、什么是电路
电路就是电流流通的路径。
当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时， 这种电路称为直流电路。
当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交 流电流时，这种电路称为交流电路。
二端 网络
二端 网络
无源网络
有源网络
1.2 电路的基本物理量
1. 电流 dq
i = dt （A）
直流电路中：
Q I= t
I
＋
＋＋
＋
E
US
UL
－－
－
电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。
二、开路
当某一部分电路与电源断开，
该部分电路中没有电流，亦无
能量的输送和转换，这部分电
S1
路所处的状态称为开路。
E
EL1
S2 EL2
电源既不产生也不输出电功率，电源这时的状态称为空载。
开路的特点：
有
开路处的电流等于零
源
开路处的电压应视电路情况而定
电 路
I＝0
U 视电 路而定
三、短路
当某一部分电路的两端用电 阻可以忽略不计的导线或开 关连接起来，使得该部分电 路中的电流全部被导线或开 关所旁路，这一部分电路所 处的状态称为短路或短接。
2. 电位
电场力将单位正电荷从电路 的某一点移至参考点时所消 耗的电能。
参考点的电位为零。
I
＋＋
＋
E
US
UL
－－
－
直流电路中电位用 V 表示，单位为伏[特]（V）。
参考点的选择：
① 选大地为参考点：
② 选元件汇集的公共端或公共线为参考点：
3. 电压
I
电场力将单位正电荷从电路
＋＋
＋
的某一点移至另一点时所消 耗的电能。 电压就是电位差。
输出电流 I 不是定值，与输出电压和外电路的情况有关。
2. 电流源 可提供一个固定的电流 IS ，称为源电流。
I＝ IS＝定值 ＋ IS
电激 U 流
－
U
O
I
IS
电流源的特点：
输出电流 I 等于源电流 IS ，是由其本身所确定的定值， 与输出电压和外电路的情况无关。
输出电压 U 不是定值，与输出电流和外电路的情况有关。
电源短路S1 EL1 S2 EL2
短路的特点：
短路处的电压等于零 短路处的电流应视电路情况而定
有 I 视电路而定
源 电
U＝0
路
1.4 电路中的参考方向
原则上参考方向可任意选择。
在分析某一个电路元件的电压与电流的关系 时，需要将它们联系起来选择，这样设定的 参考方向称为关联参考方向。
I ＋
I ＋
电 源