电路理论—Ch1电路分析导论.ppt

Ch1 电路分析导论 引言 一、本章内容提要及重点 1.基本概念： （1）电路模型 （2）关联参考方向 （3）基本变量与复合变量 2.普遍规律： （1）互连规律：KCL、KVL和Tellegen定理 （2）公理：电荷守恒、能量守恒 二、著名科学家推荐 Gustau Robert Kirchhoff（基尔霍夫）： 德国著名物理学家（1824～1887）。他在1847年提出了著名的基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL），为电路分析计算奠定了基础。他随后又将KCL和KVL用矩阵形式表述，为100余年后的CAA（矩阵分析）提了理论基础。 三、参考书 1、王 蔼 编著，基本电路理论（第二版）上册，上海交大出版社 2、张年凤 王宏远著，电路基本理论，清华大学出版社、北京交大出版社 § 1.1 电路模型和基本变量 一、电路模型 例1 手电筒电路 见图1—1 例2 晶体管放大电路 见图1—2 1.实际电路： （1）定义：由若干个电子器件或电气元件按一定的规律互连起来的集合体，在这个集合体中具有电流赖以流通的路径，能实现某种特定的功能，叫实际电路。 （2）功能：·提供能量 ·信号信息传输与处理 ·信息存储 ·信息测量 （2）基本关系： I 波长（λ）、电磁波传播速度（c）、频率（f）关系： II 时间（τ）、元件尺寸（d）、电磁波传播速度 （c）关系： III 周期（T）、频率（f）关系： 3. 理想化元件： 定义：在集中假设条件下，对实际电路元件加以理想化，只用一个足以表征该元件主要性质的模型来表示该元件，这个元件模型就叫理想化元件 例：电感线图 4. 电路模型 （1）定义：电路模型是实际电路物理特征的数学抽象。它是由理想化元件按一定互连规律组成，并具有某种功能 的组合体。 （2）研究模型的意义： 科学研究方法：力学——质点模型，电学——点电荷模型 寻找规模，预测实际电路性质 创新：回转器、忆阻 注意：一个实际电路的电路模型并不唯一，在不同条件下，不同应用情况，模型不一样。 例：晶体管低频用H参数模型，高频用混合π型模型或y参数模型。 二、关联一致参考方向 1.参考方向（任意假定） · 电压 电流 2. 关联一致参考方向（规定） 三、集中参数元件电路与分布参数元件电路 1. 集中参数元件与分布参数元件： · 定义：符合集中参数假设条件的元件叫集中参数元件， 不符合集中参数假设条件的元件叫分布参数元件。 例：音频电路 计算机电路 微波电路 3. 集中参数电路与分布参数电路 定义1：由集中参数电路元件构成的电路，就叫集中参数电路。 定义2：由分布参数电路元件构成的电路，就叫分布参数电路。 四、基本变量与复合变量 1. 基本变量 （1）电荷：带电粒子所带的电荷数。Q（恒定）、q(t)(时变)单位：库仑（c） （2）电流：电荷有规则定向运动的表征量，其数值为单位时间内通过导体横截面积的电荷量。I（直流）、i(t)(交流)，单位：安培（A） （3）电压：是电场力对单位正电荷作功的表征量，其数值为电场力把单位正电荷从a点移到b点所作的功。Uab=Ua－Ub U_(直流)、u(t)_交流）单位：伏特（V） (2)能量W(t)： 单位：焦耳(J) 吸收能量（耗能）：W(t)＞0 产生能量（提供）：W(t)＜0 §1.2 基尔霍夫（Kirchhoff）电流定律与电荷守恒公理 一、基本概论 二、电荷守恒公理 公理：电路中的电荷既不能创造，也不能消失，只能在电路中连续流动，不能在电路中任一节点上堆集。 若规定：流入节点j的支路电流ib为负，流出结点j的支路电流ib为正，则KCL可表为： 2.广义KCL：对于任一集中参数电路中的任高斯面（或称封闭面、广义结点），在任一时刻流出高斯面的所有支路电流的代数和为零，即： （2）回路电流或网孔电流不受KCL约束。 （3）KCL方程是以O、+1、－1为系数的线性代数方程，0、+1、－1表明了各支路电流与结点间的关联关系。注意方程中有两套符号： ●KCL方程中各项系数的“+”、“－”是由KCL规定的。 ● KCL方程中各项本身的符号（数值），取决于真实方向与参考方向的关系。 （4）对于具有N个结点，B条支路的集中参数电路，独立的K