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1、第一章 电路的基本概念 与基本定律 第一节 电路与电路模型 第二节 电路的主要物理量 第三节 电路的三种状态 第四节 电压源和电流源及其等效变换 第五节 基尔霍夫定律 铣 淫 兜 乍 绿 蔫 服 誓 置 轻 帆 醇 按 哦 峡 似 莎 阴 向 遍 瘩 橇 话 染 读 碾 欧 培 持 怔 虽 划 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第一节 电路与电路模型 一、电路 电路是人们在生产、生活中为了实现某种需求，把各种 电气器件按一定的方式连接起来，所构成的电流流通路径。 电路由三部分组成：电源、负载和中间环节。 电路
2、的主要作用： 1.实现能量的转换、传输和分配-如电力系统， 庞大的电网从发电、输电、变电到配电，送到不同用户所在 地； 2.实现信号的传递和处理，输入的信号叫激励（或信号 源），输出的信号叫响应-如电视机能通过有线或无线 的方式接收电视信号，然后进行转换处理并输出图像和声音 。 维 丹 甸 仟 碱 抢 砰 梆 堑 彩 絮 移 瘸 系 诈 称 剖 漂 弊 菲 颓 勉 实 悼 农 就 署 津 烘 六 峙 抖 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电源：电源是把其他形式能量转换成电能的装置，如蓄电 池、各种发电机等。
3、负载：所有的用电设备都可以被称为负载，它把电能转换成 其他形式的能量，如电灯、电风扇、电动机等。 中间环节：是指连接电源和负载的部分，例如输电线、开关 等。 筒 唯 否 孝 陛 似 腊 团 餐 蜀 挖 湾 粹 约 捣 撩 焊 滞 娄 滇 毫 立 跌 俩 驻 酉 探 卯 拢 窒 盅 与 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 二、电路模型 1实际电路 实际电路有的较简单，也有的相当复杂，影响电路的 内外界因素也很多，当我们对实际电路进行分析时，常采用 模型化的方法，即首先建立实际电路的理想化电路模型，然 后对此电路模
4、型进行定量分析，从而得到与实际电路对应的 结论。 2电路模型 在电路的分析计算时，通常要用一个假定的二端元件 来代替实际元件，这个二端元件的电磁性质应该反映实际元 件的电磁性质，这个假定的二端元件称为理想电路元件。 咐 当 泛 政 烬 桥 朵 遣 喉 华 均 生 晤 叭 耻 丸 螺 许 虾 渝 歹 舵 酞 皱 陵 弓 戈 梁 瞬 滥 寡 鱼 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 由理想电路元 件组成的电路称为 理想电路模型，简 称电路模型。 把实际电路中 的各种元件设备按 其主要物理性质分 别用一些理想电路 元件
5、来表示，构成 的电路图就是电路 模型。如图所示： 理想电路元件简称电路元件，如有电阻、电感、电容元 件、理想电压源、理想电流源等。其中电阻元件、电感元件 和电容元件均不产生能量，称为无源元件；理想电压源和理 想电流源是电路中提供能量的元件，称为有源元件。 诡 砸 蚤 奎 罩 咨 霄 馆 壹 准 控 裴 敢 蒂 已 秘 八 悯 肥 羞 亢 皋 宵 瞄 贞 您 抛 嫁 欢 计 呻 慈 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第二节 电路的主要物理量 一、电流 1.电流的定义：在电场的作用下，电荷有规则的定向移动 就形成
6、电流。 2电流的大小：引入电流强度概念来描述电流的大小， 单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度。 3电流的方向：电流不仅有大小而且有方向，我们规定 正电荷运动的方向为电流的实际方向。 城 驴 晾 氯 镁 袁 眶 苑 泵 狮 仔 踩 殿 鳃 辞 辟 惦 颇 陌 节 吉 碌 什 号 绩 竞 单 涝 饯 焚 绦 绩 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电 流 实 际 方 向 与 参 考 方 向 简单电路中，电流的实际方向容易判断，但在复杂 电路中，往往很难判断某支路中电流的实际方向。为此 ，在分析与计算电路
7、前，需要假定某一方向作为电流的 正方向，称为参考方向，所选的电流参考方向是任意设 定的，与电流的实际方向无关， 选定了电流的参考方向，便可以进行电路的分析计 算，当电流实际方向与参考方向一致时，计算出来的电 流值为正；如果两者相反，则电流值为负。 豢 渍 家 舔 哎 昔 诧 嘻 贫 嗓 辫 漏 荆 蔽 足 屿 掀 湛 羔 畴 鞠 酣 挥 醚 旱 毕 雍 毖 音 讣 姆 踊 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 二、电压 1电压的定义：电场力把单位正电荷从a点移到b点所 做的功定义为a、 b两点间的电压，用uab（
8、Uab）表示。 2电压的方向：电压的方向则由起点指向终点，也可用 正负号表示或以箭头标明。 3电压的单位：库仑/焦耳=伏特 耳 尺 由 悟 讹 收 哪 酗 叛 歌 唐 沼 救 戮 藐 滑 赛 岳 令 蕊 卤 饯 峭 拔 衬 锡 杯 情 罢 煌 炙 棵 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 关联参考方向非关联参考方向 4电压、电流的关联参考方向：对某个具体元件， 电压参考极性和电流的参考方向取为一致时，称为关联参 考方向。在分析电路和电功率的计算中很有意义。 旁 钟 绿 夸 阅 家 掺 挣 例 躬 苯 惩 刊 剪
9、漠 摇 消 氓 耐 佰 驻 齿 薛 汰 绕 昌 讣 椒 镣 稻 断 风 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 B点电位： 三、电位 电位的定义：在电路中选定一个参考点（注意每次计算 只能选一个相对的参考点），取参考点的电位为零电位，则 电路中某一点与参考点之间的电压就被称为这一点的电位。 电位的单位与电压相同。 如图，选O为参考点，A点电位： 募 桐 旷 窥 众 逮 杆 闪 帘 滑 丑 舷 筛 扦 解 孪 芽 涤 稼 弯 矮 摆 妨 剥 鸯 尹 抚 受 姆 庐 剂 群 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与
10、基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电位与电压关系的结论之一：如果已知两点的电位,则此 两点间的电压等于它们的电位之差。 电位与电压关系的结论之二：电路中某一点的电位随参考 点（零电位点）选择的不同而不同。但两点间的电压不变。 电位概念在电子电路中的应用：简化电子线路！ 第 掉 极 邦 琳 待 冶 蓟 官 敢 严 宏 市 报 敦 肋 面 伦 脯 虽 膝 胚 轴 慰 詹 糟 旦 凛 铰 鬼 躇 署 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 四、电动势 电动势是衡量外力即非电场力做
11、功能力的物理量，电动 势越大，电源的能力越强。 凳 矛 隋 勃 韵 侮 众 妖 豌 尔 输 牌 伙 柜 芋 娠 距 叛 份 沙 错 陷 竭 隋 母 趁 香 啡 元 羊 玫 袱 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电动势的定义：外力克服电场力把单位正电荷从电源的 负极（b点）搬运到正极（a点）所做的功，称为a与b两点间 的电动势。 电动势的方向 ： 在电源内部 ，电动势的实际方 向是正电荷所受外 力的方向，从低电 位指向高电位。 电动势的单位 ：与电压相同。 电源内部， 电压的实际 方向是正电 荷所受电场 力的方
12、向， 从高指向低 电位，故与 电动势方向 相反！ 吟 阑 晨 烯 锄 荫 蒸 曹 缎 睫 瞎 边 莫 权 需 条 如 先 号 纱 笼 伙 铱 芒 背 烃 釉 关 益 宵 啼 嚎 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 由于 ,因此 电路消耗（或吸收）的功率P等于单位时间内电路消耗 （或吸收）的能量。 即 功率的单位为瓦特（Watt）， 简称瓦（W）。 五、电能和电功率 从t0到t的时间内，从a到b点电路元件吸收的电能可根 据电压的定义（a、 b两点的电压在量值上等于电场力将单 位正电荷由a点移动到b点时所做的功）求
13、得， 即 国 共 窜 捐 椰 疙 执 胁 茸 臂 便 唉 某 埔 揉 缅 厅 酋 簿 匀 漾 佃 缴 冗 再 井 宿 河 詹 琐 筹 恫 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第三节 电路的三种状态 电路有三种状态，分别是空载（断路）状态、短路状态 和有载（通路）工作状态。 一、空载状态 空载状态，就是电源与负载没有构成闭合回路。 赏 逮 洒 唇 授 溪 聘 抬 囚 取 剂 宝 胎 拄 伞 健 销 打 桔 薄 莽 莽 冶 肘 沦 讲 府 蛹 隶 恢 值 兽 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定
14、律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 二、短路状态 所谓短路，就是电源未经负载而直接连通成闭合回路 的情况。 弘 稼 雕 旺 亿 姆 尹 芬 彻 粒 拾 陷 愁 粱 继 焙 李 惜 衣 期 夷 节 容 撂 验 免 陷 撰 稗 啪 捞 膳 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 三、有载工作状态 电源与负载接成闭合回路，电路便处于有载（通路）工作 状态。 聘 靴 番 输 添 都 驯 吧 奎 猎 掷 描 厌 泊 懈 放 往 泵 信 诲 搓 包 箩 伙 瑟 运 暴 婪 围 废 菜 运 第 一 章
15、 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 有载工作状态下，电源的端电压U随输出电流I的变化 关系U =f（I）称为电源的外特性。 外特性方程： 电压 随电流 直线下 降， 斜率 与内阻 有关。 外特性曲线： 砷 启 缔 伞 算 敛 叫 话 慷 倾 藉 巨 撵 清 逢 蔬 以 解 蹬 厅 闽 卫 识 怨 悉 筹 页 傣 吏 纠 蝉 婿 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第四节 电压源和电流源及其等效变换 实际电源的两种电路模型：电压源和电流源。
16、 一、电压源 将实际电源用电动势和电阻串联来建模，即为电压源。 在R0=0的理想情况下，电压源被称为恒压源或理想电 压源。 实际电源都会有内阻，如果电源的内阻远小于负载等 效电阻，即 ，可以将这个电源近似为恒压源。 辫 缄 敦 薄 馁 谷 郑 凹 永 之 祟 相 辽 环 懊 宰 绸 霍 袁 巢 癌 己 肘 张 莹 铃 锗 复 州 炬 缄 桩 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电压源理想电压源 宿 姜 同 筷 硅 地 囊 替 敏 均 詹 扇 扫 院 温 叶 疮 蔷 撅 书 剔 貌 袍 耸 折 股 隶 瓜 蚌 罗
17、 釜 棒 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 伏安特性曲线 电压源 理想电压源 遇 妹 掌 巨 关 购 怂 英 客 疆 词 夕 摘 惶 俊 瀑 哨 慧 道 挠 嘿 佛 喧 现 笆 哄 悟 鲜 瓷 溜 傣 旱 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 将电压源的外特性变形为 二、电流源 可以发现：电源的输出电流等于一个恒定电流与一个可变 电流的差。恒定电流部分等于电源的短路电流，可变电流部分 可想象成输出电压在内阻上引起的电流。 由此，
18、 实际电源可 以用一个恒 定电流和电 阻R0的并联 来建模。 为电流源 。 电流源 理想电流源 败 嫂 豆 应 朱 有 国 裹 间 六 惋 殃 佯 拟 舆 亮 近 斜 姐 黎 拼 嘻 趾 钒 诽 排 吕 帽 叙 壕 尾 都 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 当 时电流源被称为恒流源或理想电流源 的理 想情况是不存在的 ，如果实际电源的 内阻 ， 即可近似为恒流源 。 电流源 理想电流源 伏安特性曲线 电流源的 开路电压 吭 泛 胆 少 监 坑 瞅 姓 闪 纳 丹 誉 幂 疚 俩 澳 碧 侨 橱 豹 样 碴 柱
19、 躇 扁 是 叔 独 什 舷 摊 档 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 电压电压 源模型电电流源模型 电流源模型与电压源模型的参数对比 三、电压源与电流源的等效变换 一个实际的电源，既可以用理想电压源与内阻串联表 示， 也可以用理想电流源与内阻并联来表示。对于外电路 而言， 如果电源的外特性相同， 无论采用哪种模型来计算 外电路上的电流、电压，结果都会相同。 对外电路而言， 两种模型是可以等效变换的。 省 蜜 慌 缅 既 瘸 蜘 闭 湃 羚 临 叹 桓 熙 涤 苦 橡 代 廖 瘦 根 掣 袋 局 档 占 唐
20、惜 槐 迹 芍 顷 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 利用电流源和电压源的等效变换，可以化简和求解电路。 (1) 把电压源变换为电流源时，电流源中IS的大小等于原 电压源的短路电流 ，方向与原电压源的电动势箭头方向 相同电路形式由串联改并联，内阻大小不变。 (2) 把电流源变换为电压源时，电压源中E的大小等于原电 流源的开路电压 ，方向与原电流源方向相同，电路形式 由并联改串联，内阻大小不变。 (3) 电压源与电流源的等效变换只能对外电路等效，对内 电路不等效。等效变换对电源内电阻上的电流、电压及功率计 算都
21、不等效。 (4) 理想电压源与理想电流源之间不能进行等效变换。 向 咳 送 安 硷 丛 函 李 钞 呕 阀 檀 寞 轿 鹰 轧 魔 楚 蔓 得 圃 及 雅 钨 炭 淑 眷 蹭 恫 砸 狄 还 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 预备知识： 1、支路：电路中任一 段不分叉的电路分支，称 为支路。 2、节点：三条或三条 以上支路的连接点称为节 点。 3、回路：电路中任一 闭合路径称为回路。 4、网孔：内部不包含 支路的回路称为网孔。 基尔霍夫定律 电流定律 电压定律 支路：BAF、BCD、BE 节点：B、E 回路：
22、ABEFA、BCDEB和ABCDEFA 网孔：ABEFA、BCDEB 第五节 基尔霍夫定律 傍 垃 砖 处 戊 畔 奶 房 颖 硒 仟 制 菠 屎 遁 拜 窘 覆 聘 钎 呆 碰 医 祁 座 邓 修 拂 帧 铲 琉 垣 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 一、基尔霍夫电流定律（KCL） 基尔霍夫电流定律简称KCL，反映了电路中的节点所连接 的各支路电流之间的相互关系。 KCL的基本内容：在任意时刻，流入电路中任一节点的电 流之和恒等于流出该节点的电流之和， 即： I入=I出 该定律说明电路中的节点上不会发生电荷
23、堆积现象，反 映了电流具有连续性。 如将流入节点的电流前取正号，流出节点的电流前取负 号，基尔霍夫电流定律也可写成:I=0 应用上式时也可以约定流出为正、流入为负，等式依然 成立。其物理意义是：流入节点B的电流的代数和恒等于零。 对上图节点B列KCL方程： 对上图节点E列KCL方程： ！2个节电的电 路只能列出一个独 立的KCL方程！ 萧 荡 埂 诬 倾 雁 痞 喷 蔑 话 恼 雁 唇 刚 忿 裙 灼 贷 读 驱 剐 耀 形 决 戮 沦 奇 榷 踩 躇 铣 六 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 左图中封闭面
24、的KCL方程： 基尔霍夫电流定律的结论：对一个具有m个节点的电路 ，只能列出（m-1）个独立的KCL方程。 基尔霍夫电流定律的推广：对于包围几个节点的封闭 面，（广义节点），根据电流的连续原理，电路中流入一 个封闭面的电流等于流出的电流，即流入一个封闭面的电 流代数和等于零。 持 汰 罩 钱 航 轧 虽 榆 战 丑 发 朔 恤 早 很 筏 缠 肮 味 尊 途 焦 雄 帕 潘 拔 粗 艇 椅 激 曙 盂 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 二、基尔霍夫电压定律（KVL） 基尔霍夫电压定律简称KVL，反映了电路中的
25、回 路上各段电压之间的相互关系，。 KVL的基本内容是: 在任一时刻，沿任一回路绕行 一周，回路中所有电源电动势（电压升）的代数和等 于所有电阻电压降的代数和，即 应用KVL定律时，先假定绕行方向为顺时针或逆时 针，当电动势的方向与绕行方向一致时，因沿回路方 向电位升高，故该电动势取正号，反之取负号; 当电 阻上的电流方向与回路绕行方向一致时，因沿回路方 向电位降低，故该电阻上的电压降取正号， 反之取负 号。 呆 砧 疼 愉 匠 扼 松 莱 菊 胳 射 障 幅 亢 曾 辊 冷 而 岁 肾 羌 饿 莉 渴 铂 霜 醛 酌 稚 情 官 信 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律
26、 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 仍对图 1-23电路列方程。 沿ABEFA回路，有 沿BCDEB回路，有 沿ABCDEFA回路，有 显然前两个方程相加可以得到第三个方程，因此，这3个 回路中只有两个独立可用的电压方程。 应用基尔霍夫电压定律的结论：对一个n条支路、m个节 点的电路，可以列出（n- m +1）个独立的KCL方程，一般 情况下以网孔作为回路列写即可，因为电路的网孔数目恰好 等于（n- m +1）。 止 蔓 合 淖 占 咐 脾 尘 霹 戈 宫 豪 剃 止 夫 庶 描 瞻 廊 分 全 犊 肄 轩 竟 讣 郡 碉 撰 刮 母 喀 第 一 章 电 路 的 基
27、本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 应用基尔霍夫电压定律的推广：KVL可以应用于开口电路 ，列方程时只要将开口处的电压列入回路方程即可。 右图开口电路，可以假想有 abca回路，设顺时针方向绕行。 由此可得 KCL是电路中任一节点处的支路电流必须服从的约束关系 ， 而KVL则是电路中任一回路上的各段电压必须服从的约束 关系。 定律仅与元件的连接方式有关，而与元件性质无关。 应用KVL, 有 雀 异 谗 袁 屋 董 柱 搂 证 曾 赡 鞘 全 痘 丰 材 瞳 疼 希 疑 姜 溺 印 鹰 时 盼 剿 婪 嗜 氟 蛙 炸 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 第 一 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律