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电 工 学

电 工 学. 参考书目. << 电工学 >> 上册 秦曾煌. << 电子技术 >> 下册 秦曾煌. 第一章 电路的基本概念和分析方法. 重点：. 1. 电压、电流的参考方向. 2. 电源. 3. 基尔霍夫定律. 4. 节点电压法. ５ . 戴维南定理. 开关. 灯泡. 电池. 导线. 1.1 电路的基本物理量及参考方向. 1.1 .1 电路和电路模型. 一 . 实际电路. 1 . 定义 : （ P1 ）. 2 . 组成 : 电源、负载、中间环节。. 3 . 作用 :. a 能量的传输与转换；. 电力电路.

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  1. 电 工 学

  2. 参考书目 <<电工学>>上册 秦曾煌 <<电子技术>>下册 秦曾煌

  3. 第一章 电路的基本概念和分析方法 • 重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电源 3. 基尔霍夫定律 4. 节点电压法 ５. 戴维南定理

  4. 开关 灯泡 电池 导线 1.1 电路的基本物理量及参考方向 1.1.1电路和电路模型 一. 实际电路 1. 定义:（P1） 2. 组成:电源、负载、中间环节。

  5. 3. 作用: a 能量的传输与转换； 电力电路 b 传递和处理信号。 电子电路 4. 共性：建立在同一电路理论基础上

  6. 开关 灯泡 电池 导线 二. 电路模型 (circuit model) 电路图 1. 电路模型：反映实际电路元件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。 2. 理想电路元件：具有某种确定的电磁性能的理想元件。

  7. 3. 几种基本的理想电路元件： 理想电阻元件：表示消耗电能的元件。 理想电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件。 理想电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件。 理想电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。

  8. 不同的实际电路元件，在一定条件下可用同一模型表示；不同的实际电路元件，在一定条件下可用同一模型表示； • 同一实际电路元件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式 注意： 例

  9. 集总条件 元件尺寸 元件工作的电磁波长 三.集总参数电路 满足集总条件的元件构成的电路，称为集总参数电路。 集总参数电路中u、i可以是时间的函数，但与空间坐标无关 注

  10. 1.1.2 电流和电压的方向 一. 电流(current) 1. 定义 单位：A（安培）、mA、A 1mA=10-3A，1  A=10-6A 直流电流 I，交流电流 i

  11. 定义: 2. 实际方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。 二. 电压、电动势 1. 电压 单位：V（伏特）、KV、mV 直流电压U，交流电压u

  12. 规定电压的实际方向由高电位指向低电位。 2. 电动势 定义:（P3） 直流电动势E ，交流电动势e 规定电动势的实际方向由电源负极（低电位）指向电源正极（高电位）。

  13. 实际方向 A B 实际方向 A B 三. 电压和电流的参考方向 (reference direction) 如图：元件中电流或电压的实际方向有两种可能:

  14. i A B iAB A B 1. 参考方向的规定 电压和 电流的参考方向是任意指定的。 2. 参考方向的表示 （1）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。

  15. u A B A B + u B A （2）电压参考方向的三种表示方式：  用箭头表示  用正负极性表示  用双下标表示 uAB

  16. 3. 参考方向与实际方向的关系 若电压、电流参考方向与实际方向相同，则u>0, i>0 ; 若电压、电流参考方向与实际方向相反，则u<0, i<0。

  17. i参考方向 i 参考方向 A B A B 实际方向 实际方向 i > 0 i < 0 例1 根据参考方向与电压、电流的正负判断实际方向。

  18. 参考方向 U 参考方向 U – – + + + + 实际方向 实际方向 U < 0 U > 0

  19. i i + - - u + u 关联参考方向 非关联参考方向 4.关联参考方向 元件或支路的电压和电流采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。

  20. A A B B 例2 i 电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向是否关联？ ＋ U － 答： A 电压、电流参考方向非关联； B 电压、电流参考方向关联。

  21. 注意 (1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 (2) 参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。 (3)参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。

  22. + u i - 1.1.3电功率 一.电功率 单位：W (瓦) 二.电路元件吸收或发出功率的判断 （1）u, i取关联参考方向 p = ui表示元件吸收的功率

  23. - u i + p>0 吸收正功率 (实际吸收），是负载。 p<0 吸收负功率 (实际发出)，是电源。 （2）u, i取非关联参考方向 p = ui表示元件发出的功率 p>0 发出正功率 (实际发出)，是电源。 p<0 发出负功率 (实际吸收)，是负载。

  24. U1 U6 － － + + 1 6 I1 － + + 2 4 5 U5 U2 U4 － － + I2 I3 3 － + U3 例3 求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V, U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A, I3= -1A

  25. 解： 注意 对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率

  26. u i 1.2 电阻元件与电源元件 1.2.1 电阻元件 一.电阻元件 1.定义 对电流呈现阻力的元件。 单位：(欧) 2.伏安特性曲线

  27. u R i 二.线性电阻元件 1.定义 任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。 2.电路符号 3.伏安特性曲线

  28. R i - + u u、i 取关联参考方向 4.功率 电阻元件总是消耗功率的。 三.欧姆定律

  29. 定义电导 u、i 取非关联参考方向 R i + u - 单位： S(西门子)

  30. i _ + 1.2.2 电源元件 一.理想电压源 1.定义（P5） 2.电路符号

  31. i + R - 3.电压、电流关系 • 电压源两端电压由它本身决定。 • 通过电压源的电流由电压源及外电路共同决定。 例1 外电路 电压源不能短路！

  32. u i 4.伏安特性曲线 5.功率

  33. _ + u 二.理想电流源 1.定义（P6） 2.电路符号

  34. R + u - 3.电压、电流关系 • 电流源的输出电流由它本身决定。 • 电流源两端电压由电流源及外电路共同决定。 例2 外电路 电流源不能开路！

  35. u i 4.伏安特性曲线 5.功率

  36. i + + us u _ RS _ 三.实际电源模型 1.实际电压源模型 （1）电路符号 考虑内阻

  37. u us O i 一个好的电压源要求 （2）伏安特性曲线 实际电压源也不允许短路。

  38. i + u _ 2.实际电流源模型 （1）电路符号 考虑内阻

  39. u is i O 一个好的电流源要求 （2）伏安特性曲线 实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。

  40. i + + U 5V 2A _ _ 计算图示电路各元件的功率。 例3 解 发出 吸收 满足：P（发）＝P（吸）

  41. i i + + + us u RL RL _ u _ RS _ 图(b) 图(a) 1.2.3 两种电源模型的等效互换 一.等效条件 对外电路等效，即RL上的电压、电流相同。

  42. 二.互换公式 图(a)： 图(b)： （1）（2）比较得

  43. 注意： （1）等效只针对外电路，对内电路不等效； （2） us 和is方向相反； （3）电流源串电阻或电压源，电阻和电压源不起作用；电压源并电阻或电流源，电阻和电流源不起作用。

  44. 4  4  + + 3  9V 9V _ _ 图(1) 图(2) 6  4  4  8A 8A 图(3) 图(4)

  45. i1 i3 + + uS1 uS2 _ _ R3 R1 R2 i2 1.3 电路的基本定律 几个名词 （1）支路 电路中通过同一电流的分支。 a b

  46. + + 2 1 uS1 uS2 _ _ R3 R1 R2 （2）节点（P8） （3）回路 由支路组成的闭合路径。 3

  47. + + 2 1 uS1 uS2 _ _ R3 R1 R2 （4）网孔 对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 网孔是回路，但回路不一定是网孔

  48. 任一节点 1.3.1 基尔霍夫电流定律 (KCL) 一. 内容 流进的电流等于流出的电流

  49. 二. 应用步骤 （1）标出各支路电流的参考方向； （2）规定流出节点电流为“+”，流入为“-”，列KCL方程。 例1

  50. 1 任一闭合面 2 3 三. 推广 例2 方法一： 节点1： 节点2： 节点3： 三式相加得：

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