1.直流电路基本概念
直流电路基本概念
1）实际电路
实际电路—由电器设备组成（如电容、晶体管、变压器、电动机等等），为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。图1-9是最简单的一种实际照明电路。它由三部分组成。
图1-9 手电筒电路图
（1）提供电能的能源，简称电源或激励源或输入，电源把其他形式能量转换成电能。
（2）用电设备，简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。
（3）连接导线，导线在电路中提供电流通路。
（4）实际电路功能如下。
①进行能量的传输、分配与转换（如电力系统中的输电电路）。
②进行信息的传递与处理（如信号的放大、滤波、调协、检波等）。
2）电路模型
电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）电磁性能的理想电路元件或它们的组合。
理想电路元件——忽略了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。
（1）发生在实际电路器件中的电磁现象，按性质可分为：①消耗电能；②供给电能；③储存电场能量；④储存磁场能量。
（2）将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征，有如下理想电路元件：
①电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。
②电容——反映产生电场，储存电场能量的特征。
③电感——反映产生磁场，储存磁场能量的特征。
④电源元件——表示各种将其他形式的能量转变成电能的元件。
图1-10所示为电阻、电容、电感电气符号。
图1-10 电阻、电容、电感电气符号
2.电流和电压的参考方向
1）基本物理量
电路理论中涉及的物理量主要有电流I、电压U、电荷Q、磁通Φ、电功率P和电磁能量W。在电路分析中，人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。
2）电流和电流的参考方向
电流——带电粒子有规则的定向运动形成电流。
电流强度——单位时间内通过导体横截面的电荷量。
单位：kA、A、mA、μA。1kA＝103 A；1 mA＝10-3 A；1 μA＝10-6A。
电流的实际方向——规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。
电流的参考方向——假定正电荷的运动方向为电流的参考方向。
电流参考方向的表示规则如下。(www.xing528.com)
（1）用箭头或双下标表示：箭头的指向为电流的参考方向，如图1-11所示由A指向B。
（2）电流的参考方向可以任意指定。
（3）参考方向和实际方向的关系：在指定的电流参考方向下，电流值的正和负就可以反映出电流的实际方向。
图1-11 电流参考方向和实际方向
3）电压和电压的参考方向
电位φ——单位正电荷q从电路中一点移至参考点（φ＝0）时电场力做功的大小。电压U——单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小，即两点之间的电位之差。
单位：kV、V、mV、μV。1 kV＝103 V；1 mV＝10-3 V；1μV＝10-6 V。需要指出以下几点。
（1）电路中电位参考点可任意选择，参考点一经选定，电路中各点的电位值就是唯一的。
（2）当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。
（3）如图1-12所示，电压的实际方向——规定真正降低的方向为电压的实际方向；电压的参考方向——假定的电位降低方向为电压的参考方向。
（4）电压参考方向有三种表示方法：①用箭头表示；②用双下标表示；③用正负极性表示。
（5）参考方向和实际方向的关系：两者一致时U＞0，两者不一致时U＜0。在指定的电压参考方向下，电压值的正和负就可以反映出电压的实际方向。
4）关联参考方向
如果指定流过元件的电流参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，即两者采用相同的参考方向称关联参考方向；当两者不一致时，称为非关联参考方向。
图1-12 电压参考方向和实际方向
需要指出以下几点。
（1）分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
（2）参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号），在分析计算过程中不得任意改变。
（3）参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。
3.电功率和能量
1）电功率
（1）定义：单位时间内电场力所做的功称为电功率。
（2）单位：W、kW、mW。
1 kW＝103；1 mW＝10-3 W；1μW＝10-6 W。
（3）电功率与电压和电流的关系：
2）电路吸收或发出功率的判断
（1）u、i取关联参考方向，显示正电荷从高电位到低电位失去能量，P＝ui表示元件吸收功率。P＞0吸收正功率（实际吸收）；P＜0吸收负功率（实际发出）。
（2）u、i取非关联参考方向
P＝ui表示元件发出的功率：P＞0发出正功率（实际发出）；P＜0发出负功率（实际吸收）。对一完整的电路而言，发出的功率等于消耗的功率，满足功率平衡。
思考题：若电流参考方向和实际方向一致时，电流取值为正，结论对吗？
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