1、直流直流电路电路 电路的电路的基本概念基本概念和和基本定律基本定律是电工技术和电子是电工技术和电子技术的基础。技术的基础。本章主要介绍电路的本章主要介绍电路的基本概念、基本物理量和基本概念、基本物理量和基本定律基本定律，如电路模型、电压和电流的概念及其参，如电路模型、电压和电流的概念及其参考方向，定义电阻、电容、电感、独立电压源和独考方向，定义电阻、电容、电感、独立电压源和独立电流源等理想电路元件并讨论其属性，欧姆定律、立电流源等理想电路元件并讨论其属性，欧姆定律、基尔霍夫定律及其在电路分析中的应用。基尔霍夫定律及其在电路分析中的应用。1.1 电路模型电路模型一、电路的组成一、电路的组成 电路
2、：电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。组成：组成：电源、负载和中间环节。电源、负载和中间环节。220V开关开关S镇流器镇流器L启辉器启辉器日光灯管日光灯管R日光灯实际电路日光灯实际电路二、电路的作用二、电路的作用 1.实现电能的传输、分配和转换。实现电能的传输、分配和转换。2.完成信号的处理和传递。完成信号的处理和传递。实际电路的实际电路的分析方法分析方法 用仪器仪表对实际电路进行测量，用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为把实际电路抽象为电路模型电路模型，用电
3、路，用电路理论进行分析、计算。理论进行分析、计算。一、一、理想电路元件理想电路元件 实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。例如：一个线圈在有电流通过时例如：一个线圈在有电流通过时R L 消耗电消耗电能能（电阻性）（电阻性）产生产生磁场磁场储存磁场能量储存磁场能量（电感性）（电感性）忽略忽略R R 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的
4、次要因素而突出其主要电磁性质，常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成把它看成理想电路元件理想电路元件。理想电路元件理想电路元件L i+u 将实际电路中的元件用将实际电路中的元件用理想电路元件理想电路元件表示，表示，称为实际电路的称为实际电路的。220V开关开关S镇流器镇流器L启辉器启辉器Q日光灯管日光灯管R实际电路实际电路s R Lus+-电路模型电路模型二、电路模型二、电路模型一、电流定义一、电流定义 带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义单位时间内流过导体截面的电荷量定义为电流强度。
5、为电流强度。dtdqi 二、电流的单位二、电流的单位A（安培）、（安培）、mA(毫安）、毫安）、A（微安）（微安）三、电流的实际方向三、电流的实际方向 正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。(客观存在）客观存在）Riab电流的方向可用箭头表示电流的方向可用箭头表示,也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示()abi一、电位一、电位定义：定义：电场力把单位正电荷从一点移到电场力把单位正电荷从一点移到参考点参考点所做所做 的功。的功。单位：单位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）（电路中电位（电路中电位参考点：参考点：接地点，接地点，Vo=0）二、电压二、电压电场力把单位正
6、电荷电场力把单位正电荷从一点移到另一点所从一点移到另一点所做的功。做的功。qAuddab baabVVu 单位：单位：定义：定义：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）实际方向：实际方向：由由高高电位端电位端指向低指向低电位端电位端也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示()，abuRuab也可用也可用+，-号表示。号表示。电压的方向可用箭头表示电压的方向可用箭头表示,+u -定义：定义：电源力把单位正电荷从电源力把单位正电荷从“-”极极板经电源内部移到板经电源内部移到“+”极板所极板所做的功。做的功。qAedd 单位：单位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、
7、mV(毫伏）毫伏）实际方向：实际方向：由由低低电位端电位端指向高指向高电位端电位端电动势的方向用电动势的方向用+，-号表示，号表示，R+IEU+-也可用箭头表示。也可用箭头表示。U=E 在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、的大小，还要的大小，还要这些量在电路中的这些量在电路中的。在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能来。因此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能事先确定。事先确定。为了解决以上的问题，在分析电路之前，为了解决以上的问题，在分析电路之前，在复
8、杂电路分析中，必须列写电路方程，但不在复杂电路分析中，必须列写电路方程，但不知道电压、电流、的方向就写不出电路方程。知道电压、电流、的方向就写不出电路方程。电流的实际方向：电流的实际方向：正电荷运动的方向正电荷运动的方向(客观存在）客观存在）电流的参考方向：电流的参考方向：实际方向（实际方向（2A）参考方向参考方向（参考方向参考方向与与实际方向实际方向相同）相同）A)2(0 II实际方向（实际方向（2A）参考方向参考方向（参考方向参考方向与与实际方向实际方向相反）相反）A)2(0II电压实际方向：电压实际方向：由由高高电位端电位端指向低指向低电位端电位端(客观存在）客观存在）电压的参考方向：电
9、压的参考方向：AB如果如果A、B的实际电位为：的实际电位为：V2 V6BAVVUU=4 VABUU=-4 V电源两端的电压电源两端的电压电动势正方向表示电位电动势正方向表示电位升升电压正方向表示电位电压正方向表示电位降降EUV5BA VVUV5 EEU EUV5AB VVUEU ABABV5 E结论：结论：当当电压的参电压的参考方向与电动考方向与电动势的参考方向势的参考方向相反时相反时EU 当当电压的参电压的参考方向与电动考方向与电动势的参考方向势的参考方向相同时相同时EU 1.i、u、e 的参考方向可任意假定。但的参考方向可任意假定。但一经选定一经选定，分，分析过程中析过程中不应改变不应改变
10、。2.电路中标出的方向一律指参考方向。电路中标出的方向一律指参考方向。3.同一元件的同一元件的 u、i 同方向，称为同方向，称为关联参考方向关联参考方向。IRU+IRU+或或IRU+IRU+或或关联关联参考方向参考方向非关联非关联参考方向参考方向1.4 功率功率功率功率是电场力在单位时间内所做的功。是电场力在单位时间内所做的功。当电阻元件电流和电压当电阻元件电流和电压的参考方向关联情况下，电的参考方向关联情况下，电阻阻吸收的电功率吸收的电功率为：为：tdWpd IRU+关联参关联参考方向考方向UIP 电阻在电阻在t 时间内消耗的电能时间内消耗的电能：ptW 1kWh（1千瓦小时称为千瓦小时称为
11、1度）度）若若 P 0，电路实际，电路实际吸收吸收功率，元件功率，元件为负载为负载；若若 P 0 吸收吸收P 0 吸收能量吸收能量P 0 吸收能量吸收能量P 0 释放能量释放能量例例1.3 电容元件及其参考方向如图所示，已知电容元件及其参考方向如图所示，已知u=-60sin100t V，电容储存能量最大值为，电容储存能量最大值为18J，求电容，求电容C的值及的值及 t=2/300 时的电流。时的电流。1860 212 CiC u+-解：解：电压电压 u 的最大值为的最大值为60V，所以，所以F103600366036 22 CA100cos60d)100sin60(d01.0 ddttttuCi 时时 3002 tA302160 32cos60 i
