电路分析的基础知识
【容提要】 电路理论一门是研究由理想元件构成的电路模型分析方法的理论。本章主要介绍：
1、电路的组成及电路分析的概念； 2、电路中常用的基本物理量； 3、电路的基本元件；
本章重点：简单直流电路的分析方法。
4、基尔霍夫定律； 5、简单电阻电路的分析方法 6、简单RC电路的过渡过程
第一节 电路的组成及电路分析的概念
一、电路及其作用
1、电路：电路是为了某种需要，将各种电气元件和设备按一定的方式连接起来的电流通路。
2、电路的作用：电路的基本功能可分为两大类：
① 是实现对信号的传递和处理。话筒→放大器→喇叭。 ② 是实现能量的传输和转换。
发电机→升压变压器→导线→降压变压器→用电设备。
3、电路的组成：显然，任何一个电路都离不开提供能量的电源（或信号源）、消耗能量的负载（灯泡、喇叭）以及中间环节（连接二者之间的各种装置和线路）。电源、中间环节和负载是构成电路的三个基本组成部分。 二、电路分析和设计
①电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，求解电路待求电量的过程。 ②电路设计：在设定输入信号或功率的条件下，求解电路应有结构及参数的过程。 三、电路模型
1、电路元件①电路元件：在一定的条件下，忽略某些实际电器器件的次要因数，近似地将其理想化后所得到的只有单一电磁性能的元件----理想元件。
②理想元件有：电阻元件R、电容元件C、电感元件L、电源。
2、电路模型：电路是由具体的电子设备和电子器件联接组成的。为了便于分析，通常将这些设备和器件理想化，并用规定的图形符号来表示这些元件，由此所得到的能反映实际电路联接方式的图形符号（电路图）称为电路模型，简称电路。
电路模型是电路分析的基础。我们通过一个手电筒的实际电路来理解电路模型
的建立过程。
（1）手电筒电路由电池、筒体、开关和灯泡组成；
（2）将组成部件理想化：即将电池视为阻为RS，电源电动势为US；忽略筒体的电阻，筒体开关S视为理想开关；将小灯泡视为阻值为RL的负载电阻；
（3）筒体是电池、开关和灯泡的联接体，用规定的图形符号画出各理想部件的联接关系；
（4）在图中标出电源电动势、电压和电流的方向便得到手电筒电路模型如图1.2。 四、电路的常用术语
①支路：将两个或两个以上的二端元件（只有两个端钮的元件）依次连接称为串联。
单个电路元件或若干个电路元件的串联构成电路的一个分支，一个分支上所通过的电流大小是相等的。
电路中的每个分支都称作支路。如下图中ab、ad、aec、bc、bd、cd都是支路，其中aec是由三个元件串联构成的支路，abd是由两个元件串联构成的支路，其余4个都是由单个元件构成的支路。
②节点：电路中3条及以上条支路的连接点称为节点。如上图中a、b、c、d都是节点。
③回路：电路中的任一闭合路径称为回路。如上图中abda、bcdb、abcda、aecda、aecba等都是回路。
④网孔：回路部不包含其它任何支路，这样的回路称为网孔。如上图中的回路
aecba、abda、bcdb都是网孔。因此，网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。
第二节 电路中的主要的物理量及参考方向
电路中的主要物理量：电流、电压和电功率。
一、电流及其参考方向 1、电流的大小
电流的定义：在单位时间通过导体横截面的电荷量。衡量电流大小的物理量叫电流强度（简称电流），用符号
dq i表示。则：i?dt式中，dq为时间dt通过导线某一横截面的电荷量。
电流的基本单位是安培（简称安），用符号A表示。当电流很大或很小时，常用单位为千安(KA)或毫安(mA)、微安(?A)来表示。它们之间的换算关系为：1KA?1000A； 1A?1000mA； 1mA?1000?A
2、电流的方向 电流是一个有大小和方向的基本物理量，当大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，简称直流电流，用大写字母I表示，则：I?Q
t3、电流的参考方向
在简单电路中，可以直接判断电流的方向，如图1.3所示。但在如图1.4所示的较为复杂的电路中，流过电阻R5上电流的实际方向有时难以判定。为了方便对电路进行分析和计算，有必要先假设一个电流流动的方向，这个假设的方向叫电流的参考方向。
R1R2I5R3R5R4
US图1.4 复杂电路
4、几点注意问题①参考方向一但设定，不得随意更改。
②电流是一个有大小和方向的基本物理量，只有在选定了参考方向以后，讨论电流的正、负才具有实际意义。
③电流的实际方向体现在计算结果中，
当电流的参考方向与实际方向相同时，电流为正值； 若电流的参考方向与实际方向相反，则电流为负值。
④电流的参考方向一般有如图1.5所示的几种表示方法。其中，Iab表示电流的参考方向是由a点指向b点。
I(a)Ia(b)图1.5 电流参考方向的标注Iabb(c)
⑤测量电流时，必须将电流表串联在被测电路中。 二、电压的大小和极性
1、电压 电压又叫电位差，是衡量电场力做功能力大小的物理量。其定义为：将单位正电荷q从电路中的a点移到b点时，电场力所做的功为wab，则wab与q的比值就称为a，b两点之间的电压，用符号uab表示，
uab?dwab dq
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