电路分析 第一章

第一章电路的基本概念及定律
§1-1 实际电路与电路模型
实际电路是由电工设备与器件联接组成的。 实际电路经抽象与近似构成了电路模型或电路。
10BASE-T wall plate
开关
灯泡
干 电 池
导线
+
US -
K
R Rl 电路模型
西南交通大学
元件的分类： 线性元件与非线性元件 有源元件与无源元件 二端元件与多端元件 静态元件与动态元件 集中参数元件与分布参数元件
取非关联参考方向时
uL
(t)
L
diL dt
iL(t)
L
西南交通大学
直流电路中，电感两端电压为零，电感相当于短 路；当电流变化剧烈时，电感两端出现高电压。
iL
1 L
t
uL d
1 L
0
uL d
1 L
t
0 uL d
iL
(0)
1 L
t
0 uL d
iL(0):初始值。电感是记忆元件。
3、功率和能量
非关联参考方向时：
p(t) u(t)i(t) Ri2 (t) u2 (t) Gu2 (t) R
t0到t内电阻消耗的能量
W t pdt t Ri 2dt
t0
t0
西南交通大学
二、电感元件
固定电感器
“尖波杀手”电感
棒装线圈
工字形电感
西南交通大学
1、电感：是一种储存磁场能量的元件
Ψ
iL
+ uL -
电流从 “+”极性流入、从 “－”极性流出。 否则为非关联参考方向。
i +
i +
u
u
关联参考方向

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。

+
–
+
–
+
实际方向
实际方向
+
U >0
U<0
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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
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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
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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
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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

可编辑修改精选全文完整版电路分析基础练习题及答案第1章 习题一、填空题1-1.通常，把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为 。

1-2.习惯上把 运动方向规定为电流的方向。

1-3.单位正电荷从a 点移动到b 点能量的得失量定义为这两点间的 。

1-4.电压和电流的参考方向一致，称为 方向。

1-5.电压和电流的参考方向相反，称为 方向。

1-6.电压和电流的负值，表明参考方向与实际方向 。

1-7.若P>0（正值），说明该元件 功率，该元件为 。

1-8.若P<0（负值），说明该元件 功率，该元件为 。

1-9. 定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系，与电路的连接方式无关；定律则是反映了电路的整体规律，其中 定律体现了电路中任意结点上汇集的所有 的约束关系， 定律体现了电路中任意回路上所有 的约束关系，具有普遍性。

1-10.基尔霍夫电流定律（KCL ）说明在集总参数电路中，在任一时刻，流出（或流出）任一节点或封闭面的各支路电流的 。

1-11.基尔霍夫电压定律（KVL ）说明在集总参数电路中，在任一时刻，沿任一回路巡行一周，各元件的 代数和为零。

二、选择题1-1．当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时，该电流A 、一定为正值B 、一定为负值C 、不能肯定是正值或负值1-2．已知空间有a 、b 两点，电压U ab =10V ，a 点电位为V a =4V ，则b 点电位V b 为A 、6VB 、－6VC 、14V1-3．当电阻R 上的u 、i 参考方向为非关联时，欧姆定律的表达式应为A 、Ri u =B 、Ri u -=C 、 i R u =1-4．一电阻R 上u 、i 参考方向不一致，令u =－10V ，消耗功率为0.5W ，则电阻R 为A 、200ΩB 、－200ΩC 、±200Ω1-5．两个电阻串联，R 1：R 2=1：2，总电压为60V ，则U 1的大小为A 、10VB 、20VC 、30V1-6．已知接成Y 形的三个电阻都是30Ω，则等效Δ形的三个电阻阻值为A 、全是10ΩB 、两个30Ω一个90ΩC 、全是90Ω1-7．电阻是 元件，电感是 的元件，电容是 的元件。