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本课件为电路理论的入门章节，先由手电筒实例讲清电路的组成与作用，再引入电流电压的参考方向，继而依次说明电阻、电感、电容三类无源理想元件与电压源、电流源、受控源的特性，最后落到基尔霍夫两定律、电路三种工作状态与电位计算，配有多道例题。
本页为第一章电路的基本概念和基本定律的目录页，列出本部分所包含的章节与内容框架。
第一节电路和电路模型：本节依次讲解以下内容。
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什么是电路呢？例如电子诱饵R水AB3V
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例如：手电筒电路电源中间环节负载电源：其它形式的能量（信号）电能（电信号）负载：电能（电信号）其它形式的能量（信号）*一般不希望中间环节产生能量或信号的转换
2.常见的理想电路元件电阻电容电压源电感电流源
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3.手电筒的电路模型R0RUS电源中间环节负载电路模型只反映实际电路的作用及其相互的连接方式，不反映实际电路的内部结构、几何形状及相互位置。
第二节电路的基本物理量及其参考方向：本节依次讲解以下内容。
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一、电流及其参考方向1.定义：在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流，我们把单位时间内通过导体横截面积的电荷量定义为电流强度。
i=dq/dt大小和方向都随时间改变的叫交流用i表示，大小和方向都不随时间改变的叫直流用I表示。
*参考方向与实际方向的关系在规定的参考方向下，若计算结果：U> 0参考方向与实际方向一致，U< 0参考方向与实际方向相反。
三、关联参考方向若电流和电压的参考方向取得相同，称为关联参考方向，否则称为非关联参考方向。
ababIIUU关联非关联EUI非关联
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2.电功率1）定义:单位时间内电能所作的功称为电功率,简称功率。
p=u i四、电能和电功率1.电能
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当某元件的电压电流关联参考方向时有p = u i当某元件的电压电流非关联参考方向时有p =－u iabIUabIU2）正电荷从电路元件的电压“+”极移到电压“－”极，是电场力对电荷作功，元件吸收能量。
正电荷从电路元件的电压“－”极移到电压“+”极,外场力对电荷作功，元件释放能量。
电路中，能量满足守恒定律,电源产生的能量等于负载消耗的能量。
有P电源=－P负载
*若求出的P> 0，说明元件在吸收功率，一定是负载；求出的P< 0，说明元件在发出功率，一定是电源。
例1、在图示电路中,Uab= 5V，I＝2A，求: (1)各个元件的功率;(2)这段电路上的总功率。
a1Ω4Ω－+10VIR1R2E1E2bA.E1的电流与电压参考方向相关联B.E2的电流与电压参考方向相关联C.E1、E2起电源作用D.R1起负载作用、R2起电源作用E.这段电路ab起负载作用+－5VUab= 5V，I＝2A，下列哪些答案是正确的？
本页为课堂互动反馈页，提示语为：别难过，再好好想想！习题题解
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本页为课堂互动反馈页，提示语为：哈哈，对了！不要骄傲，继续努力！习题题解
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求解过程：解:(吸收）(吸收）(吸收）(吸收）（发出）Uab= 5V，I＝2Aa1Ω4Ω－+10VIR1R2E1E2b+－5V
例3、一个含有电压源和负载的闭合电路。电压源电压US＝24V，内阻RS＝0.5Ω，负载电阻R＝7.5Ω。
求：(1)电路中的电流;(2)负载端电压;(3)各元件的功率。
+－USRSRUI
例3 求解过程：解: (1)电路中的电流I=USRS+R=240.5+7.5A=3A(2)负载端电压U=IR=3A×7.5Ω=22.5V(3)各元件的功率Ps=－USI=－24V×3A=－72W(电源产生的功率)P=UI=22.5V×3A=67.5W(负载消耗的功率)P=I2US=32×0.5W=4.5W(电源内阻消耗的功率)
第三节无源理想元件：本节依次讲解以下内容。
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p=ui= i R=u /R22*P总是大于0即P≥ 0电阻是耗能元件。
(一般电阻上电压与电流取关联参考方向。)常用电阻
二、电感元件1.电感φiueLiueΨ=Li L=Ψ／iL单位是亨利(H)L为常数则称为线性电感；
L不是常数称为非线性电感。
2.自感电动势eL=dΨdt=Ldidt3.电压与电流的关系uL=－eL=Ldidt*若i=I，uL=0电感对直流相当于短路
4.能量P=u i=Lididt*它是一种储能元件不消耗能量。
>0则P> 0吸收能量电能磁场能<0则P< 0放出能量磁场能电能WL=∫t0Pdt=t0∫Lididtdt
WL=12Li2能量是逐渐积累，不能突变。∴电感中的电流不能突变。
*WL与i2成正比，与u无关，当u＝0时WL仍可能存在。常用电感
三、电容元件1.电容uiCq=CuC（法F）=q(库)u(伏)1F = 106μF1μF = 106pFC为常数---线性电容C不是常数---非线性电容
2.电压与电流关系i=dqdt=CduCdt若uC＝UC则i＝0*电容元件对直流相当于开路3.能量P=uCi=CuCduCdt>0则P>0吸收功率电容充电<0则P<0发出功率电容放电常用电容
WC=∫t0Pdt=CuC212能量不能突变，∴电容两端的电压不能突变。
电容是一种储能元件，不消耗电能。*WC与U成正比，与i无关，当i=0时，WC仍可能存在。
2电路中能量转换过程电阻耗能元件电电感源储能元件电容
例1、一电容器C= 0.2F，从t= 0开始通入5A恒定电流，求t=10s时，电容器电压及其储能是多少?设电容器电压uC(0) = 0。
解:uC(t)＝uC(0) +1C∫t0idξ当t=10s时，uC(10)＝250VWC＝12CuC(10)=212×0.2×2502J＝6250J= 0+10.2∫t05dξ=50.2ξt0=25t
第四节电源：本页为章节标题页，页面原文如下。
第四节电源电压源电流源受控源
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2.实际电压源USUR0U = US－I R0IUII R0伏安特性:USIU当R0<<R时，R0≈0,U=USO
2.实际电流源ISIUR0I= IS－U／R0UIU伏安特性IISU/R0O
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例1、电路如图，求理想电压源和理想电流源的功率。解:该电路为串联电路各元件的电流均为IS。
PUS=USIS=1WPR=IS2R= 1WPIS=－(PUS+PR)=－2W此时电压源吸收功率(负载)功率平衡：ΣΣP吸=P发US1VR1ΩIS1A＋－U
在电路中起电源作用，但其大小和方向受电路中其它支路的电流或电压控制，这种电源称为受控源。
＋－＋－VCVSCCVSVCCSCCCSμuri1βi1gu1常见的受控电流源和电压源，如下图。
三、受控源
电流控制的电流源βiiriiiioro电压控制的电压源riro＋－μuiuoui
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第五节基尔霍夫定律：本节依次讲解以下内容。
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本页为课堂互动反馈页，提示语为：几个概念支路:电路中的每一分支叫做支路。一个支路通过同一个电流。节点:由三条或三条以上的支路相连接的点叫做节点。回路:电路中的任一闭合路径叫做回路。A.图中有6
对于电路中的任一节点，在任一瞬间流入节点的电流之和一定等于流出该节点的电流之和。
(第一定律)ab＋－＋－I1I2I3E1E2R1R3R2如图：I1＋I2＝I3对电路中的任一节点，在任一瞬间，该节点上电流代数和等于零。
∑I＝０如图I1＋I2－I3＝０规定流入节点的电流取正,流出节点的电流取负。
∑Ii＝∑Io
推广：适用于封闭面AIBIAICBCIABIBCICAIA＋IB＋IC＝0IBICIEIB＋IC＝IE满足晶体管电流分配关系
例1、标出图中未知电流大小。2A－8A3A3Ω4Ω6A1A5A
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二、基尔霍夫电压定律(KVL)在任一瞬间，沿任一闭合回路绕行一周，各部分电压降的代数和等于零，即∑U＝０与绕向一致的电压取正，反之取负。
R1R2U1U2I1I2US1US2aU1－US1＋US2－U2= 0I1R1－US1＋US2－I2R2＝0在电路中任意回路绕行方向上电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和∑US＝∑IR规定与绕行方向一致的电压取正，反之取负。
US1－US2＝I1R1－I2R2
推广:适用于开口电路U开=ΣU说明：上述两定律适用于任何变化的电压和电流。
例1、已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16ΩR2=3Ω，R3=9Ω。
求：S打开时，Uab=？S闭合时，I3=？1、S打开，I3=0∴UR3=0－E1+Uab+E3－E2= 0Uab=(7－14+16)V=9V2、S闭合，Uab=0－E1+E3－E2+I3R3= 0I3=(E1－E3+E2)／R3=9／9A=1AE1R1abSE3E2R2R3I3解：
例2、求图中的U2。I1U110VU2R22ΩE2E1R1R35Ω4Ω4V2VI1=(10－4)/(R1+R2)=1AU2=－E2+I1R1+E1=6VI3=0（开路）∴I2=0I2I3U1=I1(R1+R2)+E1
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第六节电路的工作状态及电气设备的额定值：本页为章节标题页，页面原文如下。
第六节电路的工作状态及电气设备的额定值有载工作状态开路短路
一、有载工作状态RR0UUSSI＋－图中S闭合I=US/(R0+R)U=I RU=US－IR0PS=PR0+PR1.特征
电气设备在额定状态下工作是最佳状态，称为满载。在额定电压下，电气设备通过的电流高于额定电流称为过载，低于额定电流称为轻载。
2.电气设备的额定值为了安全可靠地工作，各种电气设备承受的电压，允许通过的电流及消耗的功率都有一个限额，这个限额称为电气设备的额定值。
UNINPN
R0UUS＋－三、短路II=US／R0U= 0P= 0PS=PR0二、开路( S断开)I= 0U= 0P= 0U0=USRR0UUSSI＋－
例1 求解过程：解:(1)电源的额定电流:IN＝PNUN＝4.4×103220A＝20A电源电压:US＝U+INRS＝220V+20A×0.25Ω＝225V(2)额定工作状态下的负载电阻:R=USRS22020=Ω=11Ω(3)短路电流：IS＝USRS＝2250.25A＝900A
第七节电路中的电位及其计算：本页为章节标题页，页面原文如下。
第七节电路中的电位及其计算电位电源的习惯画法
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一、电位电路中某点的电位等于该点到参考点之间的电压，参考点就是零电位点。
Ve=0I=9/9A=1AVa=5VVb=5V－2V=3VVc=5V－6V=－1VVd=－4VUab=2V3Ω＋－＋－e5V4Vabcd2Ω4Ω
e5V4Vabcd3Ω2Ω4Ω若参考点选在d点，则：Va= 9VVb= 7VVc= 3VVd= 0VVe= 4VUab= 2V＊电路中某点的电位与参考点的选择有关，而任意两点之间的电压与参考点的选择无关。
e5V4Vabcd3Ω2Ω4Ω二、电路中电源的习惯画法与参考点相联的一端不画，另外一端标出极性，写出电位值，如下图所示。
+5V－4V9Ωad
e5V4Vabcd3Ω2Ω4Ω9V9Ωa
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5kΩ+12V5kΩS10kΩBA例1、求S闭合和断开时A B点的电位。
＋－12VA10kΩ5kΩB5kΩSS打开时VA=VB=12VS闭合时VA=VB=(12/15)×5V=4V解：
例2、求图中S闭合和打开两种情况下a点的电位。a－12V+ 12VS4kΩ26kΩ2kΩS打开:I=(12+12)/32mA=0.75mAVa=(－I×26+12)V=－7.5VS闭合:I=12/30mA=0.4mAVa=4kΩ×I=1.6V解：
例3、电路如图，已知:US1=8V，US2=16V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，求电路中a、b和c点的电位。
解:US1和R1支路中无电流;US2、R2和R3组成闭合回路，在图示的电流电压参考方向下bacR3R2R1US1US2I=US2R2+R3=164+6A=1.6A+－－+
C点为参考点，Vc=0Vb＝Ubc＝US2－IR2＝16V－1.6×4V＝9.6V或Vb＝Ubc＝IR3＝1.6×6V＝9.6V因为Uab＝US1+0×R1＝8V所以Va＝Uab+Vb＝8V+9.6V＝17.6V
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