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本课件从电路的作用与组成讲起，依次说明电流、电压、电动势等基本物理量与参考方向的约定，推导欧姆定律与电源三种状态，进而给出基尔霍夫定律、电位计算、电阻串并联、电源模型等效变换，以及支路电流法、叠加定理、戴维南定理等分析方法。
本页为直流电路章首页，列出本章主要小节与内容框架。
本章围绕上述小节依次展开讲解。
1.1电路的作用和组成部分一.电路——电流流通的路径。
导线开关电池
二.电路的作用 1、电能的传输与转换2、信号的传递与处理
1.2电路的基本物理量 电流I单位时间内通过电路某一横截面的电荷[量]安[培]（A）电流U电场力将单位正电荷从电路的某一点移至另一点时所消耗的电能，即转换成非电形态能量的电能伏[特]（V）电动势E伏[特]（V）电源中的局外力（即非电场力）将单位正电荷从电源的负极移至电源的正极所转换而来的电能
电路基本物理量的实际方向：下表列出相关数据。
| 物理量 | 实际方向 | 单位 |
|---|---|---|
| 电流 I | 正电荷运动的方向 | kA、A、mA、μA |
| 电动势 E | 低电位指向高电位（电位升高的方向） | kV、V、mV、μV |
| 电压 U | 高电位指向低电位（电位降低的方向） | kV、V、mV、μV |
源课件该页为单位与实际方向的分列排版，此处按物理量逐项对应整理。
1.3电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向1.电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低
（4）电压、电流的关联参考方向 原则上参考方向是可以任意选择的。
右图：电源电流的参考方向为电压参考方向的低电位经电源流向高电位
负载电流参考方向是由电压参考方向的高电位经负载流向低电位。
——参考方向一致
1.4欧姆定律 通常通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这就是欧姆定律。
【例】应用欧姆定律对电路列出式子，并求电阻R。
线性电阻：遵循欧姆定律的电阻，它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关的常数。
线性电阻的伏安特性曲线
1.5电源的状态开关闭合,接通电源与负载负载端电压U=IR1.电压电流关系1.5.1电源有载工作(1)电流的大小由负载决定。
(2)在电源有内阻时，I U 。
或U=E–IR0电源的外特性EUI0当R0<<R时，则U E，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。
UI=EI–I2RoP=PE– P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率(3)电源输出的功率由负载决定。
负载大小的概念:负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)。
R0ER+–I4.功率平衡
【例】在图中所示的电路中，。
内阻，（1）试求电源的电动势E1和负载的反（2）试说明功率的平衡。
【解】（1）电源负载（2）由（1）中两式可得
当某一部分电路与电源断开，该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和转换，这部分电路所处的状态称为开路。
下图中当开关断开时，电源则处于开路（空载）状态。
1.5.2电源开路IRoR EU0
电源外部端子被短接1.5.3电源短路特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）U=0PE= P = I²R0P=01.短路处的电压等于零
U= 02.短路处的电流I视电路情况而定。
电路中某处短路时的特征:I+–U有源电路IRRo E
1.6.1基尔霍夫电流定律(KCL定律)1．定律即: Ｉ入= Ｉ出在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节点的电流。
计算结果中，若有支路电流为负值，说明选定的电流参考方向与实际方向相反。
或: Ｉ= 0对节点a：I1+I2=I3或I1+I2–I3= 0ba E2R2 R3R1E1I1I2I3 上式说明，在任一瞬间，一个节点上的电流代数和恒等于零。
若规定参考方向流入节点的电流取正号，则流出节点的就取负号。
电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。
2．推广I=?例:I= 0IA+IB+IC= 02 +_+_I5 1 1 5 6V12VIAIBICAIBCIABACBIC广义节点
1.6.2基尔霍夫电压定律（KVL定律)1．定律即： U= 0在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。
或将上式改写为即右图回路可列方程在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。
2.举例求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd。
解：设a为参考点，即Va=0VVb=Uba=–10×6= 60VVc=Uca= 4×20 = 80 VVd=Uda= 6×5 = 30 V设b为参考点，即Vb=0VVa=Uab=10×6 = 60 VVc=Ucb=E1= 140 VVd=Udb=E2= 90 Vbac20 4A6 10AE290V E1140V5
结论：(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变
(2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。
借助电位的概念可以简化电路作图bca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cd
2k A+I12k I2–6V(b)例1:图示电路，计算开关S断开和闭合时A点的电位VA解: (1)当开关S断开时(2)当开关闭合时,电路如图（b）电流I2= 0，电位VA= 0V。
电流I1=I2= 0，电位VA= 6V。
2k +6VA2k SI2I1(a)电流在闭合路径中流通
例2：求B点电位
【例3】电路如图所示。
求A点电位VA。
1.9电源的两种模型及其等效变换1.9.1电压源模型电压源模型由上图电路可得:U=E–IR0若R0= 0理想电压源:U EUO=E电压源的外特性IUIRLR0+-EU+–电压源是由电压US（或电动势E）和内阻R0串联的电源的电路模型。
若R0<<RL，U E，可近似认为是理想电压源。
理想电压源O电压源 +-US
理想电压源（恒压源）例1：(2)输出电压是一定值，恒等于电动势。
对直流电路，有U E,与理想电压源并联的任何元件的端电压恒等于电动势。
(3)恒压源中的电流由外电路决定。
特点:(1)内阻R0= 0IE+_U+_设E= 10 V，接上RL后，恒压源对外输出电流。
RL当RL= 1 时，U= 10 V，I= 10A当RL= 10 时，U= 10 V，I= 1A外特性曲线IUEO电压恒定，电流随负载变化
1.在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路循行方向。
2.应用KCL对节点列出(n－1 )个独立的节点电流方程。
3.应用KVL对回路列出b－(n－1 )个独立的回路电压方程(通常可取网孔列出)。
4.联立求解b个方程，求出各支路电流。
对节点a：例1： I1+I2–I3=0对网孔1：对网孔2：I1R1+I3R3=E1I2R2+I3R3=E2支路电流法的解题步骤:ba E2R2 R3R1E1I1I3I2
【例】将(a)图转换成（b）图，用支路电流法求（b）图中的I3。
在图（b）中，虽有四条支路，但因Is1已知，故可以少列一个回路电压方程。
应用基尔霍夫电流定律对结点和应用电压定律对右、中两个单孔回路分别列出方程：
1.11叠加定理叠加定理：对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。
原电路+=叠加定理R1(a)R3I1I3E1+–+–R2I2E2I´1I´2E1单独作用R1(b)R3I´3E1+–R2E2单独作用R2(c)R3+–R1I 1I 2I 3E2
E2单独作用时((c)图)E1单独作用时((b)图)原电路+=R1(a)R3I1I3E1+–+–R2I2E2I´1I´2E1单独作用R1(b)R3I´3E1+–R2E2单独作用R2(c)R3E2+–R1I 1I 2I 3
原电路+=R1(a)R3I1I3E1+–+–R2I2E2I´1I´2E1单独作用R1(b)R3I´3E1+–R2E2单独作用R2(c)R3E1+–R1I 1I 2I 3同理:
①叠加定理只适用于线性电路。
③不作用电源的处理：E= 0，即将E短路
Is= 0，即将Is开路。
②线性电路的电流或电压均可用叠加定理计算，但功率P不能用叠加原理计算。
例：注意事项：⑤应用叠加定理时可把电源分组求解，即每个分电路中的电源个数可以多于一个。
④解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。
+_ER0abab有源二端网络有源二端网络可化简为一个电源 1.12戴维南定理
戴维南定理任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。
等效电源的内阻R0等于有源二端网开路电压与短路电流的比值或等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。
等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a、b两端之间的电压。
(a)有源二端网络 (b)戴维南等效电路
【例】用戴维南定理计算例1-7中的支路电流I3。
（a）（b）（c）由（c）图求得等效电源的内阻R0由（b）图求得【解】（c）图中等效电源的电动势E由（a）图求解
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