文档介绍：第一章电路和电路元件
上海大学自动化系
林小玲
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§ 电路与电路模型
§ 电压、电流及其参考方向
§ 电路的功率和能量
§ 无源电路元件
§ (c) 电路模型 (d) 拓扑结构图
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图1－2 晶体管放大电路
(a)实际电路 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图
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电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。
图1－3 线圈的几种电路模型
(a)线圈的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模型
(c)线圈通过高频交流的模型
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电路模型是对实际电路电磁性能的科学抽象和概括,具有一般性。
电路模型特点：
1) 只见参数，不见设备
2) 联结关系不变，但不表示联结形式不变。
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源
力能: 电源
信号: 信号源
激励
输入
传输
负载(负荷)
响应
发生在负载上的响应
输出
三、电路问题
1 激励、响应
激励--电源或信号源的电压(电流)，它推动电路工作。也称输入
响应--由激励在电路各个部分产生的电压和电流。也称输出
系统
输出 Y
输入 X
(响应之一)
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2 电路问题
1) 系统分析
根据系统内部结构和参数，建立Y =f (X)关系。
2) 系统综合
根据激励X与响应Y的关系，构造系统的结构。通常所讲的设计。
3) 系统辨识
系统存在，但内部结构及系统功能未知，建立系统响应Y与激励X的关系。通常所讲的建模。
研究电路的
u,i 关系
功能关系
4) 系统故障
系统
输出 Y
输入 X
电路变量
时变量
非时变量
(小写字母)
(大写字母)
u、i、p
U、I、P

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已知:激励、结构、参数
3 电路分析的基本方法
2) 根据不同元件电压和电流关系--平衡约束(由KCL、KVL)
1) 根据各元件电压和电流关系--元件约束(由元件本身特点决定)
U1=R1I U2=R2I U3=R3I
I
US =U1 + U2 + U3
Ul
+
_
U2
+
_
U3
+
_
+
_
R3
US
R2
Rl
然后
元件约束
平衡约束
--数学模型
最后求解
首先确定
求解：电压、电流、功率
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§ 电流和电压的参考方向
(reference direction)
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。
1. 电流的参考方向 (current reference direction)
电流
电流强度
带电粒子有规则的定向运动
单位时间内通过导体横截面的电荷量
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方向
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
单位
1kA=103A
1mA=10-3A
1  A=10-6A
A（安培）、kA、mA、A
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:

实际方向
实际方向

A
A
B
B
问题
复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断
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参考方向
i 参考方向
大小
方向
电流(代数量)
任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。
A
B
i 参考方向
i 参考方向
i > 0
i < 0
实际方向
实际方向
电流的参考方向与实际方向的关系：
A
A
B
B
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电流参考方向的两种表示：
 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
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电压U
单位：V (伏)、kV、mV、V
2. 电压的参考方向 (voltage reference direction)
单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小