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Chapter 1 电路模型与电路定律

电路是由用电器件相互连接而构成的电流的通路。一般来说,实现电能输送和变换的电路称为电工电路;实现信息的传输和处理的电路称为电子电路

电路模型则是用理想电路原件及其组合通过理想导线连接,反映实际电路部件的主要电磁性质,即无法考虑所有物理现象,只考虑最重要物理量的计算分析。

· 基本电路元件

基本的五种理想电路原件如下:

电路原件 作用
电阻元件 消耗电能的元件
电感元件 产生磁场,储存磁场能量
电容元件 产生电场,储存磁场能量
电压源 将其他形式的能量转化为电能的元件
电流源 将其他形式的能量转化为电能的元件

电源称为激励,用电设备称为负载

激励在电路中各部分引起的电压和电流输出称为响应

特征如下:

(1). 只有两个端子(元件的接头)

(2). 可以用电压或电流按照数学方式描述(具有精确数学定义)

(3). 不能再分解为其它元件

这里需要注意两点:

(1). 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件在一定条件下可以用同一电路模型表示.

(2). 同一实际电路部件在不同的应用条件下其电路模型可以有不同的形式.

此处我们给出电感的几类电路模型:

电路中主要物理量如下:

名称 电流 电压 电荷 磁通 磁通链 电功率 电能
表示 II UU QQ Φ\Phi Ψ\Psi PP WW
单位 AA VV CC WbWb WbWb WW JJ

在线性电路分析中主要看:电流,电压,功率.

一般来说在电路分析中,随时间变化的量一般用小写字母表示,用大写字母表示的一般为恒定量

· 参考方向

电流:带电粒子规则定向运动

i(t)=limΔt0ΔqΔt=dqdti(t)=\lim_{\Delta t \to 0}\frac{\Delta q}{\Delta t}=\frac{dq}{dt}

我们规定正电荷运动方向为电流实际方向

实际上我们在分析复杂电路电路中电流随时间变化时,电流实际方向难以判断,因此引入电流的参考方向,即任意指定一个正电荷的运动方向

当然在规定了参考方向后才可写出函数表达,同时相当于把电流看作代数量(大小+方向)

箭头:表示电流参考方向

IABI_{AB} : 表示电流参考方向从 A 到 B .