電路的基本概念和基本定律

1.1.1

電路的物理量電池燈泡電流電壓電動勢EIRU+_負載電源1.1電路的基本概念電路中物理量的正方向物理量的方向：實際方向假設正方向（參考方向）實際方向：電路中電量實際存在的方向。假設正方向（參考方向）：為便于分析計算，對電量人為規(guī)定的方向。物理量的實際正方向物理量正方向的表示方法電池燈泡IRUabE+_abu_+正負號abUab（高電位在前，低電位在后）

雙下標箭頭uab電壓+-IR電流：從高電位指向低電位。電路分析中的假設正方向（參考方向）問題的提出：在復雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向，電路如何求解？電流方向A

B？電流方向B

A？E1ABRE2IR(1)在解題前先設定一個正方向，作為參考方向；解決方法(3)根據(jù)計算結(jié)果確定實際方向：若計算結(jié)果為正，則實際方向與假設方向一致；若計算結(jié)果為負，則實際方向與假設方向相反。(2)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達式；例已知：E=2V,R=1Ω問：當U分別為3V和1V時，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2)列電路方程：(3)數(shù)值計算（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向相反）E

IRRURabU(4)為了避免列方程時出錯，習慣上把

I

與U

的方向按相同方向假設。(1)方程式U/I=R

僅適用于假設正方向一致的情況。(2)“實際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設正方向”則是人們在進行電路分析計算時,任意假設的。(3)在以后的解題過程中，注意一定要先假定“正方向”

(即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列方程計算。缺少“參考方向”的物理量是無意義的.提示

IRURab假設:

與的方向一致例假設:

與的方向相反

IRURab電功率aIRUb功率的概念：設電路任意兩點間的電壓為

U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:功率有無正負？如果UI方向不一致結(jié)果如何？

在U、I正方向選擇一致的前提下，

IRUab或IRUab“吸收功率”（負載）“發(fā)出功率”（電源）若P=UI

0若P=UI

0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收）=P（發(fā)出）

當計算的P>0

時,則說明U、I

的實際方向一致，此部分電路消耗電功率，為負載。

所以，從P的+或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負載。結(jié)論在進行功率計算時，如果假設U、I

正方向一致。

當計算的P<0

時,則說明U、I

的實際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，為電源。R1R3IsR2R5R4I3I1I應用舉例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?(接上頁)IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdEd+R4E4R5I--(接上頁)ISR5R4IR1//R2//R3I1+I31.2.1

歐姆定律1.2.2

基爾霍夫定律

1.基爾霍夫電流定律

2.基爾霍夫電壓定律電路的基本定律1.2RUI注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明參考方向！RUIRUI1.2.1歐姆定律

廣義歐姆定律

(支路中含有電動勢時的歐姆定律)當Uab>E

時，I>0表明方向與圖中假設方向一致當Uab<E時，I<0表明方向與圖中假設方向相反E+_baIUabR1.2.2基爾霍夫定律

基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系。名詞注釋：結(jié)點：三個或三個以上支路的聯(lián)結(jié)點支路：電路中每一個分支回路：電路中任一閉合路徑1.基爾霍夫電流定律

對任何結(jié)點，在任一瞬間，流入結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流。或者說，在任一瞬間，一個結(jié)點上電流的代數(shù)和為0。I1I2I3I4基爾霍夫電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性原理

I=0即：例：或：電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。I1+I2=I3例I=0基爾霍夫電流定律的擴展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R(二)基爾霍夫電壓定律（KVL）

對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，其電位升等于電位降?；颍妷旱拇鷶?shù)和為

0。例如：回路a-d-c-a電位升電位降即：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-電位升電位降E+_RabUabIKVL推廣：基爾霍夫電壓定律也適合開口電路。例關(guān)于獨立方程式的討論問題：用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時，究竟可以列出多少個獨立的方程？例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應列幾個電流方程？幾個電壓方程？基爾霍夫電流方程：結(jié)點a：結(jié)點b：獨立方程只有1個基爾霍夫電壓方程：#1#2#3獨立方程只有2個aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1設：電路中有N個結(jié)點，B個支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小結(jié)獨立的