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第 1 章 电路模型及电路定律 教学目标 (1) 理解电路模型，理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。 (2) 掌握理想电路元件 (如电阻、电容、电感、电压源和电流源 )的电压电流关系。 (3) 掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。 1.1 电路及电路模型 1.1.1 电路的作用 电路指电流所通过的路径，也称回路或网络，是由电气设备和元器件按一定方式连接 起来，以实现特定功能的电气装置。 在电力、通信、计算机、信号处理、控制等各个电气工程技术领域中，都使用大量的 电路来完成各种各样的任务。电路的作用大致可分为以下两方面。 (1) 电能的传输和转换。例如电力供电系统、照明设备、电动机等。此类电路主要利 用电的能量，其电压、电流、功率相对较大，频率较低，也称为强电系统。 (2) 信号的传递和处理。例如电话、扩音机电路用来传送和处理音频信号，万用表用 来测量电压、电流和电阻，计算机的存储器用来存放数据和程序。此类电路主要用于处理 电信号，其电压、电流、功率相对较小，频率较高，也称为弱电系统。 实际电路虽然多种多样，功能也各不相同，但它们都受共同的基本规律支配。正是在 这种共同规律的基础上，形成了“电路理论”这一学科。通过对“电路”课程的学习，可 掌握电路的基本理论和基本分析方法， 为进一步学习电路理论及电气类相关课程打下基础。 1.1.2 电气图及电路模型 实际电路要工作，首先要由电源或信号源提供电能或电信号，向电路输入电压、电流 后，推动用电设备 (也称负载 )工作以实现特定的功能。电源或信号源又称为激励，由激励 在电路中各部分引起的电压和电流输出称为响应。 人们日常生活中所用的手电筒电路就是一个最简单的电路，它由干电池、灯泡、手电 筒壳 (连接导体 )组成，如图 1-1(a)所示。 干电池是将非电能 (此处为化学能 )转换为电能的设备，称为电源；灯泡是将电能转换 成非电能 ( 此处为光能 ) 的设备，称为负载；开关是接通或断开电路，起控制电路作用的元 件；连接导体负责把电源与负载连接起来。一个完整的电路是由电源 (或信号源 ) 、负载和 中间环节 (如开关、 导线等 )三个基本部分组成的。 各种实际电路的种类和作用不同， 规模也 相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电网，但都可以分解成以上三大部分。 各种电路中随着电流的流动，都在进行着不同形式能量之间的转换。 在实际应用中，为了便于分析，通常用电路图来表示电路。在电路图中，各种电气元 件都不需要画出原有的形状，而是采用统一规定的图形符号来表示。图 1-1(b) 所示就是 图 1-1(a)所示手电筒的电路原理图。 (a) 手电筒实际电路 (b) 手电筒电路原理图 (c) 手电筒电路模型 图 1-1 电路模型 为便于理论研究，常用与实际电气设备和元器件相对应的理想化元器件构成电路， 并用统一规定的符号表示作为实际电路的“电路模型”，如图 1-1(c)所示。本书在进行理 论分析时所指的电路，均指这种电路模型。 人们设计制作某种元器件是要利用它的某种物理性质，譬如说，制作一个电阻器是要 利用它的电阻，即对电流呈现阻力的性质；制作一个电源是要利用它的两极间能保持有一 定电压的性质； 制作连接导体是要利用它的优良导电性能， 使电流顺利流过。 但是， 事实上 不可能制造出只表现出某一性质的器件，也就是说，不可能制造出完全理想的器件， 例如： (1) 一个实际的电阻器在有电流流过的同时还会产生磁场，因而还兼有电感的性质。 (2) 一个实际电源总有内阻，因而在使用时不可能总保持一定的端电压。 (3) 连接导体总有