電路分析基礎主講老師：付淇李瀚蓀編《電路分析基礎》（第4版）

教材與教學參考書參考經典教材:邱關源編《電路》

李瀚蓀編《簡明電路分析基礎》電路分析基礎(教材)

相關的學習指導書（習題）課程位置及作用專業基礎課課程特點內容多、基本概念多、習題多課程的學習方法課程的發展狀況電路分析基礎

經典電路理論形成于二十世紀初至60’s。經典的時域分析于30’s初已初步建立，并隨著電力、通訊、控制三大系統的要求發展到頻域分析與電路綜合。六、七十年代至今發展了現代電路理論。它隨著電子革命和計算機革命而飛躍發展，特點是：頻域與時域相結合，并產生了拓撲、狀態、邏輯、開關電容、數字濾波器、有源網絡綜合、故障診斷等新的領域。

作為首門電技術基礎課，為學習電專業的專業基礎課打下基礎；也是電氣電子工程師的必備知識；學習本課程還將有助于其他能力的培養（如嚴格的科學作風、抽象的思維能力、實驗研究能力、總結歸納能力等）。電路分析基礎電路的基本概念電路的基本定理或定律電路的基本分析方法

研究內容電路分析基礎集總參數電路假設電路變量基爾霍夫定律幾種電路元件（伏安關系VCR）分壓公式、分流公式

兩類約束支路分析Ch.1電路元件和電路定律主要內容電壓、電流的參考方向基爾霍夫定律重點內容Ch.1電路元件和電路定律電路元件特性分壓電路、分流電路電路和電路模型、集總假設提供能量：電網、電池傳送和處理信號：音頻、視頻、放大測量電路：電流計、功率表、電壓表、歐姆表存儲信息：EPROM、RAM電路的作用和組成

電路的作用電路和電路模型、集總假設電路：電工設備構成的整體，它為電流的流通提供路徑電路組成：主要由電源、中間環節、負載構成電源(source)：提供能量或信號（電池、發電機、信號發生器）負載(load)：將電能轉化為其它形式的能量，或對信號進行處理（電阻、電容、晶體管）中間環節（intermediate）：一般由導線、開關等構成，將電源與負載接成通路（傳輸線）電路的基本組成電路和電路模型、集總假設電路模型由理想元件及其組合代表實際電路元件，與實際電路具有基本相同的電磁性質，稱其為電路模型。電路模型是由理想電路元件構成的。電氣圖導線電池開關燈泡實際電路電路圖（電路模型）電路和電路模型、集總假設集總參數元件與集總參數電路(Lumped)集總參數元件：只反映一種基本電磁現象，且可由數學方法加以精確定義。集總參數電路：由集總參數元件構成的電路。集總假設(理想化):

不考慮電場和磁場的相互作用，不考慮電磁波的傳播現象。集總假設條件：實際電路的尺寸必須遠小于電路工作頻率下的電磁波的波長。（不滿足時為分布參數電路，微波元器件、微波電路）。電路和電路模型、集總假設波長與頻率關系，P5電力用電低頻電路高頻電路甚高頻及更高頻率電路電路和電路模型、集總假設實際電路電路模型計算分析電氣特性電路分析電路綜合電路分析與電路綜合通過對電路模型的分析計算來預測實際電路的特性，從而改進實際電路的電氣特性和設計出新的電路。電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。SI單位：安（培）A（Ampere）電流

(current)電流定義：電路變量電流、電壓、功率電路變量描述電路電性能的可表示為時間函數的變量。常用：電流、電壓、功率幾個名詞：恒定電流，直流（dc,DC）、時變電流、交變電流，交流（ac,AC）方向：正電荷運動的方向電流的參考方向參考方向：任意選定的一個方向作為電流的參考方向。i

參考方向例I1=1A10V10I1I1

=-1A10V10I1電路變量電流、電壓、功率iab為什么要用參考方向？

在復雜電路中，特別是交流電路，電流的方向是隨時變化的，電流的真實方向事先是很難確定的。需要假定一個參考方向，作為計算的標準。解決的方法：電流只有兩個方向，可用正負號解決。i＞０電流方向與參考方向一致；i＜０電流方向與參考方向相反。注意：分析計算電路必須先設參考方向，參考方向一經設定就不可隨意改動。在未標出參考方向的情況下，電流的正負是毫無意義的。電壓

(voltage)電路變量電流、電壓、功率SI單位：伏（特）V（Volt）電壓定義：幾個名詞：恒定電壓，直流電壓、時變電壓、交流電壓低電位（負極）、高電位（正極）a—b：正電荷移動失去能量，a高b低，電壓降a—b：正電荷移動獲得能量，a低b高，電壓升例U1=10V10V10+U110V10+U1U1=10V電壓的參考方向或參考極性電路變量電流、電壓、功率uab＋－小結分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。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。關聯參考方向和非關聯參考方向。關聯參考方向非關聯參考方向

參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方向下進行，不考慮實際方向。uab＋－iuab＋－i電路變量電流、電壓、功率電功率（power）單位：瓦（特）W電路變量電流、電壓、功率uab＋－i能量傳輸方向p吸收（消耗或儲存）功率提供（產生）功率能量單位：焦（耳）J功率的計算1.u,i取關聯參考方向p=uip

<0提供5W功率源性2.u,i取非關聯參考方向

p=-

uip>0吸收5W功率負載性

例

U=5V，I=

-1AP=UI=5(-1)=-5W例

U=5V，I=-1AP=-UI=-5(-1)=5W電路變量電流、電壓、功率對整個網絡而言，功率總是平衡的，即

消耗功率＝發出功率！3A-5A2V4V(a)(b)(c)Pc=(4V)×(-5A)=-20W－-2V＋-3APa=(2V)×(3A)=6WPb=(-2V)×(-3A)=6W例計算圖中各元件吸收的功率當計算功率數值完畢之后，我們要根據其定義的關聯方向結合數值符號來確定是器件是吸收功率還是提供功率。電路變量電流、電壓、功率電路變量電流、電壓、功率例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，總功率為零。I1564123I2I3++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－國際單位制SI單位：教材11頁基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)電路整體的基本規律：基爾霍夫定律是適用于任何集總參數電路的基本定律，其是電荷守恒和能量守恒在集總電路中的體現，包括電流定律和電壓定律，分別對集總電路的電流和電壓進行約束。電路的基本規律電路作為整體服從的規律：基爾霍夫定律電路的各個組成部分特性如何：元件特性基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的核心。基爾霍夫定律幾個名詞支路(branch)：一個二端元件視為一條支路節點(node):支路的連接點稱為節點，也稱為結點回路(loop)：由支路組成的任一閉合路徑網孔(mesh)：在回路內部不另含有支路的回路基爾霍夫電流定律

(KCL)教材13頁-14頁物理基礎:電荷守恒，電流連續性。i1－i2＋

i3－i4=0??7A4Ai110A-12Ai2i1+i2–10–(–12)=0i2=1A

i1i4i2i3?例

4–7–i1=0i1=–3A

例基爾霍夫定律i1+i3=i2+i4兩套符號?支路電流約束基爾霍夫定律1

32例三式相加得：KCL不僅適用于節點，也適用于包圍幾個節點的閉合面。注節點1：節點2：節點3：KCL的推廣i1ABi3i2ABiiABi兩條支路電流大小相等，一個流入，一個流出。只有一條支路相連，則i=0。基爾霍夫定律基爾霍夫定律能量守恒，電荷守恒（KCL）→(KVL)–U1－US1+U2＋U3+U4＋US2＝0順時針方向繞行:基爾霍夫電壓定律(KVL)基爾霍夫定律指定一個回路的繞行方向。首先：規定：凡電壓的參考方向與回路繞行方向一致者，取“+”，反之，取“-”。（電壓降取正，電壓升取負）例U4+US1_+US2_U3U1U2回路電壓約束基爾霍夫定律例題見p171－4注意兩套符號。各元件的電壓降方向與電路參考方向繞行是否一致推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經過的元件電壓的代數和。基爾霍夫定律+US1_+US2_U3U1U2U4AB例KVL不僅適用于回路，還可以推廣應用于任何一個假象閉合的一段電路