大学电路基础-文档资料

媒
体 室
式中dq 为通过导体横截面的电荷量，电荷的单位：
制 作
库[仑]（C）。若dq/dt即单位时间内通过导体横截面
的电荷量为常数，这种电流叫做恒定电流，简称直
流电流，常用大写字母I表示。
11
1,2 电路变量
3、电流的方向
西 安
实际方向——规定为正电荷运动的方向。
电 子
参考方向——假定正电荷运动的方向。
与 系 统
量包括功率和能量等。
多 媒 体
一般它们都是时间t的函数。
室
制
作
10
1,2 电路变量
1、电流的形成
西 在电场力作用下，电荷有规则
s
E
安 电
的定向移动形成 电流，用 i (t)或i
子 科
表示。单位：安[培]（A）。
自由电子
技
大 学
2、电流的大小---电流强度，简称电流
电
路 与 系 统 多
i(t)lti m0q(tt)dd(qtt)
西 安
波长λ，可以认为传送到电路各处的电磁能量是同时到
电 子
达的，这时整个电路可以看成电磁空间的一个点。
科 技
并认为，交织在器件内部的电磁现象可以分开考虑；耗
大 学
能都集中于电阻元件，电能只集中于电容元件，磁能只集中
电 路
于电感元件。（理想化元件或集中参数元件）
与 系
满足以上条件的电路称为集中参数电路，否则称
统 多
为分布参数电路。
媒
体 室 制
例（1）电力输电线，其工作频率为50Hz，相应波长为 6000km，故30km长的输电线，可以看作是集中参数电路。
作 （2）而对于电视天线及其传输线来说，其工作频率为108Hz的
数量级，如10频道，其工作频率约为200MHz，相应工作波长为
1.5m，此时0.2m长的传输线也是分布参数电路。
大
学
电 路
②理想电容元件：只储存电能，
与 系
如各种电容器，可以用理想电容来反映
统 多
其储存电能的特征；
媒
体
室 制
③理想电感元件：只储存磁能，
作 如各种电感线圈，可以用理想电感来反
映其储存磁能的特征；
R 理想电阻模型符号
C
理想电容模型符号 L
理想电感模型符号
5
1.1 引言
6、 电路模型和电路图
西 安
电
路
与 系
时不变电路是最基本的电路模型，是研究时变电
统 多
路的基础。
媒
体
室
制
作 本书主要讨论集中参数电路中的线性时不变电路。
9
西 安 电
为了定量地描述电路的性能，电路中
子 科
引入一些物理量作为电路变量；通常分为
技 大 学
两类：基本变量和复合变量。电流、电压
电 路
由于易测量而常被选为基本变量。复合变
体 室
分析非线性电路的基础。
制
作
8
1.1 引言
3、
时不变电路(time-invariant
与时变电路 circuit)
(time-varying
circuit)
西
安
电 子
时不变电路指电路中元件的参数值不随时间变化的
科 技
电路；描述它的电路方程是常系数的代数或微积分方程。
大 学
反之，由变系数方程描述的电路称为时变电路。
型表示。如灯泡、电炉等在低频电路中
都可用理想电阻表示。
S
US R
RS 电源的模型
手电筒的电路图
L 低频电路中
LR 高频宇航器电路中
LR
更高频电路中
6
1.1 引言
1、 集中参数电路(lumped circuit)与分布参数电路(distributed circuit)
如果实际电路的几何尺寸l 远小于其工作时电磁波的
1.6 电路等效
一、电路等效的概念 二、电阻的串联与并联等效 三、电阻的Y形电路与△形电路
的等效变换 四、等效电阻 1.7 含独立源电路的等效 一、独立源的串联与并联 二、实际电源两种模型及其等效 三、电源的等效转移 1.8 运算放大器
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1
1.1 引言
制
作
3
1.1 引言
西 4、 为什么要引入电路模型
安
电 子
实际电路在运行过程中的表现相当复杂，如：制
科 技
作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，然
大 学
而当电流通过时还会产生磁场。要在数学上精确描述
电 路
这些现象相当困难。为了用数学的方法从理论上判断
与 系
电路的主要性能，必须对实际器件在一定条件下，忽
制
作
电源、负载、导线是任何实际电路都不可缺少的三个
组成部分。
2
1.1 引言
3、 实际电路的功能
西 安
实际电路种类繁多, 功能各异, 主要作用可概括为
电 子
两个方面：
科 技 大
① 进行能量的传输与转换；
学 电
如电力系统的发电、传输等。
路
与
系
统 多
②实现信号的传递与处理。
媒
体 室
如电视机、通信电路等。
电路模型是由若干理想化元件组成的
电 子
电路；将实际电路中各个器件用其模型
科 技
符号表示，这样画出的图称为称为实际
大 学
电路的电路模型图，常简称为电路图。
电 路 与
7、 说明
系
统 ①实际器件在不同的应用条件下，其模
多
媒 型可以有不同的形式；
体
室 制
②不同的实际器件只要有相同的主要电
作 气特性，在一定的条件下可用相同的模
1、 何谓电路(circuit)?
西 由电器件相互连接所构成的电流通路称为电路。
安 电
2、 实际电路的组成
开关
子 科
①提供电能的能源,简称电源；
技
大 学
②用电装置，统称其为负载。
①
②
电
路 与
它将电源提供的能量转换为其他形
系 式的能量；
统
③
多 媒
③连接电源与负载而传输电
体 室
能的金属导线，简称导线。
简单的手电筒电路
1.1 引 言
一、电路模型
西 安
二、电路的分类
电 1.2 电路变量
子
科
一、电流
技 大
二、电压
学
三、功率
电 路
1.3 基尔霍夫定律
与
一、电路图
系
统
二、基尔霍夫电流定律
多 媒
三、基尔霍夫电压定律
体 1.4 电阻元件
பைடு நூலகம்
室 制
一、电阻元件与欧姆定律
作
二、电阻元件吸收的功率
三、举例
1.5 电 源
一、电压源 二、电流源 三、受控源
7
1.1 引言
2、 线性电路(linear circuit)与非线性电路(nonlinear circuit)
西
安
电
子 科
若描述电路特性的所有方程都是线性代数或微积
技 大
分方程，则称这类电路是线性电路；否则为非线性电
学 电
路。
路
与
系 统
非线性电路在工程中应用更为普遍，线性电路常
多 媒
常仅是非线性电路的近似模型。但线性电路理论是
统 多
略其次要性质，按其主要性质加以理想化，从而得到
媒 体
一系列理想化元件。
室
制
作
这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。
4
1.1 引言
5、 几种常见的理想化元件（器件模型）
西 安 电
①理想电阻元件：只消耗电能，
子 科 技
如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电 阻来反映其消耗电能的这一主要特征；