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电路分析第一章

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电路分析基础第1章

电路分析基础第1章

手电筒电路：
干 电 池
导线
二、集总假设、电路元件 1. 集总假设：
J不考虑电路中电场与磁场的相互作用； J不考虑电磁波的传播现象； J实际 电路的 尺寸远小于最 高 工作 频 率所对应 的 波
长 时， 可 将它 所 反映 的 物 理 现象 分 别进行 研究， 即 用三种基本元件表示其三种物理现象；
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第十一章 集总电路中电压、电流的约束关系 网孔分析和节点分析 叠加方法和网络函数 分解方法和单口网络 电容元件和电感元件 一阶电路 二阶电路 阻抗与导纳 耦合电感和理想变压器
第一章 集总电路中的电压、电流约束关系
1-1 电路及集总电路模型 1-2 电路变量，电压，电流及功率 1-3 基尔霍夫定律 1-4 电阻元件 1-5 电压源 1-6 电流源 1-7 受控源 1-8 分压电路，分流电路 1-9 两类约束，支路电压法和支路电流法
掌握基本概念、基本理论、基本方法。
集总电路： 由电 阻 、电容、电感等元件组成的
电路。（电阻电路、动态电路）
集总参数电路：当实际电路的尺寸远小于使用时
其最高工作频率所对应的波长时，可以用“集总参数 元件”来构成实际部、器件的模型。每一种元件只反 映一种基本电磁现象，且可由数学方法加以定义。
例如，无线电调频接收机，若所接收的信号频率为100MHz， 对应波长λ＝c/f = 3m，连接接收天线与接收机之间的传输线 即便只有1m长，也不能作为集总电路来处理。 又如，我国电力用电频率为50Hz，对应的波长为6×106m，对 以此为工作频率的用电设备来说，其尺寸远小于这一波长，可 以按集总电路处理，而对于远距离输电线来说，就不能按集总 电路来处理。

电路分析基础第一章 电路模型和电路定律

电路分析基础第一章 电路模型和电路定律

+
–
+
–
+
实际方向
实际方向
+
U >0
U<0
上页
下页
电压参考方向的两种表示方式
(1) 用正负极性表示
+
(2) 用双下标表示
U
A
UAB
B
UAB =UA- UB= -UBA
上页 下页
3. 关联参考方向 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联 采用相同的参考方向称之为 参考方向,即电流从电压的“+”极流入,从“-” 极流出该元件。反之，称为非关联参考方向。 极流出该元件
P6吸 = U 6 I 3 = (−3) × (−1) = 3W
上页 下页
注
对一完整的电路，发出的功率＝吸收的功率
3. 电能（W ,w）
在电压、电流一致参考方向下，在t0到t的时间内 该部分电路吸收的能量为
w(t0 , t ) = ∫ p (τ ) dτ = ∫ u (τ )i (τ ) dτ
t0 t0
电源 Sourse
灯 Lamp
RS US 电路模型
R
Circuit Models 干电池 Battery
上 页 下 页
电路理论中研究的是 理想电路元件构成的电路（模型）。
电路模型，不仅能够反映实际电路及 其器件的基本物理规律，而且能够对 其进行数学描述。这就是电路理论把 电路模型作为分析研究对象的实质所 在。
干电池 Battery 电路理论中，“电路”与“网络”这两个术语可通用。“网络” 的含义较为广泛，可引申至非电情况。
例：手电筒电路
开关 灯泡
10BASE-T wall plate

电路分析基础第1章 电路的基本概念与定律

电路分析基础第1章 电路的基本概念与定律
14
第1章电路的基本概念和定律 (1) (2)按选定的参考方向分析电路，求解电流。若计算结 果为正(i＞0)，说明电流的参考方向与实际方向相同；若计 算结果为负值(i＜0)，说明电流的参考方向与实际方向相反， 如图1-3 (3)若没有设定参考方向，则电流的正、负没有意义。 在电路中，元件的电流参考方向可用箭头表示，如图14所示；在文字叙述时可用电流符号加双字母构成的下标表 示，如iab，它表示电流由a流向b，并有iab＝－ib方向与实际方向的关系
16
第1章电路的基本概念和定律
图1-4 电流参考方向的表示
17
第1章电路的基本概念和定律 【例1-1】 图1-5中，1、2、3三个方框表示三个元件或 电路，箭头表示电流的参考方向，i1、i2、i3表示电路中的电 流。说明当i1＝i2＝i3＝1A和当i1＝i2＝i3＝-1A时各电路电流 的真实方向。 解 (1)当电流大小均为1A时，由于电流大于零，故其真 实方向与参考方向相同。即i2真实方向由c流向d；i3真实方 向由f流向e；而i1由于没有参考方向而无法确定其实际方向。
6
第1章电路的基本概念和定律 为了便于对电路进行分析与计算，对复杂的实际问题进 行研究，在理论分析中常常把实际电路中的各种设备和电路 元(器)件用能够表征电路主要电磁性质的理想化的电路元件 来表示。例如，电阻具有消耗电能的特性，我们就可以将具 有这一特性的电灯、电炉等用电器都用电阻来代替，虽然这 种替代会带来一定的误差，但在一定条件下是可以忽略的。 在实际工程问题中，若需要更精密地做研究时，可再考虑由
20
第1章电路的基本概念和定律
1.2.2 1. 一般情况下，导体中的电荷无规则的自由运动不能形成
在匀强电场中，正电荷Q在电场力的作用下，由a点移

第一章电路及其分析方法

第一章电路及其分析方法

1.定义
电感元件 储存磁能的元件。其特 性可用～i 平面上的一 条曲线来描述。

i
f ( , i ) 0
2. 线性电感元件
任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链 成正比。
~ i 特性是过原点的直线。

( t ) Li( t ) or L
i

i
tan
O

i
电路符号
L u ( t)
• 三者的区别和联系 电压等于两点电位之差： Uab=Va－Vb 电源的开路电压在数值上等于电源电动势； 电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。
例
a
b
已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电 场力做功8J，由b点移动到c点电场力 做功为12J， ① 若以b点为参考点，求a、b、c点的电 位和电压Uab、U bc;
iAB
B
•电压的参考方向
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。 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。
电压U
dW U dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位
V (伏)、kV、mV、V
•电压、电位和电动势
a
电动势E只存 在电源内部， 其数值反映了 电源力作功的 本领，方向规 定由电源负极 指向电源正极
问题
复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往 往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难 。
电压(降)的参考方向 参考方向 U 实际方向
+
–
+
假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – 实际方向
+

电路基本分析 第一章 电路分析的基本概念及定律

电路基本分析 第一章 电路分析的基本概念及定律

Chapter 1
Chapter 1
Chapter 1
举例
开关 干电池
电灯
R0 + US （b）
S R1
（a）
（c）
实际电路与电路模型
Chapter 1
四、电路的分类 1.集总参数电路：其电路的几何尺寸l<<电路的工作频率 对应的波长λ。 集总参数电路又分为线性能 定义：一段时间内电路消耗的功率。可表为：
W=P t
若功率随时间变化，则： w
u、i 方向与w的关系：

t
pdt uidt
0
0

i
t
单位：焦耳J
u、i 方向如图示：
w>0，吸收；w<0， 发出。
a
+
u
_
b
Chapter 1
小结： 1.实际电路或实际电路元件可以用理想电路元件或理想 电路元件组合的电路模型进行模拟。
目 录
第一章 电路的基本概念和定律 第二章 电阻电路的等效变换 第三章 电路分析的网络方程法 第四章 正弦交流电路 第五章 谐振与互感电路 第六章三相电路 第七章 非正弦周期电流电路 第八章 动态电路的时域分析
第九章 动态电路的复频域分析
第十章 二端口网络
Chapter 1
第一章
电路分析的基本概念及定律
Chapter 1
教学目的 1.了解实际电路、理想电路元件和电路模型的概念。 2.熟练掌握电流、电压和电功率的概念。 3.理解电位、电动势和能量的概念。
教学内容概述 主要介绍理想电路元件和电路模型的概念以及电路中常 用的物理量：电流、电压和电功率的概念。 教学重点和难点 重点：电流、电压的参考方向及关联参考方向和电功率 的计算。 难点：电功率的计算及对电路发出和吸收功率的判断。

课件-第1章 电路分析的基本概念

课件-第1章 电路分析的基本概念

（1.2）
7 式中dW是电场力所作的功，单位是焦耳（J）；dq为电荷量，单 位是C）；电压U 的单位是伏特，简称伏（V）。电压也有恒定电 压和和时变电压之分，分别用符号U和 u 表示（直流量有时不 分大小写）。
图1-4 电压参考方向
电压参考方向（参考极性）的选择同样具有任意性，通常在 电路图上用“+”表示参考方向的高电位端，“-”表示参考方向 的低电位端，如图1-4所示。或用双下标表示电压的参考方向， 如uab 表示电压参考方向从a点指向b点。电压实际方向的判定 与电流的类似。
例1.2 电路如图1.12所示，各支路电流参考方向已标出， 已知 I1 = 8 A ，I2 = 3 A ，I3 = -1 A ，I5 = 2 A，求I4 。
13

解： 对于结点a ，根据KCL可得 I 1–I2 –I3 + I4 –I5 = 0 所以 I4 = -I1 + I2 + I3 + I5 = -8 + 3 +（-1）+ 2 = - 4 A I4为负值，说明I4的实际方向与参考方向相反，即I4实际流出 结点a 。
U、I间关联参考方向:今后在求电压电流时，必须事 先规定好参考方向，否则求出的值无意义。而且为了 分析方便，通常将某元件上电压电流参考方向选为一 致，即电流的参考方向由电压的“+”指向“-”，这 样选定的参考方向称为关联参考方向，简称关联方向。
电位的概念及计算： 将电路中任一点作为参考点， 把a点到参考点的电压称为a点电位，用符号Va(或Ua) 表示。电路中a、b两点间的电压与该两点电位有以 下关系： Uab = Va - Vb （1.3） 今后如未说明，通常选接地点作参考点，并且参 考点电位为零。引入电位概念后，两点间电压的实 际方向即由高电位指向低电位。

电路分析刘健版第一章课件

电路分析刘健版第一章课件
U AB U S 1 U1 U S 4 U 4
例
3A 1A 2A
3
I
U1
3V
图示电路, 求U 和 I。
U
2V
解： 3+1-2+I=0，I= -2（A）
U1=3I= -6（V） U+U1+3-2=0，U=5（V）
KCL、KVL小结
(1) KCL是对支路电流的线性约束，KVL是对支路电压 的线性约束。 (2) KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。
分(d)
拍(P)
飞(f)
十 (da ）
艾(E)
皮(p)
百(h)
泽(Z)
能量 w
功率 p
焦耳J
纳 纳(n)
10-9
10-6
千(k)
103
106
尧(Y)
1024
——
瓦特W
微 (μ ） 兆 (M)
——
各物理量的关系
i dq dt
u
d dt
p
dw dt
1.2.1 电流及参考方向 1、电流
A、定义 i
(3) 回路(loop)：由支路组成的闭合路径。 (4) 网孔(mesh)：对平面电路，每个网眼即为网孔。网孔是回路， 但回路不一定是网孔。
例题1－2
例1－2
b
I1
I2 R3
支路：ab、bc、ca… （共6条） 结点：a、 b、c、d (共4个） 回路：abd、abcd … （共7 个） 网孔：abd、bcd … （共3 个）
A、概念
在分析计算电路时， 对电压任意假定的方向。
B、表示方法
a 正负号
双下标 箭标
+

电路分析-第1章 电路的基本概念和基本定律

电路分析-第1章 电路的基本概念和基本定律

Uad=φa—φd=10—(—3)=13V
Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V
以上用两种思路计算所得结果完全相同，由此可 (1) 两点之间的电压等于这两点之间路径上的
(2) 测Uab和Ubd的电压表应按图(b)所示跨接在 待测电压的两端，其极性已标注在图上。
§1－3 电功率与电能
一 、电功率 1. 定义 图中表示电路中的一部分 a 、 b 段，图中采 用了关联参考方向，设在 dt 时间内，由 a 点转移 到b点的正电荷量为dq，ab间的电压为u，在转移 过程中dq失去的能量为 d udq 因此，ab段电路所消耗的功率为
(a)开路状态；
(b)短路状态
§1－5电压源和电流源
例1.5 某电压源的开路电压 为30V，当外接电阻R后， 其端电压为25V，此时流经 的电流为5A，求R及电压源 内阻RS。 解： 用实际电压源模型表征该 电压源，可得电路如图所示。 即： 设电流及电压的参考方向如图 中所示，根据欧姆定律可得：
＋ 30 V － RS R I ＋ U －
U＝U －R I S S
(a)
(b)
内阻
电阻Rs表示实际 电源的能量损耗
§1－5电压源和电流源
电路的两种特殊状态 开路状态。如图(a)所示。此时不接负载，电 流为零，端电压等于开路电压。可用开路电压 和内阻两个参数来表征。
＋ US － RS － U＝UOC ＋ ＋ US － RS ISC ＝ UOC RS
§1－5电压源和电流源
U R I
根据
S S
U R I
25 5 5
U U R I
30 25 1 5
U S U 可得：R S I
§1－5电压源和电流源

电路分析基础课件(第1章)

电路分析基础课件(第1章)

§1-1 电路及集总电路模型 （c）分布参数元件与集总参数元件 集总参数元件：理想电阻、理想电感、理想电 容、理想电源等。 集总参数电路：由集总参数元件构成的电路， 简称集总电路。
21
§1-1 电路及集总电路模型
一个电路应该作为集总参数电路，还是作为分 布参数电路，或者说，要不要考虑参数的分布 性，取决于其本身的线性尺寸与表征其内部电 磁过程的电压、电流的波长之间的关系。 一个实际电路器件，在不同条件下可以有不 同的电路模型。
a b
+
+
元件
41
u 2V
§1-2 电路变量 电流、电压及功率 参考极性不一定就是电压的真实极性。 当电压为正值时，该电压的真实极性与参考 极性相同。 当电压为负值时，该电压的真实极性与参考 极性相反。
a b
元件
a
b
元件
+
-
-
+
42
u 2V
u= - 2V
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
19
§1-1 电路及集总电路模型 （b）分布概念 参数的分布性指，当实际电路的尺寸可以与电 路工作时电磁波的波长相比拟（即高频）时， 电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相 同。这样的元件称为分布元件，而这样的电路 参数叫做分布参数。
这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时 20 间的函数外，还是空间坐标的函数。
9
§1-1 电路及集总电路模型
例如
理想化
理想电阻元件 （模型）
理想化、抽象化即模型化的过程。
电阻器包含有电阻、电感、电容性质，但 电感、电容很小，可忽略不计，可用一个 电阻元件作为它的模型。
同样，请例举3个以上其他，模型的例子....

电路分析第1章 集总参数电路B

电路分析第1章 集总参数电路B

第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
主要内容： 1.基本概念：电路及电路模型、集总假设、电路变量、电流、 电压、功率、独立电源、受控源、参考方向及关 联参考方向。 2.基本定律：基尔霍夫定律，欧姆定律。
§1-1
一、电路
电路及集总电路模型
若干个电气设备或电子器件按照一定的方式连接起来构成 电流的通路 叫作 电路 例如手电筒电路：
集总参数电路
<1>、集总假设：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对 应的波长时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用 三种基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。 采用集总假设的条件：实际电路的尺寸远小于电路使用时 其最高工作频率所对应的波长。 例如，我国电力用电的频率为50Hz，对应的波长为
电路分析理论所研究的对象都是由理想电路元件组成 的实际电路的电路模型。
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§1-2电路变量、电流、电压及功率
电路分析：给定电路结构及电路参数，求各部分的 电压、电流叫电路分析。
一 电流(电流强度)
1.定义：带电粒子的定向运动（有秩序的运动）形成电流。 dq ? i(t)=dq/dt －－电荷的变化率 方向：正电荷运动的方向 大小和方向都不随时间改 变的电流称为直流 。 i
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干 电 池 开关 灯 泡
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电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备 或元件按一定方式组合起来的。 电路的作用 1 能量的输送与转换
发电机 升压 输电线 降压 变压器 变压器

电路分析第1章

电路分析第1章

第1章 电路的基本概念和定律
练习与思考
1.1-1 结合自己所熟悉的一种家用电器， 谈谈对电路功能的 理解，并举出建立该电器设备的电路模型所需要的理想电路元 件种类。 1.1-2 实验室用的一种滑动式可变电阻器，是将铜线绕在圆 形骨架上，要建立它的电路模型只用理想电感元件行吗? 严格 地讲应该用哪几种理想电路元件?
1.1.1 电路及其功能 电路及其功能 电路是由电路元(器)件按一定要求连接而成，为电流的流 通提供闭合路径的集合体，复杂的电路也常称为网络。 实际应用中的电路种类繁多，用途各异，但按其功能可概 括为两个方面：一是对能量的传送、 转换与分配； 电力系统 中的输电电路就是典型实例。其二是完成电信号的产生、传输、 处理及应用； 手机、 电视机电路是这方面的典型实例。
q I= t
(1 - 2)
第1章 电路的基本概念和定律 虽然规定了电流的实际方向，但在电路问题中，特别是电 路比较复杂时，电流的实际方向往往难以确定，尤其是交流电 路中， 电流的方向随时间变化， 根本无法确定它的实际方向。 为此引入参考方向这一概念。 参考方向可以任意设定， 在电路 中用箭头表示，并且规定，如果电流的参考方向与实际方向一 致， 电流为正值； 反之， 电流为负值， 如图1.2所示。 这样就 可以把电流看成一个代数量了， 它既可以为正， 也可以为负。 由此看来，设定的参考方向是确定电流为正的标准， 因此参考 方向也称为正方向。除了用箭头表示电流的参考方向外，也可 用双下标表示，如Iab 就表示电流的参考方向是从a点指向b点。 当参考方向改变时有Iab=-Iba 。不设定参考方向而谈电流的正负 是没有意义的。
第1章 电路的基本概念和定律
电电电电
a
电电电电 元元
b a

电路分析基础教案

电路分析基础教案

电路分析基础教案第一章：电路基本概念1.1 电路的定义与组成介绍电路的定义和基本组成元素（电源、导线、开关、负载）解释电路的作用和重要性1.2 电路的分类区分串联电路和并联电路解释串并联电路的特点和区别1.3 电流、电压和电阻电流的定义和计量单位电压的定义、计量单位和测量方法电阻的定义、计量单位和测量方法第二章：基本电路分析方法2.1 欧姆定律欧姆定律的表述和公式应用欧姆定律计算电流、电压和电阻2.2 串联电路的分析应用欧姆定律分析串联电路中的电流、电压和电阻解释串联电路的特点和计算方法2.3 并联电路的分析应用欧姆定律分析并联电路中的电流、电压和电阻解释并联电路的特点和计算方法第三章：电路元件3.1 电阻元件介绍电阻的种类、特性和应用解释电阻的计算方法和测量方法3.2 电容元件介绍电容的种类、特性和应用解释电容的计算方法和测量方法3.3 电感元件介绍电感的种类、特性和应用解释电感的计算方法和测量方法第四章：电路测量与实验4.1 测量仪器与工具介绍常用的电路测量仪器和工具（如万用表、示波器、电表等）解释各种测量仪器的工作原理和使用方法4.2 电路测量方法介绍电路测量的基本方法和步骤解释如何测量电流、电压和电阻等参数4.3 实验与实践设计简单的电路实验引导学生进行实验操作和数据采集第五章：电路分析进阶5.1 节点和回路分析介绍节点和回路的定义及分析方法解释节点电压法和回路电流法的原理和应用5.2 网孔分析介绍网孔的定义及分析方法解释网孔电流法的原理和应用5.3 等效电路分析介绍等效电路的概念和种类解释等效电路的分析和应用方法第六章：交流电路分析6.1 交流电的基本概念介绍交流电的定义和特点解释交流电的波形和频率6.2 交流电路的电阻、电容和电感分析交流电路中电阻、电容和电感的作用解释串联和并联电阻、电容和电感的计算方法6.3 交流电路的功率介绍交流电路的功率概念（有功功率、无功功率、视在功率）解释功率的计算方法和功率因数的概念第七章：频率响应分析7.1 频率响应的基本概念介绍频率响应的定义和意义解释频率响应的图表表示方法（波特图）7.2 电路元件的频率响应分析电阻、电容和电感的频率响应特性解释频率响应分析在电路设计中的应用7.3 滤波器的设计与分析介绍滤波器的基本原理和类型（低通、高通、带通、带阻）分析滤波器的频率响应特性和设计方法第八章：谐振电路分析8.1 谐振电路的基本概念介绍谐振电路的定义和特点解释谐振的条件和频率8.2 串联谐振电路的分析分析串联谐振电路中的电流、电压和功率解释串联谐振电路的计算方法和应用8.3 并联谐振电路的分析分析并联谐振电路中的电流、电压和功率解释并联谐振电路的计算方法和应用第九章：非线性电路分析9.1 非线性元件的基本概念介绍非线性元件的定义和特点解释非线性元件的伏安特性和应用9.2 非线性电路的分析方法分析非线性电路的特性和工作原理解释非线性电路的解析方法和数值方法9.3 非线性电路的应用介绍非线性电路在实际应用中的例子解释非线性电路在信号处理和控制领域的应用第十章：电路仿真与实验10.1 电路仿真软件的基本操作介绍电路仿真软件（如Multisim、LTspice等）的基本操作和界面解释电路仿真软件的功能和应用范围10.2 电路仿真实例设计并仿真简单的电路例子分析仿真结果并与理论分析进行比较介绍实验报告的基本结构和内容重点解析本文主要介绍了电路分析的基础知识和方法，涵盖了电路的基本概念、电路的分类、电流、电压和电阻、基本电路分析方法、电路元件、电路测量与实验、电路分析进阶、交流电路分析、频率响应分析、谐振电路分析、非线性电路分析以及电路仿真与实验等内容。

第1章 电路分析基础

第1章 电路分析基础

R0 US
+
U RL
U/V
U= US
电 流 源
_
_
0
b 电压源电路
I/A
理想电压源的外特性
当实际电压源的内阻 R0 0（相当于短路）时，U = US 为一定 值，此时通过电压源的电流I 则由负载电阻 RL 和 U 共同确定，这样 的电源称为理想电压源简称电压源。
电 流 源
a
I
I/A I=IS RL U/V
I1 R1 I6
b
I2
支路：共 ？条
节点：共 ？个
6条 4个
7个
a I4 I3
R6 I5 US4 +U
c
回路：共 ？个
R5
d _ R3
独立回路：？个
S3
有几个网眼就有几个独立回路
3. 基尔霍夫电流定律KCL
用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括 基氏电流定律（KCL）和基氏电压定律（KVL)两个定律。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件 的性质，或是电源，或是负载。
检验学习结果
1. 电路由哪几 部分组成？试 述电路的功能 。 2. 电路元件与实 体电路器件不何 不同？何谓电路 模型？
3. 为何要引入 参考方向？参 考方向与实际 方向有何联系 与区别？
4. 如何判别元件 是电源还是负载 ？
（2） 电压 ☆ 电压是电路中产生电流的根本原因。 ☆ 电压等于电路中两点电位之差。 ☆ 电路中a、b两点间的电压定义为单位正电
荷由a点移至b点电场力所做的功。
uab
dwab dq
或
U ab
Wab Q
大写 U 表示直流电压，小写 u 表示电压的一般符号 电压的单位及换算：1V=103mV=10-3KV

第一章 电路分析基础

第一章 电路分析基础

u0
u
电流源不能开路！
例1.10: 计算各元件的功率。
i
解:
2A
i iS 2 A
u 5V
产生
5V
u
_
满足：P（产）＝P（吸）
+
+
_
P2 A iS u 2 5 10W
P5V uS i 5 2 10W
吸收
实际电流源 i
伏安特性:
iS
i
u i iS RS
色码电阻
色别 黑 数字 0 误差 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 金 银 本色 I II III 5 10 20
有效数值 ‘0’的个数 1 2 3 4 误差等级 7 5 0
±5 %
6 8 0 0 = 6.8K
±10 %
二. 电阻元件的特性
参考方向与真实方向的关系
a
I(DC) i
(AC)
b b
I1 I2 b b
计算 结果
>0 一致 <0 相反
例1.1: 如何表示1A的电流从a点流向b点。
a
解:
a
a
I1=1A
I2= -1A 电流表
4.电流的测量 电流表要串联接入
被测量支路
电流表
二.电压
1. 电压的大小和极性
（1) 电压大小： 单位正电荷从 a点移到 b 点所获得的能量 u(t)=dw/dq （2) 电压极性： 高电位指向低电位，即电 压降方向。 (3) 电压的单位: 伏特（V) 1V=1000mV 1mV=1000uV
5i1 +
u+
1
解:

电路分析基础第一章

电路分析基础第一章

1.理想电压源
1.1 基本性质：（1）端电压是定值或是固定的时间函 数，与流过的电流无关；（2）流过电压源的电流 由与之相连接的外电路决定。
u
1.2 伏安特性
o
us

us

i

u

us
Us
+ -
i

i
i1
i2

输出电压u0 u s与电阻R1、R2无关， 但流过电源的电流i 与R1、R2 有关。
时变(time-varying)，非时变(time-invariant) 非时变:伏安特性曲线不随时间而变化。
u
t1 t2
O
u
t1 t2
i
O
i
2.电压电流关系
A
i

u
30 20 10 -20 -10
v
i/mA
B

正向特性
二极管 二极管具有单向导电性。
-2 O 0.5 -4 -6 反向特性 i/uA
dq i (t ) dt
1.电流(current)及其参考方向
方向：正电荷流动的方向。 表示：箭头，双下标 iAB 。
A
i
元件
B
1.2 电流的参考方向(reference direction)
任意选定的方向（正方向）。
根据计算结果确定电流的真实方向
若 i0
真实方向与参考方向一致
i0
真实方向与参考方向相反
i1
A i2 B
i3
C
i6 i1 i3
对于D节点：
(1) (2)
i4
i5
D
i6
i4 i5 i6

第1章 电路分析基础

第1章 电路分析基础

例
b
支路：共 ？条
I2 结点：共 ？个
6条 4个
I1
a I6 R6
c
I5 回路：共 ？个 独立回路：？个
I4
I3 d
+E _ 3
R3
3个
有几个网眼就有几个独立回路
基尔霍夫电流定律（KCL） 在任何电路中，任何结点上的所有支路电流的代数 和在任何时刻都等于0：
i 0
基尔霍夫电流定律同样适用于任一闭合面。
I1 I 2 I 3 0
(2) 选定单孔回路Ⅰ和Ⅱ为顺时针方向，得回路电压方程
U S1 R1 I1 R2 I 2 U S 2 0 U S 2 R2 I 2 R3 I 3 U S 3 0
(3) 将已知数据代入各方程式，整理后得
I1 I 2 I 3 0 20 10 3 I1 60 10 3 I 2 4 0 60 10 3 I 2 30 10 3 I 3 24 0
基尔霍夫电压定律
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位降 等于电位升，或电压的代数和为 0。
I1
R1 + U1 - #1 I3
a R #3 b
3
+ #2 _ U2
I2 R2
U 0 即：
电位降为正 电位升为负
例如： 回路#1
I1R1 I3R3 U 1
电位降
对回路#2：
对回路#3：
列电流方程 结点a：
I 3 I 4 I1
结点b：
结点c：
I1 I 6 I 2
I 2 I5 I3
+
U3
d
R3 结点d：
I 4 I6 I5

电路分析第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系

电路分析第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系
根据电流源的性质得电流i2a为求出电流源的功率必须首先计算电流源的端压u由kvl得电流源的端电压为u252v12v故电流源的功率为12v2a24w0为产生功率故电阻的功率5w20w0为吸收功率电压源的功率2v2a4w0为吸收功率求电流源的功率必须计算电流源的端电压2a小结恒压源恒流源ab的大小方向均是恒定的外电路对ab无影响
1.性质：入门性技术基础课。 2.内容：研究电路组成、定律、定理和分析方法。 3.授课时间:本学期 4.授课内容:一、总论和电阻电路的分析（1、2、3、4） 二、动态电路的时域分析（6、7、） 工三、动态电路的相量分析法和S域分析法（9、10） 3.实验地点：6号楼101电路实验室
三、学习方法:
重视听课；抓概念、抓规律；重视作业实验 作业要认真、规范（必须抄题，画电路图； 按解题步骤一步步求解）
◆在电路分析中，常将理想电路元件简称为电
路元件。常用的电路元件只有几种，它们可以 用来表征千千万万种实际器件。
2. 连线模型—— 理想导线 导线电阻、电感、电容近似为零。 3.理想电路元件的特点 (1)在不同的工作条件下，同一实际器件可 用一种或几种理想电路元件近似表征。 具有相近电磁性能的实际器件，也可用同 一种理想电路元件近似表征。 (2)理想电路元件都有各自精确的数学定义， 在电路图中用规定的符号表示。
1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 i
i
1. 定义：单位时间内流过导体横截面的电荷量。
dq 2. 定义式： i(t ) dt
电流 大小 方向
说明：
（1）方向：正电荷移动的方向。 （2）大小方向不随时间变化叫直流。DC 大小方向都随时间变化叫交流。AC （3）符号意义：大写 U、I ——表示直流 小写 u、i ——表示交流

电路分析基础第一章

电路分析基础第一章
在电路分析过程中电流的参考方向是可以任意 假定的，通常将选定的参考方向称为电流的正方 向。
I =－2A
在求解电路中的电流时，应该首先选定电流的 参考方向（正方向），然后根据假设的电流方向进 行分析求解。 若求得I > 0，则电流的实际方向与参考方向一致 若求得I < 0，则电流的实际方向与参考方向相反
二、受控源的类型
电压控制电压源（VCVS） 电压控制电流源（VCCS） 电流控制电压源（CCVS）； 电流控制电流源（CCCS）
三、受控源的符号
＋ u1 ＋ ＋ u1 －
u1
－
＋
u1
－
电压控制电压源
电压控制电流源
i1
i1
－
i1
gi1
电流控制电压源
电流控制电流源
1-4 基尔霍夫定律
在电路理论中，电路元件的电压、电流受自身伏安关系的 约束。当各元件联接成一个电路以后，电路中的电压、电流除 了必须满足元件自身的约束方程以外，还必须同时满足电路结 构的约束。这种约束体现为基尔霍夫的两个定律，即基尔霍夫 电流定律（Kirchhoff’s Current Law)，简写为KCL）和基尔 霍夫电压定理（Kirchhoff’s Voltage Law)，简写为KVL。
1-2 电路的基本变量
1-2-1 电流
一、电流的定义
电荷的定向移动形成电流，电流的大小 用电流强度来描述，符号为I或i。电流强度 定义为电位时间流过导体横截面的电量，即
dq i dt
如果电流的大小方向随时间变化，称为交流电 流；若电流的大小方向不随时间变化，称为直流电 流。在这种情况下，通过导体横截面的电量Q与时间 t呈正比，即
i iS u / RS
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1. 电流的形成 电荷的定向移动形成电流，且规定正电荷移动的方向为电 流的方向。
2. 电流的大小及分类
大小用电流强度来度量，单位时间内通过导体横截面的电
荷量称为电流强度，电流强度通常简称电流，电流用i表示，
即
C
i dq
dt
S A
q t
1.2.1 电流及其参考方向
a. 直流 (DC) 大小、方向不随时间变 化。（DC→I= q ）
－
＋
A2
R3
US －＋
R1 ＋
－
I1＝ 2A
A1
电流表两旁标注的“+”、 “-”号为电流表的极性。
1.2.2 电压及其参考方向
1. 电位 某点的电位是指点到参考点的电压（ A U AO）。参考点可以
任意选取 O 0
2. 电压
（1）大小：单位正电荷在电场力的作用下由A点→B点所
作的功。
J
u AB
非关联参考方向：电流和电压参考方向相反。
I
＋
－
U
(a)
I －
＋ U
(b)
1.2.2 电压及其参考方向
在今后分析计算电路时，无需考虑各电流、电压的实际方向， 只需在图中标(设)定它们的参考方向， 最终计算结果的正、 负 就反映了它们的实际方向。参考方向一经选定，在整个分析计 算过程中就必须以此为准而不能再变动。
1.2.2 电压及其参考方向
例 在图(a)中，各方框泛指元件。已知I1=3A, I2=2A, I3=-1A, φa=10V，φb=8V，φd=-3V。
(1) 欲验证I1、I3数值是否正确，问电流表在图中应如何连 接? 并标明电流表极性。
❖ 将电路模型用规定的理想元件符号画在平面上形 成的图形称作电路图。
＋
1.电源→供以能源的设备。例如：发电机（原动
US
机拖动的机械能→电能）
－ RS
RL
2.负载→用电设备。例如：电动机、电视机。 3. 中间环节→其联系作用。例如：引线、开关等
传输控制器件。
1.2 电流、电压及其参考方向
❖1.2.1 电流及其参考方向
dwAB dq
C V
1.2.2 电压及其参考方向
（2）方向 :规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。（同 电流）
设定电压参考方向 ：就是所假定的电位降低的方向。在电 路图中用“+”、 “-”号标出，“+”表示高电位端，称正极； “-”表示低电位端， 称负极； 或用带双下标的字母表示，如 uab就表示a、b两点之间的电压，而且表明a为电压参考方向的 正极性端，b为电压参考方向的负极性端。当电路中设定了电 压的参考方向以后，若计算结果uab为正值，说明a点电位实际 比b点电位高；若uab为负值，说明a点电位实际比b点电位低。
I
I
( a)
( b)
( c)
不 完 全 、 不 合 适 、电 流 的 正 确 表 示 不正 确的 电流 表示
1.2.1 电流及其参考方向
例如：判定电流的实际方向？
- 2A 8A
6A
1.2.1 电流及其参考方向
在直流电路中， 测量电流时，应根据电流的实际方向 将电流表串入待测支路中。
R2 I2＝ － 1A
放大电路→驱动扬声器发出宏亮声音。
1.1.1 电路及其功能
二、电路的概念 电流通过的闭合路径称作电路。 复杂的电路成网状→网络。网络与电路无严格区别，可以通
用。因为所有的电气设备的运行必须有电流的作用，而产生电
流的一个必要条件就是构成闭合电路。
1.1.2 理想电路元件
为了分析电路方便起见，必须在一定条件下对实际电路元 (器)件加以近似化， 忽略其次要性质，用一些足以表示实际电 路元(器)件主要物理性质的模型来代替实际电路元(器)件。
参考方向可以任意设定， 在电路中用箭头表示，并且规定， 如果电流的参考方向与实际方向一致， 电流为正值； 反之， 电流为负值。
参考方向
参考方向
a
元件
b
a
元件
b
实际方向
I ＞0
实际方向
I ＜0
1.2.1 电流及其参考方向
例如：判定两个电阻的电流实际方向？II12
9A 6
A
＋
5V 3A
I1
I
2
＋
10V
在直流电路中，测量电压时，应根据电压的实际极性将直 流电压表跨接在待测支路两端。
＋ US1
－
V1
a
b
＋ R1 －
－ US2
＋
R2
c
－
V2 ＋
Uab=10V，Ubc=-3V
1.2.2 电压及其参考方向
关联参考方向 ：电压参考极性与电流参考方向相同，电流 从标电压“+”极性的一端流入，并从标电压“-”极性的另一 端流出。
1.2.2 电压及其参考方向
如果电压的大小和方向都不随时间变化，这样的电压叫 做恒定电压，用U表示。
a,b两点的电压可表示为：Uab=φa-φb
当电压的参考方向与实际方向相同时，电压为正； 反之， 电Biblioteka 为负。电压的参考方向＋
－
－
＋
a
ba
b
＋
－
＋
－
U
电压的实际方向 U
U＞ 0
U＜ 0
1.2.2 电压及其参考方向
（ 1）任意设定电流的参考 方向
判定规则：（ 2）列方程
a.结果0 b.结果0
实与参相同 实与参相反
参考方向并不一定表示实际的电流方向。
a.电源内部（负极→正极） b.电源外部（正极→负极）
1.2.1 电流及其参考方向
强调：不规定参考方向而谈论一个电流值，相当于讨论一个 不正确、不确定的事物。例如：
第1章 电路的基本概念和定律
1.1 电路和电路模型
❖ 1.1.1 电路及其功能
一、电路的作用
1. 实现电能的传输和转换 例如：电力系统中发电机组（其它形式能→电能） 变压器升压→高压输电线→用电区（为满足用电设备的要求）→变
压器降压→用电设备（电能→其它形式的能）。
2. 实现信号的处理 例如：收音机天线接收信号→调谐电路（选择所需信号）→滤波→
构成模型的元(器)件称为理想电路元件。
电路分析中常用的三种最基本的理想元件是：表示将电能转 换成热能的电阻元件； 表示电场现象的电容元件；表示磁场现 象的电感元件。 另外还有电压源和电流源两种理想电源元件。 每一种理想元件都有各自严格的数学定义式和符号。
1.1.3 电路模型
❖ 电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所构 成的理想化了的电路。
b. 交流（AC） 大小、方向随时间变化 。
t
i
0
t
1.2.1 电流及其参考方向
3. 电流方向（规定正电荷的运动方向）
由于电流的实际方向难以预先判断，而且电流的实际方向 有时会不断改变，所以电路中难以标明电流的实际方向。电 流实际方向对于简单电路一目了然，而复杂电路方向如何判 定？引用“参考方向”作为参照物，与其进行比较。