1、 教教 学学 目目 标标第第1章章 1.理解电路作用与组成部分，掌握电路模型。2.掌握电压和电流参考方向及相关性，理解元件物理性质和外特性。3.掌握欧姆定律，理解电路的工作状态。4.理解基尔霍夫定律并能熟练运用。5.理解电位概念，掌握电源与负载判断，功率平衡。第一节第一节 电路模型电路模型第二节第二节 电路基本物理量电路基本物理量第三节第三节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 第四节第四节 电路元件电路元件 第五节第五节 电路的工作状态电路的工作状态 第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录千里之行，始于足下。千
2、里之行，始于足下。老子老子思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录日常生活人们所接触实际电路很多，如家用电器：电视、洗衣机、电饭煲、微波炉、电磁炉、电冰箱、空调等，不管内部是交流电路还是直流电路，比如手电筒，若要弄清工作原理，必须从电路原理上进行分析，就需要具备一定的电路基础知识。思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录 以中国战斗机FC-1“枭龙”为例，该战斗机包括雷达、通信导航与识别、大气数据等系统。飞机系统从简单飞机照明电路，到复杂飞机供电系统，都是由电路元器件构成，如电源电阻、电容、电感、集成电路等。电
3、路分析是分析由理想电路元件组成电路模型。介绍电路基本物理量、理想电路元件、电路状态，从工程案例出发，引出参考方向、额定值、功率平衡、参考电位，讨论基尔霍夫定律。由实际电气元件按一定方式连接而成的一个整体，以由实际电气元件按一定方式连接而成的一个整体，以形成电流通路，从而实现某种特定的功能。形成电流通路，从而实现某种特定的功能。一、实际电路的组成和作用一、实际电路的组成和作用1.1 电路模型电路模型实现电能的传输和转换实现电能的传输和转换 组成组成 作用作用第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型实现信号的传递和处理实现信号的传递和处理 电路电路 电源（或信号源）电源（或
4、信号源）负载负载中间环节中间环节（强电）（强电）（弱电）（弱电）下一页上一页章目录 最简单的手电筒电路示意图最简单的手电筒电路示意图第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型电源电源负载负载中间环节中间环节下一页上一页节首页章目录 干电池作电源，灯泡作负载，导线和开关作为中间环节将灯干电池作电源，灯泡作负载，导线和开关作为中间环节将灯泡和干电池连接起来，实现将电能转变为光能的功能。泡和干电池连接起来，实现将电能转变为光能的功能。半导体半导体扩音机的工作原理方框图扩音机的工作原理方框图第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型信号源信号源负载负载中间环
5、节中间环节下一页上一页节首页章目录 话筒（麦克风）是电源（信号源），中间环节是放大话筒（麦克风）是电源（信号源），中间环节是放大电路，负载是扬声器。电路，负载是扬声器。二、电路模型二、电路模型由理想化的电路元件组成的电路图。由理想化的电路元件组成的电路图。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型理想电路元件理想电路元件理想无源元件理想无源元件理想有源元件理想有源元件理想电阻元件理想电阻元件R理想电感元件理想电感元件L理想电容元件理想电容元件C理想电压源理想电压源US理想电流源理想电流源IS下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电
6、路模型下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型下一页上一页节首页章目录电路模型是由实际电路抽象而成，近似地反映实际电路的电气特性。电路模型是由理想化的电路元件组成电路图。虽然利用电路模型分析计算的结果仅是实际电路的近似值，但它是我们判断实际电路电气性能和指导电路设计的重要理论依据。图中，图中，US 为汽车上的直流发电机的输出电压，为汽车上的直流发电机的输出电压，R1 为发为
7、发电机的内阻，电机的内阻，E为蓄电池，为蓄电池，R2 为蓄电池内阻，为蓄电池内阻，RL 是汽车上的是汽车上的等效负载电阻，它包括各种车用电气设备的等效电阻。等效负载电阻，它包括各种车用电气设备的等效电阻。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型汽车供电电路模型汽车供电电路模型下一页上一页节首页章目录响应响应由激励产生的结果（如某个元件上的电流或电压等）由激励产生的结果（如某个元件上的电流或电压等）已知激励、电路结构和参数的情况下，根据电路的基本定已知激励、电路结构和参数的情况下，根据电路的基本定律对电路模型进行分析，求出各元件上的电压、电流及功率等律对电路模型进行分析，
8、求出各元件上的电压、电流及功率等物理量，预测实际电路的特性，以便设计更优化的电路。物理量，预测实际电路的特性，以便设计更优化的电路。激励激励对一个电路而言，电源（或信号源）的作用对一个电路而言，电源（或信号源）的作用激励和响应的关系就是作用和结果的关系。激励和响应的关系就是作用和结果的关系。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型电路分析电路分析 下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型下一页上一页节首页章目录【练习与思考】(1)电路由哪3个基本部分组成?(2)电路的主要作用大致分为哪两个方面?(3)什么是电路模型?为什么
9、要用电路模型来表示电路?1.2 电路基本物理量电路基本物理量 电路分析中，基本物理量有电路分析中，基本物理量有电流、电压、电动势和电功率电流、电压、电动势和电功率。一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向电流电流就是电荷的定向移动，电流的大小用就是电荷的定向移动，电流的大小用电流强度电流强度表示。表示。交流电流用小写字母交流电流用小写字母i表示，直流电流用大写字母表示，直流电流用大写字母I表示。表示。电流强度（电流）电流强度（电流）第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量即即qit单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位时间内通过导体横截面的电荷量。（安安培培
10、，A)下一页上一页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量 在分析较为复杂的电路时，往往难于事先判断某支路中电在分析较为复杂的电路时，往往难于事先判断某支路中电流的实际方向。流的实际方向。通常引入通常引入参考方向（正方向）参考方向（正方向）的概念。参考方向可以的概念。参考方向可以任意任意选定选定，用，用“”表示。表示。若选定的参考方向与电流实际方向一致，则
11、电流为若选定的参考方向与电流实际方向一致，则电流为正值正值；若选定的参考方向与电流实际方向相反，则电流为若选定的参考方向与电流实际方向相反，则电流为负值负值。下一页上一页节首页章目录二、电压、电位和电动势及其参考方向二、电压、电位和电动势及其参考方向电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所作的功。作的功。直流电压用大写字母直流电压用大写字母U表示，交流电压用小写字母表示，交流电压用小写字母u表示。表示。电压电压第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量（伏伏特特,V）电压的电压的实际方向实际方向规定为从高电位端指
12、向低电位端。规定为从高电位端指向低电位端。（3）双下标表示双下标表示（1）箭头箭头“”表示表示（2）极性表示极性表示参考方向的表示方法参考方向的表示方法abUab+-下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量1.1.参考方向可以参考方向可以任意选取任意选取。3.3.在未标明参考方向时，电压值的正负没有意义。在未标明参考方向时，电压值的正负没有意义。2.2.当参考方向与实际方向当参考方向与实际方向相同相同时，电压值为
13、时，电压值为正值正值当参考方向与实际方向当参考方向与实际方向相反相反时，电压值为时，电压值为负值负值注意注意第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录描述了电源中外力做功的能力，大小等于外力在电源内描述了电源中外力做功的能力，大小等于外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所做的功。部克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所做的功。电动势电动势电动势的电动势的实际方向实际方向在在电源内部由负极指向正极电源内部由负极指向正极。电动势的实际方向是电动势的实际方向是电位升的方向电位升的方向，与电压的实际方向相反。，与电压的实际方向相反
14、。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录关联参考方向关联参考方向 一个元件或者一段电路上的电流和电压的参考方向可以任一个元件或者一段电路上的电流和电压的参考方向可以任意假定。意假定。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本
15、物理量电路基本物理量非关联参考方向非关联参考方向下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录 特别提示特别提示 参考方向，是为了电路分析计算的方便而任意假参考方向，是为了电路分析计算的方便而任意假定的方向。参考方向也称为
16、正方向。定的方向。参考方向也称为正方向。在分析电路时，需要预先假设电压和电流的参考方在分析电路时，需要预先假设电压和电流的参考方向，并且做标识，一旦参考方向确定，在分析过程中不向，并且做标识，一旦参考方向确定，在分析过程中不要做任何变动，直至分析过程结束。要做任何变动，直至分析过程结束。在参考方向选定后，电流或电压值才有正负之分。在参考方向选定后，电流或电压值才有正负之分。当采用关联参考方向时，可以简化参考方向的标注，当采用关联参考方向时，可以简化参考方向的标注，电路中只要标出电流或电压的一个参考方向即可，另一电路中只要标出电流或电压的一个参考方向即可，另一个电量的参考方向由关联一致来确定。个
17、电量的参考方向由关联一致来确定。P（p）0三、电功率三、电功率单位时间内电路元件所吸收或发出的电能，其值等单位时间内电路元件所吸收或发出的电能，其值等于该元件上的电压与电流的乘积。于该元件上的电压与电流的乘积。p=ui第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量（功率）（功率）电功率电功率(瓦瓦特特，W)直流电功率直流电功率P=UI交流电功率交流电功率关联参考方向关联参考方向 非关联参考方向非关联参考方向p=-uiP=-UI电功率正负的电功率正负的物理含义物理含义吸收功率吸收功率（负载作用）（负载作用）发出功率发出功率（电源作用）（电源作用）下一页上一页节首页章
18、目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量拓展分析拓展分析下一页上一页节首页章目录如图所示，验证功率平衡，说明元件是电源还是负载？下一页上一页节首页章目录【练习与思考】（1）某元件电压和电流采用关联参考方向，当元件 时，该元件是发出功率还是吸收功率？该元件在电路
19、中起电源还是负载作用?（2）某元件电压与电流的参考方向一致时，说明该元件是负载，这句话对吗?（3）是否表示a 端的电位高于b 端的电位?第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 对于简单电路，可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以对于简单电路，可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以外的电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律外的电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律揭示了回路中各揭示了回路中各部分电压之间和结点上各个电流之间的规律。部分电压之间和结点上各个电流之间的规律。电路中通过同一电流的分支电路电路中通过同一电流的分
20、支电路第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律（1）支路支路 有源支路有源支路无源支路无源支路下一页上一页章目录电路中不再含有分支电路的回路电路中不再含有分支电路的回路 包含回路较多的电路包含回路较多的电路 实际上电路和网络两个名词经常通用实际上电路和网络两个名词经常通用第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律三条或三条以上支路的联接点三条或三条以上支路的联接点(2)结点结点(3)回路回路(4)网孔网孔(5)网络网络 电路中由支路构成的任何闭合路径电路中由支路构成的任何闭合路径abIII下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本
21、概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(Kirchoffs Current Law)，它描述了一个结，它描述了一个结点上各个电流的约束关系。点上各个电流的约束关系。一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律 任一瞬时，对电路中的任一结点，流入结点的电流之和等于流任一瞬时，对电路中的任一结点，流入结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。出该结点的电流之和。基尔霍夫电流定律体现了基尔霍夫电流定律体现了电流的连续性电流的连续性。如果规定流入结点的电流为正，流出结点的电流为负，那么，如果规定流入结点的电流为正，流出结点的电流为负，那
22、么，对电路中的任一结点而言，电流的代数和恒等于零对电路中的任一结点而言，电流的代数和恒等于零第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(KCL)，即，即下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.运用运用KCL时，首先应时，
23、首先应标定每一支路电流的参考方向标定每一支路电流的参考方向。根据各支路电流的参考方向，根据各支路电流的参考方向，确定各电流变量前面的正、确定各电流变量前面的正、负号负号。按上述规定，流入结点的电流取正号，流出结点的。按上述规定，流入结点的电流取正号，流出结点的电流取负号。电流取负号。2.基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中任一结点，也基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中任一结点，也适用于电路中任一假想的封闭面（适用于电路中任一假想的封闭面（广义结点广义结点）。）。注意注意下一页上一页节首页章目录右图电路中，根据右图电路中，根据KCL有有 上式表明，通过封闭面的电流代数和确实等于零，即上式表明，通过封闭
24、面的电流代数和确实等于零，即KCL适用于广义结点适用于广义结点。将上述将上述3个结点电流方程相加，即得个结点电流方程相加，即得广义结点广义结点(圆圈围拢的圆圈围拢的封闭面封闭面)的电流方程的电流方程第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 结点结点AAABCAIIIBBCABIIICCABCIII 结点结点B 结点结点CABC0III下一页上一页节首页章目录电路如图所示，试求电流表电路如图所示，试求电流表A的读数。的读数。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 设想用一个假想封设想用一个假想封闭面来包围电路的左边闭面来包围电路的
25、左边部分（广义结点）部分（广义结点）电流表电流表A读数读数:0下一页上一页节首页章目录解解例题例题二、基尔霍夫电压定律二、基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（Kirchoffs Voltage Law），它描述了一），它描述了一个回路中各支路电压之间的约束关系。个回路中各支路电压之间的约束关系。在任一时刻，对于电路中的任一回路，按一定方向沿着回路在任一时刻，对于电路中的任一回路，按一定方向沿着回路绕行一周，回路中所有支路电压或元件电压的代数和为绕行一周，回路中所有支路电压或元件电压的代数和为0。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(KVL)
26、其数学表达式为其数学表达式为 0U 运用运用KVL列回路方程时，应首先列回路方程时，应首先设定回路的绕行方向设定回路的绕行方向，并标出，并标出各支路或元件上各支路或元件上电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向。当回路内某个电压的参考。当回路内某个电压的参考方向与回路的绕行方向一致时取正号，相反时取负号。方向与回路的绕行方向一致时取正号，相反时取负号。下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 下图中，下图中，abcd回路
27、以顺时针方向为绕行方向，运用回路以顺时针方向为绕行方向，运用KVL有有(1)Uab+Ubc+Ucd+Uda=0(2)Uab=I3R3第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(3)Ubc=I2R2+US2(5)Uda=US1+I1R1(4)Ucd=I4R4将式将式(2)(5)代入式代入式(1)得得 I3R3+(-I2R2+Us2)+I4R4-Us1+R1I1=0US1=E1US2=E2经化简整理，得经化简整理，得E1-E2=I1R1-I2R2+I3R3+I4R4E=(IR)下一页上一页节首页章目录 下图中，下图中，abcd回路以顺时针方向为绕行方向，运用回路以顺时
28、针方向为绕行方向，运用KVL有有(1)Uab+Ubc+Ucd+Uda=0(2)Uab=I3R3(3)Ubc=I2R2+US2(5)Uda=US1+I1R1(4)Ucd=I4R4将式将式(2)(5)代入式代入式(1)得得US1=E1US2=E2经化简整理，得经化简整理，得 规定规定：电流参考方向与回路绕行方向一致时，该电流在电：电流参考方向与回路绕行方向一致时，该电流在电阻上所产生的电压取正号；两者方向不一致时，取负号。凡电阻上所产生的电压取正号；两者方向不一致时，取负号。凡电动势参考方向与绕行方向一致者取正号；不一致者取负号。动势参考方向与绕行方向一致者取正号；不一致者取负号。该式表明：该式表
29、明：在任一回路内，电阻上电压降的代数和等于电在任一回路内，电阻上电压降的代数和等于电动势的代数和动势的代数和。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录E=(IR)KVL可应用于任一闭合回路，但也可以可应用于任一闭合回路，但也可以推广推广应用于不闭合应用于不闭合回路或某一条支路。回路或某一条支路。对图示电路，由对图示电路，由KVL有有电源的端电压可求得：电源的端电压可求得：Uab=USIRS用这种方法可求得一段电路的电压用这种方法可求得一段电路的电压Uab。US=IRS+Uab 第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基
30、尔霍夫定律广义回路广义回路下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录【练习与思考】（1）什么叫结点、支路和回路?什么叫网孔?（2）基尔霍夫电流定律的内容是什么?它的适用范围如何?（3）基尔霍夫电压定律的内容是什
31、么?它的适用范围如何?（4）基尔霍夫定律能适用于非线性电路吗?第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (欧欧姆姆，)1.4 电路元件电路元件 电阻、电感和电容是三种常用的无源元件，它们具有电阻、电感和电容是三种常用的无源元件，它们具有不同的物理性质。不同的物理性质。一、电阻元件一、电阻元件电阻是电阻是反映消耗电能反映消耗电能的电路参数。的电路参数。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件1.伏安关系伏安关系非线性电阻非线性电阻 线性电阻线性电阻u=Ri下一页上一页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与
32、定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件RuRiuip22 2.功率关系功率关系电阻在任一段时间内吸收的电能也总是大于或等于电阻在任一段时间内吸收的电能也总是大于或等于0。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 电阻的特性也可以用电导电阻的特性也可以用电导G 来表示，电阻与电导的关系为来表示，电阻与电导的关系为1GR(西西门子门子，S)0耗能元件耗能元件200()()d()d0ttW tpRi下一页上一页节首页章目
33、录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 电阻（如电炉、白炽灯）吸收的能量全部转化为热能或其他形电阻（如电炉、白炽灯）吸收的能量全部转化为热能或其他形式的能量消耗掉了，这是一个式的能量消耗掉了，这是一个不可逆不可逆的能量转换过程。的能量转换过程。对各种电气设备来说，为了安全运行，这些设备都有一定的额对各种电气设备来说，为了安全运行，这些设备都有一定的额定功率、额定电压和额定电流。定功率、额定电压和额定电流。实际使用电阻时，除了要知道其阻值外，还应知道其额定功
34、率实际使用电阻时，除了要知道其阻值外，还应知道其额定功率(如如1W、12W、14W、18W 等等)。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件（利用（利用电流热效应电流热效应）下一页上一页节首页章目录耗能元件耗能元件电感线圈示意图电感线圈示意图实际电感元件通常是由线圈构成。实际电感元件通常是由线圈构成。二、电感元件二、电感元件N1.定义定义磁链磁链自感系数（电感）自感系数（电感）Li(亨亨利利，H)线性电感线性电感非线性电感非线性电感N下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与
35、定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件法拉第发现法拉第发现楞次发现楞次发现第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件感应电动势感应电动势e的大小正比于磁通的变化率。的大小正比于磁通的变化率。感应电动势感应电动势e的方向总是力图阻碍原来磁通的变化。规定感的方向总是力图阻碍原来磁通的变化。规定感应电动势应电动势e的参考方向与磁通的参考方向符合右手螺旋定则，在的参考方向与磁通的参考方向符合右手螺旋定则，在此规定下，便可得到自感电动势的表达式为此规定下，便可得到自感电动势的表达式为2.伏安关系
36、伏安关系ddddieLtt ddiueLt 下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 在任一时刻，电感上的电压与该时刻电流的在任一时刻，电感上的电压与该时刻电流的变化率成正比变化率成正比。对于恒定电流，电感两端的电压为零。电感元件对于恒定电流，电感两端的电压为零。电感元件对直流电而言对直流电而言相当于短路相当于短路。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 在在t时刻电感的瞬时功率为时刻电感的瞬时功率为3.功率关系功率关系d()()()()()di tp tu t i tLi tt下一页上一页节首页
37、章目录ddiueLt 当当i(t)为正值，且有减小的趋势时，为正值，且有减小的趋势时，p(t)0，表明电感吸收，表明电感吸收能量，电能以磁场能储存在电感中。能量，电能以磁场能储存在电感中。d()()()()()di tp tu t i tLi tt下一页上一页节首页章目录212WLi三、电容元件三、电容元件 电容是一种能够电容是一种能够储存电荷储存电荷或以或以电场电场形式储存能量的器件。形式储存能量的器件。电容符号电容符号第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件1.定义定义电容容量电容容量qCu单位电压所能存储的电荷量，即单位电压所能存储的电荷量，即(法法拉拉，F）61
38、21F10 F10 pF下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件电容对直流电而言相当于电容对直流电而言相当于开路开路。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件2.伏安关系伏安关系ddqitdduCt根据电流的定义，有根据电流的定义，有3.功率关系功率关系 在在t时刻电容的瞬时功率为时刻电容的瞬时功率为d()()()()()du
39、 tp tu t i tCu tt下一页上一页节首页章目录 当当u(t)为正值，且有增大的趋势时，为正值，且有增大的趋势时，p(t)0，表明电容吸收能，表明电容吸收能量，电能以电场能储存在电容中；量，电能以电场能储存在电容中；当当u(t)为正值，且有减小的趋势时，为正值，且有减小的趋势时，p(t)0，说明电容将储存，说明电容将储存在其中的电场能提供给电路。在其中的电场能提供给电路。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件d()()()()()du tp tu t i tCu tt储能元件储能元件电容两端的电压为电容两端的电压为u时，它所储存的电场能为时，它所储存的电场能
40、为212WCu下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录【练习与思考】（1）一个额定功率0.5W、阻值1k电阻能否接到输出电压为5V的电源上?为什么?它允许流过最大电流为多大?（2）一只110V、8W指示灯，现在按在380V电源上，问要串多大电阻?（3）如果一个电感元件两端电压为0，其储能是否也一定为0?如果一个电容元件中的电流为0，其储能是否也一定为0?（4）电感元件中通过直流电流时可视作短路，是否此时电感L为0?电容元件两端加直流电压时可视作开路，是否此时电容C为无穷大?第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件1.5 1.5 电路的工作状态电路的工作状态电路可
41、能出现三种状态：电路可能出现三种状态：第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态有载状态有载状态短路状态短路状态开路状态开路状态下面以图示直流电路为例来介绍电路的三种工作状态。下面以图示直流电路为例来介绍电路的三种工作状态。下一页上一页章目录一、有载状态一、有载状态开关开关S 合上，电源与负载接通，电路所处的状态。合上，电源与负载接通，电路所处的状态。电源的端电压为电源的端电压为则则第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态SL0UIRRS0UUIRLIRS0UUIR上式两边乘以电流上式两边乘以电流I，得，得2S0U IUII
42、 R22L0I RI R即即下一页上一页节首页章目录22SL0PI RI R 这种电源发出的功率之和等于电路中其它元件所消耗的这种电源发出的功率之和等于电路中其它元件所消耗的功率之和称为功率之和称为功率平衡功率平衡。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态 PS就是电源发出的功率，就是电源发出的功率，I2RL为负载消耗的功率，为负载消耗的功率，I2R0是电源内阻是电源内阻R0消耗的功率。消耗的功率。22SL0PI RI R额定状态额定状态 电路（电气设备）中的电流、电压和功率的实际值电路（电气设备）中的电流、电压和功率的实际值等于额定值时的电路（电气设备）的
43、工作状态。等于额定值时的电路（电气设备）的工作状态。下一页上一页节首页章目录二、开路状态二、开路状态 电源的端电压叫做开路电压（电源的端电压叫做开路电压（UOC，UOC=US）。）。开关开关S断开时，电路所处的状态。断开时，电路所处的状态。由于电路没有接上负载，故也称为由于电路没有接上负载，故也称为空载状态空载状态。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态下一页上一页节首页章目录SSC0UIR三、短路状态三、短路状态由于某种原因使电源两端直接搭接时电路所处的状态。由于某种原因使电源两端直接搭接时电路所处的状态。电源的内阻电源的内阻R0通常很小，故电源的短路电
44、流通常很小，故电源的短路电流ISC 会远远会远远超过电源的额定电流。这时，电源内部消耗的功率很大，超过电源的额定电流。这时，电源内部消耗的功率很大，其值为其值为 。在电路中必须采用在电路中必须采用短路保护短路保护。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态 短路时，电路中的电流称短路时，电路中的电流称为短路电流为短路电流ISC，即，即2SSC0PIR下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态 1.在电路中任选一点为参考点（在电路中任选一点为参考点（电位为零电位为零），则电路中任），则电路中任一点的电位就
45、等于一点的电位就等于该点到参考点之间的电压该点到参考点之间的电压。2.电位的单位与电压单位相同，也用伏电位的单位与电压单位相同，也用伏特特(V)表示。表示。注意注意 当电路不接地而又要分析当电路不接地而又要分析某些点的电位时，可以在电路中选一点（如公共端或接机壳的某些点的电位时，可以在电路中选一点（如公共端或接机壳的点等）作为参考点，在电子线路中常用符号点等）作为参考点，在电子线路中常用符号“”表示接地，表示接地，即零电位点。即零电位点。工程上工程上常把常把“地地”称为零电位点。即称为零电位点。即V地地=0。下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态
46、电路的工作状态下一页上一页节首页章目录下一页上一页节首页章目录基尔霍夫简介基尔霍夫简介 古斯塔夫罗伯特基尔霍夫（1824-1887），德国物理学家、天文学家、化学家，生于普鲁士的柯尼斯堡。1847年毕业后去柏林大学任教，3年后去布雷斯劳任临时教授。1854年由R.W.E.本生推荐任海德堡大学教授。l845年，他首先发表计算稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系定律（称为基尔霍夫定律）。1859年，发明基尔霍夫輻輻射定律。1862年，提出绝对黑体概念。他的热辐射定律和绝对黑体概念是开辟20世纪物理学新纪元关键之一。小结1.电路模型电路模型是实际电路结构及功能的抽象化表示。2.参考方向参考方向是人为选定方向。元件上电流、电压参考方向一致时称为关联参考方向。3.电源与负载判定当电压和电流的实际方向一致时，元件是负载，要吸收功率；反之，当两者的实际方向相反时，元件是电源，要发出功率。4.理想电路元件电阻R，电感L，电容C5.基尔霍夫定律6.电位电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压。
