电工电子技术(全)

第一章. 第一章. 电路的基本概念和基本定理1.1.电路的基本概念 电路的基本概念 一 . 电路及其分类 电路是电气设备或器件为了某种需要按一定的方式组成 的总体，它为电流提供了通路。 从电路的作用上来看，可将其分为两大类： 其一是用来进行电能的传输和转换的，此类电路的典型 例子是电力系统。此类电路称为强电系统。 其二电路是用来传递和处理信号的，如电视机电路、计 算机电路以及各类测量电路等。此类电路称为弱电系统。

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电流、 二 . 电流、电压及其参考方向i 对于简单的电路，由于各元件 两端的电压以及流经各元件电流的 方向可直接看出，所以，在分析时可以不考虑它们的方向， 只计算大小，也就是说，只把它们作为算术值来考虑。

对于复杂电路情况却不同。电压、电流的真实方向一下 子无法确定，需要例电路方程求解电路后才能确定方向，而 列电路方程又需要电压电流的方向，所以需要假设电流、电 压的方向。 对于交流电路电压、电流的真实方向随时间变化，要简 单的用一个函数或用一条曲线描述电流、电压需要假设电流、 电压的方向。

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假设的电流方向就称为电流的参考方向 参考方向。 参考方向 电流的参考方向与电流的真实方向一致，电流取正值； 电流的参考方向与电流的真实方向相反，电流取负值。 利用电流值(大于零或小于零)并结合参考方向，就能 够确定电流的真实方向。 电压和电动势同理。 在以后的电路分析中，如果没有特别声明，所涉及的电 流、电压的方向，都是参考方向，电压、电流的值均为代数 值。

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在电路分析中，人们一般习惯于把同一元件或同一部分 电路的电压和电流的参考方向取为一致，这样设定的参考方 向称为关联参考方向。 采用关联参考方向可以 使我们在电路分析中省去由 i 于电流、电压正方向不一致 所带来的许多有关正、负号 的麻烦，使电路的分析过程 更加简捷、明了，也不容易 出错。

U

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电动势的真实方向恰好与电压的真实方向相反。所以对 于一个处于开路状态的电源(或虽不处于开路状态,但电源内阻 上的压降可以忽略),电动势与电压的数值相同。 电压的参考方向与电动势的参考方向相反时 U E

U =E电压的参考方向与电动势的参考方向一致时，

U = E

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三. 电路中的功率 电功率的定义： 平均功率： 在直流情况下

p = ui1 1 P= p

t= d ∫ ∫uidt T 0 T 0T T

P=UI表示吸收功率 吸收功率 发出功率P>0P<0

电压和电流的参考方向为关联参考方向P=UIP>0

P<0

电压和电流的参考方向为非关联方向P=UI

表示发出功率

发出功率 吸收功率

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1.2.基尔霍夫定律 . 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)是电路理论中最基本 的定律，是电路分析的基础。它由基尔霍夫电流定律( 又 称第一定律，缩写为KCL)及基尔霍夫电压定律( 又称第 二定律，缩写为KVL)组成。a b c d

术语： 支路：电路中的每个分支称为 支路，一条支路中各元 件流过同一电流。

e

f

节点：三条或三条以上支路的联接点称为节点。 回路：电路中的任一闭合路径称为回路。

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第一章. 第一章. 电路的基本概念和基本定理a b c d

e

f

bae、be、bc、cf、cdf

是支路，

ef 不是支路。

b、c 和 e(f)为三个节点。 abea,bcefb,cdfc,abcfea,bcdfeb,abcdfea 都是回路。

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一.基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电流定律( ) 对于电路中任意的一个节点，由于电荷是不会产生、 消灭和积累的，所以任意时刻流进节点的电荷一定等于流 出节点的电荷，也即： 流进节点的电流之和一定等于流出节点的电流之和。i3

i1

i2

i1 +i2 = i3

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如果将上式中的 i3 移到等号左边，则有

i1 +i2 i3 = 0基尔霍夫电流定律则可以叙述为： 流进任一节点的电流的代数和为零。 同样 流出任一节点的电流的代数和为零。

∑i =0

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基尔霍夫电流定律不仅对任意一个节点来说是成立 的，而且还可以推广到包围着多个节点的闭合面(广义 广义 节点)。 节点 例：验证图示广义节点满足基尔霍夫电流定律 解：闭合面S包围着三个节点，对这三个节点，基尔霍夫 电流定律成立

I1 = I12 I31I2 = I23 I12I3 = I31 I23将上列三个式子相加，则有

I1

I 12 I2

I 31I3

I 23S

I1 + I2 + I3 = 0 或

∑I =0

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