第一章電路分析基礎
一、 基本要求
1. 能熟練應用電路的基本定律；
2. 深刻理解電壓、電流正方向的意義；
3. 了解電路的各種工作狀態、額定值及功率平衡的意義；
4. 理解電流源和電壓源模型及其等效變換；
5. 能熟練分析與計算電路中各點的電位；
6. 掌握電路的幾種基本分析方法並能熟練應用。
二、 閱讀指導
本章著重講授電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電位的計算、電壓源和電流源的概念及複雜電路的基本分析方法。這些基本概念和基本方法，如：參考方向、等效、額定值、功率平衡、參考電位、複雜電路的分析方法等，對電工電子技術來講都是很重要的。
本章主要內容是本課程的分析依據和基礎。
1. 電壓、電流的參考方向
參考方向是乙個假設的方向，也稱正方向，當參考方向選定以後，電流和電壓的值才有正負之分。在學習過程中，讀者一定要知道什麼是參考方向（假設方向、正方向），什麼是實際方向，參考方向和實際方向的關係。對於電流來講 ，按照設定的參考方向，當計算結果為正時，說明電流的實際方向與其參考方向一致；當計算結果為負時，說明電流的實際方向與其參考方向相反。
對於電壓和電源的電動勢，一般規定高電位端為正，低電位端為負，電壓的正方向由高電位指向低電位，電源電動勢的正方向由低電位指向高電位。它們的實際方向同樣由計算結果的正、負號來判斷。
2. 歐姆定律
歐姆定律是我們熟悉的定律之一，這裡要注意兩點：第一，應用歐姆定律列式子時，首先要標出電流、電壓或電動勢的正方向，當電壓和電流的正方向相同（稱關聯方向）時，歐姆定律表示式應取正號，當電壓和電流的正方向相反（稱非關聯方向）時，歐姆定律表示式應取負號；第二，在正方向選定後，電壓和電流本身也有正值和負值之分，所以這裡有兩套正負號，這一概念應明確。
3. 電路的有載、開路與短路工作狀態
電路的有載、開路與短路這三種狀態在電流、電壓和功率方面的特點，我們應弄清下面幾個問題。
（1） 功率的平衡
在乙個電路中，電源產生的功率與負載取用的功率、電源內阻及線路電阻所損耗的功率
是平衡的。
（2） 電源與負載
具體電路中，根據電壓和電流的實際方向可判斷乙個元件是電源還是負載。
當u和i的實際方向相同，且電流從「+」極流入，是負載；
當u和i的實際方向相反，且電流從「+」極流出，是電源。
（3）額定值與實際值
額定值是乙個重要的概念，它是廠家對裝置綜合各種因素後規定的值，各種電氣裝置使用時的實際值（電流和功率等）不一定等於它們的額定值。電源輸出的（實際）功率和電流的大小決定於負載的大小，負載需要多少功率和電流，電源就供給多少，所以通常電源不一定處於額定工作狀態，這是乙個很重要的概念。如電動機執行狀態中，它的實際功率和電流取決於它軸上所帶的機械負載的大小，不一定處於額定工作狀態，故有滿載、欠載、超載的概念。
（4）電源的開路和短路
電源開路時，i=0，u =u0=e
電源短路時，u=0，
電源開路和短路的特點一方面說明了實際電路中開路和短路狀態的電路特徵，我們應注意到，實際電路中是要嚴禁短路的。另一方面電源的開路和短路可作為分析電路的一種手段，在電路分析計算中經常用到。
4.基爾霍夫定律
（1）基爾霍夫電流定律（kcl）∑i=0，描述了電路中任一節點的各支路電流間的關係，
即流向節點的電流必然等於流出這個節點的電流；克希荷夫電流定律同時適用於任意假想的閉合面。
（2）基爾霍夫電壓定律（kvl）∑u =0，描述了迴路中各段電壓間的相互關係，即從迴路中任一點出發，沿迴路循行一周，電位降之和必然等於電位公升之和，基爾霍夫電壓定律同樣適用於開口電路。對於初學者來講，寫kvl方程容易出錯，需多做多練，隨著課程的深入會逐漸熟練應用。
（3） 基爾霍夫定律具有普遍適用性，直流、交流電路，線性、非線性電路均可適用，所
以基爾霍夫定律是貫穿電工電子技術課程的基本定律之一。
（4） 應用基爾霍夫定律列式子時，也要在電路圖上標出電壓、電流和電動勢的正方向，
按照所標正方向確定式子中各項的正負號。今後在分析計算電路問題時，首先必需的第一步是標出各電壓、電流和電動勢的正方向，然後分析解題，這是一部分同學易忽視的問題。
5. 電阻的串並聯
電阻的串並聯早在物理課中學過，本章安排學生自己複習，同學們應注意以下幾點。
（1） 電路結構上看懂電阻的串並聯關係，即串聯電阻通過的是同一電流，併聯電阻兩
端承受的是同一電壓。
（2） 電阻串聯起分壓作用，併聯電阻起分流作用，兩個電阻的分壓公式和兩個電阻的
分流公式在分析計算電路問題時經常用到，應熟記。
（3） 幾個串聯電阻或幾個併聯電阻可以用乙個等效電阻來代替。「等效」的概念很重要，
是分析電路的一種方法，在本課程中常用到。所謂等效（如等效電阻、等效電路、等效電源），就是在一定條件下，兩種不同的事物在某些方面具有相等的效果。
6.電路中電位的計算
電位是指某一點到參考點的電壓。在乙個電路中，求電位，必須設定乙個參考點， 設其電位為零，其它各點的電位可用kvl來求，求電位可加深對kvl 的理解，這裡要避免停留在物理課時的初級方法。另外，必須注意參考點選的不同，則各點的電位就不同，但任意兩點間的電壓不變。
7.電壓源與電流源及其等效變換
（1）電壓源引出電流源
我們經常接觸的電源是電壓源，電流源是從電壓源變化而來，其根據是外特性相同，
實際的電流源一般都是由電子線路搭成的。
（2）電源都可以等效為電壓源或電流源這兩種電路模型，而理想電壓源和理想電
流源是不能等效的，理想電壓源和理想電流源實際上並不存在，只是一種抽象出來的理想元件模型。
（3）理想電壓源和理想電流源必須建立恆壓和恆流的概念，如圖1-1，與理想電壓源併聯的電阻r1並不影響外電路電阻r2上的電壓u2和電流i2，只是改變了理想電壓源中的電流i。如圖1-2與理想電流源串聯的電阻r1也並不影響流過r2的電流和它的電壓，只是改變了理想電流源上的電壓u。
圖1-1圖1-2
如圖1-3中，對電阻r而言，理想電壓源起決定作用；而在圖1-4中，對電阻而言，理想電流源起決定作用。
圖1-3圖1-4
（4）判斷電源處於電源狀態還是負載狀態的方法和前面所講的方法相同。要看電壓、電流的實際方向。
（5）電壓源與電流源的等效變換也是分析與計算電路的一種方法。只要是乙個電動勢為e的理想電壓源與某個電阻r串聯，都可以等效為乙個電流為is的理想電流源和這個電阻併聯的電路。由此，可利用二者的等效關係對電路進行化簡，以便於分析和計算。
8.電路的幾種分析方法
(1) 支路電流法
支路電流法是最基本的一種方法,它應用基爾霍夫兩個定律對電路列方程,然後聯立求解。解題步驟：1）在電路圖上標出各電流和電壓的正方向；2）找出支路數b和節點數n，以支路電流為未知數，共需列出b個方程；3）用kcl 對節點列出n-1個獨立方程；4）用kvl對網孔列出其餘的個獨立方程。
而網孔數恰好等於。
（2）彌爾曼定理（結點電壓法）
彌爾曼定理只適用於兩個結點的電路，結點電壓公式：
其中，σe/r為代數和，當e和uab 的正方向相反時取正號，相同時取負號；σis也為代數和，當is和節點電壓uab 的正方向相同時取負號，相反時取正號；而σ1/r均取正。這裡還要注意，在分母中，不應計入與電流源串聯的電阻，因為恆流源支路中不論串入任何元件都不影響其恆流值。
（3）疊加原理
疊加原理只適用於線性電路。在疊加過程中，應注意：1)當設某一電源單獨作用時，其餘電源應設為零。
理想電壓源為零時，應短路；理想電流源為零時，應開路；2）每個電源單獨作用時所產生電流或電壓的正負號切不可忽視，疊加時應取代數和。
（4）等效電源定理
任何乙個線性有源二端網路都可以簡化為乙個等效電源；這個等效電源可以是電壓源，也可以是電流源。由此得出戴維寧定理和諾頓定理兩個等效電源定理。
讀者應重點掌握戴維寧定理，而應用戴維寧定理解題的關鍵是如何計算等效電動勢e和等效內阻r0。其解題步驟：
a）將待求支路從電路中斷開，求剩下的有源二端網路的開路電壓u0，即為戴維寧等效電路中的電動勢e ；
b）將有源二端網路變成無源二端網路，求無源二端網路的等效電阻r0，即為等效電源的內阻。
c）將待求支路接入所求出的等效電源，由全電路歐姆定律可求得待求支路電流。
讀者應特別注意：u0為有源二端網路的開路電壓，而非待求支路的端電壓。
9.受控電源的幾種形式
獨立電源的電壓或電流不受外電路的控制，獨立存在。而在電子線路中還會遇到另一種電源，其電壓和電流的大小是由電路中另乙個電壓或電流控制而不能獨立存在，這種電源稱為受控源。由於控制量的不同，受控源有教材中所述的四種形式。
受控源的大小是由控制量決定的，所以分析受控源電路時要同時考慮，不得分割，不得化簡掉。當控制量為零時，受控電源的電壓或電流也將為零。由於受控源不同於獨立電源，求等效電阻時，受控源不能去除，所以，求等效電阻時要保留受控源，並採用加壓求流法或開路短路法。
除此以外，受控源在電路的處理方面和獨立電源一樣對待。
三．例題解析
例1.1 電路如圖1-5所示，求：（1）參考點在那裡？請畫電路圖表示出來。
（2）當將r2增大時，a、b兩點的電位增高了還是降低了？
解析：（1）圖示電路是乙個簡化電路，電位+12v，-12v是該點到參考點的電壓值，參考點被簡化掉了，復原電路後，參考點如圖1-5（a）所示。
（2）按照電位的定義，寫出a、b點的電位表示式，
ua=12-ir1 ub=ir3-12 ，當r2增大時，電流i減小，故a電位
增高，b點電位降低。
圖1-5圖1-5（a）
例1.2如圖1-6（a），（b）電路所示，乙個理想電壓源和乙個理想電流源相聯，試討論它們的工作狀態。
圖1-6（a圖1-6（b）
解析：電路中的電流是由恆流源（理想電流源）決定的，而電壓是由恆壓源（理想電壓源）決定的，實際方向如圖所示；
電路分析基礎知識
一 內容提要 1 主要內容有 電路的組成 電路分析的概念 電路中的基本物理量 直流電壓 電流及功率 電路中的基本元件電阻 電容及電感，獨立電源，基爾霍夫的兩個定律 電路等效的概念 戴維南定理 疊加定理及對簡單rc電路的過渡過程分析等。2 電路分析基本概念 電路 電路分析 電流 電壓 關聯參考方向 功...
電路分析基礎知識點複習
1 電流 電壓參考方向的含義 任意的 實際方向與參考方向的關係 關聯參考方向的含義 參考方向的關係，而不是實際方向的關係 2 p的表示式的列法，會計算元件的p，根據p可判斷該元件是電源性還是負載性，能根據p的正負判定是吸收還是釋放功率3 節點 迴路和網孔的概念 4 kcl kvl的列法 kvl與方向...
電路基礎知識
1.1 vss,vdd,vee,vcc 的區別 說法一 vcc vdd vee vss是指晶元 分解電路的電源集結點，具體接電源的極性需視器件材料而定。vcc一般是指直接連線到整合或分解電路內部的三極體c極，vee是指連線到整合或分解電路內部三極體的e極。同樣，vdd vss就是指連線到整合內部 分...