电工学(第七版上册)秦曾煌主编

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1、1.电压、电流的参考方向4.基尔霍夫定律重点：3.基本电路元件特性2.电功率、能量第一章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型一、电路：主要由电源、负载、连接导线及开关等构成电源：电池、发电机、信号源等负载：用电设备由电路器件和电路部件相互连接而成，它为电流的流通提供路径，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。二、电路模型理想电路元件：具有某种确定的电磁性质的假想元件；其u、i关系可用数学式子表示（建模）。几种基本的电路元件：电源元件电阻元件电感元件电容元件(circuitmodel)2.电路模型：由理想电路元件互相连接的电路（而不是

2、实际的电路)。本教材的主要内容是介绍电路理论的入门知识并为后续课程打下基础，主要是计算电路中器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及器件内部发生的物理过程。灯泡导线电池开关实际电路灯泡R导线电池开关SRSUS电路模型主要有电压、电流、电荷、磁通、电功率、电能量等。它们分别用U、I、Q、分别表示。1.2电流和电压的参考方向一、电路中的主要物理量带电质点的有规则的定向运动。电流：虽然人们看不见摸不着它，但可通过电流的各种效应(譬如磁效应、热效应)来感觉它的客观存在，这是人们所熟悉的常识。所以，毫无疑问，电流是客观存在的物理现象。为了从量的方面量度电流

3、的大小，引入电流强度的概念。单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度。电流强度用i(t)表示，即：1.电流(current)：电流强度定义说明图1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6A单位：A（安培）kA、mA、Ai<0电流的参考方向与实际方向的关系：规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向i>0i参考方向实际方向ABi参考方向实际方向AB1.用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。2.用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。iBA2.电压两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电

4、荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，如图所示。用数学式表示，即为定义电压示意图式中dq为由a点移至b点的电荷量，单位为库仑(C);dw是为移动电荷dq电场力所做的功，单位为焦耳(J)。电位、电压的单位都是伏特(V),1V电压相当于移动1C正电荷，电场力所做的功为1J。在电力系统中嫌伏特单位小，有时用千伏(kV)。在无线电电路中嫌伏特单位太大，常用毫伏(mV)、微伏(μV)作电压单位。从电位、电压定义可知它们都是代数量，因而就有参考方向问题。电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。但在复杂的电路里或在交流电路里，两点间电压的实

5、际方向是经常改变的，这给实际电路问题的分析计算带来困难，所以也要对电路中两点间电压设出参考方向。电压参考方向有三种表示方式：(1)用箭头：(2)用正负极性：(3)用双下标：ABUABUABU+ABU>0<0U+实际方向参考方向U+–参考方向U+–+实际方向电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，任一点到参考点的电压称为该点的电位。用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。3.电位：关联参考方向非关联参考方向4.关联参考方向i+-U+-iUABABi＋－U例：电压电流参考方向如图中所标，问对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？答：A电压、

6、电流参考方向非关联；B电压、电流参考方向关联。注意：参考方向必须在图中相应位置标注，在计算过程中不得改变。(2)参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。同电流一样，两点间电压数值的正与负是在设定参考方向的条件下才有意义。电位与电压的区别是什么？要讨论电位，必须在电路中选择一个参考点，令参考点电位为零，电位值是相对的，参考点选取不同，各点电位会随之变化。电压是电路中两点间电位差，电路中两点间电压是固定的，不随参考点变化而变化。所以各点的电位高低是相对的，而两点间的电压是绝对的。物理中对基本物理量规定的方向电路基本物理量的实际方向物理量实

7、际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV注意：它们是标量，规定方向是为了便于电路的计算。单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率，以符号p(t)表示。功率的数学定义式可写为:式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。1瓦功率就是每秒做功1焦耳，即1W=1J/s。1.3电功率和能量一：电功率电流的参考方向设成从a流向b,电压的参考方向设成a为高电位

8、端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移动到b点的正电荷量为dq,a点至b点电