邱關(guān)源電路第一章復(fù)習(xí)

電路分析基礎(chǔ)上海師范大學(xué)電氣信息類學(xué)習(xí)要求和目的：課程的性質(zhì)、意義專必、學(xué)位、基礎(chǔ)課課程的目的學(xué)習(xí)電路分析的基本分析方法和基本電路理論知識（及初步的實驗技能）。熟練地掌握電路分析中的基本概念、基本方法以及解題技能。路-->電路-->集總參數(shù)電路-->分析評分規(guī)則：平時成績：30％考勤紀(jì)律平時作業(yè)期末考試：70％閉卷教材：《電路》（第5版）原著邱關(guān)源修訂羅先覺高等教育出版社紀(jì)律要求學(xué)習(xí)要求作好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)（包括一些普理、高數(shù)知識）平時作業(yè)完成好，不要考前再準(zhǔn)備緒論課程定位電路理論的發(fā)展簡史電路理論的應(yīng)用電路理論和“電路課程”第一章電路模型和電路定律1.0內(nèi)容提要目錄1.1電路和電路模型1.2電流和電壓的參考方向1.3電功率和能量1.4電路元件1.5電阻元件1.6電壓源和電流源1.7受控電源1.8基爾霍夫定律1.1電路和電路模型實際電路：定義：P7有預(yù)期目的、遵守基本電路理論組成：電路器件和電路部件功能：能量的傳輸、分配、轉(zhuǎn)換等信息的傳遞、控制、測量、處理等稱呼術(shù)語：電源和負(fù)載、激勵和響應(yīng)、輸入和輸出1.1電路和電路模型電路模型：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。（P8）導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡建模1.1電路和電路模型理想電路元件：具有某種確定的電磁性能的電路元件（P8）只有兩個端子可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式進(jìn)行描述不能被分解為其他元件種類：電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件1.1電路和電路模型實際電路和電路模型并非一一對應(yīng)：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模型表示同一實際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其模型可以有不同的形式～+-1.2電流和電壓的參考方向基礎(chǔ)知識：物理量：電壓、電流、電荷、磁通、磁通鏈、功率、能量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?；締挝唬篠I倍數(shù)：P11表1-11.2電流和電壓的參考方向電流的參考方向電流的定義、單位實際方向：規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向參考方向：任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。ABi

參考方向i>0實際方向ABi

參考方向i<0實際方向AB1.2電流和電壓的參考方向電流的參考方向參考方向是任意指定的一旦指定了參考方向，電流就成為代數(shù)量電流參考方向的表示用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向用雙下標(biāo)表示：如iAB電流的參考方向由A指向Bi=3iABi=-3iAB=3iAB=-3iAB1.2電流和電壓的參考方向電壓的參考方向電壓（電位）的定義、單位實際方向：電位真正降低的方向參考方向：假定的電位降低的方向uABU

參考方向U>0實際方向ABU

參考方向U<0實際方向AB1.2電流和電壓的參考方向電壓的參考方向參考方向是任意指定的一旦指定了參考方向，電壓就成為代數(shù)量電壓參考方向的表示用箭頭表示：箭頭的指向為電壓的參考方向用正負(fù)級表示：箭頭的指向為電壓的參考方向用雙下標(biāo)表示：如UAB電壓的參考方向由A指向BU=3UABU=-3UAB=3UAB=-3UAB+U-AB1.2電流和電壓的參考方向關(guān)聯(lián)參考方向一個元件的電流或電壓的參考方向可以獨立地任意指定元件或支路的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i+-U非關(guān)聯(lián)參考方向i-+U1.2電流和電壓的參考方向注意：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，但實際方向不變。1.3電功率和能量能量：電功率：單位：P121.3電功率和能量電路吸收、發(fā)出功率的判斷u、i為關(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）u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向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）+-iu-+iu1.4電路元件理想電路元件的特點最基本的組成單元某一種確定的電磁性質(zhì)元件特性可以用兩個端子的電路物理量之間的代數(shù)關(guān)系表示集總（參數(shù)）元件定義：假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。在任一時刻，流入二端元件的電流等于從另一端子流出的電流，且兩個端子之間的電壓為單值量。集總（參數(shù)）電路1.4電路元件分類：二端、三端、四端元件線性元件和非線性元件時不變元件和時變元件無源元件和有源元件記憶元件和無記憶元件1.5電阻元件電阻元件電阻與電阻元件電路符號參數(shù)：電阻R、電導(dǎo)G線性（定常）電阻元件：P13任何時刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。無記憶元件R關(guān)聯(lián)參考方向i+-U1.5電阻元件伏安特性通過原點的一條直線iuUIO1.5電阻元件電阻的開路和短路iuiu+–iuiu+–開路短路1.5電阻元件電阻元件的功率和能量關(guān)聯(lián)參考方向下：功率p恒為非負(fù)值，所以線性電阻元件總是吸收（消耗）功率的，為無源元件消耗的總能量：Rui+-p

uii2Ru2/R實際電阻器1.6（獨立）電壓源和電流源理想電壓源定義：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)的元件叫理想電壓源。電路符號特點：u(t)=us(t)us(t)恒定，則為恒定（直流）電壓源伏安特性通過電壓源的電流由外電路決定us≠0電壓源短路無意義+_ui1.6（獨立）電壓源和電流源電壓源的功率電壓源的參考方向為非關(guān)聯(lián)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。P＝usiP>0發(fā)出功率，起電源作用電壓源的參考方向為關(guān)聯(lián)電場力做功，電源吸收功率。P＝usiP>0吸收功率，起負(fù)載作用+_iu+_+_iu+_1.6（獨立）電壓源和電流源理想電流源定義：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)的元件叫理想電流源。電路符號特點：i(t)=is(t)is(t)

恒定，則為恒定（直流）電流源伏安特性電流源兩端的電壓由外電路決定is≠0電流源開路無意義+_uui1.6（獨立）電壓源和電流源電流源的功率電流源的參考方向為非關(guān)聯(lián)P＝u

isP>0發(fā)出功率，起電源作用電流源的參考方向為關(guān)聯(lián)P＝u

isP>0吸收功率，起負(fù)載作用u+_u+_1.6（獨立）電壓源和電流源實際電壓源（如發(fā)電機(jī)、蓄電池）串連小內(nèi)阻實際電流源（如光電池）并聯(lián)大內(nèi)阻i+_u+_u+_i1.7受控源定義：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，稱受控源電路符號+–受控電壓源受控電流源1.7受控源分類根據(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。電壓控制電壓源（VCVS）電壓控制電流源（VCCS）電流控制電壓源（CCVS）電流控制電流源（CCCS）1.7受控源電壓控制電壓源（VCVS）u1+_u2i2_u1i1++-:電壓放大倍數(shù)1.7受控源電壓控制電流源（VCCS）u1gu1+_u2i2_i1+g:轉(zhuǎn)移電導(dǎo)

1.7受控源電流控制電壓源（CCVS）ri1+_u2i2_u1i1++-r:

轉(zhuǎn)移電阻

1.7受控源電流控制電流源（CCCS）bi1+_u2i2_u1i1+:電流放大倍數(shù)1.7受控源注意：控制系數(shù)

g

r

的量綱（P19）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)，在電路中起“激勵”作用。受控源電壓(或電流)由控制量決定。受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系或者耦合關(guān)系，在電路中不能作為“激勵”。注意圖形符號！判斷是電壓源還是電流源1.8基爾霍夫定律基本名詞支路（branch）：電路中每一個兩端元件就叫一條支路結(jié)點（node）：支路的連接點稱為結(jié)點路徑（path）：兩結(jié)點間的一條通路，由支路構(gòu)成回路（loop）：由支路組成的閉合路徑網(wǎng)孔（mesh）：對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。+_R1uS1+_uS2R2R31.8基爾霍夫定律VCR約束拓?fù)浼s束基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律（KCL）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?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。1.8基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（KCL）在集總電路中，任意時刻，對任一結(jié)點，所有流出或流入該結(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。若流出結(jié)點的電流前取“+”號，則流入結(jié)點的電流前取“-”號流出或流入由電流參考方向判斷1

32例三式相加得：表明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個結(jié)點的任一閉合面小結(jié)（1）KCL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；（2）KCL是對支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)（3）KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實際方向無關(guān)。1.8基爾霍夫定律基爾霍夫電壓定律（KVL）在集總電路中，任何時刻，沿任一回路徑繞行，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。任意指定一個回路的繞行方向（順時針或逆時針）電壓參考方向與繞行方向一致的電壓前取“+”號，相反的電壓前取“-”號u1u2_u4_+u3++_+_例表明KVL實質(zhì)上是電壓與路徑無關(guān)這一性質(zhì)的反映小結(jié)（1）KVL的實質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律;（2）KVL是對回路電壓加的約束，與回路各支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)；（3）KVL方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實際方向無關(guān)。1.8基爾霍夫定律總結(jié)KCL是對支路電流的線性約束，KVL是對回路電壓的線性約束。KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。KCL表明在每一節(jié)點上電荷是守恒的；KVL是能量守恒的具體體現(xiàn)(電壓與路徑無關(guān))。KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路。作業(yè)：1-51-9 1-10 1-16 1-17 1-20抄題，畫圖思考：1-8 1-18 1-191-12 1-13例1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，(1)若以b點為參考點，求a、b、c點的電位和電壓Uab、Ubc;(2)若以c點為參考點，再求以上各值ac解b(1)以b點為電位參考點abc解(2)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是唯一的；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。注意以c點為電位參考點例2ABABi＋－U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)。例3求圖示電路中各方框所代表的元件消耗（吸收）或產(chǎn)生（發(fā)出）的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-1A解注對一完整的電路，實際中：發(fā)出的功率＝吸收的功率+U3564123I2I3I1+++++-----U6U5U4U2U1-發(fā)出吸收吸收吸收吸收吸收實際進(jìn)行的能量交換功率是多少？19W例4+_i+_+_10V5V計算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出吸收吸收滿足：P（發(fā)）＝P（吸）例5計算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出發(fā)出滿足：P（發(fā)）＝P（吸）+_u+_2A5Vi例6