电路(第1章).
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1、1. 1. 电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向; ;关联、关联、 非关联参考方向非关联参考方向3. 3. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律重点和难点重点和难点：第第1 1章章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律2. 2. 无源元件、独立电源及受控源无源元件、独立电源及受控源 的外特性的外特性1.1 电路和电路模型电路和电路模型1. 实际电路实际电路功能功能a 能量的传输、分配与转换；能量的传输、分配与转换；b 信息的传递与处理。信息的传递与处理。共性共性a 建立在同一电路理论基础上；建立在同一电路理论基础上；b 由电源、负载、中间环节三部分组成。由电源、负载、中间环节三部分组成。由电工设备和电
2、气器件按预期目的而由电工设备和电气器件按预期目的而连接构成的电流的通路。连接构成的电流的通路。 用理想电路元件及其组合代表用理想电路元件及其组合代表实际电路元件，与实际电路具有基实际电路元件，与实际电路具有基本相同的电磁性质。本相同的电磁性质。2. 电路模型电路模型10BASE-T wall plate导线导线电池电池开关开关灯泡灯泡理想电路元件理想电路元件 抽掉了实际部件的外形、尺寸抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁共性的电路等差异性，反映其电磁共性的电路模型的最小单元。模型的最小单元。电路模型电路模型sRLRsU电路图电路图实际电路实际电路电路模型电路模型几种基本的电路元件：几
3、种基本的电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件注注l 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一模型表示；在一定条件下可用同一模型表示；l 同一实际电路部件在不同的工作条件下，其同一实际电路部件在不同的工作条件下，其 模型可以有不同的形式模型可以有
4、不同的形式 电路模型近似地描述实际电路的电气特性电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。以说明。 图图13 线圈的几种电路模型线圈的几种电路模型 (a)电感元件的图形符号电感元件的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模线圈通过低频交流的模型型 (c)线圈通过高频交流的模型线圈通过高频交流的模型1.2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 电路中的主要物理量有电压、电流、电
5、荷、磁链、能电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。是电流、电压和功率。1. 电流和电流的参考方电流和电流的参考方向向电流电流电流强度电流强度带电粒子有规则的定向运动带电粒子有规则的定向运动单位时间内通过导体横截面的电荷量单位时间内通过导体横截面的电荷量方向方向规定正电荷定向运动方向的为电流的实际方向规定正电荷定向运动方向的为电流的实际方向单位单位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA（千安）、（千安）、mA（毫安）、（毫安）、
6、A（微安）（微安）元件元件(导线导线)中电流流动的实际方向只有两种可能中电流流动的实际方向只有两种可能: 实际方向实际方向实际方向实际方向 AABB问题问题 复杂电路或电路中的电流随时间变化复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断时，电流的实际方向往往很难事先判断参考方向参考方向i 参考方向参考方向大小大小方向方向电流电流(代数量代数量)任意假定的电流方向即为电流的参考方向。任意假定的电流方向即为电流的参考方向。ABi 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0参考方向参考方向U+实际方向实际方向+实际方向实际方向参考方向参考方向U+ 0 吸收正功率吸收正功率
7、(实际吸收实际吸收)P0 发出正功率发出正功率 (实际发出实际发出)P0，d u/d t0，则，则i0，q ， p0, 电容吸收功率。电容吸收功率。(2)当电容放电时，当电容放电时，u0，d u/d t0，则，则i0，q ，p0，d i/d t0，则，则u0， ， p0, 电感吸收功率。电感吸收功率。(2)当电流减小时，当电流减小时，i0，d i/d t0，则，则u0， ，p0, 电感发出功率。电感发出功率。l 功率功率表明表明 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电量储存起来，在另一
8、段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。u、 i 取关取关联参考方向联参考方向（1）电感的储能只与当时的电流值有关，电感）电感的储能只与当时的电流值有关，电感 电流不能跃变，反映了储能不能跃变；电流不能跃变，反映了储能不能跃变；（2）电感储存的能量一定大于或等于零。）电感储存的能量一定大于或等于零。从从t0到到 t 电感储能的变化量：电感储能的变化量：)(21)(21)(21)(21022022tLtLtLitLiWL0)(21)(21)(21)(21) (21220)(222tLtLiLitLiLiiL
9、iWittL若ddd电感的储能电感的储能表表明明电容元件与电感元件的比较：电容元件与电感元件的比较：电容电容 C电感电感 L变量变量电流电流 i磁链磁链 关系式关系式电压电压 u 电荷电荷 q (1) 元件方程的形式是相似的；元件方程的形式是相似的；(2) 若把若把 u-i，q- ，C-L， i-u互换互换,可由电容元件可由电容元件的方程得到电感元件的方程；的方程得到电感元件的方程；(3) C 和和 L称为对偶元件称为对偶元件, 、q等称为对偶元素。等称为对偶元素。* 显然，显然，R、G也是一对对偶元素也是一对对偶元素:I=U/R U=I/GU=RI I=GU222121LLiWtiLuLiL
10、dd结结论论222121qCCuWtuCiCuqCdd （1 1） 两个线性电容并联两个线性电容并联: : 四、电容、电感元件的串联和并联四、电容、电感元件的串联和并联1 1、电容的串联和并联、电容的串联和并联 等效+-(a)+-(b)u21ccceq1c2cu2ii1idtducdtduccdtducdtduciiieq21212121ccceq 根据根据KCLKCL （2 2） 两个线性电容串联：两个线性电容串联： 等效+-(a)iu+-2u1u1c2c21111ccceq+-(b)iueqc ttteqdticdicdictututu1112121 其中：其中： 由此求得：由此求得： 2
11、121ccccceq根据根据KVLKVL 2 2、电感的串联和并联、电感的串联和并联 （1 1） 两个线性电感串联：两个线性电感串联： 其中其中 等效+-(b)ieqLu+-+-(a)i1L2Lu2u1udtdiLdtdiLLdtdiLdtdiLuuueq22212121LLLeq根据根据KVLKVL （2 2）两个线性电感并联：）两个线性电感并联： 其中其中 由此求得由此求得 等效+-(a)i1i2iu1L2L+-(b)iueqL ttteqdtuLduLduLtititi111212121111LLLeq2121LLLLLeq 1.6 电压源和电流源电压源和电流源 其两端电压总能保持定值或
