一、實際電路的復雜度
有的很簡單,如:手電筒。
有的很復雜,宏觀的如:電力輸電線路。
微觀的如:集成電路芯片。
二、電路的作用
1.能量轉換,傳輸和分配(電 力 系 統(tǒng))
發(fā)電機——升壓變壓器——輸電線——降壓變壓器——負 載
2.信號的傳遞和處理(電話線路,計算機聯(lián)網(wǎng)等)
話筒——放大器——揚聲器(擴音機)
3.測量電量和非電量(電氣儀表,傳感器線路等)
4.信息存儲、數(shù)學運算和設備運行的控制
(計算機的硬盤、u盤、內存條、cpu;變壓器等)
三、電路理論的研究對象
1.電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象
用電流(i,i),電荷(q,q),電壓(u,u)等物理量描述其中的過程。
電路理論主要用于計算電路中各器件的端子電流和端子間的電壓,一般不涉及內部發(fā)生的物理過程。
2.不是實際電路,而是它們的電路模型
在一定假設條件下,可用足以反映其中電磁性質的理想電路元件或它們的組合模擬實際電路中的器件。
電路模型:是由理想電路元件用“理想導線”相互連接而成。
理想電路元件:是具有某種確定的電磁性質的假想元件,是一種理想化的模型并具有精確的數(shù)學定義,是組成電路模型的最小單元。
實際電路中的元器件
低頻信號發(fā)生器的內部結構
手電筒電路
四、電路的組成及其模型
電源(又稱激勵源或輸入):電能或電信號的發(fā)生器。
負載:用電設備。
響應(又稱輸出):由激勵而在電路中產(chǎn)生的電壓(u)和電流(i)。
五、電路建模
1.定義:在一定的假設條件下,可用足以反映其中電磁性質的理想電路元件或它們的組合模擬實際電路中的器件。
2.要求:按不同精確度的要求把給定工作情況下的主要物理現(xiàn)象及功能反映出來。
例:線圈的建模
(1)直流模型—電阻元件
(2)低頻交流模型—電阻r和電感元件l的串聯(lián)組合
r: 導線電阻l :線圈電感量
(3)高頻交流模型—在低頻模型的基礎上還要考慮導體表面的電荷作用,即線間分布電容
實際電感線圈在不同應用條件下的電路模型
六、集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路
1.集總(參數(shù))元件
在任何時刻,流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一端子流出的電流,兩個端子之間的電壓為單值量?!c分布(參數(shù))元件對應
2.集總(參數(shù))電路
由集總元件構成的電路?!c分布(參數(shù))電路對應在本書中,主要討論集總(參數(shù))電路,即:用集總元件及其組合模擬實際的部件和器件,用集總電路作為實際電路的電路模型。
當實際電路的幾何尺寸遠小于電路工作頻率下的電磁波的波長時,可忽略電磁波的輻射能量,實際電路可按集總電路對待。
已知電磁波的傳播速度與光速相同,即c= 3×108 m/s(米/秒)。
我國工業(yè)用電頻率為50hz,對應波長6000km,所以對幾何尺寸遠小于6000km的供電網(wǎng)絡,可按集總參數(shù)電路對待。