文章目錄

• 第一章 電路模型和電路定律
• • 電路與電路模型
  • 電流與電壓的參考方向
  • 電功率與能量
  • 電路元件
  • 電阻元件
  • 電壓源與電流源
  • 受控電源
  • 基爾霍夫定律

第一章 電路模型和電路定律

電路與電路模型

實際電路的電路模型由理想的電路元件相互連接而成，理想元件是組成電路模型的最小單元，是具有某種確定電磁性質并有精確數學定義的基本結構。
用理想電路元件或他們的組合模擬實際器件就是建立其模型，簡稱建模。
理想元件：電阻，電容，電感，電流源，電壓源
同一個實際電路部件在不同的應用條件之下，其電路模型可以有不同的形式。

電流與電壓的參考方向

表示方式：箭頭或下標
如果指定留貨元件的電流的參考方向是從標一電壓正極性的一端指向負極性的另一端，即兩者的參考方向一致，稱為關聯參考方向，否則是非關聯參考方向
注意：
(1)分析電路前必須指定電壓與電流的參考方向
(2)參考方向一經指定，必須在圖中標注
(3)參考方向不同時，表達式差一個負號，但實際方向不變

電功率與能量

正電荷從+到-時，電場力做功，元件吸收能量，當電壓與電流參考方向為關聯參考方向時，p>0表示吸收功率，p<0表示發出功率
正電荷從-到+時，電場力做負功，元件放出能量， 當電壓與電流參考方向為非關聯參考方向時，p>0表示發出功率，p<0表示吸收功率
$d_t$時間內，有$d_q$電荷從元件上的電壓“+”極經歷電壓$u$到達電壓的“-”極。根據電壓的定義（A,B兩點的電壓$u$等于電場力將單位正電荷自A點移動到B點所作的功），電場力所作功，也即元件吸收的能量為
$$d_W=u{d}_q$$
假設$i$在元件上和$u$成關聯方向，由i的定義$i=\frac{d_q}{d_t}$,有$d_W=ui{d}_t$，功率是能量的導數，所以元件的吸收功率為$$p=\frac{dw}{dt}=ui$$
從$t_0$到$t_1$的時間內，元件吸收的能量為$W(t)={\int }_{}\mathrm{d}W={\int }_{q(t_0)}^{q(t)}u\mathrm{d}q={\int }_{t_0}^{t}u(\xi )i(\xi )\mathrm{d}\xi$

電路元件

電路元件是電路中最基本的組成的單元。
由集總元件構成的電路稱為集總電路，或稱為具有集總參數的電路。
如果表征元件特性的代數關系是一個線性關系，則該元件稱為線性元件。如果表征元件特性的代數關系是一個非線性關系，則該元件稱為非線性元件。
電路元件按外部連接的端子數分為二端，三端，四端元件。還分為線性元件和非線性元很賤，時不變和時變元件，無源元件和有源元件。

電阻元件

理想線性電阻元件：
在電壓和電流取關聯參考方向時，在任意時刻其兩端的電壓和電流服從歐姆定律
$$u=Ri$$
R是電阻元件的參數，稱為元件的電阻。R是一個正實常數，當電壓單位用V，電流單位用A時，電阻的單位是$\Omega$(歐姆，簡稱歐)
令$G=\frac{1}{R}$，則變為
$$i=Gu$$
G為電阻元件的電導。電導單位是S(西門子，簡稱西)
如果電壓電流參考方向取非關聯參考方向，則$u=?Ri$或$i=?Gu$
電阻的功率
$$p=ui=R{i}^2=\frac{u^2}{R}=G{u}^2=\frac{i^2}{G}$$
$p$始終大于0，所以電阻元件是耗能元件
電阻元件從$t_0$到$t_1$的時間內吸收的電能為
$$W={\int }_{t_0}^{t}R{i}^2(\xi )\mathrm{d}\xi$$

電壓源與電流源

電壓源電壓與通過元件的電流無關，電流的大小由外電路決定，不可短路，電阻為0
電流源的電流與元件的端電壓無關，電流源的端電壓由外電路決定，不可開路，電阻為無窮大

受控電源

受控源分為電壓控制電壓源(VCVS)，電壓控制電流源(VCCS)，電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)

基爾霍夫定律

基爾霍夫電流定律(KCL):在集總電路中，任何時刻，對任一節點，所有流出結點的支路電流的代數和恒等于0
任意封閉曲線（曲面）都可以視為廣義結點
基爾霍夫電壓定律(KVL):在集總電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電源的代數和恒等于0

總結

以上是生活随笔為你收集整理的电路(一)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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