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《电路分析基础》——电路的基本概念及基本定律
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元件发出负功率，实际上是吸收功率，因此图1.1(b)中元件实际上是一个负载。 （3）电压、电位、电动势有何异同？
解析：电压、电位和电动势三者定义式的表达形式相同，因此它们的单位相同，都是伏特【V】；电压和电位是反映电场力作功能力的物理量，电动势则是反映电源力作功能力的物理量；电压和电位既可以存在于电源外部，还可以存在于电源两端，而电动势只存在于电源内部；电压的大小仅取决于电路中两点电位的差值，因此是绝对的量，其方向由电位高的一点指向电位低的一点，因此也常把电压称为电压降；电位只有高、低、正、负之分，没有方向而言，其高、低、正、负均相对于电路中的参考点，因此电位是相对的量；电动势的方向由电源负极指向电源正极。
（4）电功率大的用电器，电功也一定大。这种说法正确吗？为什么？
解析：用电器铭牌上标示的电功率P的大小，反映了用电器能量转换的本领，是从制造厂出来就确定了的；电功W的大小则是反映了用电器实际耗能的多少，因为W=Pt，显然电功的大小与用电时间的长短有关。电功率再大的用电器，如果没有与电源接通，即t=0时，电功W=Pt=0。所以，电功率大的用电器，电功也一定大的说法是错误的。
（5）在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？应用参考方向时，会遇到“正、负，加、减，相同、相反”这几对词，你能说明它们的不同之处吗？
解析：电路分析中之所以引入参考方向，目的是给分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时遇到的“正、负”，是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“＋20V”，说明该电压的实际方向与参考方向一致；“加、减”是指在参考方向下列写电路方程式时各量前面的正、负号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向，电压、电流参考方向“相同”是指二者为关联参考方向，即电流流入端为电压的高极性端；“相反”是指电压、电流为非关联参考方向，即电流由电压的低极性一端流入。
1．3基尔霍夫定律
1、学习指导
（1）欧姆定律和基尔霍夫定律
欧姆定律和基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律统称为电路的三大基本定律，它们反映了电路中的两种不同约束。欧姆定律阐述和解决的是某一元件对于电路基本变量（即元件两端电压与通过元件的电流）的约束关系；而基尔霍夫两定律阐述和解决的是电路元件互联后，电路的整体结构对电路基本变量（回路中的电压和结点上的电流）的约束关系，在学习中应把这两种不同的约束关系加以区别。
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（2）集总参数电路
学习电路基本定律时要注意它们的适用范围：仅限于对集总参数电路的分析。所谓的集总参数电路是指：电路中的电磁能量只储存和消耗在元件上，并且各元件间是用无阻、无感的理想导线相连接，导线与电路各部分之间的电容也都可以忽略的电路。换句话说，只要电路的尺寸远小于电路中最高频率所对应的波长，不管其连接方式如何，都可以称为集总参数电路。
（3）基尔霍夫定律
基尔霍夫第一定律也称为结点电流定律，它解决了汇集到电路结点上各条支路电流的约束关系：对电路的任意结点而言，流入结点的电流的代数和恒等于零。此规律在规定流入结点的电流和流出结点的电流正、负取值不同时成立。
基尔霍夫第二定律也称为回路电压定律，它解决了一个回路中所有元件上电压降的相互约束关系：对电路的任意回路而言，绕回路一周，所有元件上电压降的代数和恒等于电路的电压升。此规律在标定了回路绕行方向后、并规定电压降或回路电压升和绕行方向一致时取正、否则取负时成立。
2、检验学习结果解析
（1）你能从理解的角度上来说明什么是支路、回路、结点和网孔吗？
解析：支路就是指联接在电路中两点之间的一段无分岔电路，且这段无分岔电路中可能是一个也可能是几个元件相串联，但串联各元件中通过的电流相同；回路是指电路中的任何一个闭合路径；三条或三条以上支路的汇集点称为结点；网孔则是平面电路图上内部不包含支路的闭合路径。
（2）你能说明欧姆定律和基尔霍夫定律在电路的约束上有什么不同吗？
解析：欧姆定律反映的是线性电阻元件特性对元件本身电压、电流的约束；基尔霍夫定律反映的是元件之间联接时给支路上电压与电流造成的约束。因此，在利用欧姆定律时，我们只需考虑元件本身的特点而不必要考虑元件之间的关系；当我们利用基尔霍夫定律时，我们考虑的则是元件之间的联系或电路的整体结构，不需要考虑元件本身的特性。
（3）在应用KCL定律解题时，为什么要首先约定流入、流出结点的电流的参考方向？计算结果电流为负值说明了什么问题？
解析：应用KCL定律解题时，首先假定和标示出汇集到结点上的各支路电流的参考方向，才能根据这些参考方向确定电流方程中各电流前面的正、负号；计算结果电流为负值，则说明电路图上标示的电流参考方向与该电流的实际方向相反。
（4）应用KCL和KVL定律解题时，为什么要在电路图上先标示出电流的参考方向及事先给出回路中的参考绕行方向？
解析：在电路图上事先标示出电流的参考方向及事先给出回路中的参考绕行方向是为了给列写的方程式提供其中各项的正、负取值。
（5）KCL和KVL的推广应用你是如何理解和掌握的？
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解析：KCL的推广首先要掌握电路中哪些部分可以做为广义结点，KVL的推广则要掌握住电路中哪些部分可以做为假想回路。其余略。
1．4 电压源和电流源
1、学习指导 （1）理想电压源
理想电压源简称电压源，由于它向外供出的电压值恒定，因此也称为恒压源。注意恒压源上通过的电流值是由它和外电路共同决定的。另外恒压源属于无穷大功率源，实际中不存在。
（2）理想电流源
理想电流源简称电流源，由于它向外供出的电流值恒定，也常称为恒流源。注意恒流源两端的电压是由它和外电路共同决定的。理想电流源也是无穷大功率源。学习时应掌握两种理想电源的基本性质和特点，分析时可借助伏安特性将两种电源进行对比，从而加深理解。
（3）两种电源模型
在认识了理想电源的基础上，找出实际电源与理想电源之间的区别与联系。实际电压源总是存在内阻的，而我们希望电压源的内阻越小越好，这样向外电路提供的电压值就会基本稳定，当实际电源的内阻等于0时就成为理想电压源。实际电流源的内阻总是有限值，而我们希望实际当中电流源的内阻越大越好，这样它输出的电流就越稳定，当实际电流源的内阻无穷大时就成为理想电流源。
2、检验学习结果解析
（1）理想电压源和理想电流源各有何特点？它们与实际电源的区别主要在哪里？ 解析：实际电压源总是存在内阻的，在电路分析中实际电压源是用一个理想电压源和一个电阻元件的串联组合来表征的。因此电源内阻越大分压越多，对外供出的电压就越小。我们总是希望实际电压源的内阻越小越好，当内阻为零时就成为理想电压源。理想电压源由于不存在内阻上的分压问题，因此输出的电压值恒定，但通过理想电压源的电流则由它和外电路共同决定；实际的电流源也总是存在内阻的，实际电流源一般用一个理想电流源和一个电阻元件相并联作为它的电路模型，并联电阻可以分流，因此电源内阻越小分流就越多，对外供出的电流就越小。我们希望实际电流源的内阻越大越好，当实际电流源的内阻为无穷大时，就成为一个理想的电流源。理想电流源由于内阻无穷大而不存在分流问题，因此输出的电流值恒定，但理想电流源两端电压则要由它和外电路共同决定。
（2）碳精送话器的电阻随声音的强弱变化，当电阻阻值由300Ω变至200Ω时，假设由3V的理想电压源对它供电，电流变化多少？
解析：送入碳精送话器中的声音越强，其电阻越小，电流就越大，当电阻分别为300Ω、
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200Ω时，电流分别为
33?0.015A和?0.01A。由计算结果表明，在3V理想电压源对
300200＋ US 它供电的情况下，电流在0.01A～0.015A之间变化。
（3）实际电源的电路模型如图1.2（a）所示，已知US=20V，负载电阻RL=50Ω，当电源内阻分别为0.2Ω和30Ω时，流过负载的电流各为多少？由计算结果可说明什么问题？
－ RU IS Ri 20解析：当RU′=0.2Ω时，I??0.4A；
0.2?5020 当RU″=30Ω时，I??0.25A。
30?50对外供出的电压过低，从而造成电源利用率不充分。
（4）当电流源内阻很小时，对电路有何影响？
电流源模型 （a）电压源模型 （b）
图1.2 实际电源的两种电路模型
由计算结果可知，实际电压源的内阻越小越好。内阻太大时，电源内阻上分压过多，致使
解析：电流源的内阻和负载是并联关系，并联可以分流。因此当电流源内阻较小时，它分配到内阻上的电流就会较大，从而造成分配给外电路负载的电流相应较小，由此不仅使电源的利用率太低，还会造成内阻过热而不利于电源。
1．5 电路的等效变换
1、学习指导 （1）电阻等效
本章初步接触到了电路 “等效” 的问题，电路等效是贯穿电路分析基础全课程的一条主线。学习时应深刻领会电路的“等效”概念：等效是指对等效变换之外的电路部分效果相同，对等效变换的电路部分效果一般不相同。
电阻等效关键在于正确找结点，确定各电阻之间的串并联关系或Y或Δ关系。 （2）电源之间的等效变换
两种理想电源之间是没有等效而言的，因为它们是无穷大功率源。而两种实际模型之间是可以等效互换的。在等效互换的过程中一定注意：电源模型连接的端钮位置不能挪动，连接在两个电路端钮上的电压源模型变换为电流源模型时（或电流源模型变换为电压源模型时），电源的内阻不变，只是电流源的数值等于电压源的数值除以其内阻（或电压源的数值等于电流源的数值乘以其内阻）。
2、检验学习结果解析
（1）图1.3（a）所示电路中，设US1=2V，US2=4V，RU1= RU2= R=2Ω。求图（c）电路中
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