電路第一章上課用

電路元件4電路和電路模型

123電路的基本概念和分析方法1受控電源8電壓源和電流源567電流和電壓的參考方向電功率和能量電阻元件基爾霍夫定律

重點1.電壓、電流及其參考方向3.基爾霍夫定律2.電阻元件和電源元件的特性第一章（上）第一章（上）由電器設(shè)備組成（如電動機、變壓器、晶體管、電容等等），為完成某種預(yù)期目的而設(shè)計、連接和安裝形成的電流通路。既電流流通的路徑?！?/p>

1-1.電路和電路模型1.實際電路

第一章第1節(jié)（上）電路的定義——

機床電路——為了加工機械零部件，所建立的電路；照明電路——為了在夜間能夠正常工作、學(xué)習(xí)、生活等，所建立的電路；收音機電路——為了能夠獲取更多的信息，所建立的電路；例如：1.電路和電路模型2.電路的組成第一章第1節(jié)（上）四部分組成：

1.電源：將其它形式能量轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備或器件，電源為電路提供電能（如：干電池、發(fā)電機等）。2.負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量的設(shè)備或器件，既用電設(shè)備（如：燈泡、電動機等）。3.控制器件：控制電路工作狀態(tài)的器件或設(shè)備(如：開關(guān)等)4.連接導(dǎo)線：將電器設(shè)備和元器件按一定方式聯(lián)接起來(如各種銅、鋁電纜線等)。導(dǎo)線提供電流通路。3.電路的作用第一章第1節(jié)（上）

傳輸與處理信息、能量的傳遞、電量的測量、存貯信息以及控制計算等功能。概括而言有兩大作用：①電能的傳輸與轉(zhuǎn)換（強電）②電信號的傳遞和處理（弱電）4.電路的分類第一章第1節(jié)（上）

一個實際電路的外形尺寸和波長相比“很小”，而可以忽略不計時,電磁波沿電路傳播的時間幾乎為零。在這種情況下，實際電路就可以按集總電路處理。電磁波的波長

λ=v/f，其中f

為頻率。頻率越高，波長就越短。需要指出的是：集總參數(shù)電路中u、i可以是時間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無關(guān)，本課程只討論由集總（參數(shù)）元件構(gòu)成的集總參數(shù)電路?！纠?-1】已知頻率，求波長?！窘狻浚寒?dāng)f=50Hz時：當(dāng)f=1000MHz時：5.電路的狀態(tài)第一章第1節(jié)（上）①通路(閉路)：電源與負(fù)載接通，電路中有電流通過，電氣設(shè)備或元器件獲得一定的電壓和電功率，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。②開路(斷路)：電路中沒有電流通過，又稱為空載狀態(tài)。③短路(捷路)：電源兩端的導(dǎo)線直接相連接，輸出電流過大對電源來說屬于嚴(yán)重過載，如沒有保護(hù)措施，電源或電器會被燒毀或發(fā)生火災(zāi)，所以通常要在電路或電氣設(shè)備中安裝熔斷器、保險絲等保險裝置，以避免發(fā)生短路時出現(xiàn)不良后果。6.電路的激勵與響應(yīng)第一章第1節(jié)（上）是對電源而言的，電壓和電流是在電源的作用下產(chǎn)生的，因此電源稱為激勵源（簡稱激勵）；激勵又稱為輸入。激勵：是對負(fù)載而言的，由激勵作用而在電路中產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)；響應(yīng)又稱為輸出。響應(yīng)：電能或電信號的發(fā)生器稱為電源；用電設(shè)備稱為負(fù)載；7.電原理圖為了簡便地表明實際電路中各器件的相互連接關(guān)系，特引進(jìn)電原理圖。部分電氣圖圖形符號參見教材P2（表1-1）導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡【例1-2】畫出手電筒電路的電原理圖。實際電路

電原理圖

⑴電原理圖簡明地反映實際電路中各器件的相互連接關(guān)系。⑵電原理圖不能夠用來進(jìn)行電路分析。⑶實際電路中各器件用電氣圖形符號表示（國標(biāo)GB4728）。7.電原理圖實際電路十分復(fù)雜---電能的產(chǎn)生、輸送和分

配是通過發(fā)動機、變電器、輸電線等完成的，

它們形成了一個龐大而復(fù)雜的電路系統(tǒng)。

★本書主要內(nèi)容---介紹電路理論的入門知識，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)電路理論---研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，用電流、電壓、電荷、磁通等物理量來描述其中的過程電路理論---主要是計算電路中各部件、器件的端子電流和端子間的電壓，一般不涉及內(nèi)部發(fā)生的物理過程本書討論的對象不是實際電路而是實際電路的電路模型第一章第1節(jié)（上）★理想電路元件---抽掉了實際部件的外形、尺寸等差異性，反映其電磁性能共性的電路模型的最小單元。即在一定條件下對實際元件加以理想化忽略它的次要的性質(zhì)，并用一個足以表征其主要性能的模型來表示它。第一章第1節(jié)（上）★電路模型---是實際電路抽象而成的，足以反映實際電路中電工設(shè)備和器件（實際部件）的電磁性能的理想電路元件或它們的組合。實際電路的電路模型是由理想電路元件用理想導(dǎo)線連接而成。它近似地反映實際電路的電氣特性。

反映實際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡有某種確定的電磁性能的理想元件用理想電路元件或它們的組合模擬實際器件----建模開關(guān)干電池+-2.電路模型第一章第1節(jié)（上）最簡單的是手電筒電路電路模型5種基本理想電路元件有三個特征：（a）只有兩個端子；（b）可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述；（c）不能被分解為其他元件。5種基本的理想電路元件：第一章第1節(jié)（上）理想導(dǎo)線：反映各理想電路元件的連接關(guān)系。具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用同一電路模型表示；②同一實際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路模型可以有不同的形式。電感線圈的電路模型注意例第一章第1節(jié)（上）在直流情況下，其模型是一個電感元件；

在低頻情況下，其模型是電阻和電感元件的串聯(lián)組合；在高頻情況下，其模型還應(yīng)考慮電容效應(yīng)。

電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中，人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。電流電流強度帶電粒子有規(guī)則的定向運動單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量§1-2電流和電壓的參考方向1.電流的參考方向第一章第2節(jié)（上）方向

規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向單位A（安培）、kA、mA、A元件(導(dǎo)線)中電流流動的實際方向只有兩種可能:

實際方向AB實際方向AB

然而，對于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，電流的實際方向往往很難判斷。1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6A第一章第2節(jié)（上）參考方向

大小方向(正負(fù)）電流(代數(shù)量)任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。i>0i<0實際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實際方向的關(guān)系：i

參考方向ABi

參考方向ABi

參考方向AB第一章第2節(jié)（上）電流參考方向的兩種表示：★

用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向?！镉秒p下標(biāo)表示：如iAB

,

電流的參考方向由A指向B。i

參考方向ABiABAB第一章第2節(jié)（上）電流的分類

電壓U單位正電荷q

從電路中a點移至b點時電場力做功（W）的大小。其中dq為由a點移動到b點的電荷量，單位為[庫侖C]，dW為電荷移動過程中所獲得或失去的能量，其單位為[焦耳J]。在國際單位制（SI制）中，電壓的單位為[伏特]簡寫為[V]。2.電壓及其參考方向第一章第2節(jié)（上）分類實際電壓方向

規(guī)定高電位指向低電位的方向為電壓的實際方向?；虿捎脤嶋H極性高電位用“+”、低電位用“-”表示的極性為電壓的實際極性。實際極性電位V把a點到參考點的電壓稱為a點的電位，用符號Va表示。如：將電路中任一點（b）作為參考點，單位正電荷q從電路中一點移至參考點（φ＝0）時電場力做功的大小。①電路中電位的參考點是可以任意選擇的；②參考點一經(jīng)選定，電路中各點的電位值就是唯一的；③當(dāng)選擇不同的電位參考點時，電路中各點電位值將改變，但任意兩點間電壓保持不變。若以c點為參考點，再求以上各值。(1)acb第一章第2節(jié)（上）例一解：已知：4C正電荷由a點均勻移動至b點電場力做功8J，由b點移動到c點電場力做功為12J，若以b點為參考點，求a、b、c點的電位和電壓Uab、U

bc;acb(2)

結(jié)論：電路中電位參考點可任意選擇；參考點一經(jīng)選定，電路中各點的電位值就唯一確定；當(dāng)選擇不同的電位參考點時，電路中各點電位值將改變，但任意兩點間電壓保持不變。第一章第2節(jié)（上）復(fù)雜電路或交變電路中，兩點間電壓的實際方向往往不易判別，給實際電路問題的分析計算帶來困難。電壓(降)的參考方向U>0參考方向U+–參考方向U+–<0U假設(shè)高電位指向低電位的方向。+實際方向–+實際方向–問題第一章第2節(jié)（上）電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示：(2)用正負(fù)極性表示(3)用雙下標(biāo)表示UU+ABUAB第一章第2節(jié)（上）

元件或支路的u，i

采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iuu3.關(guān)聯(lián)參考方向第一章第2節(jié)（上）關(guān)聯(lián)參考方向+---++-uuuuiiii第一章第2節(jié)（上）分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號)，在計算過程中不得任意改變參考方向不同時，其表達(dá)式相差一負(fù)號，但電壓電流的實際方向不變。電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答

A電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；

B電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。注意＋－uBAi例第一章第2節(jié)（上）例電壓的參考極性和電流的參考方向如圖所示，并已知：E=30（V），U1=-10（V），U2=-10（V），U3=10（V），U4=20（V），I1=-5（A），I2=2（A），I3=-2（A），I4=3（A），試標(biāo)出各電壓的實際極性和各電流的實際方向。各電壓的實際極性和各電流的實際方向如圖示。解：例

求電路中各電位和各電壓。

解：1.假設(shè)b點為參考點，則有：

5.不指定參考點，而談?wù)撾娢坏牧恐凳菬o意義的；6.在工程中，常選擇大地為參考點；在電子線路中，常把公共線選擇為參考點；在電氣設(shè)備中，常把機殼接地（選擇大地為參考點）；7.在電路分析中，引進(jìn)電位的概念可減少未知量的數(shù)目。1.雖然電位是對某一點而言，但實際上仍然是兩點之間的電壓；2.參考點選擇的不同，各點的電位值不同（既：電位與參考點的選擇有關(guān)）；3.不論參考點如何選擇，任意兩點之間的電壓總是確定的（既：電壓與參考點的選擇無關(guān)）；4.參考點的選擇是任意的，但一經(jīng)選定則在計算過程中不得變動；可見：計算電功率和能量的必要性

在許多電氣設(shè)備中，所需要的并不是電流本身，而是伴隨電流、電壓的電磁場能量（既電能）。電能可以轉(zhuǎn)化成熱能、機械能(電動車）、化學(xué)能（電解槽）、光能、聲能等。

電路在工作狀況下伴隨有電能與其他形式能量的相互交換，另外，電氣設(shè)備、電路部件本身都有功率的限制，在使用時要注意其電流值或電壓值是否超過額定值，過載會使設(shè)備或部件損壞，或是不能正常工作。電功率則是用于衡量電能轉(zhuǎn)換速率的一個物

理量。其數(shù)值等于單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。§

1-3.電功率和能量功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)單位時間內(nèi)電場力所做的功。電功率和能量1.電功率第一章第3節(jié)（上）

關(guān)聯(lián)參考方向

非關(guān)聯(lián)參考方向

由于引進(jìn)了電壓的參考極性和電流的參考方向后，電壓和電流就為代數(shù)量，故電功率就為代數(shù)量，有正、有負(fù)。電功率的正、負(fù)，表示電路的吸收（消耗）功率（電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量）、發(fā)出（產(chǎn)生）功率（其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能）。下面介紹判別方法：功率性質(zhì)

u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向P=ui

表示元件吸收的功率P>0

吸收正功率(實際吸收)P<0

吸收負(fù)功率(實際發(fā)出)P=ui

表示元件發(fā)出的功率P>0

發(fā)出正功率(實際發(fā)出)P<0

發(fā)出負(fù)功率(實際吸收)u,i

取非關(guān)聯(lián)參考方向+-iu+-iu2.電路吸收或發(fā)出功率的判斷第一章第3節(jié)（上）

求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－例第一章第3節(jié)（上）解

滿足：發(fā)出的功率＝吸收的功率564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－第一章第3節(jié)（上）∑p=0

（既：∑p吸=∑p發(fā)）若電路由b個二端元件組成，且全部采用關(guān)聯(lián)參考方向，則由于能量必須守恒，對一完整的電路，在任一時刻，所有元件吸收功率的總和必須為零。既：發(fā)出的功率＝消耗的功率，滿足功率守恒。守

恒1[KW·h]＝1000[W]×1[h]＝1000[J/S]×3600[S]＝3600000[J]＝3.6×106[J]1[度]＝1[KW·h]＝3.6×106[J]備注：1[度]＝1000[W]×1[h]＝100[W]×10[h])電能（量）定義：在一定的時間內(nèi)如

，電路元件或設(shè)備所吸收或發(fā)出的能量，通常用符號

W表示，其計算公式為：其中或W=P

t=UIt單位：在國際單位制中，電能的單位為[焦?fàn)朷，簡稱[焦][J]；1[J]＝1[W]×1[S]

（式中的[S]為秒）電能的單位常用[千瓦小時]來表示：即：功率為1000W的供能或耗能元件，在1小時的時間內(nèi)

所發(fā)出或消耗的電能量為1度。有一功率為60W的電燈，每天使用它照明的時間為4小時，如果平均每月按30天計算，那么每月消耗的電能為多少度？合為多少焦耳?

例解：該電燈平均每月工作時間

t=430=120[h]則W=P·t=60120=7200[W·h]=7.2[kW·h]即每月消耗的電能為7.2[度]，約合為3.61067.22.6107[J]。電氣設(shè)備的額定值

由式

p=ui(或P=UI)可知，一臺發(fā)電機要發(fā)出大的功率，不但需要有大的電流，而且需要有高的電壓。但實際上，任何發(fā)電機輸出的電壓和電流都有一定的限制；因而，電功率也要有一定的限制。

如果電流過大，則會使發(fā)電機內(nèi)部電阻產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致發(fā)電機溫度升高、最終損壞。

如果發(fā)電機電壓過高，則會使發(fā)電機內(nèi)部絕緣材料被擊穿，導(dǎo)致發(fā)電機損壞。其他電氣設(shè)備也同樣。額定電壓:

電氣設(shè)備或元器件在正常工作條件下允許施加的

最大電壓。額定電流:電氣設(shè)備或元器件在正常工作條件下允許通過的

最大電流。額定功率:在額定電壓和額定電流下消耗的功率，即允許消

耗的最大功率。額定工作狀態(tài):電氣設(shè)備或元器件在額定功率下的工作狀態(tài)，

也稱滿載狀態(tài)。

輕載狀態(tài):電氣設(shè)備或元器件在低于額定功率的工作

狀態(tài)，輕載時電氣設(shè)備不能得到充分利用

或根本無法正常工作。過載（超載）狀態(tài):電氣設(shè)備或元器件在高于額定功率的工作狀

態(tài)，過載時電氣設(shè)備很容易被燒壞或造成嚴(yán)

重事故。輕載和過載都是不正常的工作狀態(tài)，一般是不允許出現(xiàn)的。

由于電壓、電流和功率之間有一定的關(guān)系，所以，在給出額定值時，沒有必要全部給出。

在使用電氣設(shè)備時，一定要注意標(biāo)出的額定值，不能超過這些額定值，否則會降低電氣設(shè)備的壽命或損壞設(shè)備。

是電路中最基本的組成單元5種基本的理想電路元件：

如果表征元件端子特性的數(shù)學(xué)關(guān)系式是線性關(guān)系，該元件稱為線性元件，否則稱為非線性元件?！?-

4.電路元件1.電路元件電壓源和電流源：表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電阻元件：表示消耗電能的元件理想導(dǎo)線：反映各理想電路元件的連接關(guān)系。第一章第4節(jié)（上）由集總元件構(gòu)成的電路集總元件假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。集總條件

集總參數(shù)電路中u、i可以是時間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無關(guān)。因此，任何時刻，流入兩端元件一個端子的電流等于從另一端子流出的電流；端子間的電壓為單值量。實際電路的幾何尺寸(d)與其工作信號波長(λ)2.集總參數(shù)元件第一章第4節(jié)（上）

d

＜＜λ例第一章第4節(jié)（上）一個音頻放大電路的最高工作頻率為則其波長為：

故滿足，應(yīng)視為集總參數(shù)電路。2.電路元件分類電路元件的參數(shù)如不隨端子上電壓或電流數(shù)值變化稱線性元件，否則稱非線性元件2.電路元件的參數(shù)如不隨時間變化稱時不變元件，否則稱時變元件。3.電路元件按是否給電路提供能量分為無源元件和有源元件。4.電路元件按與外部連接的端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。

電阻器晶體二極管第一章第4節(jié)（上）§1-

5.電阻元件

在物理課中學(xué)過的遵從歐姆定律的電阻，是一種最常用的線性電阻元件(簡稱電阻)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電路分析的需要，有必要將線性電阻的概念加以擴展，提出電阻元件的一般定義。一、二端電阻第一章第4節(jié)（上）電路符號R電阻元件電阻元件是表征材料或器件對電流呈現(xiàn)阻力、損耗能量的元件。其特性可用u～i平面上的一條曲線來描述：iu任何時刻端電壓與電流成正比的電阻元件。伏安特性02.線性時不變電阻元件

電阻元件1.定義第一章第4節(jié)（上）u～i關(guān)系R稱為電阻，單位：歐姆(Ohm)滿足歐姆定律單位G稱為電導(dǎo)，單位：西門子S(Siemens)u、i取關(guān)聯(lián)參考方向伏安特性為一條過原點的直線ui0Rui+－第一章第4節(jié)（上）線性電阻與非線性電阻：其特性曲線為通過坐標(biāo)原點直線的電阻，稱為線性電阻；否則稱為非線性電阻。2.時變電阻與時不變電阻：其特性曲線隨時間變化的電阻，稱為時變電阻；否則稱為時不變電阻或定常電阻。線性時不變電阻線性時變電阻非線性時不變電阻非線性時變電阻第一章第4節(jié)（上）備注：①“電壓電流關(guān)系”=“VCR”=“VoltageCurrentRelationship”②“電阻元件”=“線性（時不變）電阻元件”←——無特殊說明

線性時不變電阻的特性曲線是通過u-i平面(或i-u平面)原點的一條不隨時間變化的直線。R，G與通過原點直線的斜率成正比，是一個與電壓、電流量值無關(guān)的常量第一章第4節(jié)（上）如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號；說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件?！餁W姆定律只適用于線性電阻(R為常數(shù)）；則歐姆定律寫為u–Rii–Gu公式和參考方向必須配套使用！Rui-+第一章第4節(jié)（上）(a)開路的電壓電流關(guān)系曲線。(b)短路的電壓電流關(guān)系曲線。線性電阻有兩種值得注意的特殊情況——開路和短路。第一章第4節(jié)（上）

其電壓無論為何值，電流恒等于零的二端電阻，稱為開路。開路的特性曲線與u軸重合，是R=∞或G=0的特殊情況[圖(a)]。其電流無論為何值，電壓恒等于零的二端電阻，稱為短路。短路的特性曲線與i軸重合，是R=0或G=∞的特殊情況[圖(b)]。第一章第4節(jié)（上）★線性時不變電阻吸收的功率為：

當(dāng)

R>0(或G>0)時，p≥0，這表明正電阻總是吸收功率，不可能發(fā)出功率。當(dāng)R<0(或G<0)時，p≤0，這表明負(fù)電阻可以發(fā)出功率。第一章第4節(jié)（上）★有源電阻和無源電阻：

從電阻元件能否發(fā)出功率的角度出發(fā)，可以把電阻分為無源電阻和有源電阻。線性正電阻是無源電阻；線性負(fù)電阻是有源電阻。

一般來說，其特性曲線落入閉合的一、三象限的電阻，稱為無源電阻。如果一個電阻不是無源電阻，就稱為有源電阻。第一章第4節(jié)（上）

線性電阻元件是由實際電阻器抽象出來的理想化模型，常用來模擬各種電阻器和其他電阻性器件。

以電阻絲繞成的線繞電阻器為例，當(dāng)電流通過這類電阻器時，除了克服電阻所產(chǎn)生的正比于電流的電壓外，交變電流產(chǎn)生的交變磁場還

在電阻器上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。第一章第4節(jié)（上）

因此，當(dāng)線繞電阻器工作在直流條件下，可用一個線性電阻用[圖(a)]模擬，而工作在交流條件下，有時需用一個電阻與電感串聯(lián)來模擬[圖(b)]第一章第4節(jié)（上）求圖示電阻元件的電壓和功率例解電路中，已知R1=12,R2=8,R3=6,R4=4,R5=3,R6=1

和i6=1A。試求a、b、c、d各點的電位和各電阻的吸收功率。例第一章第4節(jié)（上）第一章第4節(jié)（上）第一章第4節(jié)（上）電阻元件在任何時刻總是消耗功率的。p

ui(–Ri)i–i2R-

u2/Rp

uii2Ru2/R功率Rui+-Rui-+3.功率和能量第一章第4節(jié)（上）ui從t0

到t電阻消耗的能量：

能量短路開路uiRiu+–u+–004.電阻的開路與短路第一章第4節(jié)（上）實際電阻器第一章第4節(jié)（上）

電路中的耗能器件或裝置有電流流動時，會不斷消耗能量，電路中必須有提供能量的器件或裝置——電源。常用的直流電源有干電池、蓄電池、直流發(fā)電機、直流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)流電源等。常用的交流電源有電力系統(tǒng)提供的正弦交流電源、交流穩(wěn)壓電源和產(chǎn)生多種波形的各種信號發(fā)生器等。為了得到各種實際電源的電路模型，定義兩種理想的電路元件——獨立電壓源和獨立電

流源。§1-

6.

電壓源和電流源第一章第5節(jié)（上）

常用的干電池和可充電電池第一章第5節(jié)（上）

實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源示波器穩(wěn)壓電源用示波器觀測直流穩(wěn)壓電源的電壓隨時間變化的波形。第一章第5節(jié)（上）一、電源的分類電路符號定義i+_其兩端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與流過它的電流i

無關(guān)的元件叫獨立電壓源。1.獨立電壓源第一章第5節(jié)（上）電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定。ui直流電壓源的伏安關(guān)系例Ri-+外電路★電壓源不能短路！0第一章第5節(jié)（上）電壓源的功率電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；

+_iu+_

電流（正電荷）由低電位向高電位移動，外力克服電場力作功，電源發(fā)出功率。發(fā)出功率，起電源作用物理意義：+_iu+_電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)；

物理意義：電場力做功，電源吸收功率吸收功率，充當(dāng)負(fù)載第一章第5節(jié)（上）其輸出電流總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u無關(guān)的元件叫獨立電流源。電路符號定義u+_獨立電流源的電壓、電流關(guān)系電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)。2.獨立電流源第一章第5節(jié)（上）電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。ui直流電流源的伏安關(guān)系0例Ru-+外電路★電流源不能開路！第一章第5節(jié)（上）

可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。實際電流源的產(chǎn)生：電流源的功率u+_電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；

發(fā)出功率，起電源作用電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；

u+_吸收功率，充當(dāng)負(fù)載第一章第5節(jié)（上）電路符號+–受控電壓源受控電流源

電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某個地方的電壓(或電流)控制的電源，稱受控源?！?-7受控電源(非獨立源)1.定義第一章第7節(jié)（上）電流控制的電流源(CCCS):電流放大倍數(shù)

根據(jù)控制量和被控制量是電壓u

或電流i，受控源可分四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時，用受控電流源表示。四端元件輸出：受控部分輸入：控制部分b

i1+_u2i2_u1i1+2.分類第一章第7節(jié)（上）g:轉(zhuǎn)移電導(dǎo)

電壓控制的電流源(VCCS)電壓控制的電壓源(VCVS):電壓放大倍數(shù)

gu1+_u2i2_u1i1+i1u1+_u2i2_u1++_第一章第7節(jié)（上）電流控制的電壓源(CCVS)r:轉(zhuǎn)移電阻

ri1+_u2i2_u1i1++_第一章第7節(jié)（上）獨立源電壓(或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓(或電流)由控制量決定。獨立源在電路中起“激勵”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的電壓或電流對另一處的電壓或電流的控制關(guān)系，在電路中不能作為“激勵”。3.受控源與獨立源的比較第一章第7節(jié)（上）求：電壓u2解5i1+_u2_i1++-3u1=6V例第一章第7節(jié)（上）1-8

基爾霍夫定律(Kirchhoff’slaw)

§基爾霍夫（GustavRobertKirchhoff）德國物理學(xué)家。1824年3月12日生于普魯士的哥尼斯堡,1887年10月17日卒于柏林?；鶢柣舴蛟诟缒崴贡ご髮W(xué)就讀物理學(xué)。從19世紀(jì)40年代，由于電氣技術(shù)發(fā)展的十分迅速，電路變得愈來愈復(fù)雜。某些電路呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)形狀，并且網(wǎng)絡(luò)中還存在一些由3條或3條以上支路形成的交點(節(jié)點)。這種復(fù)雜電路不是串、并聯(lián)電路的公式所能解決的。1-8

基爾霍夫定律(Kirchhoff’slaw)

§剛從德國哥尼斯堡大學(xué)畢業(yè)，年僅21歲的基爾霍夫在他的第1篇論文中提出了兩個定律，即著名的基爾霍夫定律。該定律能夠迅速地求解任何復(fù)雜電路，從而成功地解決了這個阻礙電氣技術(shù)發(fā)展的難題?；鶢柣舴蚨砂ɑ鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）和基爾霍夫電壓定律(KVL)。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。第一章第8節(jié)（上）1-8

基爾霍夫定律(Kirchhoff’slaw)

§電流的分支。元件的連接點稱為結(jié)點。b=3an=4b+_R1uS1+_uS2R2R3支路電路中每一個兩端元件就叫一條支路。i3i2i1結(jié)點b=5或三條以上（含三條）支路的連接點稱為結(jié)點。n=2

兩種定義分別用在不同的場合。1.幾個名詞第一章第8節(jié)（上）由支路組成的閉合路徑。兩結(jié)點間的一條通路。由支路構(gòu)成對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。l=3123路徑回路網(wǎng)孔★注意：網(wǎng)孔是回路，回路不一定是網(wǎng)孔。+_R1uS1+_uS2R2R3第一章第8節(jié)（上）令流出為“+”，有：例

在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任意結(jié)點流出（或流入）該結(jié)點電流的代數(shù)和等于零。流進(jìn)的電流等于流出的電流2.基爾霍夫電流定律

(Kirchhoff’sCurrentLaw

KCL)第一章第8節(jié)（上）三式相加得：

★注意：KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個結(jié)點的任一閉合面。1

32例第一章第8節(jié)（上）總結(jié)第一章第8節(jié)（上）①KCL方程是以支路電流為變量的常系數(shù)線性方程②KCL是對支路電流施加的約束（拓?fù)浼s束）③KCL方程與支路元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。僅與電路元件的連接方式有關(guān)。④KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點處的反映⑤KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實際方向無關(guān)。⑥KCL方程僅適用于任何集總參數(shù)電路⑦KCL方程僅適用于任一結(jié)點和任一封閉曲面。

⑧KCL方程適用于任何電路（包括：線性電路、非線性電路等）

⑨若已知部分支路電流，則可依據(jù)KCL求出其余支路電流

U3U1U2U4標(biāo)定各元件電壓參考方向選定回路繞行方向，順時針或逆時針.I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_

在集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。3.基爾霍夫電壓定律

(Kirchhoff’sVoltageLaw

KVL)第一章第8節(jié)（上）–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0-U1+U2+U3+U4=US1-US4

或：–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_★注意：KVL也適用于任一假想的回路。第一章第8節(jié)（上）KVL的實質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律;KVL是對回路中的支路電壓施加的線性約束，僅與回路中各支路元件的相互連接有關(guān)，而與電路是線性還是非線性無關(guān)；KVL方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實際方向無關(guān)。aUsb__-+++U2U1例第一章第8節(jié)（上）總結(jié)①KVL方程是以支路電壓為變量的常系數(shù)線性方程②KVL是對支路電壓施加的約束（拓?fù)浼s束）③KVL方程與支路元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。僅與電路元件的連接方式有關(guān)④KVL是能量守恒定律（單位正電荷沿閉合回路繞行一周，獲得的能量必定等于失去的能量）在電路中任意回路的反映⑤KVL方程是按電壓參考極性（方向）列寫，與電壓實