第1章 電路基本概念及基本定律

思政引例

千里之行，始于足下。

——老子

社會發展，科技進步，技術變革，越來越離不開電工電子技術發展。電路伴隨著古代電磁現象的發現而產生，到電的誕生，又經歷了工業革命。工業革命把世界科學從蒸汽時代逐步帶入電氣時代、信息化時代，直至當前人工智能、互聯網+、智慧城市及綠色能源時代。電工電子技術與其他學科交叉、融合、相互促進，發展到現在，已經形成相對獨立的技術，例如電力電子、微電子、光電子、機械電子、人工智能等。由于電能便于轉換、傳輸和控制，已經在航空、航天、航海、家庭辦公、自動化生產以及現代智慧城市、智慧小區、樓宇自動化等領域廣泛應用。所以電工電子技術在社會生活、生產、科研等領域具有重要地位。

在日常工作生活中，手電筒是最簡單的直流電路。除此之外，涉及實際應用的電路有很多，如計算機、電視、汽車、火車、飛機、輪船以及艦艇等。這些設備內部電路結構復雜，有直流電路也有交流電路。在當前人工智能逐漸興起成熟的時代，無論是由交流電路還是直流電路組成的設備，人為操控都非常方便簡單。但是若要弄清工作原理，必須從電路原理上進行分析，這就需要具備一定的電路基礎知識。現代飛機戰術技術水平在迅速地發展和提高，這背后需要大量先進綜合航電系統的支撐，如各種航空儀器儀表、導航雷達設備、智能通信設備、飛行控制系統、火力控制系統等，這些設備運行狀態的好壞，直接關系到能否實現復雜飛行動作、飛行安全以及完成作戰任務。以中國研制的多用途輕型戰斗機FC-1“梟龍”為例，該戰斗機包括雷達、通信導航與識別、大氣數據等系統，熟悉這些電子系統能幫助飛行員順利執行各種戰術操作，突顯作戰能力。在飛機系統中，從簡單的飛機照明電路，到復雜的飛機供電系統；從單個的機載通話設備，到衛星通信網絡，它們都是由電路元器件構成的，如電阻、電容、電感、變壓器以及集成電路等。因此，只要涉及電的地方就離不開電路理論的支持。電流特性如同水往低處流，電流總是從高電位流向低電位，但人作為宇宙中意識和智慧的載體，唯有逆流而行，走向高處方能在物質世界閃現意識的光芒。電路分析不是分析實際電路，而是分析由理想電路元件組成的電路模型。本章首先介紹電路的組成和作用，并將實際電路抽象成電路模型；然后介紹電路基本物理量、理想電路元件和電路狀態，從工程案例出發，引出參考方向、相關性、電氣設備額定值、功率平衡、參考電位等基本概念，分析組成理想電路元件的物理性質和外特性；接著，從分析復雜電路角度出發，討論約束電路中回路電壓和結點電流的基爾霍夫定律，為下一章推導電路分析方法奠定基礎。通過本章學習，將為同學們了解電路模型、電路原理和電路分析打下必要的基礎。“天行健，君子以自強不息”，在民族復興的偉大時代，同學們作為社會主義偉大事業接班人，要塑造自己正確的三觀，窮極一生來學習改造世界的本領、鍛造能洞察本質的眼光和追尋真理的勇氣，將全心全意在黨的領導下為人民群眾謀幸福作為人生目標，有電看世界，世界更精彩，有“法”求效率，科學發展觀，事半功倍，祖國更強大，人民更幸福！

學習目標：

1.理解電路作用與組成部分，掌握電路模型。

2.掌握電路中電壓和電流參考方向及相關性，理解理想電路元件物理性質和外特性。

3.掌握歐姆定律，理解電路的工作狀態（通路、開路與短路）。

4.理解基爾霍夫定律并能熟練運用。

5.理解電路中電位的概念，掌握電源與負載判斷，以及功率平衡的概念。