【正文】 恰相反 。 功率的單位為瓦 (W)。 依題意并由電流強(qiáng)度定義得 AtqI 224 ???由電位定義，得 VqWV aba 248 ???VqWqWVVbccbcb34120????????(b點(diǎn)為參考點(diǎn) ) 第一章 電路的基本概念和定律 題目中已知 4C正電荷由 b點(diǎn)移動至 c點(diǎn)電場力做功 12J， 本問是以 b為參考點(diǎn)求 c點(diǎn)電位 ， 就是說 ， 若將 4C正電荷由 c點(diǎn)移動至 b點(diǎn) ， 電場力做功應(yīng)為 12J， 所以計(jì)算 c點(diǎn)電位時(shí)算式中要用 12。 第一章 電路的基本概念和定律 圖 直流電壓測量電路 第一章 電路的基本概念和定律 電壓大小 、 方向均恒定不變時(shí)為直流電壓 ， 常用大寫 U表示 。 從電位 、 電壓定義可知它們都是代數(shù)量 ， 因而也有參考方向問題 。 電流值的正與負(fù)在設(shè)定參考方向的前提下才有意義 。 (2) 從 b流向 a。 電流強(qiáng)度的單位是安培 (A)， 簡稱 “ 安 ” 。 如果在 AB段金屬導(dǎo)體的兩端連接上電源 ，那么帶負(fù)電荷的自由電子就要逆電場方向運(yùn)動 ， 這樣 ， AB段金屬導(dǎo)體內(nèi)就有電荷作規(guī)則的定向運(yùn)動 ， 于是就形成傳導(dǎo)電流 ，如圖 (b)所示 ， 圖中 E為電場強(qiáng)度 。 這尤如實(shí)際中并不存在 “ 質(zhì)點(diǎn) ” 但“ 質(zhì)點(diǎn) ” 這種理想模型在物理學(xué)科運(yùn)動學(xué)原理分析與研究中舉足輕重一樣 ， 人們所定義的理想電路元件模型在電路理論問題分析與研究中充當(dāng)著重要角色 。 典型的例子是電力系統(tǒng)中的輸電電路 。 電源 、 負(fù)載與連接導(dǎo)線是任何實(shí)際電路都不可缺少的 3 個(gè)組成部分 。 第一章 電路的基本概念和定律 電路模型 圖 理想電阻、電容、電感元件模型 第一章 電路的基本概念和定律 (1) 理想電路元件是具有某種確定的電磁性能的理想元件：理想電阻元件只消耗電能 (既不貯藏電能 ， 也不貯藏磁能 )；理想電容元件只貯藏電能 (既不消耗電能 ， 也不貯藏磁能 )；理想電感元件只貯藏磁能 (既不消耗電能 ， 也不貯藏電能 )。 用集總參數(shù)電路模型來近似地描述實(shí)際電路是有條件的 ，它要求實(shí)際電路的尺寸 l(長度 )要遠(yuǎn)小于電路工作時(shí)電磁波的波長 λ, 即 ???l第一章 電路的基本概念和定律 電路變量 電流 電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動 ， 形成傳導(dǎo)電流 。 單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流強(qiáng)度 ， 如圖 。 在一些很簡單的電路中 ， 如圖 ， 電流的實(shí)際方向是顯而易見的 ，它是從電源正極流出 ， 流向電源負(fù)極的 。 今后若無特殊說明 ， 就認(rèn)為電路圖上所標(biāo)箭頭是電流的參考方向 。 電位 、 電壓的單位都是伏特 (V), 1V電壓相當(dāng)于為移動 1C正電荷電場力所做的功為 1J。 以后如無特殊說明 ， 電路圖中 “ +”、 “ ”標(biāo)號就認(rèn)為是電壓的參考方向 。 (1) 標(biāo)出電路中電流參考方向并求出其值 ， 若以 b點(diǎn)作參考點(diǎn) (又稱接地點(diǎn) )， 求電位 Va、 Vb、 Vc, 電壓 Uab、 Ubc。 第一章 電路的基本概念和定律 電功率 單位時(shí)間做功大小稱作功率 ， 或者說做功的速率稱為功率 。 第一章 電路的基本概念和定律 uitpidqdtdtdqiudqdwdqdwu?????)(由 得 再由 得 根據(jù)功率定義 p(t) = dw/dt, 得 第一章 電路的基本概念和定律 在電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)的條件下 ， 一段電路所吸收的電功率為該段電路兩端電壓 、 電流之乘積 。 第一章 電路的基本概念和定律 由此例可以看出： p1+p2+p3=0, 即對一完整的電路來說 ， 它產(chǎn)生的功率與消耗的功率總是相等的 ， 這稱為功率平衡 。 寫該直線的數(shù)學(xué)解析式 ， 即有 )()( tRitu ?此式就是歐姆定律公式。 所以說電阻 、 電導(dǎo)元件是無記憶性元件 ， 又稱即時(shí)元件 。 1 000W的用電器具加電使用 1h， 它所消耗的電能為 1kW 電流可以不同的方向流過電源 ， 因此理想電壓源可以對電路提供能量 (起電源作用 )， 也可以從外電路接受能量 (當(dāng)作其他電源的負(fù)載 )， 這要看流經(jīng)理想電壓源電流的實(shí)際方向而定 。 解 (1) R=∞時(shí)即外部電路開路， Us為理想電壓源，所以 WUIPARUIVUUss00606????????依據(jù)歐姆定律 第一章 電路的基本概念和定律 (2) R=6Ω時(shí) ARUIVUU s1666?????WUIP s 616 ????Us產(chǎn)生功率 (3) 當(dāng) R→0 時(shí)，顯然 ????????UIPRUIVUUss6第一章 電路的基本概念和定律 圖 例 用圖 第一章 電路的基本概念和定律 例 圖 電路中 ， B部分電路是由電阻 R與另一理想電壓源 Us2=12V串聯(lián)構(gòu)成 ， 作為 A部分電路 Us1=6V的理想電壓源的外部電路 ， 電壓 U、 電流 I參考方向如圖中所標(biāo) 。 (3) 理想電流源的輸出電流由它本身決定 ， 而它兩端電壓由其本身的輸出電流與外部電路共同決定 。 如果連接到某節(jié)點(diǎn)有 m個(gè)支路 ，第 k條支路的電流為 Ik(t), k=1, 2, …, m， 則 KCL可寫為 ???mkk ti10)(第一章 電路的基本概念和定律 圖 電路中節(jié)點(diǎn) b 第一章 電路的基本概念和定律 KCL是電荷守恒定律和電流連續(xù)性在集總參數(shù)電路中任一節(jié)點(diǎn)處的具體反映 。 (2) 應(yīng)用 KCL列寫節(jié)點(diǎn)或閉曲面電流方程時(shí) ， 首先要設(shè)出每一支路電流的參考方向 ， 然后依據(jù)參考方向是流入或流出取號 (流出者取正號 ， 流入者取負(fù)號 ， 或者反之 )列寫出 KCL方程 。 從電路中電壓變量的定義容易理解 KVL的正確性 。 若回路中有電阻 R元件 ， 電阻元件又只標(biāo)出了電流參考方向 ， 這時(shí)列 KVL方程時(shí) ， “ 走 ” 向與電流方向一致時(shí)電阻上電壓為 +Ri, 反之 ， 為 Ri。 問題分析中確定好解題思路 ， 動手解算起來就可以做到邏輯條理性好 ， 解答過程簡潔明了 。 第一章 電路的基本概念和定律 圖 具有相同 VAR的兩部分電路 第一章 電路的基本概念和定律 圖 電路等效示意圖 第一章 電路的基本概念和定律 電路等效變換的條件是相互代換的兩部分電路具有相同的 VAR； 電路等效的對象是 A (也就是電路未變化的部分 ) 中的電流 、 電壓 、 功率； 電路等效變換的目的是為簡化電路 ， 可以方便地求出需要求的結(jié)果 。 ????????212121RRppppp第一章 電路的基本概念和定律 2. 電阻的并聯(lián) 圖 兩電阻并聯(lián)及等效電路 第一章 電路的基本概念和定律 圖 (a)是兩個(gè)電阻相并聯(lián)的電路 ， 設(shè)電壓 、 電流參考方向關(guān)聯(lián) ， 由歐姆定律及 KCL， 得 uRRRuRuiii ???????? ??????21112111 圖 (b)是單個(gè)電阻 Req的電路，由歐姆定律可寫出它的 VAR為 uRieq1? () () 由電路等效條件，令 ()式與 ()式相等，即 2121111111RRRuRRuReqeq????????????所以 () 第一章 電路的基本概念和定律 電阻并聯(lián) ， 其等效電阻之倒數(shù)等于相并聯(lián)各電阻倒數(shù)之和 。 判別混聯(lián)電路的串并聯(lián)關(guān)系一般應(yīng)掌握下述 3點(diǎn)： (1)看電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 。 圖 多量程電流表 第一章 電路的基本概念和定律 解 基本表頭偏轉(zhuǎn)滿刻度為 50μA。 (2) 若用內(nèi)阻為 1 200Ω 的電壓表去測量此電壓 ， 求電 (3) 若用內(nèi)阻為 3 600 Ω的電壓表再測量此電壓，求這時(shí)電壓表的讀數(shù)。 第一章 電路的基本概念和定律 理想電源的串聯(lián)與并聯(lián) 1. 這時(shí)其等效源的端電壓等于相串聯(lián)理想電壓源端電壓的代數(shù)和， 即 21 sss uuu ??(代數(shù)和 ) 第一章 電路的基本概念和定律 2. 理想電流源并聯(lián) 這時(shí)其等效源的輸出電流等于相并聯(lián)理想電流源輸出電流的代數(shù)和， 即 21 sss iii ??(代數(shù)和 ) 圖 理想電流源并聯(lián)等效 第一章 電路的基本概念和定律 3. 任意電路元件 (當(dāng)然也包含理想電流源元件 )與理想電壓源 us并聯(lián) 圖 任意元件與電壓源并聯(lián)等效 第一章 電路的基本概念和定律 4. 任意電路元件 (當(dāng)然也包含理想電壓源 )與理想電流源 is串聯(lián) 圖 任意元件與理想電流源串聯(lián)等效 第一章 電路的基本概念和定律 例 圖 所示電路 ， (1) (a)圖中電流 i。 (2)有內(nèi)阻 Rs的實(shí)際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換， 原因是這兩種理想電源定義本身是相互矛盾的，二者不會具有相同的 VAR (3) 電源互換等效的方法可以推廣運(yùn)用 ， 如果理想電壓源與外接電阻串聯(lián) ， 可把外接電阻看作內(nèi)阻 ， 即可互換為電流源形式 。 解 應(yīng)用任意元件 (也可是任意二端電路 )與理想電壓源并聯(lián)可等效為該電壓源及電源互換等效 ， 將 (a)圖等效為 (b)圖 ，再應(yīng)用理想電壓源串聯(lián)等效 ， 將 (b)圖等效為 (c)圖 。這種電源有兩個(gè)控制端鈕 (又稱輸入端 )， 兩個(gè)受控端鈕 (又稱輸出端 )。 第一章 電路的基本概念和定律 1) 電荷有規(guī)則的定向移動形成傳導(dǎo)電流 。 第一章 電路的基本概念和定律 圖 1電源小結(jié)圖 電源
。 規(guī)定正電荷運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向；假定正電荷運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。 第一章 電路的基本概念和定律 圖 理想受控源模型 第一章 電路的基本概念和定律 例 對圖 電路 ， 求 ab端開路電壓 Uoc 圖 例 用圖 第一章 電路的基本概念和定律 解 設(shè)電流 I1 參考方向如圖中所標(biāo)，由 KCL，得 IIII 981 ???對回路 A 應(yīng)用 KVL 列方程 02022 1 ??? II將 ()代入 ()式， 解得 AI 91 ?由歐姆定律得開路電壓 VIU oc 18922 1 ????() () 第一章 電路的基本概念和定律 例 對圖 (a)電路 ， 求 ab 端的輸出電阻 Ro。 對于圖 (a)、 (b)電路，由 KCL、 KVL可知 213 iii ??231312 uuu ??332223331113iRiRuiRiRu????由 (a)圖，根據(jù) KVL，有 () () 第一章 電路的基本概念和定律 將 ()式代入上式， 得 23213232313113)()(iRRiRuiRiRRu??????由 (b)圖，據(jù) OL、 KCL，有 1212232321212131311111uRuRiuRuRi????() () 第一章 電路的基本概念和定律 將 ()式代入上式，得 12232312131223122313122231213121313122312131213111111111RRRRuRuRRuRiuRuRRRRuRuRRi??????????????????????????????21323121