課程名稱：電路剖析基礎(chǔ)學(xué)時：72（其中理論學(xué)時：52實(shí)驗(yàn)學(xué)時：20）學(xué)分：4.5（理論課學(xué)分：3.25實(shí)驗(yàn)課學(xué)分：1.25）任課班主任：**峰適用專業(yè)：電子信息類各專業(yè)課程性質(zhì)：電類專業(yè)選修的技術(shù)基礎(chǔ)課課程的地位、任務(wù)：《電路剖析基礎(chǔ)》是電路理論的入門課程，是電類各專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。它將著力闡發(fā)線性非時變電路的基本概念、基本規(guī)律和基本剖析方式，為后繼課程打下牢靠的電路剖析基礎(chǔ)，是電類各專業(yè)本科生的核心課程之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，中學(xué)生不但能獲得電路剖析的基本知識，并且可以在具象思維能力，剖析估算能力，總結(jié)歸納能力和實(shí)驗(yàn)操作能力諸方面得到提升。本課程的先修課程是《高等物理》和《大學(xué)化學(xué)》。參考書：簡明電路剖析基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)書，高等教育出版社，2003.82、周守昌主編電導(dǎo)并聯(lián)分流公式，電路原理，高等教育出版社，1999.94、所用教材每章末所列參考書目。作業(yè)要求：1、在認(rèn)真?zhèn)淇嫉幕A(chǔ)上，獨(dú)立完成作業(yè)。3、以班為單位交作業(yè)，每章交一次，全體同事均交。第一次作業(yè)在第六周周日晚上交4249室。2、作業(yè)要書寫整潔，圖要標(biāo)繪清楚，答數(shù)要標(biāo)明單位。3、邱關(guān)源主編,電路(第4版)，高等教育出版社，1999.6第一章集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系1.1電路及集總電路模型1.2電路變量，電壓，電流及功率1.3基爾霍夫定理1.5內(nèi)阻器件1.6電流源1.7電壓源1.9分壓公式和分流公式1.8受控源1.10兩類約束，KCL、KVL多項(xiàng)式的獨(dú)立性1.4特勒根定律（教學(xué)大綱不要求）1.11大道電流法和大道電壓法1-1電路及集總電路模型一、電路若干個電氣設(shè)備或電子元件根據(jù)一定的方法聯(lián)接上去構(gòu)成電壓的通路叫作電路比如手探照燈電路：主要內(nèi)容：1.基本概念：電路及電路模型、集總假定、電路變量、電流、電壓、功率、獨(dú)立電源、受控源、參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向。
2.基本定理：基爾霍夫定理，歐姆定理。第一章集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系二、集總假定、元件模型1、集總假定：在元件的規(guī)格遠(yuǎn)大于正常工作頻度所對應(yīng)的波長時，可將它所反映的化學(xué)現(xiàn)象分別進(jìn)行研究，即用三種基本器件表示其一種化學(xué)現(xiàn)象，這就是集總假定。采用集總假設(shè)的條件：實(shí)際電路的規(guī)格遠(yuǎn)大于電路使用時其最高工作頻度所對應(yīng)的波長。比如，我國電力系統(tǒng)供電的頻度為50Hz，對應(yīng)的波長為對于借此為工作頻度的實(shí)驗(yàn)室電氣電子設(shè)備而言，其規(guī)格遠(yuǎn)大于這一波長電導(dǎo)并聯(lián)分流公式，可以按集總電路處理。而對于遠(yuǎn)距離輸電纜線來說，就必須考慮到電場、磁場沿電路分布的現(xiàn)象，不能按集總電路來處理，而要用分布參數(shù)表征。集總參數(shù)電路為了易于剖析與估算實(shí)際電路，在一定條件下，常忽視實(shí)際電氣部件的次要誘因而突出其主要電磁性質(zhì)，把它具象為理想電路器件。理想電路器件是指只顯示單一電磁現(xiàn)象，但是可以用物理方式精確定義的電路器件。常見的理想電路器件是阻值、電感、電容、理想電流源、理想電壓源。2、理想器件（集總器件）內(nèi)阻器件：只表示消耗電能的器件．電容器件：只表示存儲電場能量的器件．電感器件：只表示存儲磁場能量的器件3.實(shí)際器件的模型:一個實(shí)際器件在某種條件下都可以找到它的模型。
有些實(shí)際器件的模型比較簡單，可以由一種理想器件構(gòu)成，有些實(shí)際器件的模型比較復(fù)雜，要用幾種理想器件來構(gòu)成。諸如：一個白熾燈在有電流通過時消耗電能（內(nèi)阻性）形成磁場存儲磁場能量（電感性）忽視L三.電路模型我們所研究的是電路模型而不是實(shí)際電路。電路實(shí)體電路剖析理論所研究的對象都是由理想電路器件組成的實(shí)際電路的電路模型。1-2電路變量、電流、電壓及功率電路剖析：給定電路結(jié)構(gòu)及電路參數(shù)，求各部份的電流、電流叫電路剖析。電壓(電壓硬度)1.定義：帶電粒子的定向運(yùn)動（有秩序的運(yùn)動）產(chǎn)生電壓。i(t)=dq/dt－－電荷的變化率方向：正電荷運(yùn)動的方向大小和方向都不隨時間改變的電壓稱為直流2.電壓的參考方向電壓的參考方向：預(yù)先假設(shè)的方向，用箭頭表示，亦稱正方向．按照所設(shè)方向進(jìn)行估算，真實(shí)方向與參考方向一致假如求出在電路剖析中，電路中標(biāo)出的電壓方向都是參考方向。若果沒有方向，自己要設(shè)一個參考方向，在圖上標(biāo)出，按所標(biāo)參考方向進(jìn)行估算。不設(shè)參考方向，算出的結(jié)果沒有意義。2算得結(jié)果的正負(fù)配合參考方向就可確定真實(shí)方向，但不要把參考方向改為真實(shí)方向。b兩點(diǎn)之間的電流。2.電流參考極性：與電壓一樣，電流也須要參考極性：u(t)=dw/dq若a點(diǎn)電位低，b點(diǎn)電位高，則正電荷獲得能量。
若a點(diǎn)電位高，b點(diǎn)電位低，則正電荷喪失能量。號表示，"+"號表示高電位，"-"表示低電位。uab指ab的電壓降按所設(shè)參考極性進(jìn)行估算假如求出uab0，則真實(shí)極性與參考極性一致。假如求出uab0，則真實(shí)極性與參考極性相反。在電路剖析中，對一個器件既要假定通過它的電壓參考方向，又要假定它兩端電流的參考極性（方向），兩個都可任意假設(shè)，并且彼此獨(dú)立無關(guān)。并且，為便捷起見，一般引入關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向的規(guī)定：電壓由高電位流向低電位。電壓參考方向與電流參考極性一致。電流和電壓的參考方向?qū)﹄娐愤M(jìn)行剖析估算時，除了要算出電流、電流、功率值的大小，還要確定這種量在電路中的實(shí)際方向。并且，在電路中各處電位的高低、電流的方向等很難事先判定下來。為此電路內(nèi)各處電流、電流的實(shí)際方向也就不能確定。因此引入?yún)⒖挤较虻母拍睢Ａ?xí)慣上規(guī)定電流的實(shí)際方向?yàn)椋河筛唠娢欢酥赶虻碗娢欢耍浑妷旱膶?shí)際方向?yàn)椋赫姾蛇\(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向；電動勢的實(shí)際方向?yàn)椋涸陔娫磧?nèi)部由低電位端指向高電位端。電流和電壓的參考方向電流、電流的參考方向：當(dāng)電流、電流參考方向與實(shí)際方向相同時，其值為正，反之則為負(fù)值。諸如：圖中（1）若I=3A，則表明電壓的實(shí)際方向與參考方向相同在電路圖中所標(biāo)電流、電流、電動勢的方向，通常均為參考方向。
電壓的參考方向用箭頭表示；電流的參考方向除用極性“+”、“–”外，還用雙下標(biāo)或箭頭表示。任意假設(shè)。(2)參考方向一經(jīng)選取,電流和電壓均為代數(shù)目.(3)解題時,要將待求的電流和電壓的參考方向在電路圖上標(biāo)示下來,否則估算結(jié)果沒有意義.電流、電流實(shí)際方向與參考方向相同為正值，相反為負(fù)值諸如：E=3V，若假設(shè)電路中U的參考方向?yàn)樯稀?”下“–”，則U=3V或UAB=3V–3V或UBA=–3V電流和電壓的參考方向表達(dá)式(–2)3=6V電壓的參考方向與實(shí)際方向相反電流與電壓參考方向相反表達(dá)式IR注意:電路剖析的定理和公式是在規(guī)定參考方向下得到的，參考方向改變，公式也要作相應(yīng)變化。諸如歐姆定理若在dt時間內(nèi)，由a點(diǎn)轉(zhuǎn)移到b點(diǎn)的正電荷為dq，且由a到b為電壓降u，則正電荷喪失的能量為dw=u?dq電路放出功率四、功率功率p(t)=dw/dt=udq/dt=ui在關(guān)聯(lián)參考方向下基爾霍夫定理是集總電路的基本定理，是本章的重點(diǎn)之一。它又分為電壓定理和電流定理。分別是集總電路中電流和電流遵守的基本規(guī)律，是剖析集總電路的基本根據(jù)。基爾霍夫定理具有普遍的適用性，適用于由各類不同器件構(gòu)成的電路中任剎那時、任何波形的電流和電流。
1.3基爾霍夫定理i1i2i3u1u2R1R2R31.3.1基爾霍夫電壓定理1.大道：任何一個二端器件稱為一條環(huán)路。如圖中有ab,ac,ad,bc,bd共5條干路。2.節(jié)點(diǎn)：兩條或兩條以上大道的聯(lián)接點(diǎn)。如圖中有a,d共4個節(jié)點(diǎn)。1、支路和節(jié)點(diǎn)注意：兩個實(shí)線框中，a,b各為一個節(jié)點(diǎn)。２．基爾霍夫電壓定理（，簡稱KCL）KCL是電荷守恒法則的反映，或則說是電壓連續(xù)性原理的反映。諸如對圖中的節(jié)點(diǎn)a而言uS1u1R1i3R3uS2u2R2因?yàn)殡妷旱倪B續(xù)性，流入任一節(jié)點(diǎn)的電壓之和必將等于流出該節(jié)點(diǎn)的電壓之和。i1i3或改寫為i1即，假如流入節(jié)點(diǎn)的電壓上面取正號，流出節(jié)點(diǎn)的電壓上面取減號，這么該節(jié)點(diǎn)上電壓的代數(shù)和就等于零。其實(shí)上述推論適用于任何電路的任何節(jié)點(diǎn)，但是對任意波形的電壓來說，這一推論在任剎那間也是適用的。KCL可敘述為:在電路的任何一個節(jié)點(diǎn)上,３、KCL的推廣應(yīng)用KCL可推廣應(yīng)用于電路中的任何一個假設(shè)的閉合面。諸如對下圖所示電路i1+i2－i3因?yàn)殚]合面具有與結(jié)點(diǎn)相同的性質(zhì)，因而稱為廣義節(jié)點(diǎn)關(guān)于KCL的幾點(diǎn)說明：KCL揭示了電路中與任一節(jié)點(diǎn)有關(guān)的各電壓之間的關(guān)系，其反映的是電壓連續(xù)性原理。
集總參數(shù)電路中的節(jié)點(diǎn)不能集聚電荷，有多少電荷流入就必須有多少電荷流出。KCL具有普遍適用性。既適用于任剎那時任何變化的電壓，也適用于由各類不同器件構(gòu)成的電路。此定理與器件性質(zhì)無關(guān)，是對大道電壓所加的約束。KCL除了適用于任一節(jié)點(diǎn)，但是還適用于電路中任何一個假設(shè)的閉合面（廣義節(jié)點(diǎn)）。應(yīng)用KCL列任一結(jié)點(diǎn)的電壓多項(xiàng)式時，一定要先在電路圖上標(biāo)出電壓的參考方向。KCL電壓的參考方向與實(shí)際方向相反I1I2I3I4得到:例1：在圖示電路中，已知I1=2A，I2=-1A，I6=4A，求未知電壓I3，I4，I5I4I5I6I2I1I31對節(jié)點(diǎn)A列KCL多項(xiàng)式I2+I3=-2+(-1)=-3AI3的真實(shí)方向與參考方向相反I4=I3對節(jié)點(diǎn)C列KCL多項(xiàng)式I2I4+I5-I6-(-1)+(-3)+(4)=2A真實(shí)方向與參考方向相同。也可用節(jié)點(diǎn)B求：-I1-I5+I6I6=(-2)+(4)=2A解后總結(jié)：