1.1 电路和电路模型 电流和电压的参考方向 功率和能量 电路元件和电阻元件

第一章 电路模型和电路定律

一、实际电路：

由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路

功能：
能量的传输、分配和交换
信息的传递、控制和处理

这两个功能都是建立在同一电路理论基础上

二、电路模型

电路模型反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合

理想电路元件: 确定电磁性能的理想元件

电阻元件：消耗电能的元件
电感元件：产生磁场，储存磁场能量的元件
电容元件：产生电场，储存电场能量的元件
电压源和电流源：将其他形式的能量转变为电能的元件

以上是4个基本理想电路元件
只有两个端子
可以用电压或电流按照数学方式来描述
不能被分解为其他元件

具有相同电磁性能的实际部件，在一定条件下可以用同一电路模型表示

同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式

三、电流和电压的参考方向

1.电流的参考方向与实际方向

单位：A，kA, mA, μA

实际方向：正电荷的运动方向

iAB:A --> B

如果iAB < 0 , 那么实际方向是B --> A

四、功率和能量

1.电功率，即电场做功的频率

电场力在单位时间内做的功

单位：W 瓦特

u = dw / dq

i = dq/dt

p = dw / dt = dw/dq * dq / dt = u * i

在电路中，把单位正电荷从一点移动到另一点时，电场力所做的功定义为两点之间的电压。用符号u表示，单位为V(伏特)。dw表示微小的功，dq表示微小的电荷量。

2.电路吸收功率和发出功率的判断

p = u*i

关联参考方向： 吸收功率, 也叫消耗功率。 p > 0, 吸收正功率，负载型。p < 0, 吸收负功率，发出功率，电源型。

非关联参考反向：发出功率。p > 0 发出正功率，电源型。p < 0 发出负功率，吸收功率，负载型。

注意：

①对于一个完整电路，发出功率=吸收功率，满足功率平衡。

②发出功率的元件称之为电源型，吸收功率的元件称为负载型

习题1

习题2

五、电路元件

1.电路元件

电路元件是电路中最基本的组成单元

电阻元件
电感元件
电容元件
电压源和电流源

根据端子特性的数学关系式，分为

• 线性元件 （符合欧姆定律，伏安特性是直线）
• 非线性元件

2.电阻元件：

u --> i 满足欧姆定律

p = u*i = i²R = u²/R

电导G = 1/R. I = U * R

开路与短路

开路时，i = 0 , u ≠0， R = u / i -> ∞

短路时，u = 0 , i ≠0， R = u / i -> 0