电路分析（第一章）

1.1 电路的作用与组成部分

//电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元器件按一定方式组合起来的。
//电路的作用
1.实现电能的传输和转换（电力系统）
2.传递和处理信号（扬声器）
//电力系统：发电机——升压变压器——输电线——降压变压器——负载
发电机是电源，是产生电能的设备
点灯，电动机，电炉都是负载，是取用电能的设备，把电能转换为光能，机械能，热能。
变压器和输电线是中间环节，传输和分配电能
//扬声器： 话筒——放大器——扬声器
先由话筒将语言或者音乐（通常称为信息）转换为相应的电压和电流，他们就是电信号。由于由话筒输出的电信号比较微弱，不足以推动扬声器发音，因此中间还要用放大器来放大。信号的这种转换和放大，称为信号处理。
话筒是输出信号的设备，称为信号源，相当于电源。扬声器接收转换信号，是负载。
收音机和电视机也是差不多的。
//电源或信号源的电压或电流称为激励，激励在电路各部分产生的电压和电流称为响应。
//电路分析就是在已知电路结构和元器件参数的条件下，讨论电路激励与响应之间的关系。

1.2电路模型

//消耗电能，电阻性
//产生磁场，电感性
//理想化元器件：在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要因素。
//由一些理想电路元器件所组成的电路，就是实际电路的电路模型
//电路元器件主要有：电阻元件，电感元件，电容元件，电源器件。

1.3电压和电流的参考方向

//实际方向
电流：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。
电压：高电位（“+”极性）端指向低电位（“-”极性）端，即电位降低的方向。
电源电动势：电源内部由低电位（“-”极性）端指向高电位（+极性）端，即电位升高的方向
//参考方向
电流的方向是客观存在的。但在分析较为复杂的直流电路时，往往难于事先判断某支路中电流的方向。
对交流讲，电流的方向是随时间而改变的，在电路图中无法表示他的实际方向。所以选任意一方为参考方向**，在参考方向选定之后，电流的值就有了正负之分。**
//当两者的参考方向一致时，U=IR,相反时U=-IR。除式子中的正负号外，电压和电流本身有正负号。

1.4电源有载工作、开路与短路

//电源有载工作 接通电源与负载

%电压与电流
I = E/（R0+R）;
负载两端的电压：U = IR
由前面两式推出：U = E-IR0;
//电源端电压小于电动势，两者之差为电流通过电源内阻所产生的电压降R0I.电流越大，则电源端电压下降得愈多
//电源端电压U与输出电流I之间关系的曲线，称为电源的外特性曲线。 其斜率与内阻有关
当R0< 当电流（负载）变化时，电源的端电压变动不大，这说明它带负载能力强。

%功率与功率平衡
UI = EI-I^2 * R0
即P = P(E）- △P；
P(E）是电源产生的功率；△P是电源内阻上损耗的功率；P = UI是电源输出的功率；
电源上产生的功率和负载取用的功率以及内阻上所损耗的功率是平衡的。
%电源与负载的判别
电源 U和I的实际方向相反，电流从“+”端流出发出功率
负载 U和I的实际方向相同，电流从“+”端流入取用功率
%额定值和实际值
额定值是制造厂为了使产品能在给定工作条件下正常运行而规定的正常容许值。
额定值体现了产品的安全性和使用能力。
产品的三种状态 额定工作状态（经济合理安全可靠）欠载（不经济）过载（损坏）
电源输出的功率和电流决定于负载的大小
//电源开路（空载）
此时端电压等于电源电动势（开路电压，空载电压）
I = 0;P = 0;E = U
//电源短路 电源的两端由于某种原因连在一起。
电源短路时，外电路的电阻可视为0，电流有捷径可走，不在通过负载。
这时在电路中就只有R0，所以电流很大，称为短路电流。Is = E/R0.
电源短路时由于外电路的电阻为0，所以端电压也为0；P（E） = R0I^2.P = 0;

1.5 基尔霍夫定律

1.分析与计算电路的基本定律，除了欧姆定律外，还有基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
2.KCL用于结点，KVL应用于回路。
3.电路中的每一分支称为支路，一条支路流过一个电流，称为支路电流。电路中三条或三条以上的支路相连接的点称为结点。
回路是一条或多条支路所组成的闭合回路。网孔：内部不含支路的回路。
4.由于电流的连续性，电路中任何一点，包括结点在内均不能堆积电荷。因此，在任一瞬间，流入某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。代数和为0；KCL的推广：在任一瞬间，通过任一闭合面的电流的代数和也恒等于0；
5.从回路中任意一点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循行一周，在这个方向上，电位降之和应该等于电位升之和。
6.基尔霍夫定律具有普遍性，它们适用于由各种不同元件所构成的电路，也适用于任一瞬间任何变化的电压和电流。
7.应用时，首先要标好电流，电压，电动势的参考方向

1.6 电阻的串联和并联

1.如果电路中有两个或更多个电阻一个接一个地顺序相连，并且在这些电阻中通过同一电流，则这样的连接就称为电阻的串联。
2.串联电阻上的电压的分配与电阻成正比。U1 = R1/(R1+R2)*U.
3.如果电路中有两个或更多个电阻连接在两个公共的结点之间。并联。电压相同。
4.并联电阻上的电流的分配与电阻成反比。I1 = R2/(R1+R2)*I.
5.并联的负载电阻愈多，总电阻越小。电路中的总电流和总功率也就愈大。但是每个负载的电流和功率都不改变。

1.7 支路电流法(就是运用KCL,KVL列式子)

1.凡不能用电阻串联并联等效变换化简得电路，一般称为复杂电路。在计算复杂电路的各种方法中，支路电流法是最基本的。
2.一般来说，有n个结点，可以有n-1个独立方程。
3.支路数：b;结点数：n;网孔数 = b-(n-1);所以应用KCL,KVL一共可以列出n-1+b-(n-1) =b个方程。

1.8 叠加定理

1.对于线性电路，任何一条支路中的电流，都可以看成是由电路中各个电源分别作用时，在此支路中所产生的代数和。
2.在线性电路中，不仅电流可以叠加，电压也可以叠加，因为电流和电压是线性关系。但功率不行。

1.9 电源的两种模型及其等效变换

1.一个电源可以用两种不同的电路模型来表示。一种是用理想电压源与电阻串联的电路模型 ；一种是用理想电流源与电阻并联的电路模型。
2.在电压源中若内阻等于零，那么就是理想电压源；在电流源中若内阻趋于无穷，就是理想电流源。
3.两种电源模型对外电路来说是等效的，所以两种模型之间可以等效转换。(条件：E=IsRo)；

1.10 戴维宁定理(先划出支路，再在原电路中将负载的电压空出，再算电压，再算电阻)

1.有源二端网络：具有两个出线端的部分电路，其中含有电源。
2.任何一个有源二端网络都可用一个电动势E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。
3.等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a,b端的电压。
4.等效电阻的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（将各个理想电压源短路，将各个理想电流源开路）得到的等效电阻。

1.11 电路中电位的计算