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第1章电路的基本概念和定律

理解电路模型及理想电路元件的伏安关系，了解实际电源的两种模型。

理解电压、电流的概念及参考方向的意义，电功率的概念及其计算。

了解电器设备额定值的意义和电路负载、开路和短路状态的特点。

理解并能熟练应用基尔霍夫电压定律和电流定律。

理解电位的概念，会分析计算电路中各点的电位。

电工技术是研究电能在各个技术领域中应用的一门科学技术。电工技术的发

展是和电能的应用紧密联系的。电自被发现并应用以来，对人类社会的发展产生

了极其广泛而深刻的影响。目前，电工技术应用十分广泛，并且已经渗透到国民

经济、国防和日常生活等领域。电能之所以得到这样广泛的应用，是因为与其他

能源相比，电能具有便于转换、便于输送、便于控制等诸多优点。

电路理论是分析和研究各种电路中电流、电压分配和变化规律的科学，是电

工技术和电子技术的基础。为了便于研究，常常把实际电路抽象成理想元件组成

的电路模型。在电路模型中，存在两种基本关系：一种是各理想元件本身电流、

电压的关系，简称伏安关系，它与元件本身的性质有关；另一种是电路中各电流、

电压之间的关系，它与电路的结构有关。这两种基本关系是决定电路中电流、电

压情况的两种因素，也称为两种约束。学习本章时要注意理解和掌握这两种约束，

以便为学习电路的各种分析方法奠定基础。

本章将介绍电路的作用及组成、电路的基本物理量及其参考方向、电路基本

元件的伏安关系、电气设备的额定值和电路的工作状态、基尔霍夫电压定律和电

流定律、电路中电位的概念及其计算，这些基本概念和基本定律是电路分析的重

要基础。

1.1电路及电路模型

实际电工设备种类繁多，实际电路的几何尺寸也相差甚大，为了分析研究的

2电工技术（第二版）

需要和方便，常采用模型化的方法，将实际的电工设备用理想化的电路元件代替，

从而构成了与实际电路相对应的电路模型。

1.1.1电路及其功能

电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来所构成的电

流通路。

电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的。按工作任务划分，电路的

主要功能有两类。

电路的第一类功能是进行能量的转换、传输和分配，如电力系统电路，可将

发电机发出的电能经过输电线传输到各个用电设备，再经用电设备转换成热能、

光能、机械能等。

电路的第二类功能是实现信号的传递和处理等。输入信号称为激励（或信号

源），输出信号称为响应，如扩音机电路，先由话筒把语言或音乐（通常称为信息）

转换为相应的电压和电流，即电信号，通过放大和转换（称为信号的处理）后传

递到扬声器，把电信号还原为语言或音乐。

1.1.2电路的组成

不论电路结构的复杂程度如何，其组成都包括电源、负载和中间环节3个基

本部分。

电源是提供电能的设备，如干电池、蓄电池、发电机等，其作用是将其他形

式的能量转换为电能。此外，还有将某种形式的电能转换成另一种形式的电能的

装置，通常也称为电源，如直流稳压电源就是将交流电转换为直流电，并在一定

范围内保持输出电压稳定。

负载是取用电能的设备，如电灯、电炉、电动机等，其作用是将电能转换

为其他形式的能量，如电灯把电能转换成光能和热能，电动机将电能转换成机

械能等。

中间环节在电路中起传递、分配和控制电能的作用，最简单的中间环节是开

关和连接导线，一般还有保护和测量装置。更为复杂的中间环节是各种电路元件

组成的网络系统，电源接在它的输入端，负载接在它的输出端。

1.1.3电路模型

实际电路都是由一些起不同作用的实际电路元件组成的，如发电机、变压器、

电动机、电池、晶体管以及各种电阻器和电容器等。实际电路元件的电磁关系比

较复杂，最简单的例子如白炽灯，白炽灯除了具有消耗电能的性质（电阻性）外，

第1章电路的基本概念和定律3

当有电流通过时还会产生磁场，说明白炽灯还具有电感性，但电感非常微小，可

以忽略