教材 随着电力和通信工程的发展, 电路理论目 前已发展成为具有丰富内 容的学科, 它的理论及方法在许多领域得到了 广泛应用 , 是电子科学技术的重要基础。本课程的特点①本课程有很强的数学特点①本课程有很强的数学特点, 涉及电路模型建立和分析, 把数学与物理紧密的结合在一起。绪 论涉及电路模型建立和②本课程与普通物理有联系, 但专业特色比普通物理更具体, 更直接, 概念也更多 。③本课程作为第一门专业基础课, 与其它专业基础课和专业课相比, 基础性更强。 (1) 首次接触本课程, 虽然学习物理对一些概念有基础, 但大部分概念没接触过。(2) 必须充分重视并且要学好本课程, 为学习其本课程的学习 方法它专业基础课和专业课打好坚实的基础。(3) 为掌握本课程的概念, 必须完成一定量的思考题和练习题。(4) 认真听课并且及时复习是学习本课程的关键。 电阻的串并联第二节本章内 容第一章 恒稳直流电路电路的基本物理量第一节实际电压源与实际电流源第四节基尔霍夫定律第三节支路电流法第五节叠加原理第六节戴维南定理第七节 低频信号发生器的内 部结构 电容器晶体管晶体管电池电阻器运算放大器线圈 实际电路电路原理图手电筒连接电路电路模型 第一节 电路的基本物理量一、 电路1. 定义2. 作用①电能的传输、 分配和转换。②信号的传递共性3. 组成①电源——提供电能的装置。②负 载——将电能转为其它能的用 电装置。③中间环节——控制和保护电路的导线、 开关等。电工设备和器件构成的通路, 又称网络控制和处理建立在相同电路理论基础②信号的传递、 控制和处理。三部分组成 4. 电路模型电路模型电源内 阻电源负 载开关SULRSR10BASE-T wall plate导线导线电池开关灯泡理想电路元件的组合理想电路元件具有某种确定电磁性质的元件电路模型无源理想电路元件有源理想电路元件电阻R、 电感L、 电容C电压源、 电流源 5. 电路分析与电路综合实际电路电路模型分析计算电气特性电路分析电路综合电路综合6. 目 的7. 任务通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性, 从而改进实际电路的电气特性和设计出 新的电路。掌握电路基本概念和电路基本分析方法 电路模型可近似描述实际电路的电气特性。 根据实际电路不同的工作条件以及对模型精确度的不同要求, 用 不同电路模型模拟同一实际电路。 以线圈为例。不同特性的电路。电路模型是由理想电路元件用 理想导线连结而成。不同特性的电路元件按照不同方式连结在一起, 构成环形线圈(a) 线圈图形符号(b) 线圈低频交流模型(c) 线圈高频交流模型它可近似反映实际电路的电气特性。电路模型由实际电路抽象而成, 常用 理想元件及符号 实际电路手手电筒实物连接图电路原理图电路模型 晶体管放放大电路实际电路电路原理图电路模型拓扑结构图 二、 电路的基本物理量电路基本物理量有电压、 电流、 功率、 磁通等,线性电路主要考虑电流、 电压和功率等物理量。1. 电流及其参考方向单位时间内 通过导体横截面的电荷量电流qtdddef方向正电荷运动方向为电流实际方向实际方向RAB实际方向AB实际方向仅有两种qdti )(明确 分类直流电流( I) ——大小、 方向不随时间变化1mA=10-3A1 A=10-6A参考方向交流电流( i ) ——大小、 方向随时间正弦变化单位安培——A( mA、 A )任意设定的电流方向参考方向和实际方向的关系?参考方向和实际方向的关系?问题i参考方向ABi参考方向ABi > 0实际方向i < 0实际方向表明大小正负 ——方向电流是代数量问题 电流参考方向表示①箭头—— 指向为电流参考方向②双下标 i②双下标 iAB——电流参考方向由A指向B电流参考方向由A指向Bi 参考方向ABiAB 参考方向AB注意分析计算电路时, 应先设定电流参考方向, 通常电路中标出 的方向是参考方向。 电压U2. 电压、 电位及其参考方向单位正电荷q 从电路中某点移至另 一点, 电场力所做的功电位V电位V单位正电荷q 从电路中某点移至单位正电荷q 从电路中某点移至参考点, 电场力所做的功dqdWUdef单位电压实际方向电压降低的方向伏特—— V (KV、 MV)电压、 电位关系baabUVV 1MV=106V1KV=103V 问题电路中元件电压的实际方向不易判断, 如何分析计算电路的电压?电压参考方向任意设定的电压方向参考方向U+++––参考方向U+––实际方向+实际方向U> 0U< 0电压参考方向表示①+、 – 极性表示②箭头表示③双下标表示UU+–ABUAB ★ 关联参考方向与非关联参考方向关联参考方向电流从电压 + 流入, 从 – 流出非关联参考方向I电流从电压 – 流入, 从 + 流出UUUU++–I+–试确定元件A、 B电压和电流参考方向是否关联?元件A—— 非关联参考方向答例+–uBAi元件B ——关联参考方向 已知,① 以b为参考点, 求a点电位V Va a和电压U Uba② 以c点为参考点, 再求以上各值。解 ①08cbacaUUVU = V – V = –13VUba= Vb– Va= –13VaUVUac =8V,Ucb=5V ,ba;a例b VV135cb②结论①参考点确定, 各点电位是唯一的。②若改变参考点, 电位改变, 但电压不变。0c VV8acUba= Vb– Va = –13VVb = -5V 已知, 4C正电荷由a点均匀 移动至b点电场力做功8J,由b点移动到c点电场力做功为12J,①以b为参考点, 求a、 b、 c各点电位和电压Uab②以c点为参考点, 再求以上各值。Waba0b①ab、 、 U Ubcabc;解V 2qV 3 qWbccV 2bbaaababUV3ccbbbcbcU例cb②0cV 5qWacaV 3qWbcbV 2baabUV 3cbbcU结论①参考点确定, 各点电位是唯一的。②若改变参考点, 电位改变, 但电压不变。 3. 电能和功率电能W元件在一段时间消耗的能量uidtdtdqddqdWdtdtdWp功率P电能转换的速率功率单位瓦特—— W (KW、 MW)电能单位焦耳—— Juip 1MW=106W1KW=103W ★ 元件吸收、 提供功率的判断( 1) u 、 i 取关联参考方向+-iup = u i若 p>0, 表明元件吸收(消耗) 功率若 p<0若 p<0, 表明元件提供(产生) 功率表明元件提供(产生) 功率+-ui( 2) u 、i 取非关联参考方向p = -u i若 p>0, 表明元件吸收(消耗) 功率若 p<0, 表明元件提供(产生) 功率 试确定电路中各元件吸收或提供的功率。56U6412I2I2I3I1+++++----U4U5U3U2U1-已知:U2= -3V,U4= -4V , U5=7V , U1=1V , U3=8V , U6= -3V,I2 = 1A ,I1=2A , 例+-U3I3= -1A。解提供—0W2111IUP提供—0W6122IUP吸收—0W16133IUP提供—0W4244IUP提供—0W7355IUP吸收—0W3366IUP注意 电路提供功率等于吸收功率 电路如图所示, 试分别计算图中A、 B、 C、 D各元件的功率, 并说明各元件在电路的性质。