【正文】 VA=VAVO=UAO=1 V VB=VBVO=UBO=2 V 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 3） 參考點選取不同 ， 電路中各點的電位也不同 ， 但任意兩點間的電位差 （ 電壓 ） 不變 。 如圖 15(a)所示的電路中 ， 選取 O點為參考電位點 ， 則 A點的電位為正 ， B點的電位為負 。 為了確定電路中各點的電位 ， 就必須在電路中選取一個參考點 。 我們定義： 電場力把單位正電荷從電路中某點移到參考點所做的功稱為該點的電位 ， 用大寫字母 V表示 。 為簡單起見 ， 一般情況下 ， 只需標出電壓或電流其中之一的參考方向 ， 就意味著另一個選定的是與之相關聯(lián)的參考方向 。 電壓的參考方向可用箭頭表示 ， 也可用正 (+)、 負 ()極性表示 ， 如圖 14 所示 。 和電流一樣 ， 電路中兩點間的電壓也可任意選定一個參考方向 ， 并由參考方向和電壓的正負值來反映該電壓的實際方向 。 直流電路中 ， 式 （ 13） 應寫為 QWU ABAB ?(14) 電路中兩點之間的電壓也稱為兩點之間的電位差 ， 即 BAAB VVU ??(15) 式中 ， VA為 A點的電位 ， VB為 B點的電位 。 為了衡量其做功的能力 ， 引入 “ 電壓 ” 這一物理量 ， 并定義： 電場力把單位正電荷從 A點移動到 B點所做的功稱為 A點到 B點間的電壓 ， 用 uAB表示 ， 即 dqdu ABAB?? (13) 第 1章 電路的基本概念與基本定律 ＋ ＋ ＋ ＋AUABEBA－ － － －B圖 13 電壓和電動勢 第 1章 電路的基本概念與基本定律 式中 ， dwAB表示電場力將 dq的正電荷從 A點移動到B點所做的功 ， 單位為焦耳 （ J） ； 電壓單位為伏特 ， 簡稱伏 （ V） 。 (b) i＜ 0 元件A Bii 實 際 方 向( a )元件A Bii 實 際 方 向( b )第 1章 電路的基本概念與基本定律 電壓 在圖 13中 ， 兩個極板 A、 B上分別帶有正 、 負電荷 , 因而 A、 B兩極板間形成電場 ， 其方向由 A指向 B。 這樣 ， 在選定的電流參考方向下 ， 根據(jù)電流的正負 ， 就可以確定電流的實際方向 ， 如圖 12所示 。 當然 ， 所選的電流參考方向不一定就是電流的實際方向 。 為分析方便 ， 需引入電流的參考方向這一概念 。 我們習慣上規(guī)定以正電荷移動的方向或負電荷移動的反方向作為電流的方向 （ 實際方向 ） 。 在計量特大電流時， 以千安（ kA）為計量單位； 計量微小電流時， 可以毫安 (mA)或微安(μA)為計量單位。 這樣， “ 電流 ”一詞便具有雙重含義， 它既表示電荷定向運動的物理現(xiàn)象， 同時又表示電流強度這樣一個物理量。 如果電流強度不隨時間變化， dq/dt=常數(shù)， 則這種電流就稱為恒定電流， 簡稱直流 。 電流的強弱用電流強度來度量 ， 數(shù)值等于單位時間內通過導體某一橫截面的電荷量 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電路的主要物理量 電路分析中常用到電流 、 電壓 、 電動勢 、 電位 、 功率等物理量 ， 本節(jié)對這些物理量及其相關概念進行簡要說明 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 理想電路元件簡稱電路元件 ， 通常包括電阻元件 、 電感元件 、 電容元件 、 理想電壓源和理想電流源 。 例如 ， 收音機和電視機中的電路 ， 其功能就是使電信號經過調諧 、 濾波 、 放大等環(huán)節(jié)的處理 ， 而成為人們所需要的其他信號 。 對于這一類電路 ， 一般要求在傳輸和轉換過程中盡可能地減少能量損耗以提高效率 。 常用于電力及一般用電系統(tǒng)中的電路稱為電力電路 ， 二 、 電路的作用 它主要起電能的傳輸 、 轉換和分配的作用 。 負載是電路中的受電器 ， 是取用電能的裝置 ， 在它的內部進行著由電能到非電能的轉換 。 負載 是將電能轉換成非電能的裝置 。 例如 ， 干電池和蓄電池將化學能轉換成電能 ， 而發(fā)電機將熱能 、 水能 、 風能 、 原子能等轉換成電能 。 圖 11所示的電路是一個最簡單的直流電路 ， 在電路中隨著電流的流動 ， 進行著不同形式能量之間的轉換 。第 1章 電路的基本概念與基本定律 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電路與電路模型 電路的主要物理量 電路的三種狀態(tài) 電壓源和電流源及其等效變換 基爾霍夫定律 思考題與習題 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電路與電路模型 一 、 電路 是各種電器設備按一定方式連接起來的整體 ， 它提供了電流流通的路徑 。 電源 、 負載和中間環(huán)節(jié)是電路的基本組成部分 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 11 最簡單的電路 ＋－ER0U0電源 中 間 環(huán) 節(jié)U1負載RS第 1章 電路的基本概念與基本定律 電源 是將非電能轉換成電能的裝置 。 電源是電路中能量的來源 ， 是推動電流運動的源泉 ， 在它的內部進行著由非電能到電能的轉換 。 例如 ， 電爐將電能轉換成熱能 ， 電燈將電能轉換成光能 ， 電動機將電能轉換成機械能等 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 中間環(huán)節(jié) 是把電源與負載連接起來的部分 ， 起傳遞和控制電能的作用 。 電力系統(tǒng)電路就是一個典型的例子： 發(fā)電機組將其他形式的能量轉換成電能 ， 經變壓器 、 輸電線傳輸?shù)礁饔秒姴块T ， 在那里又把電能轉換成光能 、 熱能 、 機械能等其他形式的能量而加以利用 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 信號處理 在電子技術 、 電子計算機和非電量電測中廣泛應用的信號電路 ， 其主要目的是傳遞和處理信號 （ 例如語言 、 音樂 、 文字 、 圖像 、 溫度 、 壓力等 ） 。 在這種電路中 ， 雖然也有能量的傳輸和轉換問題 ， 但其數(shù)量很小 ， 一般所關心的是信號傳遞的質量 ， 如要求不失真 、 準確 、 靈敏 、 快速等 。 前三種元件均不產生能量 ， 稱為無源元件； 后兩種元件是電路中提供能量的元件 ， 稱為有源元件 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電流 帶電粒子的定向移動形成了電流 。 設在 dt時間內通過導體某一橫截面的電荷量為 dq， 則通過該截面的電流強度為 dtdqi ? (11) 第 1章 電路的基本概念與基本定律 上式表明， 在一般情況下， 電流強度是隨時間變化的。 于是式（ 11）可寫為 tQI ? (12) 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電流強度在工程上常簡稱電流。 在我國法定計量單位中， 電流（電流強度）的單位是安培， 簡稱安（ A）。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 在分析電路時 ， 不僅要計算電流的大小 ， 還應了解電流的方向 。 對于比較復雜的直流電路 ， 往往事先不能確定電流的實際方向； 對于交流電 ， 其電流的方向是隨時間而交變的 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 參考方向是人們任意選定的一個方向 ， 在電路圖中用箭頭表示 。 當電流的參考方向與實際方向一致時 ， 電流為正值 （ i＞ 0） ； 當電流的參考方向與實際方向相反時 ， 電流為負值 （ i＜ 0） 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 12 電流參考方向與實際方向的關系 (a) i＞ 0。 電荷在電路中運動 ， 必然受到電場力的作用 ， 也就是說 ， 電場力對電荷做了功 。 有時還用千伏 （ kV） 、 毫伏 （ mV） 、 微伏 （ μV） 等 單位 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電壓的實際方向規(guī)定為從高電位點指向低電位點 ， 是電壓降的方向 。 當電壓的參考方向與實際方向一致時 ， 電壓為正 (U＞ 0)； 相反時 ， 電壓為負 (U＜ 0)。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 14 電壓參考方向 (a) 箭頭表示； (b) 極性表示 元件A B( a )元件A B( b )u u＋ －第 1章 電路的基本概念與基本定律 對于同一個元件或同一段電路上的電壓和電流的參考方向的假定 ， 原則上是任意的 ， 但為了方便起見 ， 習慣上常將電壓和電流的參考方向設定為一致 ， 稱為關聯(lián)參考方向 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電位 為了分析電路方便 ， 常指定電路中任意一點為參考點 。 電路中某點的電位即該點與參考點之間的電壓 。 它們之間的關系 如下： 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 1） 參考點的電位為零 ， 即 VO=0, 比該點高的電位為正 ， 比該點低的電位為負 。 （ 2） 其他各點的電位為該點與參考點之間的電位差 。 如選取 B點為參考點 ， 如圖 15(b)所示 ， 則 VB=0 VA=VAVB=UAB=3 V 但 A、 B兩點間的電壓不變 ， 仍然為 UAB=3 V。 為了維持持續(xù)不斷的電流 ， 就必須保持 A、 B間有一定的電位差 ， 即保持一定的電場 。 這種外力是非電場力 ， 我們稱之為電源力 ， 電源就是能產生這種力的裝置 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電動勢是用來衡量