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笔记
第一章 电路模型和电路定律
§1 1
- 电路和电路模型
1.实际电路
实际电路—— 由电器设备组成(如电动机、变压器、晶体管、电容等等),为完成某种
预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。
1
图 是最简单的一种实际照明电路。它由三部分组成:
1)提供电能的能源(图中为干电池),简称电源或激励源或输入,电源把其它形式的
能量转换成电能;
2 )用电设备(图中为灯泡),简称负载,负载把电能转换为其他形式的能量。
3 )连接导线,导线提供电流通路,电路中产生的电压和电流称为响应。
任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。 图1 手电筒电路
实际电路功能:
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、检波等等)。
实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同,但遵循同一理论基础,即电
路理论。
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)的电磁性能的理想电
路元件或它们的组合。
理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、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。
发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为:
1 2 3 4
)消耗电能; )供给电能; )储存电场能量; )储存磁场能量
假定这些现象可以分别研究。将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征,有
如下几种基本的理想电路元件:
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)。
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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——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
需要注意的是:
1)具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一模型表示;
2 )同一实际电路部件在不同的工作条件下,其模型可以有不同的形式。
如在直流情况下,一个线圈的模型可以是一个电阻元件;
在较低频率下,就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟;
在较高频率下,还应计及导体表面的电荷作用,即电容效应,所以其模型还需要包含
电容元件。
实际电路的电路模型取得恰当,对电路的分析和计算结果就与实际情况接近;模型取
得不恰当,则会造成很大误差,有时甚至导致自相矛盾的结果。如果模型取得太复杂就会
造成分析的困难;如果取得太简单,又不足以反映所需求解的真实情况。
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§1-2 电流和电压的参考方向
1.基本物理量
I U Q Φ P
电路理论中涉及的物理量主要有电流 、电压 、电荷 、磁通 、电功率 和电磁能
W
量 。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。
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kA A mA μA 1kA=10 A 1mA=10 A 1μA=10 A
单位: 、 、 、 。
电流的实际方向——规定正电荷的运动方向为电流的实际方
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