1第一章 电路及基本定律

吸收:P =U4I2 = (−4) ×1W = −4W 4
吸收:P =U5I3 = 7×(−1)W = −7W 5
吸收:P = U6 I3 = (−3) ×(−1)W = 3W 6
注意
对一完整的电路，满足：发出的功率＝ 对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率
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4. 功率守恒定律
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例3-1 +
I1 + 2 U2 － +
U1 － + 1 － U4 4 + U3 3 － I
2
U6 － 6 + U5 5 － I3
求图示电路中各 方框所代表的元件吸 收或发出的功率。 收或发出的功率。
已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A 。
1.1 电路与电路模型 1.2 电流与电压的参考方向 1.3 电功率 1-1; 1.4 电阻元件 1.5独立电源 1.5独立电源 1-7(b,c) 1.6 受控电源 1.7基尔霍夫定律 11.7基尔霍夫定律 1-12; 1-13
华中科技大学 电气与电子工程学院
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重点： 重点：
电压、 1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性 3. 基尔霍夫定律
间的电压(降 电压 (voltage)：电场中某两点 , b间的电压 降)Uab 等于将单 ：电场中某两点a 间的电压 点移至b点电场力所做的功 位正电荷 q 从a点移至 点电场力所做的功 Wab,，即 点移至 ，
dwabab (J) vab == dw uab (V) dq (C) dq

(2) 说明功率的平衡关系。
I
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
U
–
–E2
R02
即 E2= UIR02 = 220 50.6 = 217V
(2) 功率的平衡关系 E1 = E2 + IR01 + IR02
+ (d)
解： (a) 电流从“+”流出，故为电源；
(b) 电流从“+”流入，故为负载；
(c) 电流从“+”流入，故为负载 ；
(d) 电流从“+”流出，故为电源。
例2：已知：U1 = 9V，I = -1A，R = 3Ω
求：元件1、2分别是电源还是负载，并验证
电路功率是否平衡？ I R
解：因为U2 = -RI + U1 = 12V
I1 a I2
对回路1：E1 = I1 R1 +I3 R3
R1
R2
或 I1 R1 +I3 R3 –E1 = 0
E1 1 I3 R3 2 E2 对回路2：E2= I2 R2+I3 R3
b
或 I2 R2+I3 R3 –E2 = 0
基尔霍夫电压定律（KVL） 反映了电路中任一
回路中各段电压间相互制约的关系。
所以电流从元件1的“+” 流入，从元件2的“+”流
1 U1
U2 2
出，
故元件1为负载，元件2为电源。 电源产生功率： P2 =︱U2I︱= 12W

1 1 1 1 R R1 R2 Rn
分流公式
+
i i1
R1
i2
R2
R2 i1 i R1 R2
R1 i2 i R1 R2
理想电流源的串联与并联：
IS1 IS2 IS3 IS
并联
IS= ISk
注意参考方向
IS= IS1+ IS2 － IS3
串联
电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流 源的端电压均由它本身及外电路共同决定。
想想
US
练练
在电路等效 的过程中，与理 想电流源相串联 的电压源不起作 用；与理想电压 源并联的电流源 不起作用。 is=is2-is1
KVL通常用于闭合回路，但也可推 广应用到任一不闭合的电路上。 例：列出下图的KVL方程
a + uab b － + us3 －
i1
+ us1 －
R1
i4
+ us2 －
i2
R2
uab us3 i3 R3 i2 R2 us 2 i1R1 us1
uab us3 i3 R3 i2 R2 us 2 i1R1 us1 0
导线 理想化 电源
I
电 池
灯 泡
+
_ 电源 E
R
U
理想化 元件
负载
今后我们分析的都是 电路模型，简称电路。
1-１电路中的物理量及其正方向
电路分析的主要任务在于分析求解电路物理 量，其中最基本的电路物理量就是电流、电 压和功率。
一、电流
电荷的定向移动形成电流。
电流的大小用电流强度表示，简称电流。
电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。

第1章
电路的基本概念和基本定律
本章学习中的基本问题

什么叫电路、电路元件? 电路模型的意义? 本章涉及到的基本定律是什么? 其内涵? 本章涉及到的基本元件有哪些?其基本性质?
1.1 实际电路与电路模型 1.2 电路的基本物理量
1.3 基尔霍夫定律
1.4 电路的基本元件及方程 1.5 应用
思考
？ a.
+ 3 _ 设各元件为 基本单位。
1 1 1 a
i=? b
1 + 1 1 2 _
i=0
b. + 3 _
1 1 1 d
i3 i = ? 1
e + 1 1 2 _ f i4
i=0
3、基尔霍夫电压定律 (KVL)
在任一时刻，沿任一闭合路径( 按固定绕向 )， 各支路 电压的代数和为零。 即 u(t ) 0
推论： 电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径
经过的各元件电压的代数和。 元件电压方向与路径绕行方向一致时取正号，相反取负号。 A

A + US1 _ l2 1
2 U2
I2
l1

U3 U1
3
I3
B
UAB (沿l1)=UAB (沿l2） 电位/电压单值性
I1
_
I4 U4
US4+
4 B
U AB U 2 U 3
1.4.1 电阻元件 ( Resistive Element )
线性电阻
1. 符号
R
2. 方程－－欧姆定律 (Ohm’s Law)
电压与电流的参考方向一致时 i R
uRi
+
u (Ohm，欧姆)
R 称为电阻， 基本单位： (欧)