第一章文稿教材

課程的性質(zhì)和任務(wù)2、提高獨立分析問題和解決問題的能力；3、為后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)；4、培養(yǎng)實驗技能。目的、任務(wù)1、掌握電路的基本理論、基本分析方法；《電路》是自動化學(xué)院等專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是研究電路理論的入門課程。電路應(yīng)用舉例1、電力工業(yè)（能源、電力、電工制造）10kV330kV10kV400V

電工理論學(xué)科是電力工業(yè)主要依靠的技術(shù)學(xué)科電路應(yīng)用舉例

2、基礎(chǔ)工業(yè)（運輸、鐵路、冶金、化工、機(jī)械）必不可少的支持技術(shù)電工理論學(xué)科是基礎(chǔ)工業(yè)電路應(yīng)用舉例

3、高新技術(shù)（生物、光學(xué)、半導(dǎo)體、衛(wèi)星、空間站、核彈、導(dǎo)彈等）電路是高新技術(shù)必不可少的組成部分參考書目3、《電路原理》江澤佳主編；1、《電路》邱關(guān)源主編，第5版;

2、《電路分析基礎(chǔ)》李翰遜編；學(xué)習(xí)方法1、預(yù)習(xí)2、聽講、記筆記、提問題、回答問題3、復(fù)習(xí)、做作業(yè)（每次2~3題）考試方法卷面80%+平時成績20%平時分給分標(biāo)準(zhǔn)：考勤8分：遲到一次-1，曠課一次-2；替別人答道各自-5分；作業(yè)8分：每次作業(yè)成績分A、B、C三等，不交則-2；補(bǔ)交每次-1，作業(yè)得A+則+1隨堂測驗：5分：得A++1；得C-2；沒交-5分第一章

電路模型和電路定律一.實際電路的組成§1-1電路和電路模型

由電阻器、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運算放大器、傳輸線、電池、發(fā)電機(jī)和信號發(fā)生器等電氣器件和設(shè)備連接而成的電路，稱為實際電路。實際器件和設(shè)備舉例:電容器電池晶體管電阻器運算放大器線圈

低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡(a)實際電路(b)電路模型1.

理想元件：具有某種確定的電或磁性質(zhì)的假想元件，每一種理想元件只表示一種電或磁現(xiàn)象，具有精確定義或數(shù)學(xué)模型。二、電路模型電磁現(xiàn)象理想元件數(shù)學(xué)模型定義式電能的消耗存儲磁場能存儲電場能例:線圈的幾種電路模型(a)(b)線圈的電路模型2.電路模型：由理想元件按一定方式聯(lián)接而成。

三.集中參數(shù)電路(Lumpedparametercurcuit)根據(jù)實際電路的幾何尺寸(d)與其工作信號波長

(λ)的關(guān)系，可以將它們分為兩大類：(1)集中參數(shù)電路：滿足d<<λ條件的電路。

電力系統(tǒng)：f=50Hz

=c/f=6000km(2)分布參數(shù)電路：不滿足d<<λ條件的電路。說明：電路（1）主要討論集中參數(shù)電路,簡稱為電路

§1-2

電流和電壓及參考方向

一.電流

1.電荷正電荷(質(zhì)子帶正電荷)負(fù)電荷(電子帶負(fù)電荷)電荷量：電荷的多少。符號:q單位：庫侖[C]2.電流的定義及單位形成：帶電粒子的定向運動

①

電流強(qiáng)度（簡稱電流）：單位間內(nèi)穿過導(dǎo)體或半導(dǎo)體橫截面的電量的代數(shù)和。變動電流：大小和方向隨時間而變化恒定電流（簡稱直流）：大小和方向不隨時間而變化，用符號I表示。

②方向：BA或ABAB

a電流的實際方向（真實方向）：正電荷運動的方向電荷總的流向，是標(biāo)量（代數(shù)量）b電流的參考方向：假定的正方向問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中電流的實際方向，電路如何求解？例：10VIUs1ABRUs2iR+-+-1）假定iR的方向參考方向2）計算結(jié)果

iR>0:電流的真實方向與參考方向相同

iR<0電流的真實方向與參考方向相反ABi表示方法：①

在電路計算時，必須首先假定參考方向，否則計算無效。

注意：②

參考方向可任意假定。③

電路中只標(biāo)參考方向，而不標(biāo)真實方向。由歐姆定律真實方向同參考方向例：+10V-I真實方向與參考方向相反2、電壓U單位正電荷q

從電路中一點移至另一點時電場力做功（W）的大小。1、電位

單位正電荷q

從電路中一點移至參考點（＝0）時電場力做功的大小。實際電壓方向

電位真正降低的方向。dqdW二、電壓

參考方向：假定的正方向

表示方法：雙下標(biāo)箭頭AB極性AB+-

單位V(伏)、kV、mV、V3.電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向:電流和電壓參考方向規(guī)定為一致.§1-3電功率1.定義：單位時間內(nèi)電路各部分所取用或發(fā)出的電能功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)2.電路吸收或發(fā)出功率的判斷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+-iu關(guān)聯(lián)方向非關(guān)聯(lián)方向結(jié)論：3、功率守恒原理+U-+-+-作業(yè)：1-1；1-3例

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－解對一完整的電路，滿足：發(fā)出的功率＝吸收的功率注意564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－電路定律

歐姆定律§1-4電路元件

元件約束：每一個元件上電壓、電流的關(guān)系

拓?fù)浼s束：反映電路的連接

+-常用的各種二端電阻器件電阻器晶體二極管說明：+-+-+-iuui線性電阻非線性電阻§1-5電壓源和電流源

1．定義：若一二端元件，無論其中電流值如何變化，其兩端電壓始終保持為一確定的時間函數(shù)us(t),則稱此二端元件為電壓源。一．電壓源符號+-+-i直流t方波函數(shù)t正弦交流伏安特性：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。例Ri-+外電路電壓源不能短路！

2．特性

③并聯(lián)于理想電壓源各支路電流、功率，可分別計算，互不影響+-+-+-+-+-（等效電路）例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）i+_+_10V5V-+二．電流源1．定義：若一二端元件，無論端電壓值如何，其電流始終保持為一確定的時間函數(shù)is(t),則稱此二端元件為電流源。實際電流源的例子--光電池

+-電路符號直流電流源

+-電路符號直流電流源

2．特性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)。電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。例Ru-+外電路電流源不能開路！③與電流源串聯(lián)的各元件，可分別計算，互不影響+-+-例：+-1A+-+-+-例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）u2Ai+_5V-+解:由廣義節(jié)點知:I=0

+-I作業(yè)：1-4，1-5(b,c)二．定義：如某電源向外提供的電壓或電流受電路中其它電壓或電流控制，該電源稱為受控電源（簡稱受控源）控制支路+-+-受控支路一．引言§1-6受控源（非獨立源）

ibicib說明：+-控制支路+-+-受控支路三.理想受控源分類+-+-+-+-+-+-

2.耦合元件

1

被控量與控制量共存亡四.特點

3.靜態(tài)元件+-無意義五.分析方法列方程時,受控源同獨立源一樣處理解：+-+--+例：+-討論：①負(fù)號（與u0參考方向的選擇有關(guān)）②耦合元件求：電壓u2解5i1+_u2_i1++-3u1=6V3.受控源與獨立源的比較獨立源電壓(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”。+-R作業(yè)：1-10§1-7基爾霍夫定律①

支路(branch)分支：流過同一電流的網(wǎng)絡(luò)分支（3）元件：一個兩端元件為一條支路（5）②節(jié)點(node)：兩個或兩個以上支路的連接點（A,B,C,D）

③

回路(loop)：電路中任一閉合的路徑（ABCD,ABD,BCD）

④網(wǎng)孔(mesh)：內(nèi)部沒有支路的回路（ABD）1．定義名詞B4321ADC512

+iK流入節(jié)點-iK流出節(jié)點例：節(jié)點a的KCL方程為

a2．基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw)

①定律內(nèi)容：對于集中參數(shù)電路中的任一節(jié)點，在任一時刻，流入（或流出）該節(jié)點的所有支路的電流的代數(shù)和為零。

①

圖中各電流方向為參考方向，而各電流值可為正或負(fù)。說明②

物理性質(zhì)：電荷守恒定律的體現(xiàn)③

特點：a.

KCL由電路的連接方式定，而與元件性質(zhì)無關(guān)。

b.

與電流的變化規(guī)律無關(guān)（直流,變動電流均適用）

c.

只適用集中參數(shù)電路

d.

可列出的獨立方程數(shù)為n-1，n是電路中的節(jié)點數(shù)e.

推廣：KCL適用于封閉面（廣義節(jié)點）

例：54321DB例三式相加得：1

32

3.基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff'sVoltageLaw)①定律內(nèi)容：對于集中參數(shù)電路中的任一回路，在任一時刻，沿著該回路的任一繞行方向，回路中所有支路電壓的代數(shù)和為零。I+--+標(biāo)定各元件電