大工秋《电路理论》辅导资料一

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1、大连理工大学网络教育学院电路理论辅导资料一主题：电路模型与基尔霍夫定理的辅导文章——电路和电路模型、电路分析的基本变量、电阻元件与独立电源、基尔霍夫定律学习时间：2010年10月18日－10月24日内容：本章从建立电路模型，认识电路物理量等最基本的问题出发，重点讨论电压、电流的参考方向。电路吸收功率和提供功率的概念，理解电源的概念，基尔霍夫定律等。这些概念和定律是电路理论的核心内容。在电路分析中起到至关重要的作用。一、学习要求1了解建立电路模型的意义。2理解电路基本物理量的概念。3掌握电压、电流

2、参考方向、关联参考方向以及电路吸收功率和提供功率的概念。4掌握电路基本元件的特性。5掌握基尔霍夫电流定律和电压定律及其在电路中的应用。二、主要内容：我们这周主要学习第1章电路模型与基尔霍夫定理的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对电路模型与基尔霍夫定理相关知识的理解。一、电路和电路模型1.电路在现代工程实践活动中，随处可以见到电路。电路就是指电流的通路。各种工程电路的开发和应用极大地促进了社会生产力的进步。很难想象，一个没有电或电路的世界会是怎样的一个世界。电早已和社会生产及人们生活密不

3、可分。即使是短暂的意外停电或事故，也可能会给生产、生活、通信乃至社会稳定产生重大负面影响。大到电力系统，小到集成电路，它们的设计和应用无一例外地要涉及电路理论知识。2.电路模型实际电路种类繁多，功能各异。电路理论既然是研究电路的普遍规律，那么就需要建立电路模型，即把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化了的电路。也就是说电路理论的研究对象是电路模型而非各种分门别类的实际电路。本课程重点研究的是集中参数电路模型，它由各种具有单一电磁特性的理想化的电路元件组成。用这些理想化的电路元件可以代表实际电

4、路器件、装置和设备的主要电磁特性。集中参数电路模型：由若干理想化电路元件组成的，用于反映实际电路主要电磁特征的电路模型，称为集中参数电路模型。其中每一种电路元件只表示单一的电磁特性。例如用电阻元件表示消耗电能；用电容元件和电感元件分别表示电场储能和磁场储能；用互感元件表示磁耦合的存在；用电压源和电流源分别表示以确定的电压和确定的电流向电路提供电能。二、电路分析的基本变量在电路问题分析中，主要关注的物理量是电流、电压和功率。第55页共55页大连理工大学网络教育学院1.电流电流定义为单位时间内通过某

5、横截面的电荷量。即电流是有方向的物理量，其真实方向规定为正电荷移动的方向。但在计算复杂电路时，通常难以确定电流的真实方向。因此需要人为规定电流的流向，即电流的参考方向。规定了参考方向后，电流便是代数量，其符号仅表示参考方向与真实方向是一致还是相反。在参考方向下：，说明电流的参考方向与真实方向一致。，说明电流的参考方向与真实方向相反。参考方向的表示：（见图1-1）aib图1-1电流的单位有A(安)，mA（毫安），μA（微安）等。1mA=10-3A1μA=10-6A2.电压与电位电路中两点间的电压等

6、于单位正电荷从高电位点移动到低电位点时，电场力所做的功，即(：直流电压)电路中，电位是指电场力把单位正电荷从电路的一点移到参考点所做的功。参考点：指定电路中某一点为参考点，参考点的电位为零。电压可用电位差来表示，即电路中任意两点间电压等于两点间电位之差。电压也是有方向的物理量，其真实方向是电压降的方向，也就是从高电位指向低电位的方向，即高电位端到低电位端。在列写电路方程时，也要规定电压的参考方向。在参考极性下：，说明电压的参考极性与真实极性一致。，说明电压的参考极性与真实极性相反。电压参考方向的

7、表示方式（见图1-2）：auabb+-图1-2电压的单位有V(伏)，mV（毫伏），KV（千伏）等。说明：第55页共55页大连理工大学网络教育学院电路中某点电位的高低随参考点的不同而不同，而两点间的电压不随参考点的不同而改变。3.关联参考方向为了分析电路方便起见，常常把元件或一段支路上的电流与电压的参考方向取为一致，称为关联参考方向，如图1-3所示。反之，称为非关联参考方向。uiba+-图1-3这样，在电路中只需标出电压的参考方向，电流的参考方向就自然确定了，反之亦然。4.功率功率是元件或电气设备

8、进行能量转换或传输速率的一种度量。额定功率是许多电器件或设备的重要参数，因此必须掌握功率的计算。（1）定义：单位时间内电路所吸收的能量，称为这部分电路吸收的功率。（2）功率计算对于一段电路或元件，其吸收的功率用下式表示：当、为关联参考方向时，当、为非关联参考方向时，计算结果：若，表示吸收功率；若，表示发出功率。（3）单位：瓦特（W），毫瓦（mW），千瓦（KW）等。三、电阻元件与独立电源1.电阻元件（线性电阻）在线性电阻上电压与电流服从欧姆定律，即电压与电流成正比。在关联参考方向下，其方程为在非关