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1 教学内容
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2 电路和电路模型（...
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3 电流的参考方向
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4 电压参考方向表示方法
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5 功率的计算
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6 实际电压源与电流...
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7 支路、节点、回路...
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8 KCL节点电流定律
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9 KVL回路电压定律
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10 叠加定理
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11 戴维南定理
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12 支路电流法
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13 扩展阅读
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14 DG-03
学习目标：
1、了解直流电路的基本知识。
2、了解直流电路的分析方法。
1.电路的概念和组成
电路是电流的通路，是为了某种需要由某些电气设备或元件（电气元件）按一定的方式组合起来的。
电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。
2.电路的作用
（1）完成电能的传输、分配与转换
如一般的照明电路和动力电路等，这类电路称为电力电路，手电筒就是最简单的电力电路，如图2-1-1所示。
（2）实现信号的传递与处理
例如通信电路和检测电路，如图2-1-2所示，这类电路称为信号电路。
3.电路的模型
为了便于用数学方法分析电路，一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型，如图2-1-3所示。
电压、电流和电动势都是标量，它们都存在一个方向的问题。
1.实际方向
物理中对电量规定的方向，如表2-1-1所示。
2.参考方向
参考方向又叫做假定方向或正方向，这是分析与计算电路的一种方法。在参考方向下，与参考方向一致的，物理量取正；与参考方向相反的，物理量取负，表示方法如图 2-1-4所示。
3.实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流 （或电压）值为正；实际方向与参考方向相反，电流 （或电压）值为负。
4.关联参考方向
当电压的参考方向指定后，指定电流从标电压参考方向的 “＋”端流入，并从标 “-”端流出，即电流的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和电压为关联参考方向。反之为非关联参考方向。
电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号 W表示，其国际单位制为焦尔 （J），电能的计算公式为 W=P·t=UIt，通常电能用千瓦小时（kW·h）来表示大小，也叫做度（电）：1度 （电）=1kW·h=3.6×10^6J。即功率为1000W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为 1度。
电功率（简称功率）所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为 U、通过电流为 I的任意二端元件的功率大小为 P=UI。
功率的国际单位制单位为瓦特（W），常用的单位还有毫瓦（ｍW）、千瓦（kW）。
电阻是一种将电能不可逆地转化为其他形式能量 （如热能、机械能、光能等）的元件。
1.符号 （如图2-1-5所示）
2.欧姆定律
U=RI，R称为电阻，电阻的单位为 Ω（欧），如图2-1-6。
3.伏安特性
线性电阻 R是一个与电压和电流无关的常数。如图 2-1-7 所示伏安特性曲线，R∝tａNα。电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线。
4.功率和能量
如图 2-1-8 所示，电阻的功率可表示为：P=UI=I2R=U2／R。
5.开路与短路
对于一电阻 R，当 R=0时，视其为短路，I为有限值时，U=0；当 R=∞时，视其为开路，U为有限值时，I=0。
1.电容器
两个相互绝缘又相互靠得很近的导体就组成了一个电容器，如图2-1-9所示。这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的介质。
2.电路符号
（如图2-1-10）
3.元件特性
对某一个电容器来说，电荷量与电压的比值是一个常数，但对于不同的电容器，这个比值一般是不相同的。因此，可以用这一比值来反映电容器储存电荷的能力，我们称之为电容器的电容，用符号C表示。如图 2-1-11所示。
1.电感器
电感器是依据电磁感应原理，由导线绕制而成。在电路中具有通直流、阻交流的作用。
电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，是导线的磁通量与生产此磁通的电流之比，如图2-1-12所示。在电路图中用符号L表示，单位是亨利，用 h表示，常用的单位有毫亨（ｍh）、微亨（μh）。
2.电感的作用
电感的基本作用有滤波、振荡、延迟、陷波等。
1.理想电压源
理想电压源两端电压为U，其值与流过它的电流I无关。
（1）电路符号（图2-1-13）
（2）特点：电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；通过它的电流是任意的，由外电路决定。
（3）伏安特性 （如图2-1-14）
（4）理想电压源的开路与短路（如图2-1-15）
2.理想电流源
电源输出电流为I，其值与此电源的端电压U无关。
（1）电路符号（图2-1-17）
（2）特点：电源电流由电源本身决定，与外电路无关；电源两端电压是任意的，由外电路决定。
（3）伏安特性
（4）理想电流源（如图 2-1-18）的短路与开路。
（5）实际电流源
一个高电压、高内阻的电压源，在外部负载电阻较小，且负载变化范围不大时，可将其等效为电流源，如图2-1-20所示。
在电路的分析和计算中，有两个基本定律：欧姆定律和基尔霍夫定律。基尔霍夫定律包含有两条定律：基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。基尔霍夫定律有普遍适用性，适用于任何瞬间、线性电路或非线性电路、直流电路或交流电路、各种不同电路元件构成的电路等。在复杂电路中有以下几个概念。
支路：电路中通过同一电流的各个分支。
节点：三条或三条以上支路的汇合点。
回路：电路中任一闭合路径称为回路。
网孔：回路中不包含支路的称为自然回路。
1.基尔霍夫电流定律 （kCL）
现实中有许多复杂电路。一个复杂的电路可以是多个电源与电阻的复杂联结，如图 2-1-21 所示。基尔霍夫电流定律也称为节点电流定律，它确定了节点电流之间的关系。基尔霍夫电流定律可叙述为：在任意时刻流入节点的电流等于流出节点的电流，即基尔霍夫电流定律表达了电流的连续性原理，对于某一节点，应满足基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律可以推广为任何电路中的封闭面，即广义节点。
2.基尔霍夫电压定律 （kVL）
基尔霍夫电压定律阐述的是电路中任一回路各部分压降之间的关系。
基尔霍夫电压定律的内容：在任何集总参数电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径 （按固定绕向），各支路电压的代数和为零。
∑U = 0
KVL同样适用于一个假象的回路。
当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流 （或电压）等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流 （或电压）的代数和 （叠加），这就是叠加定理。
（电源不作用，电压源电压值为零，相当于短路；恒流源电流值为零，相当于开路）
强调应用叠加原理时要注意以下几点：
1.只能用来计算或分析线性电路中的电流和电压，对非线性电路不适用；
2.叠加时要注意电压和电流的参考方向，求代数和时电压和电流的正负由参考方向决定；
3.不能用叠加原理计算功率，因为功率不是线性关系。
4.叠加原理不仅仅适应于线性电路，实际上一切原因与结果成线性关系的事物都符合叠加原理。线性电路中的叠加原理只不过是叠加原理中的一个特例。
戴维宁等效电路定理可以有效地将比较复杂的电路简化为一个最简单的回路，如果在只研究一条支路及其元件的时候，这种方法是经常用到的，其难点在于求解等效电阻 （与输入电阻求法基本相同。）
戴维宁定理指出：线性含源单口网络 N，就其端口来看，可等效为一个电压源串联电阻支路。电压源的电压等于该网络 N的开路电压 U；串联电阻 R等于该网络中所有独立源为零值时所得网络的等效电阻 R。
