电路分析 第1章 电路的基本概念和定律

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1、电路分析主编吴安岚副主编智贵连编写组：吴安岚智贵连姬昌利李博森中国水利水电出版社2009、9、版内容简介本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计算”及“重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于应用型本科及高职高专电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。第1章　电路的基本概念和定律1.1电路与电路模

2、型1.2电流、电压及其参考方向1.3基尔霍夫定律1.4欧姆定律及有源二端网络的伏安关系式1.1电路与电路模型电路是电荷流通的路径，是为了某种需要由电工设备或元件按一定方式组合而成的通路。多元件组成的电路又称为网络，许多网络连接在一起称为电路系统。1.1电路与电路模型1.1.1电路的分类电路按功能不同可以分为两大类：第一类是生产、传输、分配和使用电能；另一类是变换、控制和处理电信号。电路按其特性不同还可分为高压电路和低压电路；恒定电流电路和变动电流电路；稳态电路和暂态电路；线性电路和非线性电路；模拟电路和数字电路；集总参数电路和分布

3、参数电路等等。1.1.2电路的组成电路的组成包括电源、负载和中间环节三部分。电源用来提供电能，它将其它形式的能量转换成电能或将一种电能转换成另一种电能。中间环节是电源和负载之间的变换、传输、控制装置。负载是消耗电能的装置，它将电能转换成光能、热能、机械能和化学能。1.1.3由理想电路元件组成电路模型实际电路中的各种元器件，其电能的消耗和电场能、磁场能的储存交织在一起，使电路计算复杂。因此在一定条件下，可以忽略这些元器件的次要性质，仅讨论它们单一的主要电磁性能，并用一个准确的数学表达式来描述其主要电磁性能，使电路计算简单明确。这种用

4、一个准确的数学表达式来描述其主要电磁性能的元器件就称为理想电路元件。若将实际电路使用的各种元器件用理想电路元件来替代，并用理想导线连接起来，就组成了原实际电路的电路模型，那么对电路模型进行计算就纳入了准确的数学范畴。电路计算的对象是电路模型，不是实际电路。常见的五种理想元件实际电路中的各种元器件，其电能的消耗和电场能、磁场能的储存交织在一起，使电路计算复杂。因此在一定条件下，可以忽略这些元器件的次要性质，仅讨论它们单一的主要电磁性能，并用一个准确的数学表达式来描述其主要电磁性能，使电路计算简单明确。这种用一个准确的数学表达式来描述

5、其主要电磁性能的元器件就称为理想电路元件。电阻电感电容理想电流源理想电压源1.2电流、电压及其参考方向1.2电流、电压及其参考方向1.2.1电流及其参考方向电路电荷的定向移动形成电流，电流是一种物理现象，也是电流强度的简称，用符号表示，常用单位为安培（A）。电流是通过导体横截面的电量与通过这些电量所用时间的比值。即电流不随时间变化时其大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，若电流随时间变化，则应用高等数学导数的概念来定义电流更准确。习惯上将正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。在分析复杂电路时，事先难以判定某路径中电流的实际方向

6、，可任意假定某一方向作为电流的参考方向，用箭头或双下标表示。在图1—4中，(a)电流的参考方向向右；(b)电流的参考方向由前下标a点流向后下标b点；(c)(d)电流的实际方向向左。图1—5是“理想电流源”的图形符号，其主要电磁性能是输出确定的已知电流。理想电流源是一个二端元件（有两个端子与外电路相接），无论在它的输出端ab以外接什么样的电路，它输出的电流恒等于它的确定电流值或确定的时间函数。品质优良的光电池在一定工作范围内其性能接近于理想电流源。1.2.2电压、电位、电动势及其参考方向一、电压与电位图1—6（a）人用力推动小车向前

7、运动要对小车做功，同理,图1—6（b）电场力f推动正电荷⊕从a点移动到b点，也要对正电荷做功，同时将电能转变为其它形式的能。电荷在电场中从a点移动到b点时，电场力所做的功W与它移动的电荷的比值称为a、b两点间的电压，用符号　表示，常用单位为伏特（V）。若电压随时间变化，则应用高等数学导数的概念来定义电压更准确。电路中任选一点为参考点，如图1—6（b）中选“0”点为参考点，参考点用“”表示。电路中a点的电位就是该点与参考点0之间的电压。参考点0的电位假设为零，电系统中一般选设备外壳或接地点作为参考点。高于参考点的电位是正电位，低于参

8、考点的电位是负电位。电路中某点的电位是个相对量，因为电位参考点0可以任意选取，参考点发生变化，电路中各点的电位也要随之变化。电压也可以用电位来表述：电路中两点间的电压就是这两点间的电位之差。电压的实际极性是高电位点为正极、低电位点为负极；电压的实际