電路的基本概念和定律

第一章電路的基本概念和定律第一章電路的基本概念和定律§1－1電路和電路模型§1－2電流和電壓的參考方向§1－3電阻元件§1－4電壓源和電流源§1－5功率§1－6基爾霍夫定律

本章介紹電路模型的概念，電壓、電流參考方向的概念，電阻、電壓源和電流源等電路元件。還將學(xué)習(xí)基爾霍夫定律，它是集總參數(shù)電路的基本定律，包括電流定律和電壓定律。內(nèi)容提要：§1－1電路和電路模型負(fù)載電源電池?zé)襞莺?jiǎn)單的實(shí)際電路導(dǎo)線UsIRU+_電路模型Rs§1－2電流和電壓的參考方向電路中物理量的正方向：實(shí)際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。假設(shè)正方向（參考方向）：在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。物理量的實(shí)際正方向電流和電壓參考方向的表示方法iRuabus+_abu_+正負(fù)號(hào)abuab（高電位在前，低電位在后）

雙下標(biāo)箭頭uab電壓abiR電流箭頭雙下標(biāo)iab(方向由a指向b)電路分析中的參考方向問(wèn)題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？電流方向AB？電流方向BA？IRUs1ABRUs2++__(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決方法(3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。(2)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；解:(1)當(dāng)t＝2ms時(shí)，u＝2v實(shí)際方向與參考方向相同；當(dāng)t＝14ms時(shí)，u＝－2v實(shí)際方向與參考方向相反

例1-1u（a）電壓參考方向t＝2ms和t＝14ms時(shí)的電壓？t＝5ms和t＝12.5ms時(shí)的電壓？

(2)當(dāng)t＝5ms時(shí)，u＝2v實(shí)際方向與參考方向相同；當(dāng)t＝12.5ms時(shí)，u＝－1v實(shí)際方向與參考方向相反；(1)電流和電壓的參考方向可任意選定，但一旦選定后，在電路的分析和計(jì)算過(guò)程中不能改變。

在以后的解題過(guò)程中，注意一定要先假定“參考方向”(即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列方程計(jì)算。缺少“參考方向”的物理量是無(wú)意義的。電流和電壓參考方向的幾點(diǎn)說(shuō)明(2)引入電流和電壓的參考方向后，當(dāng)電流和電壓為時(shí)間的函數(shù)時(shí)，若某一時(shí)刻由函數(shù)所確定的電流或電壓的值為正，則表示在該時(shí)刻的實(shí)際方向與參考方向一致，反之，若由函數(shù)所確定的值為負(fù)，則表示該時(shí)刻的實(shí)際方向與參考方向相反。(3)如果指定的電流參考方向從電壓的參考方向“＋”極性端流入，從“－”極性端流出，或都用箭頭表示時(shí),它們的參考方向一致，這種電流和電壓的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)兩者不一致時(shí)，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。

iRuRab非關(guān)聯(lián)參考方向+_

iRuRab關(guān)聯(lián)參考方向+_為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把i與u的參考方向取關(guān)聯(lián)參考方向。伏-安特性iuui線性電阻非線性電阻電阻R（常用單位：、k、M）§1－3電阻元件Riu_+注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明參考方向。歐姆定律Rui+_uRi+_1.電壓源:特點(diǎn)：(1）輸出電壓不變，u(t)=us(t)

us(t)為電壓源的電壓（2）電源中的電流由外電路決定。ius+_abu直流電壓源的伏安特性iuUs0§1－4電壓源和電流源2.電流源特點(diǎn)：（1）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流iS,即i(t)=is(t)

iuIS直流伏電安流特源性（2）輸出電壓由外電路決定。abiuabis電流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):Is=1AR=10

時(shí)，U=10

V。R=1時(shí)，U=1

V。則:例1-2電壓源中的電流如何決定？電流源兩端的電壓等于多少？原則：Is不能變，Us不能變。解：電壓源中的電流I=Is電流源兩端的電壓Uab=IR-UsIsIUs

R_+abUab=?例1-3§1－5功率aiRub功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為

u,流入此部分電路的電流為i，則這部分電路消耗的功率為:功率有無(wú)正負(fù)？如果UI方向不一致結(jié)果如何？在u、駱i取關(guān)聯(lián)解參考婆方向的前著提下飄，乘積諸“u就i”貿(mào)表示楚元件賴吸收董的功豬率：iRuab“吸柄收功暑率”（負(fù)歉載）“發(fā)后出功紅率”（電慨源）若p=ui0若p司=浪ui0iuab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系p（吸收）=p（發(fā)出）在u、徑i取非關(guān)程聯(lián)參呈考方筒向的前唯提下敬，乘積愿“u山i”龜表示票元件僅發(fā)出浪的功潮率：iRuab“吸添收功侍率”（負(fù)掠載）“發(fā)耗出功諸率”（電扛源）若p=ui0若p盒=饒ui0iuab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系p（吸收）=p（發(fā)出）求各傻元件炕功率解：筆圖（洲a）娛中電螞壓和貢電流刷參考果方向纖相反揀，電流安源發(fā)勒出的欄功率閃：pIs=U等Is＝5蝕×7蒜＝3擦5w例1拍-4圖（妙b）梅中電驅(qū)壓和恰電流犧參考瞧方向療關(guān)聯(lián)倉(cāng)，輸電壓雄源吸彩收的赤功率旨：pUs=UsI＝3潛×6題＝1休8w(b)3V6A5V7A(a)圖(筑c)狐中電紹流源崇上電喊壓和括電流辨參考挎方向好非關(guān)閉聯(lián)，電流揭源發(fā)溜出的恩功率雪：pIs=UsIs（電魯流源田兩端崗電壓蜜為Us）電壓憶源上猶電壓殲和電贊流參殃考方章向關(guān)鑄聯(lián)，繭電壓承源吸呈收的淘功率河：pUs=UsIs（電覺(jué)壓源阿中流辟過(guò)的禁電流猛為Is）驗(yàn)證濕能量挎守衡p（吸坐收）=p（發(fā)樹(shù)出）UsIs(c)§1－渾6基爾來(lái)霍夫盈定律用來(lái)惡描述功電路潑中各慘部分塌電壓皺或各霞部分宣電流計(jì)間的騾關(guān)系懷，其曲中包世括基爾癥霍夫電流定律（K扯CL田)和基爾藥霍夫電壓定律(K放VL私)兩個(gè)碗定律粗。名詞扔注釋撞：節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路：電路中每一個(gè)分支回路：電路中任一閉合路徑支路敏：ab、ad、…氏.院..（共井6條何）回路呢：ab炸da、bc否db、…成..地.（共沙7鉗個(gè)）節(jié)點(diǎn)江：a、b、…纖.稅..(共謎4個(gè)淋）i3us4us1_+R3R6+R4R5R1R2abcdi1i2i5i6i4-(一催)基虜爾霍冷夫電免流定由律(K鳴CL噸)i1i2i3i4基爾猛霍夫電流掀定律嶺的依據(jù)：電蠟流的梨連續(xù)姥性。在集纏中電靜路中耀，任孕何時(shí)吳刻，爪對(duì)任傍何節(jié)齡點(diǎn)，黎所有辱支路辨電流粘的代眨數(shù)和箱恒等悔于零鋤?；蚺谡哒f(shuō)菠，在岸任何毀時(shí)刻袍流入攔節(jié)點(diǎn)箱的電寺流等松于由隊(duì)節(jié)點(diǎn)其流出牲的電劍流。i=0即：或：KC棟L還蜓可以睡推廣蘆到包儲(chǔ)圍有沃幾個(gè)揪節(jié)點(diǎn)揀的閉錦合曲潛面。i1+i2=i3i=0基爾各霍夫電流托定律潑的推演廣i=?i1i2i3us2us3us1+_RR1R+_+_R(二蛇)基駁爾霍幻玉夫電男壓定如律(K燙VL傲)例如練：回路a-d-c-a電位升電位降在集敗中電諸路中僻，任巧何時(shí)挨刻，提沿任養(yǎng)一回鉗路內(nèi)繞所有匆支路攝或元插件電限壓的亦代數(shù)牌和恒飾等于授零。即：或：i3us4us1_+R3R6+R4R5R1R2abcdi1i2i5i6i4-有源多支路楊的歐桃姆定譯律us+_baiuabR反映錦了有襯源支端路兩活端電閉壓與塵電流隙的關(guān)襪系U2=?例1槍-5解：U2=－牙Us2+I準(zhǔn)R1+Us1=－富2+破1×擺4＋磨4＝市6VU110V4V2V4Ω2Ω25ΩU2I1Us1R1Us2R3R2I2II=變I1+I2=1繳+0才＝1皮A例1后-6I1I2I10Ω5Ω20Ω+50V-50VAI=?解：根據(jù)禮KC演L,另由節(jié)內(nèi)點(diǎn)A屯可得I1+I2=I得UA＝－區(qū)14戴.3紙V救I=馳－0收.7唉15駐A++-+-U