祝同学们在新学期生活愉快，学习进步，万事如意！

暨南大学 珠海校区电气信息学院 张润敏 专业方向：电子工程专业

课程介绍 （2） 电路分析CAI （1）电路分析Circuit Analysis 课程名称 （1）电路分析Circuit Analysis （2） 电路分析CAI (CAI计算机辅助教学 Computer-Assisted Instruction 或Computer Aided Instruction）

课程介绍 《电路分析》,《电路分析CAI》 课程性质 电子信息工程专业的专业基础课，必修课。 学时与学分 电路分析基础：18周每周三学时，共计54学时，3学分。 电路分析CAI： 第十周开始，共计18学时，0.5学分。

学习本课程的意义 电路分析是 电子技术 微电子技术与专用集成电路设计 通信与信息技术 计算机技术 基础 模拟电子技术，信号与系统

考核方法 电路分析基础：期末考试成绩70％ ＋平时成绩30％ 电路分析CAI： 期末考查成绩60％ ＋平时成绩40％ 电路分析基础，期末笔试闭卷，考核的侧重点以各章要求的理论计算为主。平时成绩包括作业、出勤、上课提问等方面。 电路分析CAI课程，平时成绩包括CAI实验报告、出勤、CAI实验课提问等方面，期末考查由CAI考查实验和考查实验报告两部分构成。

教材 电路分析：《电路分析》（第二版）胡翔骏 编 高教出版社，“十一五” 国家级规划教程 电路分析CAI：《……..教程》

参考书 1.《电路分析 第二版》教学指导书 胡翔骏 黄金玉 编 2.《电路分析基础教程》刘景夏 等编著，清华大学出版社，2005. 1.《电路分析 第二版》教学指导书 胡翔骏 黄金玉 编 2.《电路分析基础教程》刘景夏 等编著，清华大学出版社，2005. 3.《电路分析基础》上册，下册李瀚逊编北京：高等教育出版社， 暨南大学珠海学院图书馆 电路分析，沈元隆，刘陈编著北京：人民邮电出版社， 电路分析，李于凡, 王定中主编广州：华南理工大学出版社，2000， 电路分析，谭永霞主编成都：西南交通大学出版社， 电路分析，王楚, 余道衡编著北京：北京大学出版社， 电路分析，主编许小军北京：机械工业出版社， 现代电路分析，杜普选, 高岩, 清华大学出版社， 电路分析，刘健主编；尹均萍, 刘良成编北京：电子工业出版社，2005 全部习题解 1.《电路分析 第二版》教学指导书 胡翔骏 黄金玉 编 精讲方式 2. 电路分析基础教程，刘景夏 等编著，清华大学出版社，2005.

参考书使用方法? 电路分析，常青美主编；清华大学出版社：北京交通大学出版社， 电路分析，王震宇主编北京：科学出版社， 电路分析导论．上册姚仲兴，姚维，孙斌编著杭州：浙江大学出版社， 电路分析基础，主编周围北京：人民邮电出版社，2003382页 电路分析基础，张永瑞，陈生潭编著北京：电子工业出版社， 路分析基础，王应生主编北京：电子工业出版社， 电路分析基础：导教·导学·导考范世贵编著西安：西工大学出版社， 电路分析基础，(美) David M. Buchla, Thomas L. Floyd著；施惠琼, 夏琳译,北京：清华大学出版社， 电路分析基础，上官右黎编著北京：北京邮电大学出版社， 电路分析基础，刘原主编北京：电子工业出版社，2006， 电路分析基础（第二版）张永瑞等著西安：西安电子科技大学出版社，

学习方法 课程内容？ 预习→听课→深化→练习题→CAI实验 教材特点？ 参考书使用方法? 《电路分析 第二版》教学指导书 《电路分析 第二版》教学指导书 胡翔骏 黄金玉编，高等教育出版社， 《电路分析基础教程》 刘景夏 等编著，清华大学出版社，2005. 《电路分析基础》上册，下册 李瀚逊 编，高等教育出版社， 课程内容？

普通物理中与电路分析课程有关直流电路知识 课程内容 依据——教学大纲 教材内容： 第一部分：电阻电路分析 电路特点－直流电路 第二部分：动态电路分析 电路特点－交流电路 普通物理中与电路分析课程有关直流电路知识 普通物理中与电路分析课程中有关直流电路知识学习重点不同？

第一章 电路的基本概念和分析方法 第一部分：电阻电路分析 本章主要内容 1－1 电路和电路模型 1－2 电路的基本物理量 1－1 电路和电路模型 1－2 电路的基本物理量 1－3 基尔霍夫定律 1－4 电阻元件 1－5 独立电压源和独立电流源 1－6 两类约束和电路方程 1－7 支路电流法和支路电压法

第一节 电路与电路模型 一、电路的组成及作用 1．电路（Circuit） 2. 电路的作用 3．电路的组成 第一节 电路与电路模型 一、电路的组成及作用 1．电路（Circuit） 2. 电路的作用 3．电路的组成 4. 电路分析与网络综合（电路设计与分析） 二、电路模型

一、电路的组成及作用 1．电路（Circuit） 电路是为了某种需要由若干电路器件按照一定方式联结组成的总体，电路一定是电流的通路。简单说电路就是电流的通路或电流所流过的路径。 电路器件指电阻器、电感器、电容器、变压器、开关、晶体管和电池等。 实际电路有电力系统、电视机、计算机等等。 2. 电路的作用 （1）电能的输送和变换－－－－强电 （2）信号的传递、处理和存储－弱电 3．电路的组成 一般由电源、负载及中间环节三部分组成。 第 一 节 电 路 与 模 型 2009年1月20日，我国自主研发、设计和建设的1000千伏晋东南至南阳至荆门特高压交流试验示范工程顺利通过各项试验，正式投入运行，中国电力工业从此掀开全新篇章。该工程于2006年8月通过国家发改委核准，同年底开工建设，线路全长640公里，变电容量2×300万千伏安，横贯晋豫鄂三省。经过全电压、大电流等各种运行方式的检验和多种故障条件的考验，系统的最高运行电压达到1100千伏，输送能力和运行工况均满足设计要求，具有较高的安全稳定水平。到2012年，配合我省三大煤炭基地建设，以特高压“三华”同步电网规划为指导，统筹晋电外送通道，重点发展特高压外送，山西电网将建成1000千伏外送通道3个，对外输送能力增加3000万千瓦。

3．电路的组成 一般由电源、负载及中间环节三部分组成。 （1）电源(Electric Source) 是提供电能的装置，它是将其他形式的能量转换成电能的装置，如：发电机、电池等。 （2）负载(Load) 是用电设备的总称，将电能转换为其他形式的能量的装置，如日光灯、电动机、电炉、扬声器（喇叭）。 第 一 节 电 路 与 模 型 （3）中间环节：是联结电源与负载的中间部分，它起着传输、控制和分配电能的作用。如输电线、变压器、配电装置、开关、熔断器、各种保护装置。

实际电路：由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件（电路器件）和设备连接而成的电路。 开关 电容器 晶体管 电阻器 线圈 运算放大器

实际电路 低频信号发生器的内部结构

本课程仅研究讨论集总参数电路，今后简称为电路。 根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长(λ)的关系，可以将它们分为两大类： (1)集总参数电路：满足d <<λ条件的电路。 (2)分布参数电路：不满足d <<λ条件的电路。 例题：晶体管调频收音机最高工作频率约88MHz。问该收音机的电路是集总参数电路还是分布参数电路? 解：频率为88MHz周期信号的波长 C 真空中电磁波的传播速度 C 真空中电磁波的传播速度C＝2.9979X108m/s 分布参数电路：波导、高频传输线路和远距离输电等 波导：在微波段用来传输电磁波的空心金属管。通常为矩形或圆形截面。内壁镀有高导电率金属，如银。由于电磁波集中在波导管内，辐射损耗极小；因管内为空气，介质损耗也小。 但加工精度要求高。 现在收音机都是超外差收音机，其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大，最后在扬声器中发出声音。这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。 几何尺寸d <<3.409m的收音机电路应视为集总（集中）参数电路。 分布参数电路：波导、高频传输线路和远距离输电等。 本课程仅研究讨论集总参数电路，今后简称为电路。

4.电路分析与网络综合（电路设计与分析） 实际电路怎样进行电路分析，分析方式方法？ ①理论计算；②仪表测试。 电路分析：已知电路结构 、电路参数和激励，求响应，即求电路电气特性； 网络综合（电路设计与分析）：已知响应或电路电气特性，求电路结构、参数和激励，称为电路的综合。 激励：无论一个具体的电路的作用怎样，我们把其中的电源或信号源的电压或电流统称为电路的激励（输入），它推动电路工作； 响应：由激励在电路中各部分产生的电压或电流统称为响应（输出）。 第 一 节 电 路 与 模 型 结构、参数、激励 电路电气特性、响应 电路分析 网络综合 实际电路怎样进行电路分析，分析方式方法？ ①理论计算；②仪表测试。

②仪表测试 （Multisim软件 电路仿真实验，信号与系统实验。） ①理论计算 电路分析 实际电路 电路模型 计算分析 电气特性 电路综合 电路模型 电路结构 电路参数 电路激励 电路分析 电路响应 电路电气特性 电路综合 ②仪表测试 （Multisim软件 电路仿真实验，信号与系统实验。） 电路分析目的？ 通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。 《电路分析》课程的任务？ 掌握电路的基本理论和电路的基本分析方法。

二、电路模型 为什么将实际电路表示为电路模型？ 1.电路模型——电路图 电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的电气特性。 电路模型：由一些理想电路元件用理想导线连结而成。 用不同特性的理想电路元件，按照不同的方式连结就构成不同特性实际电路的电路模型。 二、电路模型 1.电路模型——电路图 2.建立实际电路的电路模型 电子电路图 ：原理图 ，电路模型，方框图(框图) ，装配图 ，印板图 为什么将实际电路表示为电路模型？

为什么将实际电路表示为电路模型？ 实际电路中的元器件是多种多样的，它们在工作中表现出较为复杂的电磁特性。一种电路元器件往往蒹有两种以上的电磁特性。 例如 电灯泡：消耗电能的电阻特性，电感特性； 电池：产生电动势，内阻上也消耗一部分电能。 为了便于对实际电路进行数学描述和分析，我们需要将实际元器件理想化（也称为模型化），即在一定的条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要的因素，把它近似地看作理想的电路元件。 用这种理想化的可用精确的数学定义的电路元件模型来等效代替实际电路中的元器件，从而使分析电路的问题简单化。

定义——电路元件（从实际器件中抽象而来） 为了便于对实际的电路进行分析，为了能在一定的条件下突出实际电路器件的主要的电磁特性，忽略其次要的因素,从实际电路器件中抽象化、理想化定义哪些电路元件？ 定义——电路元件（从实际器件中抽象而来）

2.建立实际电路的电路模型(电路图) 电路图就是实际电路的电路模型。 注意： 定义电路元件后，我们就能够建立实际电路的电路模型，画出实际电路的电路图。 电路图就是实际电路的电路模型。 注意： ①电路模型不是实际电路，而是实际电路的科学抽象，电路模型是实际电路的一种逼近。 ②对电路图进行分析就是对实际电路的分析。 一般为了方便就将电路模型简称为电路，电路模型图简称为电路图，将电路元件简称为元件，如电阻元件等。 一般为了方便就将电路模型简称为电路，将电路元件简称为元件，如电阻元件等。以往大家所熟悉的电路图实际上就是我们说的电路模型，它们都是某个实际电路的等效电路，是实际电路的抽象，对它们进行分析就是对实际电路的分析。一定要区分实际电路与电路模型的不同。 通常情况下说“电路”有两种含义: (1) 实际电路; (2) 电路模型。

电路模型的表示方法？ (1) 电路图 (2) 电路数据(表格方程或矩阵方程) 电路模型必须表示电路的两个方面： (1)电路元件的特性 参数 (1)电路元件的特性 参数 (2)元件间的连结关系 结构 一般用电路图来表示电路模型

电路原理图：用电气图用图形符号p2 电路模型：用电路元件图形符号 p4 图1－1 手电筒电路 图1－1 手电筒电路 (a) 实际电路 (b) 电路原理图 (c) 电路模型 (d) 拓扑结构图

(a)实际电路 (b)电路原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图 电源 信号源 图1－2 晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电路原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图

(b)线圈通过低频交流的模型 (c)线圈通过高频交流的模型 电路模型近似地描述实际电路的电气特性。 同一实际电路可以有不同的电路模型？ 例如：实际线圈的多种不同电路模型。 根据实际电路的①不同工作条件以及②对模型精确度的不同要求,同一实际电路可以有不同的电路模型。 L (a)线圈电气图或电感元件的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模型 (c)线圈通过高频交流的模型

§1－2 电路的基本物理量 一、电流和电流的参考方向 恒定电流、时变电流 、交流电流？ §1－2 电路的基本物理量 电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述的。电路分析的基本任务是计算电路中的电流、 电压和电功率。 本节重点要弄清分析计算电路时假设的电流和电压参考方向的目的和方法。 一、电流和电流的参考方向 带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。 电流定义：单位时间内通过导体横截面的正电荷定义为电流，用符号i 或I表示，其数学表达式为 电子和负离子带负电荷，正离子带正电荷。电荷用符号q或Q表示，它的SI单位（国际单位制）为库[仑]( C )。 电流方向：为正电荷运动方向。 恒定电流、时变电流 、交流电流？

恒定电流（直流） I : 时变电流 i : 交流电流 i : 电流的量值和方向均不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称为直流(dc或DC)，一般用符号I表示。 时变电流 i : 电流的量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流，一般用符号i表示。时变电流在某一时刻t的值i (t) ，称为瞬时值。 交流电流 i : 电流的量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流， 称为交流电流，简称为交流(ac或AC)。

电流方向 物理定义中把正电荷移动的方向规定为电流方向(实际方向)。 在分析电路时，往往不能事先确定电流的实际方向。 而且时变电流或交流电流的实际方向又随时间不断变动，不能够在电路图上标出适合于任何时刻的电流实际方向。

电流参考方向 为了电路分析和计算的需要，我们任意假设（规定）一个电流参考方向，用箭头标在电路图上。若电流实际方向与参考方向相同，电流取正值；若电流实际方向与参考方向相反，电流取负值。 根据电流的参考方向以及电流量值的正负，就能确定电流的实际方向。 电流值与电流参考方向一一对应 电流参考方向可以用两种方式表示： ①用箭头标在电路图上I5； ②采用双下标表示电流参考方向Ibc。

电路中任一电流有两种可能的参考方向，当对同一电流规定相反的参考方向时，相应的电流表达式相差一个负号，即 结论：在分析电路时，必须事先在电路图上假设（规定）电流变量的参考方向。当根据参考方向所计算出的电流值 ： i(t)>0，表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同； i(t)<0，则表明该时刻电流的实际方向与参考方向相反。 电流值与电流参考方向一一对应，缺一不可。

电流值与电流参考方向一一对应缺一不可

二、电压和电压的参考方向 电荷在电路中移动，就会有能量的交换发生。 单位正电荷由电路中a点移动到b点所获得或失去的能量，称为ab两点的电压，即 其中dq为由a点移动到b点的正电荷量，dW为电荷移动过程中能量的变化量。 通常电压的实际方向定义：是从a高电位指向低电位b。 物理中高电位通常用正极表示，低电位通常用负极表示，则习惯上电压的方向：“＋”正极→“－”负极。 dq为由a点移动到b点的正电荷量，单位为库[仑](C)，dW为电荷移动过程中能量的变化量，其单位为焦[耳](J)，电压的单位为伏[特](V)。

交流电压u ？ 电压参考方向（参考极性）？ 量值和方向均不随时间变化的电压，称为恒定电压或直流电压，一般用符号U表示。 量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电压，称为交流电压。 电压参考方向（参考极性）？

电压参考方向（参考极性） 电压的实际方向：从高电位指向低电位。 与电流类似，在分析电路时，电路中各电压的实际方向或极性往往不能事先确定。 在分析电路时，必须规定电压的参考方向或参考极性。 电压参考方向可以用三种种方式表示： ①用“+ ”号和“-”号分别标注在电路图的a点和b点附近； ②用电压符号加下标uab。 ③用箭头表示。

u=－2V 若计算出的电压u>0，表明该时刻a点的电位比b点电位高； 若电压u<0，表明该时刻a点的电位比b点电位低。 若计算出的电压uab(t)>0，表明该时刻a点的电位比b点电位高 ； 若电压uab(t)<0，表明该时刻a点的电位比b点电位低。 ①用“+ ”号和“-”号分别标注在电路图的a点和b点附近； ②用电压符号加下标uab。 ③用箭头表示。 u=－2V 若计算出的电压u>0，表明该时刻a点的电位比b点电位高； 若电压u<0，表明该时刻a点的电位比b点电位低。

电压、电动势和电位？ 相同： 反映了单位正电荷在由电路中移动使得能量变化 方向不同： 电动势“－→＋” 电 压 “＋→－” ①用“+ ”号和“-”号分别标注在电路图的a点和b点附近； ②用电压符号加下标uab。 ③用箭头表示。 方向不同： 电动势“－→＋” 电 压 “＋→－”

将电路中任一点作为参考点，把a点到参考点的电压称为a点的电位，用符号va或Va表示。 电路中a点到b点的电压，就是a 点电位与b点电位之差，即 电路参考点改变某点电位变化？ 电路参考点改变某两点电压变化？电压与参考点有关？ 电路参考点改变某点电位随之改变。在集总参数电路中，元件间的电压与路径无关，而仅与起点与终点的位置有关。

对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向的选择有四种可能的假设方式，如图所示。 关联参考方向：电流与电压方向相同。

为了电路分析和计算的方便，常采用电压电流的关联参考方向，电压和电流只需标一个参考方向即可： ①当电压的参考极性已经规定时，电流参考方向从“+”指向“-” ； ②当电流参考方向已经规定时，电压参考极性的“+ ”号标在电流参考方向的进入端， “－”号标在电流参考方向的流出端。

电压U1？U3？Uab？电压Uac？ U5方向？ 表明该电压的参考方向为a点正极，b点为负极； 表明该电压的参考方向为a点正极，c点为负极。 ③用箭头表示。

三、电功率 吸收功率：P＝UI>0 二端元件和二端网络的功率？ 电压电流采用关联参考方向 p吸＝ui

p吸＝ui 当电压电流采用关联参考方向时，二端元件或二端网络吸收的功率为 当p(t)吸>0时，表明该时刻二端元件实际吸收（消耗）功率； 与电压电流是代数量一样，功率也是一个代数量。 当p(t)吸>0时，表明该时刻二端元件实际吸收（消耗）功率； 当p(t)吸<0时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。

由于能量必须守恒，对于一个完整的电路来说，在任一时刻，所有元件吸收功率的总和必须为零，能量守恒定律。 若电路由b个二端元件组成，且全部采用关联参考方向，则 二端元件或二端网络从t0到t 时间内吸收的电能为 功率的SI单位是瓦[特](W)。

例题1－1：已知U1=1V, U2=－6V, U3=－4V, U4=5V, U5=－10V, I1=1A, I2=－3A , I3=4A, I4=－1A, I5=－3A。 试求：(1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整个电路吸收的功率。

已知U1=1V, U2=－6V, U3=－4V,U4=5V, U5=－10V, I1=1A, I2=－3A , I3=4A, I4=－1A, I5=－3A。 解：各二端元件吸收的功率为 整个电路吸收的功率为

必做作业 教材P43 习题一 1－1， 1－3. 下次教学内容 1－3， 1－4，1－5， 作业要求： 习题一 1－1， 1－3. 作业要求： ①所有有电路图的题都必须先画图并标注电流及电压方向再分析计算； ②所有计算必须有计算过程，有代数表达式。 每周上课前交作业 下次教学内容 1－3， 1－4，1－5，