复习:参考方向关联参考方向欧姆定律电压源电流源功率的计算例2：(1)电感元件的记忆性：表明t时刻的电流是
（-?，t）期间的电压值的积累，即与电压的历史有关，具有记忆电压的功能，是记忆元件。(2)电流表达式的另一种形式定义：为
电感在to时刻的初始电流（初始状态）i(to)反映了to时刻前电感上电压的历史。讨论讨论可正，可负，与电阻不同。4.功率
：5储存的电能：（从t0到t）(2)|i(t)|>|i(t0)|:电感充电，WL>0，储存电能；|i(
t)|<|i(t0)|:电感放电，WL<0，放出电能。(3)电感充电时：储存电能，以电场能量
的方式储存在电感器中?储能元件电感放电时：把储存的能量全部释放，并不消耗电能?无损元件
放出的电能不可能大于吸收的电能?无源
元件例1:有一电感元件，L=0.2H,电流i如图所示，求电感元件两端电压u的波形。解：当时当时24624
O246-0.40.2O电源：提供电路所需的能量或信息的有源元件。电源分类独立源受控源独立电压源（或电压源
）受控电压源受控电流源电压控制电压源（VCVS）电压控制电流源（VCCS）电流控制电流源（CCCS）独立电流源（或电流
源）1.7电压源和电流源电流控制电压源（CCVS）1.电源2.独立源电压源符号特性曲线数学描述单位u=U
s(非时变)u=us(t)（时变）伏特(V)电流源符号特性曲线数学描述单位i=Is(非时变)
i=is(t)（时变）安培(A)电压（或电流）不受其它支路电压或电流控制。sUs3.讨论（1）独立源为有源元
件，一般提供能量。（2）us=0，（3）对于电压源，其上电压与电流（或其它电压）无关；对于电流源，其上电
流与电压（或其它电流）无关。（4）电压源上的电流（或电流源上的电压）取决于外电路。(可正可负，即：电压源可吸收电能，也可放
出电能。)（5）由于独立源不存在u-i约束关系，一般可采用非关联参考方向。对电压源只标电压的大小，方向;
对电流源只标电流的大小，方向。us=0，相当于短路。即：电压为0的电压源相当于短路。
is=0，相当于开路。即：电流为0的电流源相当于开路。ss已知：us=10（V）求：R＝5(Ω)和
10(Ω)时流过电压源的电流i?解：欧姆定律进一步讨论功率吸收功率供出功率例1S已知：is=2
(A)求：R＝5(Ω)和10(Ω)时电流源两端的电压?解：欧姆定律讨论：电流源上的电压由外电路决定.
例2:S求：独立源功率，并说明实际功率？解：欧姆定律表示供出20（W）功率。例4:求：独立源功率，
并说明实际功率？解：欧姆定律表示供出20（W）功率。例3:求：独立源功率，并说明实际
功率？解：吸收20（W）功率。例6:求：独立源功率，并说明实际功率？解：供出20（W）功率。吸收2
0（W）功率。供出20（W）功率。例5:(1)独立源可提供功率，也可吸收功率。(2)分析过程中，参考方向一经确定，
不得更改。讨论1.8受控源独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受
外电路的控制而独立存在的电源。受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时，
受控源的电压或电流也将为零。受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中
其它部分的电流或电压控制的电源。对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算，但要考虑
受控的特性。应用：用于晶体管电路的分析。受控源的分类：受控源的电压（或电流）受其它支路电压或电流控制。受控源受
控电压源受控电流源电压控制电压源（VCVS）电压控制电流源（VCCS）电流控制电流源（CCCS）电流控制电压源（CCVS
）受控源的符号：名称电路模型数学模型控制系数单位(1)受控源属于电源的一种，分析中通常可参照独立源方法处理。
压控压源VCVS流控压源CCVS压控流源VCCS流控流源CCCS讨论μrgα无欧姆(Ω
)西门子(S)无(2)分析时不得丢失控制量。已知：us=10(V)，R1=1(KΩ)，R2=100(Ω)，r=0.2(Ω)
求：i2?解：解题思路(1)本例图中未标出uR1的参考方向，一般认为采用的关联参考方向。讨
论例1:R1i1+-i2?i1+_R2us+_uR21.9基尔霍夫定律支路：电路中的每一个
分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。
网孔：内部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1123例1：支路：a
b、bc、ca、…（共6条）回路：abda、abca、adbca…（共7个）结点：a、b、c
、d(共4个）网孔：abd、abc、bcd（共3个）adbcE
–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I下一页总目录章目录返回上一页第1章电路模
型和电路定律主要内容：电路和电路模型电路的基本物理量及其参考方向电阻、电感、电容元件电功率的计算电压源和电流源受控源
基尔霍夫定律1.1电路和电路模型(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信
号的传递与处理放大器扬声器话筒1.电路的作用电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。
发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线2.电路的组成形式一：
电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压
器电灯电动机电炉...输电线直流电源直流电源:提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源:提供信
号形式二：放大器扬声器话筒电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
3.电路模型手电筒的电路模型为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件
或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。例：手电筒R+RoE–S+U–I电池
导线灯泡开关手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件
等。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关电池是电源元件，其参数为电动势
E和内阻Ro；灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计
，认为是无电阻的理想导体。开关用来控制电路的通断。今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件
都用规定的图形符号表示。1.2电路的基本物理量及其参考方向物理中对基本物理量规定的方向1.电路基本物理
量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低
的方向)高电位?低电位单位kA、A、mA、μA低电位?高电位kV、V、mV、μVkV、V、
mV、μV(2)参考方向的表示方法电流：Uab双下标电压：(1)参考方向IU+_在分析与计算
电路时，对电量任意假定的方向。Iab双下标2.电路基本物理量的参考方向aRb箭标abRI正负极性
+–abUU+_实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负
值。(3)实际方向与参考方向的关系注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。若I
=5A，则电流从a流向b；例：若I=–5A，则电流从b流向a。abRIabRU+–
若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。电压与电流的参考方向
一致时，称电压、电流为关联参考方向。电压与电流的参考方向相反时，称电压、电流为非关联参考方向。(4)关联参考方向例1：a
bU+–abU+–II+5V--2A关联参考方向非
关联参考方向-5V+-2A对A是关联参考方向不是关联参考方向对BA
I1BI2+U-例2：(5)功率的计算u、i参考方向相同，p=uiu、i参考方向不同，p=-ui
p?0吸收功率p?0发出功率
(6)能量求实际功率.P=4×1=4WP=-4×2=-8W(实际吸收4W)(实际供出8W)例1求电流I3.
解：例2I3当构成电路的器件及电路本身的几何尺寸<<电磁波波长时，电磁波沿电路传播的时间几乎为０。在任何时刻：
1.集总元件：流入二端元件的一个端子的电流＝流出另一个端子的电流；两个端子之间的电压为单值量。注意：如果无特殊说明，本
课程研究的元件均为集总元件。1.3电路元件将元件看成具有一个或多个对外可测端子的黑箱,不关心其内部特性，只关心其外部特性。
外部特性的表示形式：u–i关系(或q－u;Φ-i)（1）数学公式如u=Ri（2）特性曲线如黑
箱：2.电路元件的表征与意义1.3电路元件电阻元件:在任意时刻t，能以u-i关系表征的二端元件。电容元件:在任意
时刻t，能以q-u关系表征的二端元件。电感元件:在任意时刻t，能以Ф-i关系表征的二端元件。线性元件:当上述关系为线性关系
(过原点直线)时，为线性元件，否则为非线性元件。非时变元件:当上述关系不随时间变化时，
为非时变元件， 否则为时变元件。3.三种基本二端元件的外部特性1.3电路元件符号伏安特性（线性）数学描述
任何时刻：u=Ri(欧姆定侓)单位伏特=欧姆×安培(V)(Ω)(A)注意：当采用
非关联参考方向时u=-Ri讨论：（1）开路：Ｒ??；短路：Ｒ＝０。（伏安特性）（3）定义G=1/R为电导，单位为
西门子（S）则i=Gu。（2）若u（或i）为时间函数，形式不变。1.4电阻元件双方向性无记忆
uioiRu+–解：对图(a)有,U=IR例1：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)
有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A功率：
能量：讨论：(1)对于电阻R>0→p>0→W>0 (2)若u，i取非关联参考方向时电阻元件在任何时刻都不能
发出电能?无源元件 (3)吸收电能?消耗?耗能元件放出能量＝吸收能量?不储存能量W＝iRu+
–已知：R=2（Ω），u=5(V)求：i，p.解：解：讨论：(1)i的参考方向不同，其数值有正负之分，但实际
方向不变。(2)i的参考方向不同，但吸收功率总为正(正电阻)，吸收能量为正。例2iRu+–iRu+–
电路模型参考方向关联参考方向电阻元件电功率的计算复习:u=Riu=-RiP=uip=-
uiR:p:电容元件电感元件电压源和电流源受控源基本内容：数学描述q=Cu单位库仑=法拉×伏特
(C)(F)(V)1.电流与电压的关系:(VCR)1.5电容元件表明(1)任何时刻，电流与该时刻的
电压变化率成正比；(2)当u=u0即du/dt=0时，i=0：相当于开路。?动态
元件?“隔直”符号-iu+C库伏特性quoq=-Cu2.当采用非关联参考方向时：1.
5电容元件推导：同除以C：+iuC-求：画出i(t)的波形?例1解：+-us(1)电容元件的记忆
性：表明t时刻的电压是（－∞，t）期间的电流值的积累，即与电流的历史有关，具有记忆电流的功能，是记忆元件。(2)电压
表达式的另一种形式定义：为电容在to时刻的初始电压（初始状态）u(to)反映了to时刻前电容上电流的历史。讨论3.功率
4.储存的电能（从t0到t）讨论可正，可负，与电阻不同。(2)|u(t)|>|u(t0)|:电容充电，WC>0，储
存电能；|u(t)|<|u(t0)|:电容放电，WC<0，放出电能。(3)电容
充电时：储存电能，以电场能量的方式储存在电容器中?储能元件电容放电时：把的能量全部释放，并不消耗电能
?无损元件放出的电能不可能大于的储存电能
?无源元件求：u(t),W(t),p(t)及其波形？解：例2描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场
能量的性质。1.物理意义电感:(H、mH)线性电感:L为常数;非线性电感:L不为常数1.6电感元件电流通过N匝线圈产生(磁链)电流通过一匝线圈产生(磁通)u?+-线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。S—线圈横截面积（m2）l—线圈长度（m）N—线圈匝数μ—介质的磁导率（H/m）2.电流与电压的关系:(VCR)表明(1).任何时刻，电压与该时刻的电流变化率成正比；(2).当i=i0即di/dt=0时，u=0：相当于短路。?动态元件?通直阻交韦伯=亨利×安培(Wb)(H)(A)数学描述?L=Li单位符号+-Li韦安特性?Lo?L=-Li3.当采用非关联参考方向时：推导：u符号-+L下一页总目录章目录返回上一页 |
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