第一章 电路模型和电路定律.ppt

第一章电路模型和电路定律1-1电路和电路模型二、电路模型：
1、概念：电路模型是实际电路的抽象化，理想化，近似
化，它是由理想元件按一定的方式相互连接而
成的。
2、实际器件的理想化：
（1）方法：在一定条件下突出器件主要的电磁性质，忽
略其次要因素，把它近似地看作理想电路元
件。
（2）目的：便于对实际电路进行分析和用数学描述，即
便于建立电路的数学模型。
（3）理想元件：电阻元件、电感元件、电容元件和电源
元件等。3、实际器件与理想元件的区别比较：
实际器件——有大小、尺寸，代表多种电磁现象；
理想元件——是对实际器件的抽象，是一种假想元件，
没有大小和尺寸，仅代表一种电磁现象。

1-2电流和电压的参考方向二、电流(current)：
1、定义：电荷在导体中的定向移动形成电流，亦
叫电流强度，简称电流i(t)。

2、实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的
相反的方向为电流的实际方向。
3、参考方向：任选某一方向为其参考方向，也叫
其正方向。
4、正负：当电流的实际方向与其参考方向一致时，
其值为正；当电流的实际方向与其参考
方向相反时，其值为负。5、表示方法：
a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向；
b、用双下标表示，例如Iab表示电流参考方向由
a指向b。

6、单位：安培（A：Ampere）
[毫安mA微安uA]
换算：1mA=10-3A1uA=10-6A三、电压(voltage)：
1、定义：即两点间的电位差。两点间的电压，数
值上为单位正电荷从一点移动到另一点
时所获得或失去的能量。

2、实际方向：电压的规定为由高电位端指向低电
位端，即电位降低的方向；电动势
的规定为在电源内部由低电位端指
向高电位端，即电位升高的方向。3、参考方向：电路中的电压难于判断时，选取一端的
极性为正，另一端的极性为负，则由假
定的正极指向负极的方向为参考方向。
4、正负：电压的实际方向与参考方向一致是，其值为
正，否则为负。
5、表示方法：
a、用极性“＋”、“－”表示，参考方向由正指
向负；
b、用双下标表示，例如Uab表示其参考方向由a指
向b。
6、单位：伏特（V：Volt)
[毫伏mV微伏uV千伏kV]
换算：1mV＝10－3V1uV＝10－6V
1kV＝103V四、关联和非关联参考方向：
分析电路时，如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，此时则为关联参考方向，如右图所示；否则为非关联参考方向，如左图所示。总结：
1、解题时必须先规定电路中电流或电压的参考方
向，否则他们的正负没有意义；
2、电流或电压的参考方向一经确定，整个计算过
程不得改变；
3、计算后所得到的计算结果都是相对于参考方向
的。1-3电功率和能量3、计算：
（1）当电流和电压为关联参考方向时：

（2）当电流和电压为非关联参考方向时：

（3）若p>0，表示该元件吸收功率
若p<0,表示该元件产生功率例1：电路如下图所示，当U=5V，I=-1A时，计
算元件的功率？

解：P=UI=5(-1)=-5W元件发出功率

例2：电路如下图所示，当U=5V，I=-1A时，计
算元件的功率？

解：P=－UI=－5(-1)=5W元件吸收功率二、能量：
1、概念：功率对时间的积分。

2、单位：焦（J）

三、两者的关系：
功率是能量对时间的导数，能量是功率对时间的积分。1-4电路元件四、分类：
1、按端子个数：两端、三端、四端元件等
2、按是否有源：有源元件、无源元件
3、按是否线性：线性元件、非线性元件
4、按是否时变：时变元件、时不变元件1-5电阻元件(resistor)令G1/RG称为电导
单位：西门子（S：Siemens）
则欧姆定律的另一种形式：iGu
（2）电压和电流取非关联参考方向时：
例1：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。

解：(a)R=U/I=6/2=3Ω
(b)R=－U/I=－6/(－2)=3Ω
(c)R=－U/I=－(－6)/2=3Ω
(d)R=U/I=(－6)/(－2)=3Ω
2、开路与短路：
（1）开路：无论端电压为何值，流过它的电流恒为
零值，相当于R＝∞。（2）短路：不论电流为何值时，它的端电压恒
为零值，相当于R＝0。
3、功率和能量：
（1）功率：
电压和电流取关联参考方向时：

功率p为非负值(吸收)，所以线性电阻是一种无源
元件
（2）能量：
可用功表示，从t0到t电阻消耗的能量为

电阻把电能转换为热能消耗掉，它是耗能元件二、非线性电阻元件：
伏安特性曲线不是一条通过坐标原点的直线，其电压与电流的关系可写为。

三、时变电阻元件：
电阻元件具有如下的电压电流关系，这里u和i仍旧是比例关系，但比例系数是随时间
变化的。