【正文】 恰相反 。 功率的單位為瓦 (W)。 依題意并由電流強度定義得 AtqI 224 ???由電位定義，得 VqWV aba 248 ???VqWqWVVbccbcb34120????????(b點為參考點 ) 第一章 電路的基本概念和定律 題目中已知 4C正電荷由 b點移動至 c點電場力做功 12J， 本問是以 b為參考點求 c點電位 ， 就是說 ， 若將 4C正電荷由 c點移動至 b點 ， 電場力做功應為 12J， 所以計算 c點電位時算式中要用 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量 ， 因而也有參考方向問題 。 電流值的正與負在設定參考方向的前提下才有意義 。 (2) 從 b流向 a。 電流強度的單位是安培 (A)， 簡稱 “ 安 ” 。 如果在 AB段金屬導體的兩端連接上電源 ，那么帶負電荷的自由電子就要逆電場方向運動 ， 這樣 ， AB段金屬導體內就有電荷作規(guī)則的定向運動 ， 于是就形成傳導電流 ，如圖 (b)所示 ， 圖中 E為電場強度 。 這尤如實際中并不存在 “ 質點 ” 但“ 質點 ” 這種理想模型在物理學科運動學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 、 負載與連接導線是任何實際電路都不可缺少的 3 個組成部分 。 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 )。 用集總參數電路模型來近似地描述實際電路是有條件的 ，它要求實際電路的尺寸 l(長度 )要遠小于電路工作時電磁波的波長 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)則的定向運動 ， 形成傳導電流 。 單位時間內通過導體橫截面的電荷量定義為電流強度 ， 如圖 。 在一些很簡單的電路中 ， 如圖 ， 電流的實際方向是顯而易見的 ，它是從電源正極流出 ， 流向電源負極的 。 今后若無特殊說明 ， 就認為電路圖上所標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 “ +”、 “ ”標號就認為是電壓的參考方向 。 (1) 標出電路中電流參考方向并求出其值 ， 若以 b點作參考點 (又稱接地點 )， 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 。 寫該直線的數學解析式 ， 即有 )()( tRitu ?此式就是歐姆定律公式。 所以說電阻 、 電導元件是無記憶性元件 ， 又稱即時元件 。 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 (當作其他電源的負載 )， 這要看流經理想電壓源電流的實際方向而定 。 解 (1) R=∞時即外部電路開路， Us為理想電壓源，所以 WUIPARUIVUUss00606????????依據歐姆定律 第一章 電路的基本概念和定律 (2) R=6Ω時 ARUIVUU s1666?????WUIP s 616 ????Us產生功率 (3) 當 R→0 時，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 。 (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)點有 m個支路 ，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 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)性在集總參數電路中任一節(jié)點處的具體反映 。 (2) 應用 KCL列寫節(jié)點或閉曲面電流方程時 ， 首先要設出每一支路電流的參考方向 ， 然后依據參考方向是流入或流出取號 (流出者取正號 ， 流入者取負號 ， 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 ， 電阻元件又只標出了電流參考方向 ， 這時列 KVL方程時 ， “ 走 ” 向與電流方向一致時電阻上電壓為 +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)是兩個電阻相并聯(lián)的電路 ， 設電壓 、 電流參考方向關聯(lián) ， 由歐姆定律及 KCL， 得 uRRRuRuiii ???????? ??????21112111 圖 (b)是單個電阻 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) ， 其等效電阻之倒數等于相并聯(lián)各電阻倒數之和 。 判別混聯(lián)電路的串并聯(lián)關系一般應掌握下述 3點： (1)看電路的結構特點 。 圖 多量程電流表 第一章 電路的基本概念和定律 解 基本表頭偏轉滿刻度為 50μA。 (2) 若用內阻為 1 200Ω 的電壓表去測量此電壓 ， 求電 (3) 若用內阻為 3 600 Ω的電壓表再測量此電壓，求這時電壓表的讀數。 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和， 即 21 sss uuu ??(代數和 ) 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和， 即 21 sss iii ??(代數和 ) 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)有內阻 Rs的實際電源，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阻 ， 即可互換為電流源形式 。 解 應用任意元件 (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 。這種電源有兩個控制端鈕 (又稱輸入端 )， 兩個受控端鈕 (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電流 。 第一章 電路的基本概念和定律 圖 1電源小結圖 電源
。 規(guī)定正電荷運動的方向為電流的實際方向；假定正電荷運動的方向為電流的參考方向 。 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 設電流 I1 參考方向如圖中所標，由 KCL，得 IIII 981 ???對回路 A 應用 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 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 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