第 1 章
电路的基本概念和基本定律
主要内容：
1,电路的基本概念
（ 1） 电路模型及电源的工作状态
（ 2） 电压和电流的参考方向
（ 3） 电位的概念与计算
2、电路的基本定律
（ 1） 欧姆定律
（ 2） 克希荷夫定律
1,电路的基本概念
§ 1-1 电路组成
一、电路
1、作用：
（ 1）实现电能的传输与转换；
（ 2）传递和处理信号；
2、组成：
（ 1）电源（信号源）：供给电路电能（电信号），如发电机、
电池等；
（ 2）负载：接受电能或电信号，如电动机、电灯等；
（ 3）中间部分：传输、分配电能，是电路的控制及连接部分，
如导线，开关等；
§ 1-2 电路模型
1、引入电路模型的原因：
便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或
称模型化）。
2、电路元件的理想化（模型化）,在一定条件下突出元件主要的电磁
性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。
（ 1）电阻：
（ 2）电容：
（ 3）电感：
3、电路模型：
由理想化元件构成的电路。
E
I
R U+
_R
0
电
池
灯
泡 电路模型
§ 1-3 电压与电流的参考方向
1、电路的物理量
２、物理量的 正方向
电流
电压
电动势
实际正方向,物理中对电路量规定的方向。
假设正方向 （参考正方向）：
在分析计算时，对电量人为规定的方向：
物理量的实际正方向
E3_+ R3
a
b
c
d
电路中的各电
阻中电流的方
向如何确定？
提出 问题, 复杂电路中难
于判断元件中物理量的实际方向，
电路中各物理量如何求解？
关键,在电路分析中的 假设
正方向 （参考方向）
解决方法：
(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互
关系的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向：
若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；
若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
注意事项：
（ 1）符号仅表示方向，不表示加与减
（ 2）方向的假定是任意的，不影响结果
（ 3）一旦方向假定以后，不得中途变更
３、物理量正方向的表示方法
I
R UabE +
_
a
b
u_
+正负号
a b
Uab（ a为高电位点,b为低
电位点，电压方向 a→ b）
双下标
箭 头 ua b电压
+ -
I
R
电流, 从高电位
指向低电位。
（１）箭头表示
（２）双下标表示
Iab （电流方向 a→ b）
例
已知,E=2V,R=1Ω
问,当 U分别为 3V 和 1V 时,IR=?
EIRR
URa b
U
解,(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；
(2) 列电路方程：
EUU R ??
R
EU
R
UI R
R
???
EUU R ??
(3) 数值计算
A1
1
21
V1
A1
1
2-3
3V
??
?
??
???
R
R
IU
IU
时
时
（实际方向与假设方向一致）
（实际方向与假设方向相反）
§ 1-４ 欧姆定律
欧姆定律,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
R
I
U ?
注,
当电压和电流的参考方向 一致 时 U=RI
当电压和电流的参考方向 相反 时 U=－ RI
非线性电阻伏安特性
伏安特性
线性电阻伏安特性
I
Uo
I
Uo
例 应用 欧姆定律 对下图的电路列出式子，并求电阻。
U
I
R6V
2A
(a)
U
I
R6V
-2A
(b)
U
I
R
-2A
-6V
(d)
U
I
R
(c)
-6V
2A
I
UR?
??? 326
I
UR ??
2
6
???
??3
I
UR ?
I
UR ??
2
6???
??3
2
6
?
??
??3
(1) 方程式 R = U/I 仅适用于假设 U,I正方向一致的情况。
(2)“实际方向, 是物理中规定的，而, 假设正方向, 则
是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。
(3)在以后的解题过程中，注意一定要 先假定, 正方向,
(即在图中表明物理量的参考方向 ),然后再列方程
计算 。缺少, 参考方向, 的物理量是无意义的,
(4)为了避免列方程时出错,习惯上 把 I与 U 的方向
按相同方向假设。
提示
§ 1-５ 电源的工作状态
E U
a
b
R
+
—
+
— d
c 2、电源开路：
开关断开，电路开路（空载）
I→0,这时电源的端电压称为开路电压或
空载电压 U0，显然电路开路时，
EUU
I
??
?
0
0
RR
EI
?? 0
1,电源有载工作：
当开关 K闭合时根据欧姆定律，电路
中的电流为
负载电阻两端的电压为
负载电阻越小，电流越大。电流越
大，电源两端电压越小。
IRU ?
∴ U=E -IR
3,电源短路：
C,d两点之间直接被一条导线连接时，电
路处于短路状态，此时 R = 0,U=0,这
时电源输出的短路电流 IS电流很大。
∵ 短路电流 IS远大于正常输出电流，电源
能量全部消耗在它的内阻上，造成电
源 损坏，这是不允许的。
∴ 常在电路中接入熔断器或自动断路器，
起到保护作用。
4、功率与功率平衡
（ 1）功率,设电路任意两点间的电压为 U,流入此部分电路的电流为 I,则
这部分电路消耗的功率为,
P=UI（单位：瓦，千瓦）
（ 2）功率平衡,由 U＝ E－ R0I得 UI＝ EI－ R0I2
即,P＝ PE－ ?P
P,电源输出功率
PE,电源产生的功率
?P,电源内阻上损耗的功率
P = UI或 P=U2/R=I2R?0 作为负载其
电流与电压方向相同，符合关联定
义方向。即功率值的正负与电流、
电压的参考方向的选择有关。
（ 3）电源与负载的判别：
电源,P＜ 0,U 与 I 的实际方向相反,I 从,+” 端流出，发出功率。
负载,P＞ 0,U 与 I 的实际方向相同,I 从,+” 端流入，取用功率。
U 和 I 两者的参考方向选得 一致 时,电源,P＝ UI＜ 0 负载,P＝ UI＞ 0
U 和 I 两者的参考方向选得 相反 时,电源,P＝ UI＞ 0 负载,P＝ UI＜ 0
I
R01
E1
U
R02
E2
电源 负载
5,额定值与实际值
额定值：
实际值：
制造厂商为了使产品能在给定的条件下正常运行而规定
的正常允许值。标记在电气设备或元器件铭牌上,UN表
示额定电压,IN表示额定电流,PN表示额定功率。
元器件工作时的实际电压、电流等。
★ 使用电气设备或元器件时不得超过其额定值，以
免影响其正常使用甚至使其遭到损坏。
★ 电气设备工作时的实际值不一定都等于其额定值
例,已知：有一额定值为 5W 500? 的线绕电阻,问其额定
电流？在使用时电压不得超过多大？
解：
∴ U≤RI=500 × 0.1=50V
A105 0 05,＝＝＝ RPI
§ 1.6 基尔霍夫定律
1、电路分析中的几个概念：
结点,三条或三条以上支路相联接点
支路,电路中每一个分支
回路,电路中一条或多条支路所组成的闭合电路
b
I3
E3_+
R6a c
d
I1 I
2
I5
I6
I4
支路,ab,ad,…,..
（共 6条）
回路,abda,bcdb,…
（共 7 个）
结点,a,b,…,..
(共 4个）
I1
I2
I3
I4
4231 IIII ???
例：
或：
04231 ???? IIII
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。
或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。
? I流入 =?I流出 或 ? I =0即：
2、基尔霍夫电流定理 ——应用于节点
◆ 注意：
1.对已知电流，一般按实际方向标示，对未知电流
可任意设定方向，由计算结果确定 未知电流的方
向，即正值时，实际方向与假定方向一致，负值
时，则相反。
2.节点电流定律不仅适用于节点，还可推广应用到某
个封闭面，如下图所示：
A
B C
IAB ICA
IBC
IA
IB
IC
IA+IB+IC=0
即 ?I=0
例
I=0
I=?
R R
E2 E3E1
+
_ R1
R+
_
+
_
2、基尔霍夫电压定理 ——应用于回路
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或
电压的代数和为 0；
若回路中同时包含电动势与电阻，则在任意回路中，电动势的代数和恒等
于各电阻上的电压降的代数和。（ 当电动势正方向与所选方向（回路方向）一
致时，电动势取, +”号，反之取, -”号 ;当电阻上的电流方向与所选回路方向一致时，
电阻上电压降取, +”号，反之取, -”号）
即,? U升高 =?U降低 或 ? U =0 或 ?E= ?IR
E 2E 1
I 1 I 2
R 1 R 2
a
b
c d+-+ -
+
-
+
-
221 RIE ? 112 RIE ?
或,112221 RIERIE ???或,0222111 ???? ERIRIE
RIUE ab ???
电位升 电位降
E +_
R
a
b
Uab
I
基尔霍夫电压定律的广义化：
§ 1.7 电路中电位的概念及计算
★ 电压是两点的电位差,电压值确定
★ 某点的电位在计算中与零电位点的选择有关，没有
确切值，只是一个相对值。
★ 电位在运用时要选定一参考点,参考点选定后,
不能改动,所选参考点的电位值设为 0
★ 实际应用中,一般选大地、机壳为参考零电位点,
注意,电位和电压的区别
电位 值是 相对 的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；
电路中两点间的 电压 值是 绝对 的，不会因参考点的不同而改变。
