电路分析(第2版) 课件 chap1-1 引言

电路与电子线路基础（1）绪论课程介绍其他一课程介绍电路理论是电类各专业的基础理论研究电路共同的基本规律包括电路分析和电路综合两部分第一门专业基础课电路的结构/元件参数电路的性能分析综合课程内容电路基本规律电阻电路分析

动态电路分析正弦稳态分析频率响应和谐振二端口网络第一章电路的基本规律电路模型电流、电压、功率基尔霍夫定律器件：电阻、电源、受控源电路等效1.1引言模型化实际装置物理模型数学模型抽象建立理想化反映主要本质建立方程求解方程R+u−i+u−iu=i∙R激励和响应网络N衰减器时域和频域分析

基本电信号

itititt信号分解为阶跃信号的叠加－时域分析（时间t的函数)正弦信号的叠加－频域分析（频率ω的函数)ω集中化假设：

理想模型（元件）不具有空间几何尺寸

假设条件元件尺寸远小于最高工作频率对应的波长，电路不向空间辐射能量由集中参数元件连接组成的电路为集中参数电路。电压、电流是时间的函数若不满足集中假设的条件，必须建立分布参数电路模型。电压、电流是时间、空间的函数f=50Hzλ=6000kmf=100MHzλ=3m移动TD-SCDMA（TDD）：

•核心频段：1880~1920MHz，2010~2025MHz

•补充频率：2300~2400MHz联通WCDMA（FDD）：

•核心频段：1920~1980MHz，2110~2170MHz（分别用于上行和下行）

•补充频率：1755~1785MHz，1850~1880MHz（分别用于上行和下行）电信CDMA2000（FDD）：

•核心频段：825~835MHz，870~880MHz（分别用于上行和下行）

•补充频率：885~915MHz，930~960MHz（分别用于上行和下行）3G移动：TD-LTE频率：1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz联通：TD-LTE频率：2300-2320MHz、2555-2575MHzFDD-LTE频率：1755-1765MHz、1850-1860MHz电信：TD-LTE频率：2370-2390MHz、2635-2655MHz4G5GFR1：450MHz-6000MHzFR2：24250MHz-52600MHz1.2电流、电压、功率电流电压

电荷磁通

功率能量带电质点的定向运动

电场力把单位正电荷从一点移向另一点所做的功1、电流A方向：1）实际正方向：正电荷运动的方向。

2）参考正方向：任意假定的方向。单位时间内通过导体横截面的电荷量。符号：i

或I说明：

1）真实极性与参考极性一致，电流数值为正；真实极性与参考极性相反，电流数值为负。必须指定电流参考方向，电流的正值或负值才有意义

2）电路中标出的方向都是参考方向，一经标定，在整个分析过程中不能任意改变！3）电流的双下标表示：

iab：表示“电流参考方向为由a指向b”2、电压V方向：1）实际正方向：规定为从高电位指向低电位。

2）参考正方向：任意假定的方向。单位正电荷从电路的一端移动到另一端所获得或失去的能量，又称两端的“电位差”。符号：u或U线圈两端说明：（1）若正电荷dq从a移到b失去能量dw（电路吸收/消耗能量），则a为正/高，b为负/低，方向：a→b（电压降方向）（2）若正电荷dq从a移到b获得能量dw（电路产生/释放能量），则a为负/低，b为正/高，方向：b→a（电压降方向）（3）真实极性与参考极性一致，电压数值为正；真实极性与参考极性相反，电压数值为负。必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义。+u−ab（4）电压的双下标表示双下标的顺序表示电压降的参考方向。

uab：表示“a为参考正极，b为负极”

uab=-uba

uac=uab+ubcabc设电路的电压与电流参考方向如图所示，已知U>0，I<0，则电压与电流的实际方向为A.a点为高电位,电流由a至bB.a点为高电位,电流由b至aC.b点为高电位,电流由a至bD.b点为高电位,电流由b至a电压与电流关联参考方向：电流参考方向是从电压参考方向的正极流入，负极流出。+u(t)-i(t)-u(t)+i(t)电压与电流非关联参考方向：电流参考方向是从电压参考方向的负极流入，正极流出。3、功率W单位时间内电路消耗/吸收的能量。符号：p

方向：针对电路，有

1）p>0，电路消耗或吸收功率

2）p<0，电路产生或释放功率电压与电流采用关联参考方向：正电荷dq从a移到b，则消耗能量dw=udq

电压与电流采用非关联参考方向：正电荷dq从a移到b，则消耗能量dw=−udq有dw=uidt，因此−u(t)+i(t)ab有dw=−uidt，因此+u(t)−i(t)abp>0，支路吸收/消耗功率电压与电流取关联参考方向，p=ui电压与电流取非关联参考方向，p=−uip<0，支路发出/产生功率常用的辅助单位量纲词头因数名称（法文）名称（中文）符号10-15femto飞f10-12pico皮p10-9nano纳n10-6micro微μ10-3milli毫m103kilo千k106mega兆M109giga吉G1012tera特T例：A和B两个元件构成的电路，u=3V，i=−2A。求元件A和B分别吸收的功率。AB+u−i两类约束

拓扑约束：元件的相互连接给元件的电流之间和电压之间带来的约束

基尔霍夫定律元件约束：由元件特性决定的其电压与电流之间的关系1.3基尔霍夫定律公理电荷守恒：基尔霍夫电流定律（KCL）能量守恒：基尔霍夫电压定律（KVL）KCL：在集中参数电路中，任一时刻，流入任一节点的全部电流等于流出该点的全部电流KVL：在集中参数电路中，任一时刻，绕行任一回路的全部的电压降等于全部的电压升基尔霍夫定律（Kirchhoff’sLaw)1、基尔霍夫电流定律（KCL）

对于任一集总参数电路的任一节点，在任一时刻，流出（或流入）该节点的所有支路电流代数和等于零。

注意：

流出节点的电流为正，流入节点的电流取负。abc12345di1i2i4+−节点a:-i1+i2+i4=0节点b:

i1+i3=0i3i5节点c:-i2–i5=0节点d:-i3+i5-i4=0推广对于任一集总参数电路，在任一时刻，流出任一节点的电流和等于流入该节点的电流和。即：

对于任一集总参数电路，在任一时刻，流出任一闭合面的电流代数和等于零。即：

闭合面也称为广义节点。定律物理意义：反映电荷的守恒性和电流的连续性。举例：图示电路，求I1和I22、基尔霍夫电压定律（KVL）对于任一集总参数电路的任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压降（或电压升）代数和等于零。推广：对于任一集总参数电路，在任一时刻，沿任一回路绕行方向，回路电压降的代数和等于回路电压升的代数和。定律物理意义：描述回路中支路电压约束关系；反映能量的守恒性。abc12345d+−u1u3++u4u2u5++−−−−回路1:L1

u1+u4-u3=0回路2:u2+u5-u4=0L2

举例：列写回路L1和L2的KVL方程图示电路，求Ucd和Ube。元件约束：电压电流关系（VCR）+u(t)−i(t)ab−u(t)+i(t)ababc12345di1=3Ai3=−1Ai２=4A+−u1=5Vu3=3V++u4=−2Vu2=−7Vu5=5V++−−−−（1）从两条路径求uac（2）求各支路功率（3）验证能量守恒（1）abc12345di1=3Ai3=−1Ai２=4A+−u1=5Vu3=3V++u4=−2Vu2=−7Vu5=5V++−−−−路径abc：uac=uab+ubc=u1+u2=5+(

－7)=−2V路径adc：uac=uad+udc=u3−

u5=3−

5=−2Vabc12345di1=3Ai3=−1Ai２=4A+−u1=5Vu3=3V++u4=−2Vu2=−7Vu5=5V+