电路是电流流通的路径1.1.1电路的作用电路的作用是进行电能的传输和转换，或是实现信号的传递和处理。1.1.2电路的组成电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。电路可分成电源、负载和中间环节三个部分电源是提供电能的设备，是电路工作的能源，电源的作用是将非电能转换成电能。负载是用电设备，是电路中的主要耗电器件。负载的作用是将电能转换成非电能。中间环节是指电源与负载之间的部分。有一个电饭锅，额定功率为750W，每天使用2小时；一台25吋电视机，功率为150W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？解：（0.75kW×2h＋0.15kW×4h＋0.12kW×8h）×30天＝（1.5度＋0.6度＋0.96度）×30＝91.8度答:每月耗电91.8度流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻本身成反比。I＝(1.4)式中R为电阻，单位为欧姆Ω，常用的单位还有kΩ和MΩ（兆欧），1MΩ＝106Ω。电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为：P＝UI＝I2R＝（1.5）在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非关联参考方向时，如图1.12(b)、(c)所示，欧姆定律的表达式为：I＝－或U＝－IR（1.6）已知图1.12中的电阻为6Ω，电流为2A，求电阻两端的电压U。解：图1.12（a）关联U＝IR＝2A×6Ω＝12V图1.12（b）非关联U＝－IR＝－2A×6Ω＝－12V图1.12（c）非关联U＝－IR＝－2A×6Ω＝－12V计算结果图1.12（a）电压是正值，说明图1.12（a）中的电压实际方向与所标的参考方向一致；图1.12（b）、（c）电压为负值，说明图1.12（b）、（c）中的电压实际方向与所标的参考方向相反。电路如图1.13所示，E1＝40V、E2＝5V、R1＝R2＝10Ω、R3＝5Ω、I1＝3A、I2＝－0.5A、I3＝2A。取d点为参考点，求各点的电位及电压Uab和Ubc。解：各点的电位d点为参考点，Ud＝0VUb＝Ubd＝I3R3＝2A×5Ω＝10VUa＝Uab＋Ubd＝I1R1＋Ubd＝3A×10Ω＋10V＝40V或Ua＝Uad＝E1＝40VUc＝Ucb＋Ubd＝I2R2＋Ubd＝－0.5A×10Ω＋10V＝5V或Uc＝Ucd＝E2＝5V电压Uab=Ua－Ub=40V－10V=30VUbc=Ub－Uc=10V－5V=5V如果选取图1.13中b点为参考点，如图1.14所示，再求各点的电位及电压Uab和Ubc。则可得出：电位Ub＝0VUd＝Udb＝－I3R3＝－10VUa＝Uab＝I1R1＝3A×10Ω＝30VUc＝Ucb＝I2R2＝－0.5A×10Ω＝－5V电压Uab=Ua－Ub=30V－0V=30VUbc=Ub－Uc=0V－（－5V）=5V利用电位的概念可将图1.13所示的电路简化为图1.15所示的形式，不画电源，只标出电位值。这是电子电路惯用的画法。开路、负载和短路1.4.1开路状态电源与负载断开，称为开路状态,又称空载状态。开路状态电流为零，负载不工作U＝IR＝0，而开路处的端电压U0＝E。电源与负载接通，构成回路，称为有载状态。I＝（1.7）U＝IR＝E－IR0(1.8)有载状态时的功率平衡关系为：电源电动势输出的功率PE＝EI电源内阻损耗的功率PR0＝I2R0负载吸收的功率P＝I2R＝PE－PR0功率平衡关系PE＝P＋PR0（1.9）用电设备都有限定的工作条件和能力，称为额定值。使用值等于额定值为额定状态；实际电流或功率大于额定值为过载；小于额定值为欠载。基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律。三个术语：支路：电路中流过同一电流的分支，称为支路。图1.19中共有三条支路。结点：三条或三条以上支路的连接点，称为结点。图1.19中共有两个结点。回路：电路中任一闭合的路径，称为回路。图1.19中共有三个回路。在任一瞬间流入任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。对结点a可以写出：I1＋I2＝I3（1.10）改写成：I1＋I2－I3＝0即：ΣI＝0（1.11）这说明在任一瞬间，一个结点上电流的代数和等于零。KCL解题，首先应标出各支路电流的参考方向，列ΣI＝0表达式时，流入结点的电流取正号，流出结点的电流取负号。已知图1.20中的IC＝1.5mA，IE＝1.54mA，求IB＝?解：根据KCL可得IB＋IC＝IEIB＝IE－IC＝1.54mA