第一章 电路的根基概念和根基定律 1.1 电路概论 电路：电流的通路，由各类元器件按必然体例毗连而成。 1.1.1电路的功能和构成 次要功能： 能量的转换、传输和分派；信号的处置和传送。 根基构成： 电源、负载、两头环节（毗连件、节制件等）等。 1.1.2电路模子和抱负元件 抱负元件 表征现实电器元件或设备的次要电磁机能。 类别 名称 次要 电磁机能 电源元件 电压源US 电流源IS 电阻元件 R 无源元件 电感元件 L 储存 能 电容元件 C 储存 电场能 供给电能 耗损电能 电路模子 用笼统的抱负电路元件及其组合近似替代实 际电路元件所形成的模子化电路，可反映现实电路的从 要电磁现象。 电路图：用的电路符号暗示抱负元件。 电路图的根基布局：歧路、结点、回路和网孔等。 1.2 电路的根基物理量 交换（AC）：电流的大小和标的目的随时间变化。 曲流（DC）：电流的大小和标的目的不随时间变化。 1.电流 单元：安培A（mA、μA）；用箭头标注标的目的。 现实标的目的：习惯上为正电荷挪动的标的目的。 2.电压和电位 单元：伏特V（mV、kV）。用箭头或极性标注标的目的。 现实标的目的：习惯上为电场力挪动正电荷的标的目的 参考标的目的（报酬设定）：按参考标的目的计较电流或电压， 计较成果为正/负值，申明参考标的目的取现实标的目的不异/反。 电压（UAB） ：电路中肆意两点（ A点取B点）之间 的电位差。 电位（VA）：电路中某点（A点）到参考点的电压。 参考点是零电位点，一旦选定电路中各点的电位就确 定了。 参考点分歧，电路中肆意两点之间电压不会变化（电 压绝对性），某点电位会变化（电位相对性）。 联系关系标的目的：电流取电压取不异参考标的目的； 非联系关系标的目的：电流取电压取相反参考标的目的。 3.电功率和电能 电能w：电路接收或的电能 （单元：焦耳/J） 电功率p：单元时间内电路接收或的电能 p=ui（单元：瓦/W） 1度电=1kW· h=3.6×106J （现实中电能表丈量用电量） 判别元件是接收功率（耗能） 仍是发出功率（供能） （1）按照元件电压和电流的参考标的目的及其数值正负， 确定其电压和电流的现实标的目的； （2）电压和电流的现实标的目的不异，是供能元件，现实 标的目的相反，是耗能元件。 连系准绳： （1） ∑P接收功率= ∑P发出功率 （2）电阻是耗能元件 1.3 电阻、电感和电容元件 1.电阻元件 电阻R：耗能元件（单元：欧姆Ω、kΩ、MΩ） 电导G：表征导电能力，G=1/R（单元：西门子S） 欧姆定律的两种形式： 电压取电流取联系关系标的目的： u=iR 电压取电流取非联系关系标的目的： u=-iR 2 u 2 p = ui = i R= 电阻功率: R 分类：线性电阻（阻值R为）、非线性电阻 伏安特征（元件电压取电流的关系） 固定电阻的标称系列、色环电阻读取 2.电感元件 电感L：储能元件（单元：亨利H、mH、μH） di 线性电感的伏安特征：u = L dt 1 2 电感电能：W = Li 2 3.电容元件 电容C：储能元件（单元：法拉F、μF、pF） du 线性电容的伏安特征： i = C dt 电容电能：W = 1 2 Cu 2 1.4 电源 电源：将其他形式的能量转换成电能的安拆 1.4.1电压源模子 1.抱负电压源（恒压源，电源内阻 RS=0 ） 伏安特征方程：U=US 2.现实电压源（电源内阻为 RS ） 伏安特征方程： U = U S－IRS 电压源的内阻一般都很小，故现实中不答应电压源 短路，不然会惹起过大的电流而损毁电源。 1.4.2电流源模子 1.抱负电流源（恒流源，电源内阻 Ri →∞ ） 伏安特征方程： I=Is 2.现实电流源（电源内阻为 Ri ） U 伏安特征方程： I = I S－ Ri 电流源的内阻一般都很大，故现实中不答应电流源 开路，不然会惹起过大的电压而损毁电源。 1.5 受控电源 无源元件(非电源)，其电压或电流参数受电路中某电压 或电流节制，当节制量为零，受控源电压或电流参数也为零。 1.6 电路的工做形态 1.通路形态 ∑ US 伏安特征方程全电路欧姆定律： I = ∑R ∑Us是所有电压源电压之代数和，按照电流参考标的目的， 当电流 从某电压源的正极（负极）流出，该电压源值 取 +Us （- Us ）； ∑R是所有电阻值之和。 电气设备额定值：额定电压UN、额定电流IN、额定功率PN 电路的额定工做形态（满载）、过载、欠载（轻载） 金属导线.开路形态 开路电压（空载电压）： U o = U S 2.短路形态 变乱短路、工做短路 1.7基尔霍夫定律 1.基尔霍夫电流定律 KCL定律（描述结点处各歧路电流关系）： 任一霎时，电路中任一结点处所有电流的代数和等于0； KCL方程：∑i＝0 或表述为：任一霎时，流入结点的电流之和必等于流出 该结点的电流之和； KCL方程：∑i进=∑i出 可推广使用于广义节点 （包抄几个结点的封锁面） 2.基尔霍夫电压定律 KVL定律（描述回路上各段电压关系）： 任一霎时，电路中任一闭合回路的各段电压的代数和等 于0； KVL方程：∑u=0 列写KVL方程的方式：先确定回路的绕行标的目的，再计较 回路中各段电压的代数和，若电压参考标的目的取绕行标的目的 分歧，则加上该段电压，反之则减。 可推广使用于任一启齿回路 （正在启齿端设定一个电压） 1.8 电压和电位的计较 1.求电压和电位的根基方式 电压UAB（A起点，B起点） 位VA（A起点，参考点起点） （1）确定求值路径（起点→起点） 路径拔取准绳：元件少、有已知前提、不含电流源。 （2）计较路径上各元件的电压代数和 元件的电压参考标的目的取路径标的目的分歧，加该元件电压， 反之则减。 2.歧路悬空的电路阐发 （1）吊挂歧路：歧路上未标注电流或悬空端也未标注 电位值，申明该歧路开路，歧路电流为零。 （2）若歧路上标有电流或悬空端标有电位值，申明该 歧路取电路图上未画出的部门构成了通路