電路任課教師：王馨梅wangxinmei@教材：《電路（第5版）

》邱關(guān)源學(xué)生的參考書：《電路（第5版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題分析》

本課程的特點1、重要：第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，4.5個學(xué)分，專業(yè)學(xué)習(xí)的分水嶺

2、不難：學(xué)習(xí)的是1950年以前就創(chuàng)建的經(jīng)典理論。簡單電路->大規(guī)模電網(wǎng)絡(luò)（形成了電網(wǎng)絡(luò)理論）線性電路->非線性電路（形成模擬電子電路、數(shù)字電子電路理論）手工計算->大型電路分析軟件computer-aidedanalysis(CAA)

3、難：1）新概念多、新方法多；2）與大學(xué)物理的章節(jié)獨立不同，電路章節(jié)前后呼應(yīng)，環(huán)環(huán)相扣；3）計算多，計算量大；4、要求：完整的筆記，及時做作業(yè)第一章電路模型和定律課件符號：

★重要

★★必須理解性的記憶

*大綱之外的知識擴展§1-1電路模型一、思考：電路的本質(zhì)目的1、能量的轉(zhuǎn)換和傳輸：2、信號的處理、傳輸、存儲：所以：電路建模可忽略實際電路的大小、位置等一些次要因素，僅抓住主要矛盾（1、電路的連接結(jié)構(gòu)；2、元件的電壓電流關(guān)系），用數(shù)學(xué)去描述。實際電路電路模型（由“理想元件”組成）建模有精確的數(shù)學(xué)模型，可作定量分析計算

例1：電熱爐如果是家庭日用的（工頻），只考慮熱現(xiàn)象：如果工作在高頻下，須考慮到線圈的磁現(xiàn)象:*如果要更精確的分析，還須考慮到線圈微弱的電場儲能:★電路建模原則：電能的消耗———

用理想電阻元件表示電場能存儲與釋放———用理想電容元件表示磁場能存儲與釋放———用理想電感元件表示

*思考：為什么錯誤？

例2：電容器*原則：根據(jù)工程計算精度的需要、兼顧分析計算復(fù)雜度，建立合理的電路模型！二、電路模型的分類1、按物理尺寸L與波長λ的關(guān)系來分類集總參數(shù)：參數(shù)集中于一個理想電阻元件，像物理中“質(zhì)點”的概念；分布參數(shù)：認為參數(shù)分布在每一點上，要用微積分的思想計算。

舉例：一段實際的導(dǎo)線，總電阻10Ω，……★集總假設(shè):

當(dāng)構(gòu)成電路的器件以及電路線路本身的尺寸遠遠小于電路工作的電磁波波長（L?），可按集總參數(shù)建模。f=50Hz=c/f=6000kmf=25kHz=c/f=12kmf=200MHz=c/f=1.5m（1）低頻電路一般可抽象為集總參數(shù)電路模型（concentratedconstantcircuitmodel）

。

（2）長距離工業(yè)輸電，抽象為分布參數(shù)電路模型（詳見第18章

均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)分析）

（3）高頻時要根據(jù)電路具體設(shè)計要求，來決定建立何種電路模型。2、按元件是否全是線性來分類★何謂“線性”元件？元件的特性曲線是一條過原點的直線。元件★特性公式特性曲線電阻

resistance

R=

u/i伏安曲線

電容

capacitance

C=Q/u庫伏曲線

電感

inductance

L=Φ/i韋安曲線

3、按元件參數(shù)是否隨時間變化來分類只要有一個元件是時變的：則為時變電路何謂“時變”元件？生活中的例子：白熾燈絲通電發(fā)熱，電阻值變大一點兒；PTC陶瓷暖風(fēng)機，越熱就……（positivetemperatruecoefficient

）

時不變

線性

集總參數(shù)

時變

非線性

分布參數(shù)本書前十六章僅學(xué)習(xí)“線性、時不變的集總參數(shù)電路模型”的計算電路模型§1-2電流和電壓的參考方向R1R2R3R4R5R6電流、電壓不但有大小，而且有方向。（電流的真實方向是正電荷的運動方向，電壓的真實方向是電場推動正電荷做正功的方向）但在計算之前，真實的電流、電壓方向通常不知。

一、今后解題的基本步驟：1）在電路上標(biāo)出電壓、電流的參考方向；2）列方程計算；3）解為正，則實際方向與參考方向相同。解為負，則實際方向是參考方向的反方向。電流計算舉例二、電壓參考方向的三種表示方法：1）2）（推薦）3）下標(biāo)方式舉例三、注意事項：1）在電路計算時，沒定參考方向，計算無意義；2）參考方向可以任意假定，但設(shè)定后，計算中不得變動；4）直流大寫、交流小寫四、“關(guān)聯(lián)”的概念★例：一個二端元件（網(wǎng)絡(luò)）的端口電壓和該端口的電流：如果電流參考方向從元件的電壓參考方向的正極指向負極，則稱電壓、電流的參考方向是“關(guān)聯(lián)”的。否則，稱為“非關(guān)聯(lián)”的。電流參考方向和電壓參考方向，互相獨立、可任意選取的。五、對高中時代歐姆定律的“修正”

★★★關(guān)聯(lián)時：R=u/i思考：1、求電壓

2、畫出該電阻的伏安特性曲線非關(guān)聯(lián)時：R=-

u/i§1-3瞬時功率（描述能量轉(zhuǎn)換的快慢）書上提供的一種計算方法，因繁瑣故不推薦使用無論關(guān)聯(lián)與否，都用公式：p=ui如果p>0關(guān)聯(lián)時為吸收，非關(guān)聯(lián)時為發(fā)出；

p<0關(guān)聯(lián)時為發(fā)出，非關(guān)聯(lián)時為吸收功率計算公式：

先判斷是否關(guān)聯(lián)，如果關(guān)聯(lián)用p=ui，如果非關(guān)聯(lián)用p=-uip>0

正電荷在電場的作用下向勢能減小的方向運動，做正功，吸收能量，也稱正在“吸收”功率。

p<0

“發(fā)出”功率?！铩铩镪P(guān)聯(lián)用p=ui，非關(guān)聯(lián)用p=-uip>0

吸收，工作在“負載”狀態(tài)

p<0發(fā)出，工作在“電源”狀態(tài)例1：求三部分的功率情況★常用驗算方法之一：功率守恒形式一：|ΣP吸收|

=|ΣP發(fā)出|形式二：

ΣP=0電流源：（關(guān)聯(lián)）8V×3A=24W吸收24W，工作在“負載”狀態(tài)電阻：（關(guān)聯(lián)）8V×2A=16W吸收16W，工作在“負載”狀態(tài)外電路：（非關(guān)聯(lián)）-（8V×5A）=-

40W發(fā)出40W，工作在“電源”狀態(tài)例2：求各部分的功率§1-5電阻元件一、電阻元件的參數(shù)1）電阻2）電導(dǎo)

單位：西門子（簡稱西）S二、電阻的VCR（VoltageCurrentRelation）

三、負電阻：R<0p<0，發(fā)出功率，也稱“有源電阻”，通常是由電子電路來實現(xiàn)。思考：電容、電感的VCR？開路等效為∞Ω（0S）,短路等效為0Ω（∞S）四、*補充：電阻的阻值

A和B代表電阻值第一位和第二位數(shù)

C代表零的個數(shù)

D代表誤差百分數(shù)（E代表額定功率）（1）色碼法（2）數(shù)碼法用三位數(shù)字表示元件的標(biāo)稱值。從左至右，前兩位表示有效數(shù)位，第三位表示10^n(n=0～8)。

0-10歐帶小數(shù)點電阻值表示為XRX,RXX.例如：471=470Ω105=1MΩ2R2=2.2Ω000=0Ω（當(dāng)作跳線，或者做保險絲用）§1-6獨立源一、理想電壓源元件

端電壓總保持為常數(shù)或確定的時間函數(shù)，與外電路無關(guān)。+-itt常用的電壓源：二、理想電流源元件

端電流總保持為常數(shù)或確定的時間函數(shù)，與外電路無關(guān)。思考：理論上，理想電流源元件不能開路，但可短路工作，為什么？短路時（R=0Ω），功率為0WR=10Ω，功率為10WR=1000Ω，功率為1000W開路時（R=∞Ω），功率為∞W§1-7受控源當(dāng)我們只關(guān)心輸入輸出之間的函數(shù)關(guān)系時，內(nèi)部可以簡化為：引例：壓控壓源VCVS(voltagecontrolvoltagesource)受控源：反映了一個支路對另一個支路的控制關(guān)系

電壓源

獨立源

電流源

系數(shù)意義*應(yīng)用場合

壓控壓源VCVS電壓傳輸比運放、變壓器受控源壓控流源VCCS轉(zhuǎn)移電導(dǎo)

IGBT流控壓源CCVS轉(zhuǎn)移電阻流控流源CCCS電流傳輸比晶體管電源★例：晶體管等效為：流控流源+-ibβibib+-例：請說出受控源的類型§1-8基爾霍夫定律基爾霍夫：1845年（21歲）提出基爾霍夫電流定律（KCL，Kirchhoff’sCurrentLaw

）；第二年又提出了基爾霍夫電壓定律（KVL）；其他成就……解決了重要問題：如何用方程描述電路的連接關(guān)系？

回路（loop）電路中的任一個閉合路徑。

結(jié)點（node）支路的連接點。

支路（branch）每個二端元件所在的通路。一、基本概念

拓撲圖僅反映電路的連接結(jié)構(gòu)，一根線段代表一條支路。1、定律內(nèi)容

在集總電路中，任意時刻，對于任意結(jié)點，所有流出結(jié)點的支路電流的代數(shù)和恒等于零。二、基爾霍夫電流定律（KCL）設(shè)流出為正，由KCL知：i1–i2+i3–i4+i5=0這是電荷守恒的必然結(jié)果！思考：物理依據(jù)？結(jié)點①：-i1-i3-i5=0結(jié)點②：+i3-i4-i6=0設(shè)流入為正，由KCL知：2、對“廣義結(jié)點”，KCL仍成立

流入流出封閉面的電流代數(shù)之和為零。

abciaibici1i3i2

-ia+i1-i3=0-ib-i1+i2=0

-ic

-i2+i3=0三式相加

，證得：

-ia-ib-ic=0思考題設(shè)流出為正，由KCL知：三、基爾霍夫電壓定律（KVL