第1章 电路基本概念及基本定律

思政引例

千里之行，始于足下。

——老子

社会发展，科技进步，技术变革，越来越离不开电工电子技术发展。电路伴随着古代电磁现象的发现而产生，到电的诞生，又经历了工业革命。工业革命把世界科学从蒸汽时代逐步带入电气时代、信息化时代，直至当前人工智能、互联网+、智慧城市及绿色能源时代。电工电子技术与其他学科交叉、融合、相互促进，发展到现在，已经形成相对独立的技术，例如电力电子、微电子、光电子、机械电子、人工智能等。由于电能便于转换、传输和控制，已经在航空、航天、航海、家庭办公、自动化生产以及现代智慧城市、智慧小区、楼宇自动化等领域广泛应用。所以电工电子技术在社会生活、生产、科研等领域具有重要地位。

在日常工作生活中，手电筒是最简单的直流电路。除此之外，涉及实际应用的电路有很多，如计算机、电视、汽车、火车、飞机、轮船以及舰艇等。这些设备内部电路结构复杂，有直流电路也有交流电路。在当前人工智能逐渐兴起成熟的时代，无论是由交流电路还是直流电路组成的设备，人为操控都非常方便简单。但是若要弄清工作原理，必须从电路原理上进行分析，这就需要具备一定的电路基础知识。现代飞机战术技术水平在迅速地发展和提高，这背后需要大量先进综合航电系统的支撑，如各种航空仪器仪表、导航雷达设备、智能通信设备、飞行控制系统、火力控制系统等，这些设备运行状态的好坏，直接关系到能否实现复杂飞行动作、飞行安全以及完成作战任务。以中国研制的多用途轻型战斗机FC-1“枭龙”为例，该战斗机包括雷达、通信导航与识别、大气数据等系统，熟悉这些电子系统能帮助飞行员顺利执行各种战术操作，突显作战能力。在飞机系统中，从简单的飞机照明电路，到复杂的飞机供电系统；从单个的机载通话设备，到卫星通信网络，它们都是由电路元器件构成的，如电阻、电容、电感、变压器以及集成电路等。因此，只要涉及电的地方就离不开电路理论的支持。电流特性如同水往低处流，电流总是从高电位流向低电位，但人作为宇宙中意识和智慧的载体，唯有逆流而行，走向高处方能在物质世界闪现意识的光芒。电路分析不是分析实际电路，而是分析由理想电路元件组成的电路模型。本章首先介绍电路的组成和作用，并将实际电路抽象成电路模型；然后介绍电路基本物理量、理想电路元件和电路状态，从工程案例出发，引出参考方向、相关性、电气设备额定值、功率平衡、参考电位等基本概念，分析组成理想电路元件的物理性质和外特性；接着，从分析复杂电路角度出发，讨论约束电路中回路电压和结点电流的基尔霍夫定律，为下一章推导电路分析方法奠定基础。通过本章学习，将为同学们了解电路模型、电路原理和电路分析打下必要的基础。“天行健，君子以自强不息”，在民族复兴的伟大时代，同学们作为社会主义伟大事业接班人，要塑造自己正确的三观，穷极一生来学习改造世界的本领、锻造能洞察本质的眼光和追寻真理的勇气，将全心全意在党的领导下为人民群众谋幸福作为人生目标，有电看世界，世界更精彩，有“法”求效率，科学发展观，事半功倍，祖国更强大，人民更幸福！

学习目标：

1.理解电路作用与组成部分，掌握电路模型。

2.掌握电路中电压和电流参考方向及相关性，理解理想电路元件物理性质和外特性。

3.掌握欧姆定律，理解电路的工作状态（通路、开路与短路）。

4.理解基尔霍夫定律并能熟练运用。

5.理解电路中电位的概念，掌握电源与负载判断，以及功率平衡的概念。