《计算机电路基础》第1章：电路基本概念和基本定律

电路：电流的通路.
开关
实际电路
电源
电路模型 3
（1）电源：供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
（2）负载： 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
（3）中间环节（又称传输控制环节）：
各种控制电器和导线，起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程：
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R

Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR

U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR

3-2 1
1A
（实际方向与假设方向一致）
U 1V
IR
1 2 1

1A
（实际方向与假设方向相反）
16
（共7 个）
31
(一) 克氏电流定律（KCL）
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点
流出的电流, 即： I 入= I 出 或者说，在任一瞬 间，一个节点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律（KVL）
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即： U 0
R1
R2
例如： 回路 #3

1.3 电路中的电源
图1-11 正弦交流理想电压源及其伏安特性
理想电压源具有以下特性： 1)电压源的端电压是常量或一个固定的时间函数，与所连接的外电路无关； 2)通过电压源的电流随外接电路的不同而改变。
1.3 电路中的电源
2.实际电压源
理想电压源实际上是不存在的。实际电压源内 部均有内阻，电压源对外输出电压时会在其内阻上 消耗一部分压降，所以实际电压源可以看成一个理 想电压源和一个内电阻的串联。如图1-13（a）所 示。电压源的伏安特性曲线如图1-13（b）所示。
1.1 电路的基本概念
1.1.2 电路模型
人们为了分析方便，在一定条件下对实际元件加以理想化、抽象化，只考虑其中起主要
作用的某些电磁现象，忽略其次要特性，用足以表征其主要电磁特性的模型来代替，这就是
理想元件。
表1-1 常用理想元件及符号
1.1.3 单位制
单位制就是指度量衡的制度。
1.1 电路的基本概念
4.电位 所谓电位是指在电路中任选一点作为参考点， 某点到参考点的电压就叫做该点的电位。
图1-7 电位的表示
1.2.3 功率和能量
1.2 电路中的基本物理量
在电路的分析和计算中，能量和功率的计算是十分重要的。 1)P>0，说明该段电路消耗功率为P； 2)P=0，说明该段电路不消耗功率； 3)P<0，说明该段电路消耗功率为P，发出(或提供)功率为－P，实际上是发出(或提供)功率。 例1-1 试求图1-8中各元件的功率，并说明该元件是吸收功率还是发出功率？
Байду номын сангаас
图1-12 电压源与负载连接
图1-13 实际电压源
1.3 电路中的电源
1)当外电路开路时，即A、B两点空载，电压源输出电流i=0，电源内阻R0上的压降也为0，此 时电源对外输出电压就等于电源电压u=US。

参考方向：分析计算时，任意设定， 电路中用箭头表示。
根据计算结果的正负确定实际方向：
若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
参 考 方 向 元 件
实 际 方 向 I＞ 0
参 考 方 向 元 件
实 际 方 向 I＜ 0
例： I aR
若 I = 2A，则电流从 a 流向 b； b 若 I = –2A，则电流从 b 流向 a 。
电 压 uab
dW电场力 dq
概念：电荷在导体中作定向运动时，一定要受到 力的作用。如果这个力源是电场，则电荷运动就 要消耗电场能量，或者说电场力对电荷作了功。 为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物 理量——电压
大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场 力把单位正电荷从a点移到b点所作的功。也就 是单位正电荷在移动过程中所失去的电能。
电流源或电压源所在支路 —— 受控支路 控制电流或电压所在支路 —— 控制支路
编辑ppt
U1
U1
UU1
I1
I1
U r I1
U1
gU1
I2 gU1
I1
I1
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I2 I1
电路中的基本物理量
例：下U2图=-所3V示,U电3=路2V为,I1某=电2A路,I2的=4一A部,I3分=-，1A已,求知各U元1=件4吸V,
电气器件－－泛指实际的电路部件， 如电阻、电容器、电感线圈、晶体 管、变压器等。
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电子学概论
电路－由电气器件按一定方式连接起 来的电流的电源通：路可。将其他形式的能量转换成电能、向
电路提供电能或电信号的设备。 电路组成 负载： 可将电能转换成其他形式的能量、在

《计算机电路基础》课第一单元讲稿、问题、练习题分析前言：本讲稿是《计算机电路基础》课的授课主线，以《电路与电子技术基础》作为参考教材。

由于课时紧张，所以按内容或类型划分单元讲述和考核。

第一单元：第一章、第二章。

第二单元：第三章、第四章、第五章。

第三单元：第六章、第七章。

第四单元：第八章、第九章。

第五单元：第十章、第十一章。

第一单元第一篇（第一章）电路分析的基本概念一、电路的概念：（参见书1.1）元件有：电阻（器）R、电源、开关、电容C、电感L等。

物理量：电流、电压、功率。

电路模型如右图1-1：干电池=U S+R S，导线电阻=R1，灯泡=R L。

图1-1二、电路的定律和计算例1-1 计算图1-2的电压U ab，电流i3，R2、R3、3V、6V电源的功率P。

图1-2解：(一) 准备知识：①理解欧姆定律 （IU 相关） )()()(欧伏安R U I =②理解电功率P （瓦）=U （伏）*I （安）应用P 式计算元件功率时，首先需要判断U 、I 的参考方向是否为关联方向，若为关联，则p = ui ；否则 p = - ui 。

计算结果若p ＞0，表明元件实际消耗功率（或吸收功率 ）；若p ＜0，表明元件实际发出功率（或产生功率） 。

③理解书上 1.2 电路的基本物理量电流参考方向的选择具有任意性。

电流参考方向在电路中通常用实线箭头或双下标表示。

而且规定：若电流的实际方向与所选的参考方向一致，则电流为正值，即i ＞0；若电流的实际方向与所选的参考方向相反，则电流为负值，即i ＜0。

电压参考方向（参考极性）的选择同样具有任意性，电压参考方向（“+”到“-”的方向）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。

或用双下标表示电压的参考方向，如u ab 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（是u ab >0，还是u ab <0）。

a →b 点间的电压U ab = U a （a 点的电位）- U b （b 点的电位）,某点的电位就是该点到参考零电位间的电压。