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电路的基本概念和定律 1．电路的的组成及其模型 （1）电路及其组成 ①电路：电流的通路称为电路。连续电流的通路必须是闭合的。 ②电路组成：电路由电源、负载及中间环节三部分组成。 ③电路的作用：实现电能的传输和转换（或信号的传递及转换）。 （2）电路的模型（由理想元件组成的电路）。 ①电源元件：电压源、电流源、受控电源。 ②负载元件：电阻元件，电感元件，电容元件。 ③中间环节：导线、开关等；电压表，电流表等。 2、电流，电压，电动势的参考方向及表示方法 电 流 电 压 电动势 实际方向 正电荷流动的方向 由高电位(正极)指向低电位(负极) 由低电位(负极)指向高电位(正极) 参考方向 任意选定 任意选定 任意选定 标记符号 箭头 箭 头 下 标 双 下 标 极 性 实际与参考方向的关系 I0：实际方向与参考方向相同； I0：实际方向与参考方向相反 U0：实际方向与参考方向相同； U0：实际方向与参考方向相反 E0：实际方向与参考方向相同； E0：实际方向与参考方向相反 在电路分析时，必须先确定参考方向，根据参考方向列写方程，再解方程求得结果(正或负)，方可确定实际方向；当电压和电流的参考方向一致时，称为关联参考方向。 3、线性元件R、L、C（见表1-2）的共同特点是：二端元件；无源元件。 表1-2 线性R、L、C 电阻 电感 电容 电路符号 VCR u，i关联方向 ， Ψ=Li q=Cu u，i非关联方向 ， 分类 耗能元件 储能元件 储能元件 储存能量 0 电场能量 磁场能量 4、电压源uS、电流源iS 电压源、电流源是有源元件，为了与受控源区别又称为独立电源。 表1-3 电压源、电流源特性 电压源 电流源 电路符号 特 点 电压源的端电压不随外电路变化 电压源中的电流随外电路变化 当uS为常数时，称其为直流电压源 电流源中的电流不随外电路变化（断开除外） 电流源的端电压随外电路变化 当iS为常数时，称其为直流电流源 5、受控源 受控源是一种电路模型，实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等，它们的电特性可用含受控源的电路模型来模拟。受控源的符号及特性与独立源有相似之处，即受控电压源具有电压源的特性，受控电流源具有电流源的特性；但又有根本区别，受控源的电流或电压由控制支路的电流或电压控制，一旦控制量为零，受控量也为零，而且受控源自身不能起激励作用，即当电路中无独立电源时就不可能有响应，因此受控源是无源元件。 电压控制电压源 VCVS 电压控制电流源 VCCS 电流控制电压源 CCVS 电流控制电流源 CCCS 符 号 控制量 u1 u1 i1 i1 被控量 u2=μu1 i2=g u1 u2= r i1 i2=βi1 6、功 率 判断元件或一段电路的功率是吸收还是发出，取决于u ，i的参考方向及p=ui的正负。 表1-5 判断功率的吸收与发出 u ，i的参考方向 元件的功率 实际吸收还是发出功率 关联参考方向 p=u i p0 吸 收 p0 发 出 非关联参考方向 p=-u i p0 吸 收 p0 发 出 功率平衡 对于一个完整的电路来说，在任一时刻，所有元件吸收功率的总和必须为零。 7、基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是集总参数假设下的电路基本定律，它们只与电路的拓扑结构有关而与支路特性无关，即不管是电阻、电容、电感还是电源；不管是线性电路还是非线性电路都适用。 表1-6 基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律（KCL） 基尔霍夫电压定律（KVL） 定律内容 在集总电路中，任何时刻，对任何结点(或闭合面)，所有支路电流的代数和恒等于零。 在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 定律公式 ， ， 定律说明 根据电流的参考方向，当流出结点的电流取正时，则流入结点的电流取负。 当支路电压的参考方向与回路绕向一致者，该电压取正号，反之取负号。 定律推广 流出任一封闭面的全部支路电流的代数和等于零 任一闭合的节点序列，即在任一时刻，沿任一闭合节点序列的各段电压(不一定是支路电压)的代数和等于零 8、电位的计算 电路中某一点的电位等于该点与参考点之间的电压。参考点选择不同，电路中各点的电位值随着改变，但是任意两点间的电压值是