第1章 电路的基本知识

第1章电路的基本知识1.2电路的主要物理量1.3电阻元件和欧姆定律1.4电路的基本连接方式1.5电压源、电流源及其等效变换1.6基尔霍夫定律1.1电路与电路模型2025/12/41《电工基础》电路:电路是由一些电气设备和元件连接而成。1.1电路与电路模型能力知识点1电路的的组成与功能电阻电容运算放大器晶体管光耦器件2025/12/42《电工基础》电路是由电源、负载和中间环节三个基本部分组成。电路的基本组成中间环节电源负载2025/12/43《电工基础》中间环节：输送和分配电能的设备，即导线、开关、转换电路等。电源：供电设备，向用电设备提供电能。常用的电源装置为交流电源、直流电源和信号源。发电机直流电源信号源负载：用电设备,将电能转换为机械能。电动机、日光灯、各种家用电器等均为用电负载。2025/12/44《电工基础》升压变压器升压变压器升压变压器降压变压器电灯电动机电炉发电机输电线例如电力系统输送、分配电能的电路：1.实现电能的传输、分配与转换电工电路电路的功能2025/12/45《电工基础》

2.实现电信号的传递和转换例如常见的扩音器电路：放大器话筒电子电路2025/12/46《电工基础》(1)实际元器件的电磁性能

电路中使用的元器件，如电阻、电感、电容、晶体管等，它们的电磁性质较为复杂。

白炽灯是耗能元件,但还存在微小的电感；

电感线圈是储能元件，但还存在很小的电阻；

能力知识点2电路模型电容是储能元件，但也存在(介质损耗)。2025/12/47《电工基础》(2)实际元器件的理想化为了便于电路的分析和数学描述，实际元件要理想化处理，即在一定条件下突出元件的主要电磁性质，忽略其次要因素。所以白炽灯、电感线圈、电容等均认为是理想元件。(3)电路模型

由理想元件组成的电路即为实际电路的电路模型。例如，手电筒电路的电路模型如下：2025/12/48《电工基础》灯泡电池

手电筒电路的电路模型ER+_电源负载

手电筒电路示意图2025/12/49《电工基础》常用的几种理想电路元件及其图形符号元件名称图形符号元件名称图形符号电阻直流电源电感理想电压源电容理想电流源2025/12/410《电工基础》电流是由电荷的定向运动形成的。单位：安培（A）1.2电路的主要物理量能力知识点1电流与电压2025/12/411《电工基础》

电压在电场力的作用下，通过外电路运送电荷的能力。单位：伏特（V）2025/12/412《电工基础》实际方向：物理中对电量规定的方向。电流I:正电荷运动的方向。电源负载＋＋－－II

电流流过电源时，是从电源的负极到正极；电流流过负载时，是从负载的高电位到低电位。USR+_+_II1.电流和电压的实际方向2025/12/413《电工基础》电压U:

从高电位到低电位。电动势E:

从电源的负极到电源的正极。R+_EUSR+_+_EU2025/12/414《电工基础》（1）参考方向

在分析电路时，对电量人为规定的方向。

例如:在如下复杂电路中很难判断出中流过电流的实际方向，电路如何求解？2.电流和电压的参考方向（2）设参考方向的意义2025/12/415《电工基础》（3）解决的方法1)在解题前先假设一个电流方向，作为参考方向。2)根据电路的基本定律，列出电压、电流方程。

3)根据计算结果确定电流的实际方向：若计算结果I3为正,则实际方向与参考方向一致；若计算结果I3为负,则实际方向与参考方向相反。I32025/12/416《电工基础》解因为所以电源电压的参考方向与实际方向相同。【例1.1】2025/12/417《电工基础》（4）电压参考方向的三种表示正负号,下标a、b和箭头都是表示电位降低的方向。2025/12/418《电工基础》关联参考方向：电压与电流的参考方向相同非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反注意:1.分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。

2.参考方向选定之后，在计算过程中不能改变。3.电流和电压的关联参考方向2025/12/419《电工基础》【例1.2】已知元件A、B的电压、电流参考方向如图所示。试判断A、B元件的电压、电流的参考方向是否关联？解：A元件的电压、电流参考方向非关联；B元件的电压、电流参考方向关联。＋－BA2025/12/420《电工基础》解：

可判断：A元件是电源，B元件是负载。试判断A、B元件是电源还是负载？【例1.3】2025/12/421《电工基础》此点称为参考点。其它各点对参考点的电压，便是该点的电位。用VX表示。（注意：电位为单下标）。在电路中任选一点，设其电位为零,用表示。1.电位的概念ab2Aab2A能力知识点2电位a点电位：

b点电位：返回2025/12/422《电工基础》2.电位的计算设b为参考点，即Vb=0。E1aE2+20Ω+_d_6A4A10A5Ω6Ω140V90VC

从结果中看出,a、c、d点的电位比b点分别高60V、140V、90V。

如下电路只能求出两点间的电压值,而不能求出某一点的电位值。因此，若要计算电位时，必须在电路中设参考点。返回2025/12/423《电工基础》设a为参考点，即Va=0,则

从结果中看出,b点的电位比a点的电位低60V，而c点和d点的电位比a点分别高80V、30V。结论：E1aE2+20Ω+_d_6A4A10A5Ω6Ω140V90VC

参考点的位置不同，电路中其它各点的电位也不同；但是两点之间的电压值（电位差）是不变的。返回2025/12/424《电工基础》3.电位与电压的关系电压等于电位之差；电位是相对量，电压是绝对量。返回2025/12/425《电工基础》1.3电阻元件与欧姆定律可见，遵循欧姆定律的电阻是线性电阻，不遵循欧姆定律的电阻是非线性电阻.线性电阻非线性电阻能力知识点1电阻元件2025/12/426《电工基础》流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即可见，当电压U一定时，电阻R

越大，电流I

越小。则电阻具有阻碍电流增大的性质。

电阻的单位:能力知识点2欧姆定律2025/12/427《电工基础》欧姆定律的几种表示形式一个式子中有两套正负号，一套正负号是由参考方向决定的，另一套是由电压和电流本身的正负值决定的。IRU＋－IRU＋－IRU＋－

U=RI(a)(b)(c)U=–RIU=–RI2025/12/428《电工基础》串联的特点：每个元件流过的电流相等。1.等效电阻R

如图(b)2.分压公式＋－UIR1R2＋－－U1U2＋图(a)＋－URI图(b)1.4电路的基本连接方式能力知识点1电阻的串联2025/12/429《电工基础》3.电阻的分压作用当R1»R2时,R2的分压作用忽略不计。4.电阻串联的应用与负载串联,降压。＋－UIR1R2＋－－U1U2＋2025/12/430《电工基础》并联的特点：每个电阻上的电压相同。I＋－U＋－URI即1.等效电阻R,图(b)

图(a)图(b)G=G1+G2（电导）或能力知识点2电阻的并联单位：S2025/12/431《电工基础》I＋－U＋－URI2.分流公式3.当R1»R2时,

R1的分流作用忽略不计。2025/12/432《电工基础》4.电阻并联的应用分流或调节电流的作用。5.负载的并联运行负载一般都是并联运行的,所以它们处于同一电压之下,并且基本上互不影响。并联的负载越多,则总电阻越小,电路中总电流和总功率也越大。但是每个负载的电流和功率却没有变动(严格地讲,基本上不变)。2025/12/433《电工基础》【例1.3】已知电路如图所示，解：利用电阻的串联与并联的方法求出等效电阻，然后再求各支路电流。2025/12/434《电工基础》解：1.2.3.2025/12/435《电工基础》

思考题【1.2】求图示电路中开关S打开和闭合时的等效电阻Rab。返回2025/12/436《电工基础》能力知识点1.电压源

伏安特性IU

电压源的端电压(1)实际电压源模型+-UIR0E+-RLU0=Eo开路电压短路电流1.5电压源、电流源及其等效变换能向负载提供一个确定的电压。2025/12/437《电工基础》（2）理想电压源模型（恒压源）:

R0=0或R0«RL

特点：输出电压不变，其值等于电动势。即Uab

E；电源中的电流由外电路决定。伏安特性IUabEIE+_abUab+_RL2025/12/438《电工基础》设:

E=10V当R1、R2

同时接入时，I=10A

当R1=2

时，I=5A则：电源中的电流由外电路决定。IE+_abUab2

R1R22

2025/12/439《电工基础》能力知识点2.电流源（1）实际电流源模型将式的形式变换一下，即电源内阻中的电流电源短路时的电流负载中的电流能向负载提供一个确定的电流。2025/12/440《电工基础》实际电路模型ROISRLIab+-UIsUI

伏安特性U0=ISR0o与电压源一致输出电流2025/12/441《电工基础》特点：输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；IUIS输出电压由外电路决定。（2）理想电流源（恒流源）:

R0=

或R0>>

RL

ISRLIab+-U

伏安特性2025/12/442《电工基础》能力知识点3电压源与电流源的等效变换

IUO电压源IUO电源流+-UIR0E+-RLROISRLIab+-U2025/12/443《电工基础》电压源aISROb电流源注意（1）一般不仅限于内阻,也可以是某个电阻；

（2）要注意电压源的极性与电流源的方向；（3）两电源对外电路等效,但两电源内部不等效。R+-ROEabR2025/12/444《电工基础》（4）恒压源和恒流源不能等效互换aE+-babIs4.应用举例2025/12/445《电工基础》R0IS已知电压源电动势E=8V，内阻R=0.5，求与其等效的电流源。E-+R0【例1.4】解等效电流源如图所示，等效电流源的两个参数为2025/12/446《电工基础》

思考题【1.3】判断（a）、（b）两图中各电源是发出功率还是吸收功率。2025/12/447《电工基础》

基尔霍夫定律用来描述电路中各部分电压或各部分电流之间的关系,其中包括电流定律和电压定律。名词解释：

支路：电路中每一个分支。节点：三个或三个以上支路的联接点。回路：电路中任一闭合的路径。1.6基尔霍夫定律E2+-R1R3R2+_E1网孔：其内部没有其他支路的回路。2025/12/448《电工基础》1一条支路流过一个电流节点:回路:2

支路:acb,adb,ab(3个)a,b(2个)acba

,adba

,

cadba

(3个)bI3I2I1aE2+R1R3R2+_E1Cd_3网孔:acba

,adba

(2个)2025/12/449《电工基础》对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为零。I1I2I3I4

I=0即：或：能力知识点1.基尔霍夫电流定律(KCL)【例1.5】2025/12/450《电工基础》I1+I2=I3基尔霍夫电流定律可以扩