[工学]大学电路第五版

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1、第一章电路模型和电路定律电路和电路模型电流和电压的参考方向电功率和能量电路元件电阻元件电压源和电流源受控电源基尔霍夫定律8/29/20211提要重点：电压和电流的参考方向电路元件特性基尔霍夫定律难点：吸收功率、发出功率的判断8/29/20212§1-1电路和电路模型一、实际电路(electriccircuits)1.实际电路：为实现特定目的而设计的，由电路器件的相互连接形成的电流通路装置。2.电路部件：(component)电源(Activeelements)——产生电信号。负载(Passiveelements)——用电设备。3.电路的作用：电能（电信号)的转换、传输、分配。

2、8/29/20213实际电路举例例一水力发电站例二集成电路板8/29/20214二、电路模型(circuitmodel)1.理想电路元件(Idealcircuitelements）：定义出来的具有单一的电磁性质和确切的数学模型的理想电路元件。特点：抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性。几种基本的电路元件：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。8/29/202152.电路模型(Idealcircuitelements）：在一定的工作条件下,按不同的精

3、度要求，由理想元件及其组合来模拟实际电路元件、与实际电路具有基本相同的电磁性质，称其为电路模型。导线电池开关灯泡＋－USR0RL模型一＋－USRL模型二例如：手电筒电路8/29/20216说明1:同一实际电路在不同条件下，其抽象理想电路模型不同。例如：一个电感线圈直流交流不计损耗交流考虑损耗高频交流考虑容性效应说明2:电路模型应为计算精度与计算量的折中。8/29/20217§1-2电流和电压的参考方向1.电流(Current):单位时间内通过导体截面的电荷量。电流形式有：直流电流：directcurrent(dc)交流电流：alternativecurrent(ac)Andr

4、e-MarieAmpere安培(1775-1836)本节介绍电路的基本物理量：电流、电压。单位：安培（A）8/29/20218电流的参考方向Assigningreferencedirections电流的实际方向：规定为正电荷移动的方向。电流实际方向用虚线箭头标出。＋－USR1R2R3R4ii1i3i2i4电流方向？电流的参考方向：人为选定的一个方向。用实线箭头或双下标表示。R5ab如图中R5支路的电流参考方向选择为由a流向b,也可记为：iab(iab=i5)i58/29/20219引入参考方向后，电流成为代数量。ab(a)i>0ab(b)i<0小结：引入参考方向后，电流绝对值

5、符号大小实际方向参考方向实际方向ii8/29/2021102.电压（Voltage）：单位正电荷从电路中一点移至另一点时电场力做功的大小。AlessandroAntonioVolta伏特(1745-1827)电压的参考方向（referencedirection）人为选定的一个方向。用实线箭头、双下标、正负极号表示。引入电压的参考方向之后，电压亦成为代数量。不再赘述。单位：伏特（V）8/29/202111(1)电位(potential)：电路中为分析方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。参考点的电位则为零，所以参考点也称为零电位点。(2)电动势

6、(electromotiveforce)：外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。补充8/29/202112关联参考方向与非关联参考方向在同一段电路上，其电流和电压的参考方向可以选择相同——关联参考方向可以选择相反——非关联参考方向ab(a)关联参考方向uiab(b)非关联参考方向ui8/29/202113§1-3电功率和能量1.电功率(Power):单位时间内电场力所做的功。一般电路中：P=UI直流电路中：JamesWatt瓦特(1736～1819)本节介绍电路的复合物理量：电功率、电能量。8/29/202114※发出电功率、吸收电功率的

7、判定——由电流、电压实际方向关系判别(a)u,i实际方向相同——电场力做功——元件A吸收电功率。(b)u,i实际方向相反——外力做功——元件A发出电功率。Au＋○＋q＋－Au＋○＋q＋－8/29/202115※在参考方向之下，电路吸收或发出功率的判断<1>关联参考方向abuiP=ui吸收功率Powerabsorb＞0，实为吸收＜0，实为发出<2>非关联参考方向abuiP=ui发出功率Powersupply＞0，实为发出＜0，实为吸收8/29/202116abAu1＋－2.电能：功率的积分值单位：焦耳（J