讲稿课程名称：电路A-1课程编号：H11009第三学期授课学期：电类专业授课班级：史涛任课教师：河北联合大学电气工程学院
讲 稿 课程名称： 电路 A-1 课程编号： H11009 授课学期： 第三学期 授课班级： 电类专业 任课教师： 史 涛 河北联合大学电气工程学院
课程名称：《电路A-1》第1周，第1讲次摘要绪论、第一章电路模型和电路定律第一节电路和电路模型授课题目（章、节）第二节电流和电压的参考方向本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解电路理论的发展史，掌握电路模型的概念，电流电压的参考方向。【重点】电流和电压的参考方向。【难点】电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别。内 容【本讲课程的引入】目前电子技术高速发展，作为电子技术的基础一一电路理论显得尤为重要。在工程技术实际和生活实际中，电路理论有非常广阔的应用。从简单的照明电路，到复杂的电力系统；从单个的手提电话、收音机、电视机，到卫星通信网络、计算机网络，都与电路理论有一定的关系。可以说，只要涉及电能的产生、传输和使用的地方，就有电路理论的应用。而且在信息产生、信息传递及处理的绝大多数场合，都可见到电路应用的例子。它已经与我们的生活密不可分，例如，假如同学们现在都没有了手机，大家可以想象一下会是一个什么样的后果。既然电路理论那么重要，在接下来的两个学期里，大家和我一起把这个理论学好。幻灯片“电路的章节目录”。【本讲课程的内容】绪论下面我们先来了解一下电路理论发展中的几个关键人物：1.AlessandroAntonioVolta(1745-1827),an Italianphysicist,invented theelectricbattery-whichprovided the first continuous flowof electricity-and the capacitor.Born into a noble family in Como, Italy. Volta was performing electricalexperiments at age 18.His invention of the Battery in 1796 revolutionized the use ofelectricity.The publication of his work in 1800 marked the beginning of electric circuittheory. Volta received many honors during his lifetime. The unit of voltage orpotential difference, the volt, was named in his honor.大家对这个人都很熟悉，他发明了伏打电池。2.Andre-MarieAmpere(1775-1836), a French mathematician and physicist, laid thefoundation of electrodynamics. He defined the electric current and developed a way tomeasure it in the 1820s.Born Lyons,France.Ampere at age 12 mastered Latin in afew weeks, as he was intenselyinterestedin mathematics and many of the bestmathematical works were in Latin.He was a brilliant scientist and a prolific writer. Heformulated the laws of electromagne-tics
课程名称：《电路 A-1》 第 1 周，第 1 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 绪论、第一章 电路模型和电路定律 第一节 电路和电路模型 第二节 电流和电压的参考方向 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，了解电路理论的发展史，掌握电路模型的概念，电流电压的 参考方向。 【重 点】电流和电压的参考方向。 【难 点】电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别。 内 容 【本讲课程的引入】目前电子技术高速发展，作为电子技术的基础——电路理论显得 尤为重要。在工程技术实际和生活实际中，电路理论有非常广阔的应用。从简单的照 明电路，到复杂的电力系统；从单个的手提电话、收音机、电视机，到卫星通信网络、 计算机网络，都与电路理论有一定的关系。可以说，只要涉及电能的产生、传输和使 用的地方，就有电路理论的应用。而且在信息产生、信息传递及处理的绝大多数场合， 都可见到电路应用的例子。它已经与我们的生活密不可分，例如，假如同学们现在都 没有了手机，大家可以想象一下会是一个什么样的后果。既然电路理论那么重要，在 接下来的两个学期里，大家和我一起把这个理论学好。幻灯片“电路的章节目录”。 【本讲课程的内容】 绪 论 下面我们先来了解一下电路理论发展中的几个关键人物： 1．Alessandro Antonio Volta(1745-1827), an Italian physicist,invented the electric battery—which provided the first continuous flow of electricity — and the capacitor. Born into a noble family in Como, Italy. Volta was performing electrical experiments at age 18. His invention of the Battery in 1796 revolutionized the use of electricity.The publication of his work in 1800 marked the beginning of electric circuit theory. Volta received many honors during his lifetime. The unit of voltage or potential difference, the volt, was named in his honor. 大家对这个人都很熟悉，他发明了伏打电池。 2．Andre-Marie Ampere(1775-1836), a French mathematician and physicist, laid the foundation of electrodynamics. He defined the electric current and developed a way to measure it in the 1820s. Born Lyons ,France. Ampere at age 12 mastered Latin in a few weeks, as he was intensely interested in mathematics and many of the best mathematical works were in Latin.He was a brilliant scientist and a prolific writer. He formulated the laws of electromagne-tics
He invented the electromagnet and the ammeter. The unit of electric current, theampere, was named after him.3.Georg Simon Ohm(1787-1854),a German physicist, in 1826 experimentallydetermined the most basic law relating voltage and current for a resistor. Ohm's workwas initially denied by critics.Born of humblebeginnings in Erlangen, Bavaria, Ohmthrewhimself into electrical research.His efforts resulted in his famous law.He wasawarded theCopleyMedal in 1841 by theRoyal Societyof London.In 1849, he wasgiven the Professor of Physics chair by the University of Munich. To honor him, theunitofresistancewas namedtheohm4.GustavRobertKirchhoff(1824-1887),aGermanphysicist,stated twobasiclawsin 1847 concerningthe relationship between the currents and voltages in anelectricalnetwork.Kirchhoff'slaws, along with Ohm's law,form the basis ofcircuit theiry.Born the son of a lawyer in Konigsberg, East Prussia, Kirchhoffentered the University of Konigsberg at age 18 and later became a lecturer in Berlin.His collaborative workin spectroscopywith German chemistRobert Bunsen led tothe discovery of cesium in 1860 and rubidiumin 1861.Kirchhoff was also creditedwith the Kirchhoff law of radiation. Thus Kirchhoff is famous among engineers,chemists, and physicists.这几个科学家都对电路理论的发展做出了极大的贡献，他们的科学精神值得大家学习。电路理论发展很快，具体的发展阶段和相关成果大家课后自己查阅资料来了解，在这就不再详细说明。接下来我们就来学习电路理论的内容，首先我们先来弄明白“电路”和“电路模型”的概念：幻灯片“81-1电路和电路模型”81-1电路和电路模型(Circuits&CircuitModles)1.实际电路实际电路--由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。图1是最简单的一种实际照明电路。它由三部分组成：1）提供电能的能源（图中为干电池），简称电源或激励源或输入，电源把其它形式的能量转换成电能：2）用电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产生的电压和电流称为响应
He invented the electromagnet and the ammeter. The unit of electric current, the ampere, was named after him. 3. Georg Simon Ohm(1787-1854), a German physicist, in 1826 experimentally determined the most basic law relating voltage and current for a resistor. Ohm’s work was initially denied by critics. Born of humble beginnings in Erlangen, Bavaria, Ohm threw himself into electrical research. His efforts resulted in his famous law. He was awarded the Copley Medal in 1841 by the Royal Society of London. In 1849, he was given the Professor of Physics chair by the University of Munich. To honor him, the unit of resistance was named the ohm. 4. Gustav Robert Kirchhoff(1824-1887), a German physicist, stated two basic laws in 1847 concerning the relationship between the currents and voltages in an electrical network. Kirchhoff’s laws, along with Ohm’s law, form the basis of circuit theiry. Born the son of a lawyer in Konigsberg, East Prussia, Kirchhoff entered the University of Konigsberg at age 18 and later became a lecturer in Berlin. His collaborative work in spectroscopy with German chemist Robert Bunsen led to the discovery of cesium in 1860 and rubidium in 1861. Kirchhoff was also credited with the Kirchhoff law of radiation. Thus Kirchhoff is famous among engineers, chemists, and physicists. 这几个科学家都对电路理论的发展做出了极大的贡献，他们的科学精神值得大家学 习。 电路理论发展很快，具体的发展阶段和相关成果大家课后自己查阅资料来了解，在这 就不再详细说明。 接下来我们就来学习电路理论的内容，首先我们先来弄明白“电路”和“电路模型” 的概念：幻灯片“§1－1 电路和电路模型” §1－1 电路和电路模型 (Circuits Circuit Modles) 1．实际电路 实际电路——由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完 成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。 图 1 是最简单的一种实际照明电路。它由三部分组成： 1）提供电能的能源（图中为干电池），简称电源或激励源或输入，电源把其它形 式的能量转换成电能； 2）用电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。 3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产生的电压和电流称为响应
开关灯泡R电池图1手电筒电路任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。实际电路功能：1）进行能量的传输、分配与转换（如电力系统中的输电电路）。2）进行信息的传递与处理（如信号的放大、滤波、调协、检波等等）。实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同，但遵循同一理论基础，即电路理论。2电路模型电路模型-足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）的电磁性能的理想电路元件或它们的组合。理想电路元件一一抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为：1）消耗电能；2）供给电能：3）储存电场能量；4）储存磁场能量假定这些现象可以分别研究。将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征，有如下几种基本的理想电路元件：一反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。1）电阻-iR+H2）电容一反映产生电场，储存电场能量的特征。+23）电感一反映产生磁场，储存磁场能量的特征。+环()4）电源元件一表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
图 1 手电筒电路 任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。 实际电路功能： 1）进行能量的传输、分配与转换（如电力系统中的输电电路）。 2）进行信息的传递与处理（如信号的放大、滤波、调协、检波等等）。 实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同，但遵循同一理论基础， 即电路理论。 2．电路模型 电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）的电磁性能的 理想电路元件或它们的组合。 理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共 性的电路模型的最小单元。 发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为： 1）消耗电能；2）供给电能；3）储存电场能量；4）储存磁场能量 假定这些现象可以分别研究。将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表 征，有如下几种基本的理想电路元件： 1）电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。 2）电容——反映产生电场，储存电场能量的特征。 3）电感——反映产生磁场，储存磁场能量的特征。 4）电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
需要注意的是：1）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示；2）同一实际电路部件在不同的工作条件下，其模型可以有不同的形式。福如在直流情况下，一个线圈的模型可以是一个电阻元件；在较低频率下，就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟：在较高频率下，还应计及导体表面的电荷作用，即电容效应，所以其模型还需要包含电容元件。实际电路的电路模型取得恰当，对电路的分析和计算结果就与实际情况接近；模型取得不恰当，则会造成很大误差，有时甚至导致自相矛盾的结果。如果模型取得太复杂就会造成分析的困难：如果取得太简单，又不足以反映所需求解的真实情况。81一2电流和电压的参考方向(ReferenceDirections ofCurrent&Voltage)1.基本物理量电路理论中涉及的物理量主要有电流I、电压U、电荷Q、磁通Φ、电功率P和电磁能量W。在电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。2.电流和电流的参考方向电流——带电粒子有规则的定向运动形成电流。电流强度一单位时间内通过导体横截面的电荷量。O.OAi(t) = limAdt单位：kA、A、mA、μA。1kA=103A1mA=10-3A1μA=10-‘A电流的实际方向一一规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。电流的参考方向一假定正电荷的运动方向为电流的参考方向。电流参考方向的表示：1）用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。2）用双下标表示：如iAB，电流的参考方向由A指向B。iAs >参考方向i参考方向OBABA
需要注意的是： 1）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示； 2）同一实际电路部件在不同的工作条件下，其模型可以有不同的形式。 如在直流情况下，一个线圈的模型可以是一个电阻元件； 在较低频率下，就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟； 在较高频率下，还应计及导体表面的电荷作用，即电容效应，所以其模型还需要包 含电容元件。 实际电路的电路模型取得恰当，对电路的分析和计算结果就与实际情况接近；模 型取得不恰当，则会造成很大误差，有时甚至导致自相矛盾的结果。如果模型取得太 复杂就会造成分析的困难；如果取得太简单，又不足以反映所需求解的真实情况。 §1－2 电流和电压的参考方向 (Reference Directions of Current Voltage) 1．基本物理量 电路理论中涉及的物理量主要有电流 I、电压 U、电荷 Q、磁通 Φ、电功率 P 和 电磁能量 W。在电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。 2．电流和电流的参考方向 电流——带电粒子有规则的定向运动形成电流。 电流强度——单位时间内通过导体横截面的电荷量。 单位：kA、A、mA、μA 。 1kA=103A 1mA=10-3A 1μA=10-6A 电流的实际方向——规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。 电流的参考方向——假定正电荷的运动方向为电流的参考方向。 电流参考方向的表示： 1） 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 2） 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由 A 指向 B