电路模型及电路参量
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1.电路模型 电路是各种电气设备与电子器件的有机结合体。本书研究的电路是实际电路的理想模型。实际器件有时可以用单一理想电路元件代替，有时则需用几个理想电路元件的组合来代替。电路模型就是用理想电路元件代替实际电路。 1）集总元件和集总电路 在电路元器件的尺寸远远小于其工作频率下所对应的波长时，意味着这些元器件工作时构成了一个守恒的能量系统，即不与外界发生电磁能量交换。我们称这些电路元件为集总参数元件，简称集总元件。由集总元件构成的电路就叫做集总电路。 2）理想电路元件 ①理想无源元件：电阻元件、电容元件、电感元件等； ②理想有源元件：独立电源（电压源、电流源）；各种受控源 3）实际电路元器件的模型 任何一个实际器件在某种条件下都可以给予它某个适当的模型，以便对电路进行科学的分析。同样的元器件在不同的工作环境下，其模型也是完全不同的，比如晶体三极管。 4）电路模型 为了有效地分析电路，我们常常用理想元件来代替实际电路元器件而组成理想电路，故而叫作电路模型。比如日光灯的线路图： 图1 日光灯的电路图 2.分析电路的目的 在给定的电路结构及其已知电路参数的情况下，获取有关元器件或部分电路的电压、电流以及功率，以便及时了解电路乃至设备的运行状态，这是我们做得最多的事情。另外，通过学习电路基础知识和电子技术，我们可以设计和生产出许多非常有用的电气设备和电子产品。 3.电流 电流的定义 电流，也叫电流强度，是大量电荷定向移动所形成的规模效应。其度量的理论依据是：单位时间内通过导体单位截面积的电荷量。 考虑到自然界存在正负两类电荷，且形成电流的效果刚好是相反的，为分析方便，我们规定：正电荷移动的方向就是电流的实际正方向。电流的单位是安培（Ampere）。 2）电流的参考方向 一般用单向的箭头表示，如下图所示； 图2 电流的参考方向 偶尔也用双下标表示，比如 实际电流的流向与其参考方向只有两种可能：i= 4.电压 1）定义： 电压（工程上又叫做电压降） 电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功就叫AB两点之间的电压。 2）电压的实际方向：由高电位（ ）指向低电位（—）。 5.电位 本质上，电路中任一结（节）点对地的电压就称之为电位，有时也指对中线的电压。一般用一个大写字母U表示，如A点的电位用UA，B点的电位用UB。 1）为了分析电路的方便，规定：电路中电位为0V的结点为参考结点； 2）其余的结点称为非参考结点，其电位为该点对参考结点的电位差； 3）同一电路，参考点选择不同，各结点电位就不同，但任意两个结点之间的电位差（即电压）不变； 4）任一电路最多只能选定一个参考结点。 6.电动势 主要是用来衡量电源力的大小。从物理意义上说，电动势是做正功的，方向是从电源的低电位端指向高电位端。 7.电能 电路元件从t0到t内吸收的能量W，可以用电压和电流来表征： 式中u和
i都是时间的函数，因此，能量也是时间的函数。电压单位为伏特（V），电流单位为安培（A），电能的单位为焦耳（J）。 8.电功率 （电）功率的定义是：元件在单位时间内所做的功，计算式是：p=ui，单位是瓦特。 |
