本課程定位為理工類本科生的基礎(chǔ)課程，課程知識是對實際問題的抽象研究。課程不涉及具體電器元件，主要講述電路的一般分析計算方法，具有較強的理論性。本課程研究內(nèi)容是電子線路、信號處理、高頻電子線路、自動控制理論、微機控制、計算機電氣驅(qū)動、電力電子、電力系統(tǒng)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)本課程學(xué)習(xí)所涉及的準備知識包括物理學(xué)、微積分、微分方程、復(fù)變函數(shù)、線性代數(shù)等課程特點：本課程定位為理工類本科生的基礎(chǔ)課程，課程知識是對實際第一章電路的基本規(guī)律1.電壓、電流的參考方向3.基爾霍夫定律

重點：2.電路元件特性4.電路的等效變換第一章電路的基本規(guī)律1.電壓、電流的參考方向3.基爾一、電路：1、定義：電器元件或設(shè)備按一定方式連接而構(gòu)成的集合。/由電器裝置連接而成的電流通路。2、作用：（1）能量轉(zhuǎn)換：實現(xiàn)電能傳送、轉(zhuǎn)換等。（2）信號處理：實現(xiàn)電信號產(chǎn)生、加工、傳輸、變換等。1.1

引言一、電路：1、定義：電器元件或設(shè)備按一定方式連接而構(gòu)成的集合3、組成：（1）電源：供電設(shè)備。提供電能的設(shè)備。（2）負載：消耗電能的設(shè)備。

（3）連接導(dǎo)線。（4）輔助元件。如開關(guān)、熔斷器、測量儀表等。1.1

引言導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡4、分類：（1）直流電路（2）交流電路3、組成：（1）電源：供電設(shè)備。提供電能的設(shè)備。1.1引5、電路的狀態(tài)：（1）通路：電路中有電流，有能量的輸送及轉(zhuǎn)換或信號的傳遞與處理；（2）短路：當電路中某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計的導(dǎo)線或開關(guān)連接起來，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線或開關(guān)所旁路，這一部分電路所處的狀態(tài)稱為短路。特點：短路處電壓為0，電流試電路而定。（3）開路：當電路中某一部分斷開。特點：開路處電流為0，電壓試電路情況而定。5、電路的狀態(tài)：（1）通路：電路中有電流，有能量的輸送及轉(zhuǎn)換由理想元件（電阻、電容等）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(zhì)，稱其為電路模型。*電路模型：由理想電路元件組成的電路。導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡例.5二、電路模型：由理想元件（電阻、電容等）及其組合代表實際電路元電路理論主要研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，用電流、電壓（電荷、磁通）來描述其中的過程。我們只關(guān)心各器件端電流和端子間的電壓，而不涉及器件內(nèi)部的物理過程，這只有在滿足集中化假設(shè)的條件下才是合理的。*電路模型：當實際電路的幾何尺寸遠小于工作波長時，用能足夠精確反映其電磁性質(zhì)的一些理想電路元件或它們的組合來模擬實際元件。5三、

集中參數(shù)電路：集中參數(shù)元件：有確定的電磁性質(zhì)和確切的數(shù)學(xué)定義的理想化的電路元件。集中參數(shù)電路：由集中參數(shù)元件連接而成的電路。電路理論主要研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，用電流、電電路中，電場力將單位正電荷從某點移動到另一點所作的功定義為這兩點之間的電壓，也稱電位差，用u或u(t)表示。1.2電流、電壓、功率2、電壓的定義一、電流與電壓的定義1、電流的定義：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電量，用i或i(t)表示。電路中，電場力將單位正電荷從某點移動到另一點所作的參考方向:人為假定的方向（正方向）。1.2電流、電壓、功率i

參考方向AB二、電流與電壓的參考方向1、電流的參考方向:參考方向:人為假定的方向（正方向）。1.2電流、電壓、功率i>0i<0實際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實際方向的關(guān)系：i

參考方向ABi

參考方向ABi>0i<0實際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實際方向電流參考方向的兩種表示：（1）用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。（2）用雙下標表示：如iAB

,

電流的參考方向由A指向B.i

參考方向ABiABAB電流參考方向的兩種表示：（1）用箭頭表示：箭頭的指向為電流電壓的參考方向:U>0參考方向U+–參考方向U+–<0U假設(shè)高電位指向低電位的方向。+實際方向–+實際方向–電流的參考方向與實際方向的關(guān)系：2.電壓的參考方向電壓的參考方向:U>0參考方向+–參考方向+–<0U假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)用正負關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+-u+-iu3.關(guān)聯(lián)參考方向u=Riu=-Ri關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+-u+-iu3.關(guān)聯(lián)參考方向當正電荷從電路元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移到“-”極時，電場力做功，元件吸收能量；反之，正電荷從電路元件上電壓的“-”極移到“+”極時，需由外力（化學(xué)力、電磁力）克服電場力做功，元件發(fā)出能量。單位：W(瓦特)單位：J(焦耳）三、功率和能量若某元件兩端的電壓為u，在dt時間內(nèi)流過該元件的電荷量為dq，則電場力作的功為：能量對時間的變化率稱為電功率：當正電荷從電路元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移到“二、電壓、電流采用參考方向時功率的計算和判斷1.u,i

關(guān)聯(lián)參考方向p=ui

表示元件吸收的功率+–iup=ui

表示元件發(fā)出的功率+–iu2.u,i

非關(guān)聯(lián)參考方向吸發(fā)P>0吸收正功率(實際吸收)吸P<0吸收負功率(實際發(fā)出)吸P>0發(fā)出正功率(實際發(fā)出)發(fā)P<0發(fā)出負功率(實際吸收)發(fā)二、電壓、電流采用參考方向時功率的計算和判斷1.u,i

上述功率計算不僅適用于元件，也適用于任意二端網(wǎng)絡(luò)。

電阻元件在電路中總是消耗(吸收)功率，而電源在電路中可能吸收，也可能發(fā)出功率。上述功率計算不僅適用于元件，也適用于任意二端網(wǎng)絡(luò)。[例]圖示直流電路已知理想電壓源的電壓US＝3V，理想電流源的電流IS=3A，電阻R=1Ω。求（1）理想電壓源的電流和理想電流源的電壓；（2）討論電路的功率平衡關(guān)系。I=IS=3A解：

(1)理想電壓源的電流和理想電流源的電壓由于是串聯(lián)電路故U=US+RIS=(3×3)V=6V(2)電路中的功率平衡關(guān)系PUS=USI=(3×3)W=9W（吸）PIS=UIS=(6×3)=18W（發(fā)）PIS=PUS+PRP發(fā)=P吸[例]圖示直流電路已知理想電壓源的電壓US＝3V，理1.3

基爾霍夫定律（Kirchhoff’sLaw)一、名詞定義：支路：流過同一電流的分支。結(jié)點：兩個以上支路的連接點。回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑。網(wǎng)孔：未被支路分割的路徑I1I5I4I2I3I6+us1-+us2-is1ABCD1.3基爾霍夫定律（Kirchhoff’sLaw)I1一、基爾霍夫電流定律(

KCL)

（Kirchhoff’sCurrentLaw)1、KCL對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，流出任一結(jié)點的電流和等于流入該結(jié)點的電流和。

記為：I1I5I4I2I3I6+us1-+us2-is1ABCD1.3

基爾霍夫定律一、基爾霍夫電流定律(KCL)

（KirchhoffKCL方程:

以基爾霍夫電流定律在電路各結(jié)點處列寫的方程式。

結(jié)點A:i1i5I4i2i3i6+us1-+us2-is1ABCDi2+i3=i1結(jié)點B:i4+i5=i2結(jié)點C:結(jié)點D:i6=i3+i4

i1+i5+i6=0

(i1=i5+i6)KCL方程:

以基爾霍夫電流定律在電路各結(jié)點處列寫的

2、推廣：（廣義結(jié)點）對于任一集中參數(shù)電路，在任一時刻，流出任一閉合面的電流代數(shù)和等于零。即：舉例：圖示電路，求i1和i2。對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，流出（或流入）任一結(jié)點的電流代數(shù)和等于零。即：注意：

流出、流入選相反的符號。KCL不僅適用于節(jié)點，也適用于包圍幾個節(jié)點的閉合面。2、推廣：（廣義結(jié)點）對于任一集中參數(shù)電路，在任一基爾霍夫電流定律1

32例三式相加得：KCL不僅適用于節(jié)點，也適用于包圍幾個節(jié)點的閉合面。注節(jié)點1：節(jié)點2：節(jié)點3：基爾霍夫電流定律132例三式相加得：KCL不僅適用于節(jié)點三、基爾霍夫電壓定律(

KVL)

（Kirchhoff’sVoltageLaw)1、KVL對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，沿任一回路繞行方向，回路電壓降的代數(shù)和等于回路電壓升的代數(shù)和。即：+u2--u6+L1

L2

L3

+us1-+us2-+u1-+u4--u5+三、基爾霍夫電壓定律(KVL)

（KirchhoffKVL方程:

以基爾霍夫電壓定律在電路各回路列寫的電路方程式。回路1:

u1+us2-u5-us1=0回路2:u2-u4-us2=0回路3:

u5+u4=u6+us1-+us2-+u1-+u4--u5++u2--u6+L1

L2

L3

(u1+

us2=us1

+u5)

(u2=us2+

u4)-u6+u5+u4=0KVL方程:

以基爾霍夫電壓定律在電路各回路列寫的電2、推廣：練習(xí)：圖示電路，求Ucd和Ube。KVL也適用于電路中一假想的回路（廣義回路）。對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，對任一回路，按一定繞行方向，其電壓降的代數(shù)和等于零。注意：

與繞行方向一致的電壓為正，否則取負。2、推廣：練習(xí)：圖示電路，求Ucd和Ube。KVL也適用于電例：圖示電路，求電流I1

、I2和電壓u1

、u2

。2134-6V+-3V+I1I2

-u1+

+u2-例：圖示電路，求電流I1、I2和電壓u1、u2。KCL、KVL小結(jié)KCL是對任一節(jié)點（或封閉面）的各支路電流的線性約束(2)

KVL是對任一回路（或閉合節(jié)點序列）的各支路電壓的線性約束(3)KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)(4)KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路基爾霍夫定律KCL、KVL小結(jié)KCL是對任一節(jié)點（或封閉面）的各支路電流1.3電阻元件(resistor)電路元件分類從能量特性方面可分{無源元件有源元件

從外部端鈕數(shù)量可分{二端元件：具有兩個引出端多端元件：具有兩個以上引出端1.3電阻元件(resistor)電路元件分類{無源元1.3電阻元件(resistor)注意：電壓與電流取關(guān)聯(lián)參考方向電阻單位：歐(姆)符號:

令

G

1/RG稱為電導(dǎo)則歐姆定律表示為

i

Gu

單位：西(門子)符號:S(Siemens)歐姆定律定義電阻元件是從實際電阻器抽象出來的模型，只反映電阻器對電流呈現(xiàn)阻力的性能。R+ui-1.3電阻元件(resistor)注意：電壓與電流取關(guān)聯(lián)一般定義在任一時刻，它的電壓和電流可用代數(shù)關(guān)系表示的一個二端元件稱為電阻元件，即這一關(guān)系可以由u-i平面上一條曲線確定。分類線性與非線性電阻、時變或時不變（定常）電阻元件(resistor)一般定義在任一時刻，它的電壓和電流可用代數(shù)關(guān)系分類線性與非線1-3-1電阻元件線性：VCR曲線為通過原點的直線。否則，為非線性。時變：VCR曲線隨時間變化而變化。非時變：VCR曲線不隨時間變化而變化電阻元件有以下四種類型：線性時不變電阻元件1-3-1電阻元件線性：VCR曲線為通過原點的直線。否則，u-i特性線性 非線性

uu

時不變ii

ut1t2ut1t2時變

ii

u-i特性線性 非電阻元件

1、符號：i/Au/V0i+u-2、伏安特性：用R表示單位：

(歐姆)電阻元件1、符號：i/Au/V0i+3、線性時不變電阻的特點：

1）伏安關(guān)系為u-i平面過坐標原點的一條直線，斜率為R。

2）端電壓與通過的電流成正比即：u=Ri

或U=RI

注意：電流、電壓為關(guān)聯(lián)參考方向3）耗能元件：p=ui=Ri2=u2/R>03、線性時不變電阻的特點：1）伏安關(guān)系為u-i平面過坐標原4、電導(dǎo)：1）伏安關(guān)系為i

-u平面過坐標原點的一條直線，斜率為G。

2）通過的電流與端電壓成正比即：i

=uG

或I=UG

注意：電流、電壓為關(guān)聯(lián)參考方向3）耗能元件：p=ui=i2/G

=u2G>0G單位：S(西門子)4、電導(dǎo)：1）伏安關(guān)系為i-u平面過坐標原點的一條直線Riu+–開路與短路當R=0(G=

)，視其為短路。i為有限值時，u=0。當R=(G=0)，視其為開路。

u為有限值時，i=0。ui0開路ui0短路電阻元件(resistor)Riu+–開路與短路當R=0(G=)，視其為短功率電阻元件(resistor)一般情況下，電阻的功率非負，即電阻是一種耗能元件。功率電阻元件(resistor)一般情況下，1.5、理想電壓源和理想電流源

1、符號2、伏安特性：+us-3、特點：電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。②通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定usi(A)u(V)0一、理想電壓源p=uis

4、功率1.5、理想電壓源和理想電流源1、符號2、伏安特性：+二、理想電流源元件

1、符號2、伏安特性：is3、特點：Isu(v)i(A)0i①電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)②電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定p=uis

4、功率二、理想電流源元件1、符號2、伏安特性：is3、特點三、受控源元件

1、定義：電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某個地方的電壓(或電流)控制的電源。2、電路結(jié)構(gòu)特征：具有兩條支路：電流源或電壓源所在支路——

受控支路控制電流或電壓所在支路——

控制支路三、受控源元件1、定義：電壓或電流的大小和方向不是給定的4、受控源電路模型：（1）電壓控制電壓源（2）電壓控制電流源u1gu1u1u1i+_+_（VCVS)+_（VCCS)電壓放大系數(shù)g轉(zhuǎn)移電導(dǎo)4、受控源電路模型：（1）電壓控制電壓源（2）電壓控制電（3）電流控制電壓源（4）電流控制電流源i1

i1

i1i1（CCVS)i+_+

u1

-+u2

_+u1-

i2

（CCCS)r

轉(zhuǎn)移電阻

β

電流放大系數(shù)（3）電流控制電壓