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第1 章 电路的基本概念与基本定律 1.1 内 容 提 要 1．电路的基本概念 （1）电路：由电工设备或元件按一定方式组合起来的电流的通路。 （2 ）电路的组成：电源、中间环节、负载。 （3 ）电路的作用：①电能的传输与转换；②信号的传递与处理。 （4 ）电路的几个名词：支路、回路、结点。 2 ．电路元件与电路模型 （1）电路元件：分为无源元件和有源元件。 ① 无源元件：电阻、电感、电容元件。 ② 有源元件：分为独立电源和受控电源两类。 （a ）独立电源：电源参数不受支配，是独立的。分为理想电压源（恒压源）和理想 电流源（恒流源）。其参数值恒定，方向恒定。 （b ）受控电源：电源参数受电路中某一电量（U 或I ）的支配和控制，其大小和方向 与该电路（U 或 I ）的大小和方向有关，不是独立的。分为四程：VCVS 、CCVS、VCCS 和CCCS （将在第2 章中介绍）。 （2 ）电路模型：由理想电路元件及其组合构成的反映实际电路主要特性的电路。 实际电路的模型化是工程上常用的方法，它是对实际电路的逼真和模拟。 3 ．电路的基本物理量和电流、电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电动势、电位以及电功率等。 （2 ）电流、电压的参考方向：人为任意规定或假定的电流、电压的正方向。引入参 考方向后，电流、电压即成为代数量，根据电路结构和电路定律计算出来的结果为正时表 明其参考方向与实际方向相同，为负时，则相反。电压与电流参考方向取为相同时称为关 联参考方向。 （3 ）电路的参考电位：人为规定的电路中的零电位点。参考电位确定后，电路中各 点电位有确定的值。参考电位改变，各点电位值变化，但任意两点间的电位差不变。即电 位是相对的，电压是绝对的。 4 ．电路的基本定律 电路的基本定律包括欧姆定律和基尔霍夫定律，是各种电路分析方法的基础。 （1）欧姆定律：表明电阻元件上电压与电流的关系。 U、I 为关联参考方向时：U=IR 1 U、I 为非关联参考方向时：U= ―IR （2 ）基尔霍夫定律：包括电流定律（KCL ）和电压定律（KVL ）。 ① 基尔霍夫电流定律：流入任一结点（或任一闭合面）的电流的代数和为零，即ΣI=0 KCL 反映了电路中任一点电荷的连续性。 ② 基尔霍夫电流定律：沿回路任一循行方向各段电压的代数和为零，即ΣU=0 （若电 压与循行方向相同取正，则相反取负）。 KVL 反映了电路中任一点电位的单值性。 ③ KCL 和KVL 可用于任意时刻、任意性质的元件、任意变化的电流和电压，两定律 只与电路结构有关。 5 ．电功率及元件性质的判断 （1）电功率：为元件两端电压与电流的乘积。 U、I 为关联参考方向时：P= UI U、I 为非关联参考方向时：P= ―UI （2 ）元件性质判断 P0 时，U、I 实际方向相同，电流流过元件时电位降低，正电荷失去能量，元件为负 载性质。 P0 时，U、I 实际方向相反，电流流过元件时电位升高，正电荷获得能量，元件为电 源性质。 6 ．电源的三种工作状态 （1）有载：电源接有负载的工作状态。此时电源输出功率，同时内阻也消耗功率。 分为：满载（额定负载）、轻载（不足额定负载）、过载（超过额定负载）。 （2 ）空载：电源未接负载，输出端开路的状态。此时电源的输出电压称为空载电压， 大小等于电源的电动势；内阻无功率损耗。 （3 ）短路：电源输出端未接负载而直接连通的状态。此时电源的输出电流将很大， 称为短路电流，大小为电动势与内阻之比，内阻消耗电源的全部输出功率。这是一种故障 状态，将损坏电源。 （4 ）额定值：电源接额定负载时，输出电压、电流、功率的值。处于额定值之下工 作，电气设备将有最好的经济性、可靠性、安全性和较长的使用寿命。 1.2 基 本 要 求 1．了解电路的组成与作用； 2 ．理解电路模型的概念以及理想电路元件（电阻、电感、电容、电压源