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1、 总体看，电路是研究能量系统的一个很好的模型，是研究总体看，电路是研究能量系统的一个很好的模型，是研究电能在各个电子技术领域中应用的基础课程。其中包括应用数电能在各个电子技术领域中应用的基础课程。其中包括应用数学、物理学和拓扑学等诸多内容。学、物理学和拓扑学等诸多内容。正是工程技术改变了世界正是工程技术改变了世界电子工程的两大基础理论：电子工程的两大基础理论：电路理论、电磁理论电路理论、电磁理论 基本电路理论课程是电子工程最重要的课程，也是学习电子工程的最好起点。1第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律本章主要内容：本章主要内容：电路电量的基本概念；基尔霍夫定律基本概念基本概念电路
2、模型基本电量电路元件独立电源及受控电源基尔霍夫定律基尔霍夫定律KCLKVL历史人物：伏特：伏特：安培：安培：欧姆：欧姆：基尔霍夫：基尔霍夫：欧姆定律、基尔霍夫定律构成了电路分析理论的基础2一、电路电路电流通过的途径。实现电能的输送、转换和控制；实现信息的传递、处理和储存1-1 电路及电路模型电路及电路模型3电路组成：电路组成：电源产生电能及电信号的装置 负载取用、消耗电能的元件 中间环节导线、开关及相应的电器元件借助电路模型，便于对实际电路进行分析和数学描述二、电路模型二、电路模型将实际的电路元件近似看作理想电路元件，用规定符号画出的电路图。41-2 电路的基本物理量及其参考方向电路的基本物理
3、量及其参考方向一、电流一、电流 大小：大小：单位时间内穿过导体某截面 S 的电荷量 或是电荷随时间的变化率 交流：i=dq/dt 直流：I=q/tABi元件i 0ABi元件i 0，表明电场力作正功，为消耗功率（负载）表明电场力作正功，为消耗功率（负载）当当 p 0，表明电场力作负功，即外力作正功，为发表明电场力作负功，即外力作正功，为发 出功率（电源）出功率（电源）ABu元件+-iu 与 i 相关联参考方向元件吸收功率ABu元件+-iu 与 i 非关联参考方向元件发出功率二、能量二、能量 是做功的能力 从时间t0 到 t，元件吸收（或发出）的电能(单位：焦耳J)单位：瓦特-小时（Wh），即焦耳
4、（J）9例1-1：有一个以2A的恒定电流流过灯泡10秒时间，如果灯泡发光、发热消耗了2.3kJ，试计算灯泡两端的电压例1-2：若流入某元件正端的电流 i =5cos60t A，该元件的电压为：u=3i,求在 t=3ms 时传到该元件的功率101-4 电路元件电路元件常用的理想元件符号理想电压源 理想电流源 电阻 电感 电容电路元件是电路中的最基本的组成单元分为：二端、三端、四端、多端元件；有源元件、无源元件 线性元件、非线性元件；时不变元件、时变元件等111-5、电阻元件、电阻元件消耗电能的元件消耗电能的元件欧姆定律描述线性电阻两端电压与流过电流之间的关系消耗电能的元件如电阻器、灯泡、电炉等在
5、一定条件下，常用二端线性电阻表示i+u -则 i=u/R，或 u=i Ri+u -当 则i=-(u/R)，或 u=-i R电阻的倒数为电导 G=1/R 电阻的电功率 p=u i=i 2 u=u2/R；直流 P=UI=I2 U=U2/R当12 线性电阻元件的伏安(V/A)特性IUOui由伏安特性可得电阻、电导 电阻元件的开路和短路ui开路有关系：i=0,u=uR=,G=0ui短路有关系：i=i,u=0R=0,G=mu、mi 分别为单位长度的电压值和电流值13 电阻的电功率 p=u i=R i2=u2/R=G u2=i2/G 电阻从t0 到t 时间内吸收的电能为：线性电阻i i+u -+u -伏安
6、特性（电流与电压的关系）i i+u -+u -非线性电阻对于非线性电阻，u=f(i),即R不是一个常数，而与电流（或电压）有关；若R随时间变化，则成为时变电阻；若R|u(t1)|，WC(t2)WC(t1)电容放电时，|u(t2)|u(t1)|，WC(t2)0，元件吸收能量当电流|i|减小时，WL0，元件释放能量电感元件是一种储能元件线性电感电压：181-8 独立电压源和电流源独立电压源和电流源正弦电压源：uS(t)=Umcos(2/T)t+=Umcos(2ft+)=Umcos(t+)在图示参考方向情况下（对于电源uS 与i为非关联方向）电压源发出的功率：|p(t)|=|uS(t)|i(t)|实
7、际电源有电池、发电机、信号源等，由实际电源抽象出电压源和电流源+uS-iu+US-iuUSui伏安特性一、理想电压源（恒压源）外电路端电压：u(t)=uS(t)，与电流 i 无关。电流 i 的大小由外电路决定19uiISiSiu伏安特性二、理想电流源（恒流源）正弦电流源：iS(t)=Imcos(2/T)t+=Imcos(2ft+)=Imcos(t+)在图示参考方向情况下（对于电源iS 与u为非关联方向）电流源发出的功率：|p(t)|=|iS(t)|u(t)|外电路电流源发出的电流：i(t)=iS(t)，与电压 u 无关。端电压 u的大小由外电路决定。20电压源的电压或电流源的电流受其他部分的电
8、压或电流的控制，这种电源称为受控电源。1-9 受控电源受控电源非独立电源非独立电源1、电压控制的电压源（VCVS）U2=U12、电流控制的电压源 （CCVS）U2=rI1213、电压控制的电流源 （VCCS）I2=gU14、电流控制的电流源 （CCCS）I2=I1受控电源反映电路中某处电压（或电流）控制另一处电压（或电流）的现象。也是表示一处电路变量与另一处电路变量之间的耦合关系。22例：例：1-3iS+u1-5+u2-2i求图示电路中的电流 i，已知u2=0.5u1，iS=2A，231-10 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)，基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定
9、律（KVL）支路支路每一个二端元件结点结点支路连结点回路回路由支路构成的闭合路径网孔网孔中间不含有支路的回路3312aUS2US1VCR元件的组成关系或电流电压关系支路电流和支路电压受两类条件约束：满足VCR关系电路的“拓扑”结构24一、基尔霍夫电流定律（一、基尔霍夫电流定律（KCL）电路中任一节点，有电路中任一节点，有 I=03312a如节点a：I1-I2-I3=0KCL推广推广BCABAB广义节点广义节点有：IA+IB+IC=0US2US125二、基尔霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL）电路中任一回路，有电路中任一回路，有 U=0对于网孔1：U1+U3-US1=0或代入VCR，有：
10、I1R1+I3R3=US13312aUS2US1KVL推广推广广义回路广义回路 有:UA-UB-UAB=0 或:UAB=UA-UB26例例1-2解：对网孔与网孔 分别列出KVL方程，可以解出电压ux观察电路，也可以对网孔列出KVL方程电路如图所示，已知u1=u3=1V，u2=4V，u4=u5=2V，求电压 ux27例例1-4电路如图所示，已知 R1=0.5，R2=1，R3=2，uS=10V，CCCS 的电流ic=50i1。求电压 u3。由以上两个方程解出：解：将控制量i1 作为未知量，以解出电压u3。回路的KVL方程：结点的KCL方程：28本章小结本章小结1、电子电路由若干个相互连接在一起的电路元件组成2、电流是电荷流动的变化率3、电压是移动1C电荷通过元件所需要的电能4、电功率是电位时间内所提供(发出)或吸收的能量5、理想电压源输出恒定不变的电压；理想电流源输出恒定不变 的电流6、受控电源所给出的值受电路中一些电量的控制7、常见电路元件的VCR电阻元件：u=R i 电容元件：电感元件：298、基尔霍夫电流定律：基尔霍夫电流定律：流入任一结点（或任一闭合界线）的电流代数和为零9、基尔霍夫电压定律：基尔霍夫电压定律：环绕任一闭合路径（或回路）的电压 代数和为零30