第1章 电路分析概要

分析

分析

分析

第1章 电路的基本概念和基本定律 第2章 电路的基本分析方法 第3章 单相正弦交流电路的基本知识 第4章 相量分析法 第5章 谐振电路 第6章 互感耦合电路与变压器 第7章 三相电路 第8章 电路的暂态分析 第9章 非正弦周期电流电路 第10章 二端口网络 第11章 均匀传输线 第12章 拉普拉斯变换

分析

欢迎学习电路分析基础电路分析基础是通信、信息工程、计算机、 自动控制等专业的主干技术基础课程。通过本课程 的学习可使学生掌握电路的基本理论、基本分析方 法和进行电路实验的基本技能，为后续专业课程打 下必要的基础。

电路分析理论体系严谨，内容贴近实际，学生 在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习 能养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路分析要求透彻理解其中的诸多重要概 念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。

分析

第1章 电路的基本概念和基本定律1.1 电路 1.2 电路的 基本物理量 1.3 基尔 霍夫定律

1.6 直流电路 中的几个问题1.5 电路 的等效变换

1.4 电压源 和电流源

分析

本章学习目的及要求本章内容是贯穿全课程的重要理论 基础，要求在学习中给予足够的重视。 通过本章学习要求理解理想电路元件和 电路模型的概念；理解电压、电流、电 动势和电功率的概念；深刻理解和掌握 参考方向在电路分析中的应用；牢固掌 握基尔霍夫定律及其应用；深刻领会电 路等效和掌握电路等效的基本方法。

分析

1.1 电 路1.1.1 电路的组成及功能 电路——由实际元器件构成的电流的通路。 电源： 可将其他形式的能量转换成电能、向 电路提供电能的装置。 负载： 可将电能转换成其他形式的能量、在 电路中接收电能的设备。 中间环节： 电源和负载之间不可缺少的连接、 控制和保护部件统称为中间环节， 如导线、开关及各种继电器等。

电路组成

电路的功能

电力系统中 的电路可对电能进行传输、分配 和转换。 电子技术中 的电路可对电信号进行传递、变 换、储存和处理。

分析

1.1.2

电路模型

实际电气装置种类繁多，如自动控制设备，卫星接收 设备，邮电通信设备等；实际电路的几何尺寸相差甚大， 如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的， 而集成电路芯片小的如同指甲。 在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研 究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理， 即用抽象的理想电路元件及其组合近似地代替实际的器件， 从而构成了与实际电路相对应的电路模型。中间环节S开关 电 源 导线 负 载 R0

I

+RL U

电源

+ _US

负 载

–

手

电筒的实体电路

手电筒的电路模型

分析

实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂， 直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。白炽灯电路消耗电能的电 特性可用电阻 元件表征

R

由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素，因此 L 可以忽略。 白炽灯的电 路模型可表 示为：

i

产生磁场的电 特性可用电感 元件表征

L

R

理想电路元件是实际电路器件的理想化和近 似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。

分析

理想电路元件分有有源和无源两大类无源二端元件 有源二端元件

+

IS US

R

L

C

–

电阻元件 只具耗能 的电特性

电感元件 只具有储 存磁能的 电特性

电容元件 只具有储 存电能的 电特性

理想电压源 输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定

理想电流源 输出电流恒 定，两端电 压由它和负 载共同决定

分析

电路分析基本理论的主要任务就是寻求实际电路 共有的一般规律，电路模型则是用来探讨存在于具有 不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。

利用电路模型研究问题的特点1.主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路， 其中电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算； 2.研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是 探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。

集总参数电路元件的特征元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部进行 其次要因素可以忽略的理想电路元件；任何时刻从无 件两端流入和流出的电流恒等且元件端电压值确定。

分析

电源和负载的区分I + U – U、I关联 元 方向时， 件 假定元件 是负载。 – U +

IU、I非关 元 联方向时， 件 假定元件 是电源。

为了便于分析电路，应预先在电路图上标示出 电压、电流的方向，电路图上的电压、电流方向称 为参考方向，原则上可以任意假定。 元件究竟是电源还是负载，应由元件上电压、 电流的实际方向决定：实际方向关联时，元件是负 载；实际方向非关联时，元件是电源。

分析

电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？ 何谓理想电 路元件？其 中“理想” 二字在实际 电路的含义？

如何在电路 中区分电源 和负载？

试述电路的功 能？何谓“电 路模型”?

集总参数 元件有何 特征？

学好本课程，应注意抓好两个主要环节：认真 听课、细心复习。还要处理好三个基本关系：听课 与笔记、作业与复习、自学与互学。

分析

1.2 电路的基本物理量1.2.1dt

电流

电流(强度)— 单位时间内通过导体横截面的电量。 电流的大小：i = dq …… (1-1)

电流的单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s)稳恒直流情况下： I = qt 1A=103mA=106μA=109nA …… (1-2)

电

流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够 的，规定以正电荷移动的方向为电流的真实方向。 列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电路 图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正 值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否 则相反。

分析

1.2.2 电压、电位和电动势a电动势E 只存 在于电源内部 ，其大小反映 了电源力作功 的本领。其方 向规定由电源 “负极”指向 电源“正极” 。

S

I

R0

+U

+ _b E

RL

–

电压U是反映电 场力作功本领的 物理量，是产生 电流的根本原因 。电压的正方向 规定由“高”电 位指向“低”电 位。

电位V是相对于参考点的电压。参考点的 电位:Vb=0;a点电位： Va=E-IR0=IR

分析

为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及 大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。 Wa-Wb 电压的定义式为： Uab = q 三者定义式 W -W0 的形式相同 电位的定义式为： Va = a q 因此 它们的单位相同 电动势的定义式为： E = W源 q 单位换算： 1V=10-3KV=103mV 电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。1)实际正方向：规定为从高电位指向低电位。 2)参考正方向：任意假定的方向。 注意：必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值 才有意义。

分析

电位是一种由电路中的位置所确定的势能，具有 明显的相对性——其高低正负取决于电路参考点。 理论上电路参考点的选取是任意的，但实际应用 中经常以大地作为零电位点。 有些场合下，设备和 仪器的底盘或机壳与接地装置相连时，也常选取与 接地装置相连的机壳作为电路参考点；电子技术中为 方便于问题的分析和研究，还常常把电子设备的公 共连接点作为电路参考点。 某点电位在数值上等于该点与参考点之间的电压。 当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化， 但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。

电压和电位的关系：Uab=Va-Vb

分析

电动势和电位一样属于一种势能，它能够将低 电位的正电荷推向高电位，如同水路中的水泵能够 把低处的水抽到高处的作用一样。电动势在电路分 析中也是一个有方向的物理量，其方向规定由电源 负极指向电源正极，即电位升高的方向。

电压、电位和电动势的区别电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量， 电动势则是衡量电源力作功本领的物理量；电路中 两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值，是 绝对的量；电位是相对的量，其高低正负取决于参 考点；电动势只存在于电源内部。

分析

1.2.3 电功和电功率电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光， 说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功。 电流做功的

同时伴随着能量的转换，因此电功的大 小可以用能量来量度，即：W=UIt式中单位：U【V】;I【A】;t【s】时，电功W为焦耳【J】 若U【KV】;I【A】;t【h】时，电功W为度【KW· h】。

1000W的电炉加热1小时； 1度电的概念 100W的灯泡照明10小时； 40W的灯泡照明25小时。 日常生活中，家用电度表就是用来测量电功的 装置。只要用电器工作，电度表就会转动并且显示 电流作功的多少，即电功的大小不仅与电压、电流 的大小有关，还取决于用电时间的长短。

分析

单位时间内电流做的功称为电功率，用“P ”表示： UIt W P = t = t = UI …… (1-6)国际单位制：U 【V】,I【A】,电功率P用瓦特【W】。

用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值， 所谓额定值是指用电器长期、安全工作条件下的最 高限值，一般在出厂时标定。其中额定电功率反映 了用电器在额定条件下能量转换的本领。例如额定 值为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运 行在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转 换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，说明 在它两端加220V电压时，1秒钟内它可将40焦耳的 电能转换成光能和热能。

分析

功 率 的 计 算1. u、i取关联参考方向 + i p吸 = u i例 U = 5V, I = - 1A

u

P吸= UI = 5× (-1) = -5 W p吸< 0 ,说明元件实际发出功率5W。

– 2. u、i取非关联参考方向 + u i

p吸 =- u i 例 U = 5V, I = - 1AP吸= -UI = -5× (-1) = 5 W p吸> 0 ,说明元件实际吸收功率5W。

–

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7rd1.html