教材（新版）任立紅等，《電工與電子技術(shù)》.東華大學(xué)出版社參考書秦曾煌，《電工學(xué)（下冊）》（第七版）.高等教育出版社邱關(guān)源.電路（第五版）.高等教育出版社，2006華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）.清華大學(xué)出版社，2006吳霞，李敏.電路與電子技術(shù)仿真與實(shí)踐.北京：中國水利水電出版社，2010作業(yè)要求準(zhǔn)備兩本作業(yè)本，每周五交/發(fā)作業(yè)作業(yè)助教批，有A、B、C、D等級(jí)上課有考勤：簽到or練習(xí)第一章電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電路的基本物理量1.4電源有載工作、開路與短路1.5電路中電位的概念及計(jì)算1.6電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換1.7電壓源與電流源及其等效變換本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義；2.理解電路的基本物理量并能正確應(yīng)用；3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài);4.掌握電功率的計(jì)算并判斷物理作用；5.會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。6.了解實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換。第一章電路的基本概念與基本定律基本詞匯resistance（電阻），inductance（電感），capacitance（電容）circuit（電路），source（電源），voltage（電壓），current（電流），Work（功），power（功率），專業(yè)詞匯電能：energyelectric電場：electricfield電位：electricpotential電位差：electricpotentialdifference電動(dòng)勢：electromotiveforce電壓源：voltagesource電流源：currentsource電路元件：circuitelement電路模型：circuitmodel結(jié)點(diǎn)：node參考點(diǎn)：referencepoint

電阻器：resistor電感器：inductor電容器：capacitor回路：loop支路：branch開路（斷路）：opencircuit短路：shortcircuit直流：directcurrent（DC)交流：alternatingcurrent（AC）專業(yè)詞匯參考電位：referencepotential參考方向：referencedirection參考電壓：referencevoltage伏安特性：volt—amperecharacteristic負(fù)載：load歐姆定律：Ohm’slaw基爾霍夫電流定律：Kirchhoff’scurrentlaw基爾霍夫電流定律：Kirchhoff’svoltagelaw戴維寧定理：Thevenin’stheorem等效電路：equivalentcircuit等效電阻：equivalentresistance等效變換：equivalenttransformofcircuit

1.1電路的作用與組成部分

(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換

(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒1.電路的作用電路是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定的方式組合而成的，它是電流的通路。

發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線2.電路的組成部分:電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)電源:

提供電能的裝置負(fù)載:

取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線直流電源直流電源:

提供能源信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號(hào)源:

提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話筒電源/信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。1.2電路模型手電筒的電路模型為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路，一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。例：手電筒R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。理想電路元件主要有電阻元件R、電感元件L、電容元件C和電源元件ES、IS等電路元件電阻電感電容恒壓源恒流源電壓源電流源與恒壓源并聯(lián)的元件，其兩端電壓均等于恒壓源的電壓；與恒流源串聯(lián)的元件，其電流均等于恒流源的電流。恒壓源輸出電壓、恒流源輸出電流由其本身決定；手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢E和內(nèi)阻Ro；燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。開關(guān)用來控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。幾種常用的電路元件及其符號(hào)★1.3電路基本物理量物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的規(guī)定方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μVI、U、E之間聯(lián)系電荷有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，形成電流。大小用電流強(qiáng)度表示，單位：A電荷在電場力作用下移動(dòng)形成電流，電場力推動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)做功。用“電壓”來衡量電場力對(duì)電荷做功能力的大小。單位是V,在數(shù)值上等于電場力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源力把單位正電荷從低電位點(diǎn)移動(dòng)到高電位點(diǎn)所做的功，單位是V恒壓源的U與E的關(guān)系EUEUEUEUE=U=4VE=-U=4V-E=U=4V-E=-U=4V4V(2)參考方向的表示方法電流：Uab雙下標(biāo)電壓（通常用+，-表示極性）(1)參考方向IE+_在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向，稱正方向Iab

雙下標(biāo)2.電路基本物理量的參考方向aRb箭標(biāo)abRIU箭標(biāo)abRU例：圖中紅色標(biāo)識(shí)的都是假定方向（為了分析問題而標(biāo)定的方向，即參考方向）

+-+-選定參考方向；電流(或電壓)值為正值，實(shí)際方向與參考方向一致（關(guān)聯(lián)一致）；電流(或電壓)值為負(fù)值，實(shí)際方向與參考方向相反。3.實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實(shí)際方向從b指向a?！餁W姆定律U=±IR(U和I的關(guān)系)U、I參考方向相同時(shí)，U、I參考方向相反時(shí)，RUIRUI

表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：①式前的正負(fù)號(hào)由U、I參考方向的關(guān)系確定；②U、I值本身的正負(fù)則說明U、I的實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。通常取U、I參考方向相同（關(guān)聯(lián)一致）。U=IR

U=–IR解：對(duì)圖(a)有,U=IR例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖(b)有,U=–IRRU6V2ARU6VI(a)(b)I–2A（電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性）遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：線性電阻的伏安特性是一條過原點(diǎn)的直線。4.功率定義：單位時(shí)間內(nèi)電場力所做的功，為電功率。用P來表示，單位W。P=W/T=±UI

當(dāng)電壓、電流的正方向關(guān)聯(lián)一致時(shí)，P=+UI；當(dāng)電壓、電流的正方向不一致時(shí)，P=-UI電源與負(fù)載的判別（元件作用）U、I參考方向不同，P=-UI

0，負(fù)載，消耗功率；P=-UI

0，電源，發(fā)出功率。U、I參考方向相同，P=UI0，負(fù)載，消耗功率；

P=UI

0，電源，發(fā)出功率。

1.根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別2.根據(jù)P值判別（常用）電源：U、I實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出（發(fā)出功率）負(fù)載：

U、I實(shí)際方向相同，即電流從“-”端流出（吸收功率）8V4V1Ω4A-32w16w16w5.簡單電路分析方法(基本概念、基本物理量）基爾霍夫定律：KCL、KVL∑I=0，∑U=0（電路圖中標(biāo)定參考方向后，方程書寫才有意義）歐姆定律例題6.電位定義電場中或電路中某一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓，稱為這一點(diǎn)的電位。它是表示電場中或電路中某一點(diǎn)的性質(zhì)的物理量。參考點(diǎn)很重要，參考點(diǎn)不同，電路中某一點(diǎn)的電位就不同。在同一電路中，參考點(diǎn)只能選定一個(gè)。VO=0V選法：電工工程：大地電子電路：導(dǎo)線的交匯點(diǎn)計(jì)算:選一路徑，由a到參考點(diǎn)o的壓降舉例：選c點(diǎn)為參考點(diǎn)選b點(diǎn)為參考點(diǎn)結(jié)論：電壓：絕對(duì)，與參考點(diǎn)的選取無關(guān)電位：相對(duì)，與參考點(diǎn)的選取有關(guān)

1k1kVaVaVbVbVcVc仿真演示

EWB1-5參考方向與電量正負(fù)1.4電源有載工作、開路與短路開關(guān)閉合，接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U=IR特征:一、電源有載工作IR0R+

-UsUI①

電流的大小由負(fù)載決定②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU或U=Us–IR0電源的外特性UsUI0恒壓源，R0=0，負(fù)載變化時(shí)，有UUs，即帶負(fù)載能力強(qiáng)?！嚯妷涸磧?nèi)阻越小越好，帶負(fù)載能力越強(qiáng)開關(guān)閉合，接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U=IR特征:電源有載工作①

電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU?；騏=Us–IRoUI=UsI–I2RoP=PUs

–P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③電源輸出的功率由負(fù)載決定。負(fù)載大小的概念:

負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加(電壓一定)。IR0R+

-UsU

I功率∑P=0，總功率代數(shù)和等于零。P1=-3W電源PIS=-3W，電源P2=2W，負(fù)載P=4W，負(fù)載I1=-2AI=-1A電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì))

過載(超載)：

I>IN

，P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：I=IN

，P=PN

(經(jīng)濟(jì)合理安全可靠)

1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

特征:開關(guān)斷開二、電源開路I=0電源端電壓(開路電壓)負(fù)載功率U

=U0=UsP

=01.開路處的電流等于零；

I

=0電路中某處斷開時(shí)的特征:IU有源電路IRoR+

-UsU0

電源外部端子被短接三、電源短路特征:電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PUs=P=I2R0P

=01.短路處的電壓等于零；U

=02.短路處的電流I視電路情況而定。電源電壓全部降在內(nèi)阻上，產(chǎn)生很大的短路電流，容易損壞電器設(shè)備，加入熔斷器或短路電流保護(hù)器等保護(hù)措施，發(fā)生事故時(shí)自動(dòng)切斷。電路中某處短路時(shí)的特征:IU有源電路IR0R+

-UsU0

電路的三種工作狀態(tài)電路狀態(tài)通路有正常電流開路電路中沒有電流短路電路中存在危險(xiǎn)，要損壞導(dǎo)線和電源電氣設(shè)備的額定值包括：額定電流、額定電壓、額定功率、額定工作狀態(tài)、輕載狀態(tài)、過載狀態(tài)演示(EWB1-6）

電路的三種工作狀態(tài)斷路短路+-+-四．簡單電路、復(fù)雜電路(網(wǎng)絡(luò))中基本概念結(jié)點(diǎn)N：電路中三個(gè)或三個(gè)以上元件的連接點(diǎn)支路B：電路中兩結(jié)點(diǎn)之間的每一個(gè)分支回路：電路中任一閉合的路徑網(wǎng)孔：電路中未被任何支路分割的最簡單的回路B-（N-1）等效電阻：兩點(diǎn)間經(jīng)串、并聯(lián)等效計(jì)算得出的電阻等效變換：不改變電路中外電路的電量，等效表示原電路；等效電路：經(jīng)過等效變換的電路簡單回路：經(jīng)串、并聯(lián)等效變換可化簡為單一回路的復(fù)雜電路：不能等效變換為單一回路的有分支的電路有源兩端網(wǎng)絡(luò)：含有兩個(gè)端口并有電源的部分電路無源兩端網(wǎng)絡(luò)：含有兩個(gè)端口并不含有電源的部分電路兩結(jié)點(diǎn)ab四支路三網(wǎng)孔，六回路三結(jié)點(diǎn)五支路（五個(gè)不同的電流）c123451.5電路中電位的概念及計(jì)算電位：電路中某點(diǎn)A至參考點(diǎn)O的電壓，記為“VA”

。

通常設(shè)參考點(diǎn)O的電位為零。VA=UAO1.電位的概念電位的計(jì)算步驟:

(1)任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；

(2)標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算；

(3)計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。電位2.舉例求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點(diǎn)，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V設(shè)b為參考點(diǎn)，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90VUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V結(jié)論：(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中各點(diǎn)的電位也將隨之改變。(2)兩點(diǎn)間的電壓值是絕對(duì)的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而變，即與零電位參考點(diǎn)的選取無關(guān)。借助電位的概念可以簡化電路作圖，選擇合適的參考點(diǎn)。bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd例1:圖示電路，計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位VA解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)(2)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電路如圖(b)電流I2=0，電位VA=0V。電流I1=I2=0，電位VA=6V。電流在閉合路徑中流通2kA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)例2：電路如下圖所示，(1)零電位參考點(diǎn)在哪里？畫電路圖表示出來。(2)當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，A、B兩點(diǎn)的電位增高了還是降低了？A+12V–12VBRPR1R212V–12V–BARPR2R1I解：（1）電路如左圖，零電位參考點(diǎn)為+12V電源的“–”端與–12V電源的“+”端的聯(lián)接處。當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，回路中的電流I減小，所以A電位增高、B點(diǎn)電位降低。（2）VA

=–IR1

+12VB

=IR2

–121.6電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換1.電阻的串聯(lián)特點(diǎn):1)各電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相聯(lián)；兩電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式：R=R1+R23)等效電阻等于各電阻之和；4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。2)各電阻中通過電流相同；應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。R1U1UR2U2IRUI2.電阻的并聯(lián)：兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式：(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點(diǎn):(1)各電阻連接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間；(2)各電阻兩端的電壓相同；應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。I1I2R1UR2IRUI例：US輸出功率R1R2//R3+-USR6R4//R5（R1+R2//R3）//（R4//R5）等效電阻886384244710102571.7電壓源與電流源及其等效變換一、電壓源

電壓源模型由上圖電路可得:U=

U0–IR0

若R0=0理想電壓源:U

EU0=E

電壓源的外特性IUIRLR0+-EU電壓源是由電動(dòng)勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源的電路模型。

若R0<<RL，U

E，可近似認(rèn)為是理想電壓源。理想電壓源O電壓源U0

理想電壓源（恒壓源）例1：(2)輸出電壓是一定值，恒等于電動(dòng)勢。對(duì)直流電壓，有U

E。(3)恒壓源中的電流由外電路決定。特點(diǎn):(1)內(nèi)阻R0

=0IE+_U設(shè)

E=10V，接上RL

后，恒壓源對(duì)外輸出電流。RL

當(dāng)RL=1時(shí)，U=10V，I=10A當(dāng)RL=10時(shí)，U=10V，I=1A外特性曲線IUEO電壓恒定，電流隨負(fù)載變化二、電流源RLU0=ISR0

電流源的外特性IU理想電流源OIS電流源是由恒流源IS和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電源的電路模型由上圖電路可得:若R0=理想電流源:I

IS

若R0>>RL，I

IS

，可近似認(rèn)為是理想電流源。電流源電流源模型R0UR0UIS－I理想電流源（恒流源)例1：(2)輸出電流是一定值，恒等于電流IS；(3)恒流源兩端的電壓U由外電路決定。特點(diǎn):(1)內(nèi)阻R0

=；設(shè)IS=10A，接上RL

后，恒流源對(duì)外輸出電壓。RL當(dāng)RL=1時(shí)，I=10A，U=10V當(dāng)RL=10時(shí)，I=10A，U=100V外特性曲線

IUISOIISU電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。三、電壓源與電流源的等效變換由圖a：

U=E－IR0由圖b：U=ISR0–IR0IRLR0+–EU電壓源等效變換條件:E=ISR0RLR0UR0UISI電流源E與IS的極性一致等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。E、

IS極性要一致；③理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。①電壓源和電流源的等效關(guān)系只對(duì)外電路而言，對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的。

注意事項(xiàng)：例：當(dāng)RL=時(shí)，電壓源的內(nèi)阻R0中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻R0中則損耗功率。④任何一個(gè)電動(dòng)勢E和某個(gè)電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)電流為IS和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。R0