第一章 电路基本分析方法 本章内容： 1. 电路和电路模型 2. 电压电流及其参考方向 3. 电路元件 4. 基尔霍夫定律 第一章 电路基本分析方法 本章内容： 1. 电路和电路模型 2. 电压电流及其参考方向 3. 电路元件 4. 基尔霍夫定律 5. 无源网络的等效变换 6. 电压源与电流源的等效变换 7. 测试与练习

(reference direction) 电路中的变量与电磁场中的变量有什么关系？ 1.2 电流、电压及其参考方向 (reference direction) 一、电路中的主要物理量（电流、电压、电荷、磁链） 二、电流、电压的参考方向（关联参考方向） 三、电路元件的功率（大小和性质） 大小、方向、单位 电压 电位 电动势 电路中的变量与电磁场中的变量有什么关系？ 1.2 电压电流及其参考方向

电荷q： 双极性；电荷量是电子电荷1.6022E-19C的整数倍 一、电路中的主要物理量（电流、电压、电荷、磁链） 电荷q： 双极性；电荷量是电子电荷1.6022E-19C的整数倍 电现象归结为电荷的分离和电荷的运动 单位－库仑 磁链： = N，磁链 = 匝数  磁通。 其方向与电流方向满足右手螺旋关系 单位－韦伯 电磁感应 感应电动势

电流 (current)：带电质点的运动形成电流。 大小：用电流强度表示—单位时间内通过导体截面的电量。 方向：正电荷移动的方向 单位：A (安) (Ampere，安培) 直流电流 I 交变电流 正弦交流电流

A B 电压 (voltage)：电场力将单位正电荷从A点移动到B点所作功 A点电位高于B点 大小：电场力移动单位电荷所做的功 方向：高电位指向低电位点 单位：V (伏) (Volt，伏特) A B ＋ － 直流时： A点电位：电场力将单位电荷从A点移到参考点所作的功。也就是该点到参考点之间的电压。因此电位是个相对的物理量，只有确定了参考点之后，讨论电位才有意义。

？ 电位与电压 电动势 参考点可以任意选定，在同一电路中，某点的电位随参考点选择的不同而不同； 电路中任意两点之间的电压是个绝对量，它不随参考点的改变而改变，与参考点的选择没有关系。 电动势 电源的电动势在数值上等于外力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功，其单位也是伏特(V)。 电动势的方向规定从电源负极指向电源正极 感应电动势？ ？ 你知道吗

二、电流、电压的参考方向 (reference direction) 问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？ 电流方向 B  A？ 电流方向 A  B？ E1 A B R E2 IR

 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 1. 电流的参考方向：沿导线方向任意选定 i 参考方向 若实际方向与参考方向一致，i > 0 参考方向与实际方向的关系： 若实际方向与参考方向相反，i < 0 A B 实际方向 电流参考方向的两种表示：  用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。  用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。

+ 2. 电压(降)的参考方向 电压参考方向的三种表示方式： （1） 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向 U (2) 用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压 （降低）的参考方向 + (3) 用双下标表示：如 UAB , 由A指向B的方向为电压 （降）的参考方向 A B UAB 2. 电压(降)的参考方向

关联参考方向时，可以只标其中的一个参考方向。 3. 关联参考方向 元件或支路的u，i的参考方向相同，称之为关联参考方向。 反之，称为非关联参考方向。 R + – u i R + – u i u = Ri u = –Ri 关联参考方向 非关联参考方向 关联参考方向时，可以只标其中的一个参考方向。 器件实际的电压与电流方向属于关联 or 非关联方向？ ？ 你知道吗？

小结： R + – u i R + – u i u = Ri u = –Ri (1) 分析电路前，每个元件必须选定电压和电流的参考方向。电路计算是在参考方向下进行。 (2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。 (3) 参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向不变。 R + – u i R + – u i u = Ri u = –Ri 电路描述和计算时，首先要设定电压电流的参考方向，然后才能写出表达式，并进行计算。

能量的单位： J (焦) (Joule，焦耳) （度） 三、电路元件的功率 (power) 1. 电功率：单位时间内电场力所做的功。 功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位： J (焦) (Joule，焦耳) （度） 1度= 1千瓦小时（ KW•h）= 3.6×106J

+ i u – + i u – 2. 电压、电流采用参考方向时功率的计算和判断 （1） u, i 关联参考方向 p = ui 表示元件吸收的功率 p>0 吸收正功率 (实际吸收) p<0 吸收负功率 (实际发出) 吸 （2） u, i 非关联参考方向 + – i u p = ui 表示元件发出的功率 p>0 发出正功率 (实际发出) p<0 发出负功率 (实际吸收) 发

 上述功率计算不仅适用于元件，也适用于任意二端网络。  电阻元件在电路中总是消耗(吸收)功率，而电源在电路中可能吸收，也可能发出功率。 【例】求题图中各元件提供的功率。 (a) (b) (c)