电路原理笔记

第一章．电路原理

端口

⑴电路元件与电路中其它部件联结点称端子，端扭或接线端。

这两个端扭成为一个端口。

⑶与外部电路只有一个端口联结成的子电路称为一端口网络或二端网路。

⑶二端口网络：①二端口网络是最简单多端口网络，研究二端口网络性质对了解多端口网络性质有很大帮助②电路中有许许多多的端元件，或者电子电路都可用二端口网络的概念来进行建模。

⑷关联参考方向：电流参考方向从电压参考方向的正端指向负端。非关联参考方向：电流参考方向从电压参考方向的负端指向正端。

电路模型的建立和电路分析的基本观点。

⑴电路模型：如果人们构造了若干个R.L.C，相互联结构成的电路，其电路关系与实际元件性能相当接近，则称建立了该电路实际元件电路模型。

⑵电路分析基本观点：

⒈抽象：物理模型到电磁场模型再到电路模型的过程称抽象过程。

抽象作用体现：①通过突出主要矛盾来简化分析难度；②通过隐蔽不必要的信息来简化设计过程。

⒉工程近似：对于同一实际电路元件可抽象出不同的电路模型，各种模型精度，复杂程度不同，实际工程可能有大量元件构成，如果所有实际元件，都采用非常精确的电路模型，则会使电路分析过程变的相当复杂，不能适应工程实际需要，一次必须考虑可接受的误差水平，在电路模型精度和电路求解方便程度上进行折中。

⒊等效：当电路中两个子电路在端口上的电压电流关系相同时，称两电路为等效电路，不考虑子电路内部电路电流和电压，则这两个子电路对外的作用效果完全相同。因此在对正果电路进行分析时，这两个子电路，可以相互替代。这种观点称等效观点。

电路用于信号处理

⑴信号时消息的表现形式。

⑵消息：运动和状态变化的直接反映，即待传输、处理的原始对象。

⑶信号分类：①信号表达式是否是确定性函数分为确定性信号和随机信号；②确定性信号中每隔一段时间波形就重复一次——周期信号，不具有周而复始的性质的信号非周期性信号。

③在时间轴上是否是连续的分为连续信号和离散信号。④离散信号取值是否连续分为抽样信号和数字信号。⑤时间，取值均为连续的称模拟信号。

⑷周期信号的平均值dt t x T x x

o ⎰=)(1。

⑸占空比：方波信号在一周内正值部分时间与周期的比值——方波信号的特征量。

⑹国际电工委员会IEC 在电工标准中规定，直流电流（电压）式不随时间变化的电流；交流电流（电压）是平均值为零的周期电流（电压）。

⑺利用电路处理信号的实例：无线电通信系统。

电路用于能量处理 ⑴功率：)()()(t i t u dt

dq dq dw dt dw t p === 当0)(>t p 吸收功率。

当0)(

⑵有效值：一周期内的电流)(t i 在电阻R 上做功效果与某个理想电流I 在电阻R 上做功相同，则电流I 的值称为周期电流)(t i 的有效值。

⑶利用电路处理能量的实例：含高压直流的交流电力系统。

将大功率交流电转换为直流电的装置——整流器，将大功率直流电转换为直流电的装置——逆变器。

电路的分类

⑴动态，静态电路：⒈求解负载仅由电阻构成的电路需要列写若干代数方程这种电路成为电阻电路（静态电路）⒉包含电感、电容需要列出微分、积分方程求出的解与t 相关，这种电路为动态电路。

⑵线性电路与非线性电路：电路方程是否是线性方程。

⑶时变电路与非时变电路：电路中参数是否随时间变化。

⑷无源电路与有源电路：0)()(≥⎰∞-τττd i u t

此为无源，反之有源。

⑸集总参数电路与分布参数电路：集总参数电路指由电阻、电容、线圈等元件临时构建，使用于直流或者低频电流，对电阻、电容等的影响不予考虑的电路。分布参数电路必须考虑电路元件参数的分布性的电路。

第二章

⑴电阻：如果一个二端元件上电压和电流程代数关系，同时在i=0时u=0（即u-i 平面上特性曲线过原点），则称改元件为电阻。

U=Ri

S

L R σ= S 金属材料的截面面积（导体横截面面积）L 金属材料长度，σ金属材料电导率。σρ1=。

ρ为电阻率。

⒈电路中电阻的模型

电导：电导G=1\R

I=Gu

关系

从图1出发讨论两种极限情况下的电阻。由于tan θ=R ，因此当R=0时，势必造成θ=0，此时电阻接线端电压始终为零，称这种状态为短路。

另一种极限情况与短路相对——开路。当R=∞势必造成2π

θ=此时电路始终为零。

关联参考方向，电阻吸收功率 R u R i p /22==

电导吸收功率G i G u p /22==

常见的非线性电阻——二极管。

并非所有二端元件上电压电流都有代数关系。电容和电感这两种重要元件的电压和电流之间表现为微积分关系。

⒉分立与集成电路中的电阻元件

单个使用的电路元件称分立元件。

将若干晶体管集成在一快芯片上一实现比较复杂的功能的集成电路。在集成电路中某些电阻是有金属氧化物半导体场效应晶体管来实现的。

⑵电源

⒈独立电源

接线端上电压或流经元件电流仅由其内部的性质决定，与外接元件或电路无关，将这类元件建模为独立电源。

能保持终端电源独立的元件称作独立电压电源。

能保持终端电流独立的元件称作独立电流电源，

理想直流独立电压（流）源——始终保持电压（流）恒定。

独立电源不一定总是发出功率。充电就是独立电源吸收功率的例子。

在实际电气系统中，独立源向负荷提供电能，从而使电路达到传输能量和处理信号的作用。

⒉受控电源

在电路中存在这另一种情况，即某个元件上的电压由电路中其它部分的电压或电流决定，或者流经某个元件的电流有电路中其它部分的电压或电流决定。为了能够分析含这些元件电路，人们将其建模为受控电源。

受控电源可以实现多种类型信号处理功能，常见的例子就是放大器。它可以将微弱的电信号经受控源产生足够强度的电压或电流，而且可以满足一定范围内失真要求。

受控源由两部分组成：控制端口输出端口。完整描述受控电源要用到二端口网路。