第一章電路模型和電路定律第一章電路模型和電路定律11.6電壓源和電流源1.7受控電源1.8基爾霍夫定律1.1電路和電路模型1.2電流和電壓的參考方向1.3電功率和能量1.4電路元件1.5電阻元件1.6電壓源和電流源1.7受控電源1.8基爾霍夫定律2

重點：1.電壓、電流的參考方向2.電阻、電源元件特性3.基爾霍夫定律重點：1.電壓、電流的參考方向2.電阻、電源元件特性31.1電路和電路模型（model)1、概念：

電路---------是電流的通路，是為了某種需要由某些電工設備或元件（電氣器件）按一定的方式組合起來的。電路主要由電源、負載、連接導線及開關等構成。電源(source)：提供能量或信號.由于電路中的電壓和電流是在電源的作用下產生的，所以又稱激勵。負載(load)：將電能轉化為其它形式的能量，或對信號進行處理.響應：由激勵在電路中產生的電壓、電流。導線(line)、開關（switch)等：將電源與負載接成通路.1.1電路和電路模型（model)1、概念：電路主要由42、作用：

1.實現電能的傳輸、分配與轉換

電池燈泡2.實現信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒2、作用：1.實現電能的傳輸、分配與轉換53、結構：電池燈泡電源:提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環節：傳遞、分配和控制電能的作用3、結構：電池燈泡電源:提供負載:取用中間環節：傳遞6放大器揚聲器話筒直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、檢波等負載信號源:

提供信息負載大小的概念:

負載增加指負載取用的電流和功率增加。放大器揚聲器話筒直流電源直流電源:信號處理：負載信號源:74、電路模型：R+RoE-手電筒的電路模型燈泡開關電池導線S

為了便于用數學方法分析電路,一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構成與實際電路相對應的電路模型。4、電路模型：R+RoE-手電筒的電路模型燈開關電導線S85、幾種基本的電路元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產生電場，儲存電場能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉變成電能的元件理想電路元件：有某種確定的電磁性能的理想元件5、幾種基本的電路元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：9（1）具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用同一模型表示；（2）同一實際電路部件在不同的應用條件下，其模型可以有不同的形式例（1）具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用101.2電流和電壓的參考方向

物理中對電量規定的方向。物理量單位實際方向電流IA、mA、μA正電荷運動的方向電動勢

EV、kV、mV、μV電位升高的方向(低電位

ù

高電位)

電壓U、V、kV、mVμV電位降低的方向(高電位

ù

低電位)1、實際方向：1.2電流和電壓的參考方向物理中對電量規11電流電流強度帶電粒子有規則的定向運動單位時間內通過導體橫截面的電荷量電壓U單位正電荷q從電路中一點移至另一點時電場力做功（W）的大小電流電流強度帶電粒子有規則的定向運動單位時間內通過導體橫截面12（2）、表示方法abIR電流：Uab

雙下標電壓：+正負號－abUI（1）、概念：+_U－+EaRb

在分析計算電路時，對電量任意假定的方向。箭標Iab

雙下標2、參考方向(正方向)箭標（2）、表示方法abIR電流：Uab雙下標電壓：+正負號－13電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。用雙下標表示：如iAB

,電流的參考方向由A指向B。iABiABAB電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參14電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示(2)用正負極性表示(3)用雙下標表示UU+ABUAB電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示(2)用15實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負。3、實際方向與參考方向的關系4、注意：在參考方向選定后，電流（或電壓）值才有正負之分。對任何電路分析時都應先指定各處的i,u的參考方向。abIR例：若I=5A，則實際方向與參考方向一致，若I=－5A，則實際方向與參考方向相反。實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正；3、實際方向與16當電壓的參考方向指定后，指定電流從標以電壓參考方向的“+”極性端流入，并從標“—”端流出，即電流的參考方向與電壓的參考方向一致，也稱電流和電壓為關聯參考方向。反之為非關聯參考方向。5、關聯參考方向：i+-Ru當電壓的參考方向指定后，指定電流從標以電壓參考方向的“+”極17ABABi例＋－U答：A電壓、電流參考方向非關聯；B電壓、電流參考方向關聯。電壓電流參考方向如圖中所標，問：對A、兩部分電路電壓電流參考方向關聯否？ABABi例＋－U答：A電壓、電流參考方向非關18

小結：(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經選定，必須在圖中相應位置標注(包括方向和符號），在計算過程中不得任意改變。u=Ri+–Riu+–Riuu=–Ri(3)參考方向不同時，其表達式符號也不同，但實際方向不變。

小結：(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2191.3電功率和能量1、概念：衡量電能轉換或傳輸速率的物理量電功率:單位時間內電場力所做的功在電壓電流關聯參考方向下，電功率p可寫成吸p(t)=u(t)i(t)p>0表明元件吸收電能，p<0表明元件釋放電能。在電壓電流非關聯參考方向下，p(t)=u(t)i(t)p>0表明元件釋放電能，p<0表明元件吸收電能電能量

單位

在國際單位制中，電流（A），電荷（C）—庫侖，電壓（V），電能量（J）—焦耳，功率（W）—瓦特。1.3電功率和能量1、概念：衡量電能轉換或傳輸速率的202.電路吸收或發出功率的判斷

u,i取關聯參考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(實際吸收)P<0吸收負功率(實際發出)p=ui

表示元件發出的功率P>0

發出正功率(實際發出)P<0

發出負功率(實際吸收)

u,i取非關聯參考方向+-iu+-iu2.電路吸收或發出功率的判斷u,i取關聯參21例564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或產生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-1A解注對一完整的電路，發出的功率＝吸收的功率例564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4221.4電路元件集總元件假定：

在任何時刻，流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個端子之間的電壓為單值量。

端子數目可分為二端、三端、四端元件等。1.4電路元件集總元件假定：端子數目可分為二端23電路元件是電路中最基本的組成單元。每種元件通過端子的兩種物理量反映一種確定的電磁性質。端子特性（元件特性）：元件的兩個端子的物理量之間的代數函數關系。電阻元件特性：電容元件特性：電感元件特性：電路元件是電路中最基本的組成單元。241.5電阻元件電阻是一種將電能不可逆地轉化為其它形式能量（如熱能、機械能、光能等）的元件。1.

符號R2.

歐姆定律(Ohm’sLaw)(1)電壓與電流的參考方向設定為一致的方向Riu+u

RiR稱為電阻，電阻的單位：(歐)(Ohm，歐姆)1.5電阻元件電阻是一種將電能不可逆地轉化為其它形式25

伏安特性曲線:

Rtg線性電阻R是一個與電壓和電流無關的常數。令G

1/RG稱為電導則歐姆定律表示為

iGu.電導的單位：S(西)(Siemens，西門子)uiO電阻元件的伏安特性為一條過原點的直線伏安特性曲線:Rtg線性電阻R是一個與電26(2)電阻的電壓和電流的參考方向相反Riu+則歐姆定律寫為u

–Ri或i

–Gu注意：

公式必須和參考方向配套使用！3.功率和能量Riu+Rip吸

–ui–(–Ri)ii2R

–u(–u/R)

u2/Rp吸

uii2Ru2/R功率：u+任何時刻,電阻元件絕不可能發出電能，它只能消耗電能。因此電阻又稱為“無源元件”和“耗能元件”。(2)電阻的電壓和電流的參考方向相反Riu+則歐姆定律寫為27Riu+–4、開路與短路對于一電阻R當R=0，視其為短路。i為有限值時，u=0。當R=，視其為開路。u為有限值時，i=0。*理想導線的電阻值為零。能量：可用功表示。從t到t0電阻消耗的能量：Riu+–4、開路與短路對于一電阻R當R=0，視其為短路。28負電阻:(negativeresistance)，在u、i取關聯參考方向時，負電阻的電壓、電流關系位于Ⅱ、Ⅳ象限，即R<0，G<0。負電阻將輸出電功率（電功率小于零），對外提供電能。所以負電阻是一種有源元件(activeelement)。非線性電阻：電壓、電流關系不是過u—i平面原點的直線，稱為非線性電阻(nonlinearresistance)。5.其他電阻元件負電阻:(negativeresistance)，在u、291.6電壓源和電流源1、理想電壓源：

電源兩端電壓為uS，其值與流過它的電流i無關。(2)特點：(a)

電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關；(b)

通過它的電流是任意的，由外電路決定。直流：uS為常數交流：uS是確定的時間函數，如uS=Umsint(1)電路符號uS+_i1.6電壓源和電流源1、理想電壓源：(2)特點：(a)30(3).伏安特性US(a)若uS=US，即直流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線，反映電壓與電源中的電流無關。

(b)若uS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是這樣。電壓為零的電壓源，伏安曲線與i軸重合,相當于短路元件。uS+_iu+_uiO(3).伏安特性US(a)若uS=US，即直流電源31(4).理想電壓源的開路與短路uS+_iu+_R(a)開路：R，i=0，u=uS。(b)短路：R=0，i

，理想電源出現病態，因此理想電壓源不允許短路。*實際電壓源也不允許短路。因其內阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。US+_iu+_RUsuiOu=US–Ri實際電壓源(4).理想電壓源的開路與短路uS+_iu+_R(a)開32(5).功率：或p吸=uSip發=–uSi

(i,uS關聯)電場力做功，吸收功率。電流（正電荷）由低電位向高電位移動外力克服電場力作功發出功率p發＝uSi

(i,us非關聯）物理意義：uS+_iu+_uS+_iu+_(5).功率：或p吸=uSip發=–uSi332、理想電流源：

電源輸出電流為iS，其值與此電源的端電壓u無關。(2).特點：(a)

電源電流由電源本身決定，與外電路無關；(b)電源兩端電壓是任意的，由外電路決定。直流：iS為常數交流：iS是確定的時間函數，如iS=Imsint(1).電路符號iS+_u2、理想電流源：(2).特點：(a)電源電流由電源本身決34(3).伏安特性IS(a)若iS=IS，即直流電源，則其伏安特性為平行于電壓軸的直線，反映電流與端電壓無關。

(b)若iS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是這樣電流為零的電流源，伏安曲線與u軸重合,相當于開路元件uiOiSiu+_(3).伏安特性IS(a)若iS=IS，即直流電源，35(4).理想電流源的短路與開路R(b)開路：R，i=iS，u。若強迫斷開電流源回路，電路模型為病態，理想電流源不允許開路。(a)短路：R=0，i=iS，u=0

，電流源被短路。iSiu+_(5).實際電流源的產生：可由穩流電子設備產生，有些電子器件輸出具備電流源特性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在一定光線照射下光電池被激發產生一定值的電流等。(4).理想電流源的短路與開路R(b)開路：R，i=36isuiO

實際電流源考慮內阻伏安特性一個好的電流源要求u+_iisuiO實際電流源考慮內阻伏安特性一個好的電流源要求u37(6).功率p發=uisp吸=–uisp吸=uis

p發=–uisiSu+_iSu+_u,iS關聯

u,iS非關聯

(6).功率p發=uisp吸=uisiSu+_iS38例計算圖示電路各元件的功率。解滿足：P（發）＝P（吸）+_u+_2A5Vi例計算圖示電路各元件的功率。解滿足：P（發）＝P（吸）+_u391.7受控電源(非獨立源)(controlledsourceor

dependentsource)1.定義：電壓源電壓或電流源電流不是給定的時間函數，而是受電路中某個支路的電壓(或電流)的控制。2.電路符號+–受控電壓源受控電流源1.7受控電源(非獨立源)1.定義：電壓源電壓或電40(a)電流控制的電流源(CurrentControlledCurrentSource):電流放大倍數r:轉移電阻

i2=bi1

u2=ri1CCCSoobi1+_u2i2oo+_u1i13.分類：根據控制量和被控制量是電壓u或電流i，受控源可分為四種類型：當被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當被控制量是電流時，用受控電流源表示。(b)電流控制的電壓源(CurrentControlledVoltageSource)oooo+_u1i1+_u2i2CCVS+_oooo+_u1i1ri1+_u2i2CCVS+_(a)電流控制的電流源(CurrentControl41g:轉移電導:電壓放大倍數i2=gu1u2=u1VCCSoogu1+_u2i2oo+_u1i1(c)電壓控制的電流源(VoltageControlledCurrentSource)oooo+_u1i1u1+_u2i2VCVS+_(d)電壓控制的電壓源(VoltageControlledVoltageSource)特點：1、是電源，它滿足電路的基本定律。2、它不是獨立電源，大小和方向受其它電壓、電流的控制。當控制量發生變化時（大小、方向），受控源的大小和方向也要發生改變。g:轉移電導:電壓放大倍數i2=gu1u2=u424.受控源與獨立源的比較(a)獨立源電壓(或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關，而受控源電壓(或電流)直接由控制量決定。(b)獨立源作為電路中“激勵”，在電路中產生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的關系，在電路中不能作為“激勵”。4.受控源與獨立源的比較(a)獨立源電壓(或電流)由電源43例解5i1+_u2_u1=6Vi1++-3求：電壓u2。例解5i1+_u2_u1=6Vi1++-3求：電壓u2。441.8基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw—KCL

)和基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff’sVoltageLaw—KVL)。它反映了電路中所有支路電壓和電流的約束關系，是分析集總參數電路的基本定律。基爾霍夫定律與元件特性構成了電路分析的基礎。1.8基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLa451、幾個名詞：(定義)(1).支路(branch)：電路中通過同一電流的每個分支。(b)(2).節點(node):三條或三條以上支路的連接點稱為節點。(n)(3).回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。(l)b=3(4).網孔(mesh)：對平面電路，中間是空心的回路。網孔是回路，但回路不一定是網孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=21231、幾個名詞：(定義)(1).支路(branch)46例：支路：ab、bc、ca…（共6條）回路：abd、abcd…（共7個）結點：a、b、c、d(共4個）bI6E5E6_+R6R3+R5R4R1R2acdI1I2I4I3I5-網孔：abd、bcd…（共3個）例：支路：ab、bc、ca…回路：abd、abcd…472、基爾霍夫電流定律

(KCL)：在任何集總參數電路中，在任一時刻，流出(流入)任一節點的各支路電流的代數和為零。即物理基礎:電荷守恒，電流連續性。i4i2i1i3?令流出為“+”(支路電流背離節點)–i1+i2–i3+i4=0i1+i3=i2+i4??7A4Ai110A-12Ai2i1+i2–10–(–12)=0i2=1A

例:

4–7–i1=0i1=–3A

2、基爾霍夫電流定律(KCL)：在任何集總參數電路中，在任48(1)電流實際方向和參考方向之間關系；(2)流入、流出節點。KCL可推廣到一個封閉面：兩種符號:？廣義結點I=?I=0_RE2E3E1+_RR1R+_+I例:(1)電流實際方向和參考方向之間關系；KCL可推廣到一個49首先考慮（選定一個)繞行方向:順時針或逆時針.–R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4例:順時針方向繞行:3、基爾霍夫電壓定律

(KVL)：在任何集總參數電路中，在任一時刻，沿任一閉合路徑(按固定繞向)，各支路電壓的代數和為零。即I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_首先考慮（選定一個)繞行方向:順時針或逆時針.–R1I1–U50推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經過的各元件電壓的代數和。元件電壓方向與路徑繞行方向一致時取正號，相反取負號。ABl1l2UAB(沿l1)=UAB(沿l2）電位的單值性I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4AB推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經過的各元件511．列方程前標注回路循行方向．E2=UBE+I2R2UBE=E2

－I2R2E1+B+-R1+-E2R2EUBEI2_2.開口電壓可按回路處理

注意：1．列方程前標注回路循行方向．E2=UBE+I252例：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-回路1：

I1R1+I2R2+I3R3-E3=0

回路2：

I4R4+I1R1-I6R6=E4回路3：

I2R2+I5R5+I6R6=0例：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I53KCL、KVL小結：(1)KCL是對支路電流的線性約束，KVL是對支路電壓的線性約束。(2)KCL、KVL與組成支路的元件性質及參數無關。(3)KCL表明在每一節點上電荷是守恒的；KVL是電位單值性的具體體現(電壓與路徑無關)。(4)KCL、KVL只適用于集總參數的電路。KCL、KVL小結：(1)KCL是對支路電流的線性約束，K54圖示電路：求U和I。1A3A2A3V2V3UI例1U1解：3+1-2+I=0，I=-2（A）U1=3I=-6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）例210V55i1i2ii2S求下圖電路開關S打開和閉合時的i1和i2。S打開：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S閉合：i2=0i1=i+2ii=10/5=2i1=6(A)圖示電路：求U和I。1A3A2A3V2V3UI例1U1解55求圖示電路中兩個受控電源各自發出的功率。1對節點②列KCL方程求得i1

2電阻電壓3利用外網孔的KVL方程求得受控電流源端口電壓

4受控電流源發出的功率為

5受控電壓源發出的功率為

例3：解：求圖示電路中兩個受控電源各自發出的功率。1對節點②列KC56解10V++--1A-10VI=?101.4V+-10AU=?22+-3AI解I1解10V++--1A-10VI=?101.4V+-10A5710V++--3I2U=?I=053.5-+2I2I25+-解10V++--3I2U=?I=053.5-+2I2I58++-－I1U=?4.R2I1R1US解++-－I1U=?4.R2I1R1US解59

第一章電路模型和電路定律第一章電路模型和電路定律601.6電壓源和電流源1.7受控電源1.8基爾霍夫定律1.1電路和電路模型1.2電流和電壓的參考方向1.3電功率和能量1.4電路元件1.5電阻元件1.6電壓源和電流源1.7受控電源1.8基爾霍夫定律61

重點：1.電壓、電流的參考方向2.電阻、電源元件特性3.基爾霍夫定律重點：1.電壓、電流的參考方向2.電阻、電源元件特性621.1電路和電路模型（model)1、概念：

電路---------是電流的通路，是為了某種需要由某些電工設備或元件（電氣器件）按一定的方式組合起來的。電路主要由電源、負載、連接導線及開關等構成。電源(source)：提供能量或信號.由于電路中的電壓和電流是在電源的作用下產生的，所以又稱激勵。負載(load)：將電能轉化為其它形式的能量，或對信號進行處理.響應：由激勵在電路中產生的電壓、電流。導線(line)、開關（switch)等：將電源與負載接成通路.1.1電路和電路模型（model)1、概念：電路主要由632、作用：

1.實現電能的傳輸、分配與轉換

電池燈泡2.實現信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒2、作用：1.實現電能的傳輸、分配與轉換643、結構：電池燈泡電源:提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環節：傳遞、分配和控制電能的作用3、結構：電池燈泡電源:提供負載:取用中間環節：傳遞65放大器揚聲器話筒直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、檢波等負載信號源:

提供信息負載大小的概念:

負載增加指負載取用的電流和功率增加。放大器揚聲器話筒直流電源直流電源:信號處理：負載信號源:664、電路模型：R+RoE-手電筒的電路模型燈泡開關電池導線S

為了便于用數學方法分析電路,一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構成與實際電路相對應的電路模型。4、電路模型：R+RoE-手電筒的電路模型燈開關電導線S675、幾種基本的電路元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產生電場，儲存電場能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉變成電能的元件理想電路元件：有某種確定的電磁性能的理想元件5、幾種基本的電路元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：68（1）具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用同一模型表示；（2）同一實際電路部件在不同的應用條件下，其模型可以有不同的形式例（1）具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用691.2電流和電壓的參考方向

物理中對電量規定的方向。物理量單位實際方向電流IA、mA、μA正電荷運動的方向電動勢

EV、kV、mV、μV電位升高的方向(低電位

ù

高電位)

電壓U、V、kV、mVμV電位降低的方向(高電位

ù

低電位)1、實際方向：1.2電流和電壓的參考方向物理中對電量規70電流電流強度帶電粒子有規則的定向運動單位時間內通過導體橫截面的電荷量電壓U單位正電荷q從電路中一點移至另一點時電場力做功（W）的大小電流電流強度帶電粒子有規則的定向運動單位時間內通過導體橫截面71（2）、表示方法abIR電流：Uab

雙下標電壓：+正負號－abUI（1）、概念：+_U－+EaRb

在分析計算電路時，對電量任意假定的方向。箭標Iab

雙下標2、參考方向(正方向)箭標（2）、表示方法abIR電流：Uab雙下標電壓：+正負號－72電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。用雙下標表示：如iAB

,電流的參考方向由A指向B。iABiABAB電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參73電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示(2)用正負極性表示(3)用雙下標表示UU+ABUAB電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示(2)用74實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負。3、實際方向與參考方向的關系4、注意：在參考方向選定后，電流（或電壓）值才有正負之分。對任何電路分析時都應先指定各處的i,u的參考方向。abIR例：若I=5A，則實際方向與參考方向一致，若I=－5A，則實際方向與參考方向相反。實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正；3、實際方向與75當電壓的參考方向指定后，指定電流從標以電壓參考方向的“+”極性端流入，并從標“—”端流出，即電流的參考方向與電壓的參考方向一致，也稱電流和電壓為關聯參考方向。反之為非關聯參考方向。5、關聯參考方向：i+-Ru當電壓的參考方向指定后，指定電流從標以電壓參考方向的“+”極76ABABi例＋－U答：A電壓、電流參考方向非關聯；B電壓、電流參考方向關聯。電壓電流參考方向如圖中所標，問：對A、兩部分電路電壓電流參考方向關聯否？ABABi例＋－U答：A電壓、電流參考方向非關77

小結：(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經選定，必須在圖中相應位置標注(包括方向和符號），在計算過程中不得任意改變。u=Ri+–Riu+–Riuu=–Ri(3)參考方向不同時，其表達式符號也不同，但實際方向不變。

小結：(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2781.3電功率和能量1、概念：衡量電能轉換或傳輸速率的物理量電功率:單位時間內電場力所做的功在電壓電流關聯參考方向下，電功率p可寫成吸p(t)=u(t)i(t)p>0表明元件吸收電能，p<0表明元件釋放電能。在電壓電流非關聯參考方向下，p(t)=u(t)i(t)p>0表明元件釋放電能，p<0表明元件吸收電能電能量

單位

在國際單位制中，電流（A），電荷（C）—庫侖，電壓（V），電能量（J）—焦耳，功率（W）—瓦特。1.3電功率和能量1、概念：衡量電能轉換或傳輸速率的792.電路吸收或發出功率的判斷

u,i取關聯參考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(實際吸收)P<0吸收負功率(實際發出)p=ui

表示元件發出的功率P>0

發出正功率(實際發出)P<0

發出負功率(實際吸收)

u,i取非關聯參考方向+-iu+-iu2.電路吸收或發出功率的判斷u,i取關聯參80例564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或產生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-1A解注對一完整的電路，發出的功率＝吸收的功率例564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4811.4電路元件集總元件假定：

在任何時刻，流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個端子之間的電壓為單值量。

端子數目可分為二端、三端、四端元件等。1.4電路元件集總元件假定：端子數目可分為二端82電路元件是電路中最基本的組成單元。每種元件通過端子的兩種物理量反映一種確定的電磁性質。端子特性（元件特性）：元件的兩個端子的物理量之間的代數函數關系。電阻元件特性：電容元件特性：電感元件特性：電路元件是電路中最基本的組成單元。831.5電阻元件電阻是一種將電能不可逆地轉化為其它形式能量（如熱能、機械能、光能等）的元件。1.

符號R2.

歐姆定律(Ohm’sLaw)(1)電壓與電流的參考方向設定為一致的方向Riu+u

RiR稱為電阻，電阻的單位：(歐)(Ohm，歐姆)1.5電阻元件電阻是一種將電能不可逆地轉化為其它形式84

伏安特性曲線:

Rtg線性電阻R是一個與電壓和電流無關的常數。令G

1/RG稱為電導則歐姆定律表示為

iGu.電導的單位：S(西)(Siemens，西門子)uiO電阻元件的伏安特性為一條過原點的直線伏安特性曲線:Rtg線性電阻R是一個與電85(2)電阻的電壓和電流的參考方向相反Riu+則歐姆定律寫為u

–Ri或i

–Gu注意：

公式必須和參考方向配套使用！3.功率和能量Riu+Rip吸

–ui–(–Ri)ii2R

–u(–u/R)

u2/Rp吸

uii2Ru2/R功率：u+任何時刻,電阻元件絕不可能發出電能，它只能消耗電能。因此電阻又稱為“無源元件”和“耗能元件”。(2)電阻的電壓和電流的參考方向相反Riu+則歐姆定律寫為86Riu+–4、開路與短路對于一電阻R當R=0，視其為短路。i為有限值時，u=0。當R=，視其為開路。u為有限值時，i=0。*理想導線的電阻值為零。能量：可用功表示。從t到t0電阻消耗的能量：Riu+–4、開路與短路對于一電阻R當R=0，視其為短路。87負電阻:(negativeresistance)，在u、i取關聯參考方向時，負電阻的電壓、電流關系位于Ⅱ、Ⅳ象限，即R<0，G<0。負電阻將輸出電功率（電功率小于零），對外提供電能。所以負電阻是一種有源元件(activeelement)。非線性電阻：電壓、電流關系不是過u—i平面原點的直線，稱為非線性電阻(nonlinearresistance)。5.其他電阻元件負電阻:(negativeresistance)，在u、881.6電壓源和電流源1、理想電壓源：

電源兩端電壓為uS，其值與流過它的電流i無關。(2)特點：(a)

電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關；(b)

通過它的電流是任意的，由外電路決定。直流：uS為常數交流：uS是確定的時間函數，如uS=Umsint(1)電路符號uS+_i1.6電壓源和電流源1、理想電壓源：(2)特點：(a)89(3).伏安特性US(a)若uS=US，即直流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線，反映電壓與電源中的電流無關。

(b)若uS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是這樣。電壓為零的電壓源，伏安曲線與i軸重合,相當于短路元件。uS+_iu+_uiO(3).伏安特性US(a)若uS=US，即直流電源90(4).理想電壓源的開路與短路uS+_iu+_R(a)開路：R，i=0，u=uS。(b)短路：R=0，i

，理想電源出現病態，因此理想電壓源不允許短路。*實際電壓源也不允許短路。因其內阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。US+_iu+_RUsuiOu=US–Ri實際電壓源(4).理想電壓源的開路與短路uS+_iu+_R(a)開91(5).功率：或p吸=uSip發=–uSi

(i,uS關聯)電場力做功，吸收功率。電流（正電荷）由低電位向高電位移動外力克服電場力作功發出功率p發＝uSi

(i,us非關聯）物理意義：uS+_iu+_uS+_iu+_(5).功率：或p吸=uSip發=–uSi922、理想電流源：

電源輸出電流為iS，其值與此電源的端電壓u無關。(2).特點：(a)

電源電流由電源本身決定，與外電路無關；(b)電源兩端電壓是任意的，由外電路決定。直流：iS為常數交流：iS是確定的時間函數，如iS=Imsint(1).電路符號iS+_u2、理想電流源：(2).特點：(a)電源電流由電源本身決93(3).伏安特性IS(a)若iS=IS，即直流電源，則其伏安特性為平行于電壓軸的直線，反映電流與端電壓無關。

(b)若iS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是這樣電流為零的電流源，伏安曲線與u軸重合,相當于開路元件uiOiSiu+_(3).伏安特性IS(a)若iS=IS，即直流電源，94(4).理想電流源的短路與開路R(b)開路：R，i=iS，u。若強迫斷開電流源回路，電路模型為病態，理想電流源不允許開路。(a)短路：R=0，i=iS，u=0

，電流源被短路。iSiu+_(5).實際電流源的產生：可由穩流電子設備產生，有些電子器件輸出具備電流源特性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在一定光線照射下光電池被激發產生一定值的電流等。(4).理想電流源的短路與開路R(b)開路：R，i=95isuiO

實際電流源考慮內阻伏安特性一個好的電流源要求u+_iisuiO實際電流源考慮內阻伏安特性一個好的電流源要求u96(6).功率p發=uisp吸=–uisp吸=uis

p發=–uisiSu+_iSu+_u,iS關聯

u,iS非關聯

(6).功率p發=uisp吸=uisiSu+_iS97例計算圖示電路各元件的功率。解滿足：P（發）＝P（吸）+_u+_2A5Vi例計算圖示電路各元件的功率。解滿足：P（發）＝P（吸）+_u981.7受控電源(非獨立源)(controlledsourceor

dependentsource)1.定義：電壓源電壓或電流源電流不是給定的時間函數，而是受電路中某個支路的電壓(或電流)的控制。2.電路符號+–受控電壓源受控電流源1.7受控電源(非獨立源)1.定義：電壓源電壓或電99(a)電流控制的電流源(CurrentControlledCurrentSource):電流放大倍數r:轉移電阻

i2=bi1

u2=ri1CCCSoobi1+_u2i2oo+_u1i13.分類：根據控制量和被控制量是電壓u或電流i，受控源可分為四種類型：當被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當被控制量是電流時，用受控電流源表示。(b)電流控制的電壓源(CurrentControlledVoltageSource)oooo+_u1i1+_u2i2CCVS+_oooo+_u1i1ri1+_u2i2CCVS+_(a)電流控制的電流源(CurrentControl100g:轉移電導:電壓放大倍數i2=gu1u2=u1VCCSoogu1+_u2i2oo+_u1i1(c)電壓控制的電流源(VoltageControlledCurrentSource)oooo+_u1i1u1+_u2i2VCVS+_(d)電壓控制的電壓源(VoltageControlledVoltageSource)特點：1、是電源，它滿足電路的基本定律。2、它不是獨立電源，大小和方向受其它電壓、電流的控制。當控制量發生變化時（大小、方向），受控源的大小和方向也要發生改變。g:轉移電導:電壓放大倍數i2=gu1u2=u1014.受控源與獨立源的比較(a)獨立源電壓(或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關，而受控源電壓(或電流)直接由控制量決定。(b)獨立源作為電路中“激勵”，在電路中產生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的關系，在電路中不能作為“激勵”。4.受控源與獨立源的比較(a)獨立源電壓(或電流)由電源102例解5i1+_u2_u1=6Vi1++-3求：電壓u2。例解5i1+_u2_u1=6Vi1++-3求：電壓u2。1031.8基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw—KCL

)和基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff’sVoltageLaw—KVL)。它反映了電路中所有支路電壓和電流的約束關系，是分析集總參數電路的基本定律。基爾霍夫定律與元件特性構成了電路分析的基礎。1.8基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLa1041、幾個名詞：(定義)(1).支路(branch)：電路中通過同一電流的每個分支。(b)(2).節點(node):三條或三條以上支路的連接點稱為節點。(n)(3).回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。(l)b=3(4).網孔(mesh)：對平面電路，中間是空心的回路。網孔是回路，但回路不一定是網孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=21231、幾個名詞：(定義)(1).支路(branch)105例：支路：ab、bc、ca…（共6條）回路：abd、abcd…（共7個）結點：a、b、c、d(共4個）bI6E5E6_+R6R3+R5R4R1R2acdI1I2I4I3I5-網孔：abd、bcd…（共3個）例：支路：ab、bc、ca…回路：abd、abcd…1062、基爾霍夫電流定律

(KCL)：在任何集總