第1章学习指导与习题解答.doc.docVIP

第一章基本要求 1、理解电路模型的概念。包括实际电路元（部）件用理想化模型来表征的概念、实际电路用模型表征的概念，以及电路集总化的假设。一般了解电路的组成及其功能。 2、深刻了解和掌握电压、电流及其参考方向的概念。了解和掌握电位和电动势的概念。 3、理解电功率和电能量的概念及计算方法。会正确判定电路中元件或某部分电路是产生抑或吸收功率。 4、掌握电路中电位的计算。 学习指导 1、关于电路模型的概念 电路考察研究的不是实际电路，而是电路模型。电路模型是重要的基本概念。实际电路元件用理想化模型来表征的概念 理想化电路元件，是实际元件的科学抽象，即理想化模型。每一种理想元件，如三种基本电路元件：电阻元件是实际电阻器的理想化模型，它只具有将电能转换为热能的性质；电感元件是实际电感器的理想化模型，它只具有储存磁场能量的性质；电容元件是实际电容器的理想化模型，它只具有储存电场能量的性质。又如有两种理想化电源元件：电压源是实际电源的一种理想化模型，它只具有提供恒定电压或给定函数电压的性质；电流源是实际电源的另一种理想化模型，它只具有输出恒定电流或给定函数电流的性质。每一种电路元件都具有精确的数学定义和数学表达式。所以，由若干电路元件组成的电路模型，就可以用数学的方法对整个电路进行分析计算，而且又可以将种类繁多的实际电路抽象化、一般化，进而便于进行分析研究。模型的理论，是一种科学理论和方法。因此，电路模型成为电路这门学科理论的基础。 2、关于电路中的基本物理量 （1）电流及参考方向 关于电流的概念，应明确的是： ①电流是电荷在电场力作用下有规则的运动。 ②电流的大小即电流强度（简称电流0定义为：单位时间内通过导体横截面的电荷量。也就是电荷q对时间t的变化率，即=，单位是安培（A）。表示任意的电流。对于直流电流，一般用I调式，也可以用表示。 ③习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的真实方向。 ④在电路分析时，电路中电流的真实方向未知，特别是复杂电路就更难判定电流的真实方向了。为了解决这一困难，可以在电路分析前，任意假定电流的方向，在电路模型图中用箭头符号标示，称为参考方向。当电路中的参考方向假定后，电流就是一个代数量，可能是正值或是负值。若分析计算的结果，电流为正值，则电流的真实方向与参考方向一致；若是负值，则表示电流的真实方向与参考方向相反。 （2）电压及其参考方向 关于电压的概念，应明确的是： ①电荷在电场力作用下有规则的运动而形成电流，在这过程中电场力推动电荷运动而做功，做功的能力，用“电压”这个物理量来表示。 ②电压的大小为电场力把单位电荷从a点移到b点所做的功。即两点之间的电压为=，式中w就是电场力推动正电荷q从a点到b点所做的功。电压的单位是伏特（V）。u表示任意的电压。对于支流电压一般用U表示，也可以用u表示。 ③如果电场力做功为正值，单位正电荷失去能量，Uab称为电压降；如果电场力做负功为负值，单位正电荷获得能量，Uab称为电压升。 ④单位正电荷在电路中某一点所具有的电位能，称为该点的电位，等于单位正电荷从该点经过任意途径移到无穷远点（即参考点）是电场力所做的功，单位是伏特（V）。电位用字母V带下标表示，下标表示电位所在点。如a点的电位用表示。电力中任意两点之间的电压就是该两点的电位差，即。 ⑤习惯上规定，电压的真实方向是由高电位点指向低电位点。即电压降的方向。在 电路分析中，电压的真实发现法为未知。为了分析计算的方便，像电流一样，先任意假定参考方向，在电路图中标出。标示的方法可以“+”号表示高电位点，“—”号表示低电位点，或用箭头符号表示，箭矢方向是由高电位点指向低电位点。在表达式用双下标表示时，如，下标a表示高b表示低电位点。电路中电压的参考方向假定后，电压就是一个代数量，可能为正值，也可能为负值。如分析计算的结果，电压为正值，则表示电压的实际方向与参考方向一致；若为负值，则表示电压的实际方向与参考方向相反。 （3）电压电流的关联参考方向与功率正负的概念 所谓电压与电流的关联参考方向，如图1-1所示， 就电路而言，电流的参考方向是从a端流入电路，从b端流出电路，电压u的参考方向是a端为高电位，b端为低电位，即电压降方向。关联参考方向又称为一致参考方向。 在关联参考方向下，电路的功率表达式为 若分析计算的结果，,均为正值，或均为负值，则功率p0为正值表示电路吸收功率；若,互为异号，则功率p0为负值，表示电路产生功率。 如果电路的电压和电流是非关联参考方向，如图1-2所示， 则其功率表达式为 若分析计算的结果，,均为正值或均为负值，则电路的功率p0为负值。表示产生功率；若,互为异号，则p0为正值。表示电路吸收功率。这就是功率正负的概念。 由于电路的分析计算离不开电压和电流的