1.電路模型
電路是各種電氣設備與電子器件的有機結合體。本書研究的電路是實際電路的理想模型。實際器件有時可以用單一理想電路元件代替,有時則需用幾個理想電路元件的組合來代替。電路模型就是用理想電路元件代替實際電路。
1)集總元件和集總電路
在電路元器件的尺寸遠遠小于其工作頻率下所對應的波長時,意味著這些元器件工作時構成了一個守恒的能量系統,即不與外界發生電磁能量交換。我們稱這些電路元件為集總參數元件,簡稱集總元件。由集總元件構成的電路就叫做集總電路。
2)理想電路元件
①理想無源元件:電阻元件、電容元件、電感元件等;
②理想有源元件:獨立電源(電壓源、電流源);各種受控源
3)實際電路元器件的模型
任何一個實際器件在某種條件下都可以給予它某個適當的模型,以便對電路進行科學的分析。同樣的元器件在不同的工作環境下,其模型也是完全不同的,比如晶體三極管。
4)電路模型
為了有效地分析電路,我們常常用理想元件來代替實際電路元器件而組成理想電路,故而叫作電路模型。比如日光燈的線路圖:
圖1 日光燈的電路圖
2.分析電路的目的
在給定的電路結構及其已知電路參數的情況下,獲取有關元器件或部分電路的電壓、電流以及功率,以便及時了解電路乃至設備的運行狀態,這是我們做得最多的事情。另外,通過學習電路基礎知識和電子技術,我們可以設計和生產出許多非常有用的電氣設備和電子產品。
3.電流
電流的定義
電流,也叫電流強度,是大量電荷定向移動所形成的規模效應。其度量的理論依據是:單位時間內通過導體單位截面積的電荷量。
考慮到自然界存在正負兩類電荷,且形成電流的效果剛好是相反的,為分析方便,我們規定:正電荷移動的方向就是電流的實際正方向。電流的單位是安培(Ampere)。
2)電流的參考方向
一般用單向的箭頭表示,如下圖所示;
圖2 電流的參考方向
偶爾也用雙下標表示,比如 表示假定電流從A流向B。
實際電流的流向與其參考方向只有兩種可能:i=1A,說明電流的實際方向與其參考方向一致;如若i = —1 A,則說明了電流的實際方向與參考方向剛好相反。
4.電壓
1)定義:
電壓(工程上又叫做電壓降)
電場力將單位正電荷從A點移動到B點所做的功就叫AB兩點之間的電壓。
2)電壓的實際方向:由高電位(+)指向低電位(—)。
5.電位
本質上,電路中任一結(節)點對地的電壓就稱之為電位,有時也指對中線的電壓。一般用一個大寫字母U表示,如A點的電位用UA,B點的電位用UB。
1)為了分析電路的方便,規定:電路中電位為0V的結點為參考結點;
2)其余的結點稱為非參考結點,其電位為該點對參考結點的電位差;
3)同一電路,參考點選擇不同,各結點電位就不同,但任意兩個結點之間的電位差(即電壓)不變;
4)任一電路最多只能選定一個參考結點。
6.電動勢
主要是用來衡量電源力的大小。從物理意義上說,電動勢是做正功的,方向是從電源的低電位端指向高電位端。
7.電能
電路元件從t0到t內吸收的能量W,可以用電壓和電流來表征:
式中u和 i都是時間的函數,因此,能量也是時間的函數。電壓單位為伏特(V),電流單位為安培(A),電能的單位為焦耳(J)。
8.電功率
(電)功率的定義是:元件在單位時間內所做的功,計算式是:p=ui,單位是瓦特。