电路分析基础基本概念培训资料

电路分析基础基本概

念

1实际电路：实际电路是各个器件按照一定的方式相互连接而构成电流的通路。以实现电能或电信号的产生、传输、转换、控制和处理等。

模型：是对实体的特征和变化规律的一种表示或者抽象。

理想电路元件：理想电路元件是用数学关系式严格定义的假想元件，每一种理想电路元件都可以表示其实际器件的其中主要的一种电磁性能，理想电路元件是电路模型的最小组成单元。R、L、C是电路中的三类基本元件

电路模型：电路模型是实际电路在一定条件下的科学抽象和足够精确的数学描述。

集总概念：当实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长时，可以把元件的作用集总起来，这样的元件叫做集总元件，这样的电路参数叫做集总参数，由集总元件构成的电路称为集总电路。

分布概念：当实际电路的尺寸可以电路工作时电磁波的波长相比拟时，电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相同，这样的元件叫做分布元件，这样的电路参数叫做分布参数，由分布元件构成的电路叫做分布电路。

集总电路的分类：（1）静态电路（2）动态电路

二端元件：具有两个端子的元件叫做二端元件，又叫单口元件1

支路：电路的每一个二端元件称为一条支路，流经元件的电流叫做支路电流，元件的端电压叫做支路电压。

节点：电路中两条或两条以上的支路的公共连接点叫做节点。回路：电路中由支路组成的任一闭合路径称为回路。

网孔：内部不含有支路的回路叫做网孔。

网络：一般把含有元件较多的电路称为网络。

有源网络：内部含有独立电源的网络

无源网络：内部不含独立电源的网络

平面网络：可以画在一个平面上而不出现任何支路交叉现象的网络。

非平面网络：不属于平面网络即为非平面网络。

KCL：对于任一集总电路的任一节点，在任一时刻，流进（或流出）改节点的支路电流的代数和为零。或表示为流入任一节点的支路电流的等于流出任一节点的支路电流。

KVL:对于任一集总电路的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压的代数和为零。或表示为回路中各支路电压升的代数和等于各支路电压降的代数和。

VCR：元件电压和电流的关系。

电阻：任何一个二端元件，如果在任一时刻，u(t)和i(t)之间存在代数关系f(u,i)=0,即这一关系可以用u-i平面上的一条曲线所决定，而不论电压或电流的波形如何，则此二端元件称为电阻元件。

电阻元件：电阻元件是从实际元件抽象出来的模型。

有源元件：可以向外电路提供能量的元件

无源元件：从不向外电路提供能量的元件

有源一定含源，而含源不一定有源。

电阻元件的特性：

（1）无记忆性

（2）单向性和双向性

电压源：无论流过的电流的大小，其两端的电压总能保持一定的值，这种元件叫做电压源。电压源即可以提供能量，也可以消耗能量。

电流源：无论其两端的电压多少，流过它的电流为恒定值，这样的元件叫做电流源。电流源即可以提供能量，也可以消耗能量。

把没有并联电阻的电流源叫做无伴电流源。

受控源：实际电路中常常有一种不独立的“电源”，其电压或电流不独立存在，而是受控于电路某部分的电流或电压，但它们可以像独立电源那样输出电压、电流和功率，这种非独立的电源叫做受控源。受控源可分为四种，电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）。受控源是一种线性、非时变的双口元件。

独立源和受控源的对比：（1）相同点：1）独立源和受控源都是有源元件。2）独立源和受控源的分析方法相似。

（2）不同点：1）独立源是独立量，受控源是非独立量，不能独立存在。2）独立源是一种激励，而受控源不是。3）独立源表示激励作用，而受控源表示耦合作用。

两类约束：（1）由元件决定的元件约束，即VCR

（2）由元件之间连接而引起的几何约束，也成为拓扑约束，即基尔霍夫定律。

2b支路电流法步骤：（1）先列出独立的KCL方程

（2）再列出独立的KVL方程

（3）最后列出VCR方程

1b支路电流法步骤：

（1）设定各支路的电流的参考方向

（2）对（n-1）个独立节点，按KCL列写（n-1）个独立的节点电流方程。

（3）选取b-(n-1)个独立回路，并设定其绕行方向，按KVL列写出b-(n-1)个以支路电流为变量的独立回路方程。

（4）联立求解以上b个方程组，求得支路电流，再求得其他响应。

网孔分析法的一般形式：

R11i M1+R12i M2+R13i M3=u S11

R21i M1+R22i M2+R23i M3=u S22

R31i M1+R32i M2+R33i M3=u S33

//R11、R22、R33分别称为网孔1、2、3的自电阻。R12、R13、R21、R23、R31、R32分别为网孔1、2、3之间的互电阻。u S11、u S22、u S33分别为网孔1、2、3中各电压源电压升的代数和。网孔分析法只能适用平面电路。

节点分析法的一般形式：

G11u N1+G12u N2+G13u N3=i S11

G21u N1+G22u N2+G23u N3=i S22

G31u N1+G32u N2+G33u N3=i S33

//G11、G22、G33分别称为节点1、2、3的自电导。G12、G13、G21、G23、G31、G32分别为节点1、2、3之间的互电导。i S11、i S22、i S33分别为电流源输送给节点1、2、3的电流的代数和。

运算放大器：运算放大器是集成电路技术制作的一种电压放大倍数很高的多端元件。由于早期用于模拟计算机当中，当配以适当的的外部反馈电路，能完成加减，乘除，积分，微分，等运算，所以称为运算放大器，现在它的应用早已远远超出了这一范围。

运算放大器的三种输入形式：

（1）双端输入（差动输入）

u i=u+-u-

此时输出电压为：u o=Au i=A(u+-u-)

（2）正端输入（同相输入）