1、第一章第一章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 一、电路模型一、电路模型 二、电路的分类二、电路的分类1.1 1.1 引言引言 目录目录 一、电流一、电流 二、电压二、电压 三、电功率和能量三、电功率和能量1.2 1.2 电路变量电路变量 一、电路图一、电路图 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律 三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律1.3 1.3 基尔霍夫基尔霍夫 电流定律电流定律 一、电阻元件与欧姆定律一、电阻元件与欧姆定律 二、电阻元件吸收的功率二、电阻元件吸收的功率 三、举例三、举例1.4 1.4 电阻元件电阻元件 一、电压源一、电压源 二、电流源二、电流源 三、受控源
2、三、受控源1.5 1.5 电源电源 一、电路等效的概念一、电路等效的概念 二、电阻的串联与并联等效二、电阻的串联与并联等效 三、电阻的三、电阻的Y Y形电路与形电路形电路与形电路 的等效变换的等效变换 四、等效电阻四、等效电阻1.61.6不含独立源不含独立源电路的等效电路的等效 目录目录 一、独立源的串联与并联一、独立源的串联与并联 二、实际电源两种模型及其等效二、实际电源两种模型及其等效 三、电源的等效转移三、电源的等效转移1.7 1.7 含独立源含独立源电路的等效电路的等效 一、理想运放的符号及电路模型一、理想运放的符号及电路模型 二、理想运放的三种运算方式二、理想运放的三种运算方式 三、
3、运放的两种典型运算三、运放的两种典型运算1.81.8 运算放大运算放大器概述器概述 目录目录-电在日常生活、生产和科学研究工作中得到了广泛应用。在收录机、电视机、录像机、音响设备、计算机、通信系统和电力网络中都可以看到各种各样的电路。这些电路的特性和作用各不相同。由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备按一定电气器件和设备按一定的方式连接而成（或有机地组成）的电路，称为的方式连接而成（或有机地组成）的电路，称为实际电路实际电路。实际电路具有某种实际的功能功能。实际的电路都有一定的尺寸尺寸。1.1 引言引言（1 1）实际电路的概念）实际
4、电路的概念1.1.1 电路电路（Electrical circuit）1.1.1 电路电路（Electrical circuit）1.1 引言引言 电路是电流所流经的路径,称电子回路；或 电路是指由实际电元器件构成的电流的通路；或 电路是由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路。或 电路是由电气设备和元器件（用电器），按一定方式联接起来构成的网络。l 在电路输入端加上电源使输入端产生电势差，电路即可工作。有些直观上可以看到一些现象，如电压表或电流表偏转、灯泡发光等；有些可能需要测量仪器知道是否在正常工作。（1 1）电路的概念）电路的概念1.1.1 电路电路（Electrical circuit
5、）1.1 引言引言电 阻 器电 容 器线圈晶体管运算放大器电池简单的手电筒电路电源负载连接导线开关1.1.1 电路电路（Electrical circuit）1.1 引言引言（1 1）电路的概念）电路的概念1.1.1 电路电路1.1 引言引言-电路由电源、负载、连接导线和辅助设备四大部分组成。l电源是可将其他形式的能量转换成电能、向电路提供电能的装置;l负载：用电装置，统称为负载。是可将电能转换成其它形式的能量、在电路中接受电能的设备;l连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传输电能的作用。l辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备包括各种开关
6、、熔断器、电流表、电压表及测量仪表等。例如，电池是把化学能转变成电能；发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多，转变成电能的方式也很多。电源分为电压源与电流源两种，只允许同等大小的电压源并联，同样也只允许同等大小的电流源串联，电压源不能短路，电流源不能断路。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例如，电炉把电能转变为热能；电动机把电能转变为机械能，等等。通常使用的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。连接电源与负载而传输电能的金属导线，简称导线（2）电路的构成）电路的构成1.1.1 电路电路1.1 引言引言（3）实际电路的功能u一是实现电能电能的产生、传输、分配和转换使用的产生、传输、
7、分配和转换使用。l强电强电类。类。l电力系统中电路的主要作用是传输功率，电能的传输、分配和转换。例如电力网络将电能从发电厂输送到各个工厂、广大农村和千家万户，供各种电气设备使用。实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概括为括为1.1.1 电路电路1.1 引言引言3 负载1 电源2 中间环节输电线l 负载：电能其它形式的能量l 中间环节：连接电源和负载，传输、分配电能l 电源：其它形式的能量电能，（3）实际电路的功能 实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概括为括为1.1.1 电路电路1.1
8、引言引言u二是实现电信号电信号的产生、传输、处理、放大、的产生、传输、处理、放大、存储和使用存储和使用。l弱电弱电类。类。l电子技术中的电路可对电信号进行传递、变换、储存和处理。例如通信系统、计算机网络都是传递信号。（3）实际电路的功能 实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作用可概括为括为信号源负载l 话筒把声音（信息）电信号l 扬声器把电信号 声音（信息）若要细分电路作用，又可分为通信领域，车辆领域、医疗领域等。包括各种各样的车辆、传感器、雷达原理、测试设备等。作为电气工程系学生，这两方面都需要认真学习。例如电力系统的智能化问题，电力网的连接方
9、式、供电设备也是信号控制与传输。1.1.1 电路电路1.1 引言引言（3）实际电路的功能例1：卡拉OK例2：打电话将一个用户的信息传送给另一个用户通过通信系统完成信息的传递和交换1.1.1 电路电路1.1 引言引言1.1.1 电路电路1.1 引言引言l 按照流过的电流性质，一般分为两种：直流电通过的电路称为“直流电路直流电路”，交流电通过的电路称为“交流电路交流电路”。l 电路规模的大小，可以相差很大，小到硅片上的集成电路集成电路，大到高低压输电网高低压输电网。l 根据所处理信号的不同，电子电路可以分为模拟电路模拟电路和数字电路。l 根据应用：l 电路又可分为(1)实际电路实际电路和(2)电路
10、模型电路模型光电电路：光电电路：如太阳能电路。电机电路。电机电路：常运用於大电源设备、如电力设备、运输设备、医疗设备、工业设备。显示器电路：显示器电路：形成萤幕、电视、仪表等各类显示器等（4 4）电路的分类）电路的分类1.1 引言引言u 根据实际电路的几何尺寸（d）与其工作信号波长（）的关系，可以将它们分为两大类：l 集总（或集中）参数电路集总（或集中）参数电路(lumped circuit)：满足d 条件的电路l 分布参数电路分布参数电路(distributed circuit)：不满足d 条件的电路（与电磁场原理有关，能量可能辐射到空间）说明：本书只讨论集总参数电路集总参数电路1.1.1
11、电路电路（4 4）电路的分类）电路的分类 实际电路例实际电路例3：低频信号发生器的内部结构：低频信号发生器的内部结构一个较老的设备电路，观察元器件结构一个较老的设备电路，观察元器件结构滤波电源工作电路：产生不同的信号频率现在电路用集成电路实现，做的很小现在电路用集成电路实现，做的很小电阻电 容 器晶体管u电路理论主要研究：，一般用电流、用电流、电压电压(有时还用电荷、磁通有时还用电荷、磁通)来描述电路中的工作过程来描述电路中的工作过程。l 只关心电路中各器件端的电流器件端的电流和端子间的电压端子间的电压，而不涉及器件内部的物理过程。u以上电路理论研究的现象，只有在满足集中化假设集中化假设的条件
12、下才是合理的。u集总假设反映一种基本电磁现象。1.1 引言引言1.1.2 集总参数电路集总参数电路u 实际的器件、连接导线以及由它们连接成的实际电路都有一定实际电路都有一定的尺寸，占有一定的空间的尺寸，占有一定的空间，l 电磁能量的传播速度(c=3108m/s)是有限有限的l 如果电路尺寸电路尺寸d 1010 Hz，1mm10cm。l 在这种情况下，集中电路概念完全被破坏，在这种情况下，集中电路概念完全被破坏，只能用电磁场理论分析各种现象。只能用电磁场理论分析各种现象。如天线，它的下端有电流，顶端电流为零。如天线，它的下端有电流，顶端电流为零。1.1 引言引言1.1.2 集总参数电路集总参数电
13、路 设联接于电视接收天线与电视机间的平行双导设联接于电视接收天线与电视机间的平行双导线线(称传输线称传输线)没有损耗，并延伸至无限长没有损耗，并延伸至无限长(这样这样可不涉及反射波可不涉及反射波)，若天线端口，若天线端口A点感生了频率点感生了频率为为100MHz，即即 =2108rad/s 的电压。的电压。vA(t)=VmSint，在距，在距A点点1.5m 处处B点的电压点的电压vB(t)相对于相对于A点的电压点的电压vA(t)将延迟将延迟 相当于相位落后相当于相位落后t0=2108510-9=rad，于是于是B点的电压点的电压 vB(t)=VmSin(t-)=-VmSint=-vA(t)。9
14、081.55 10 s3 10t与与A点的线间电压反相。这信号的波长点的线间电压反相。这信号的波长 883 103m10 A到到B这段传输线能不能看作集中参数电路？这段传输线能不能看作集中参数电路？1.1 引言引言 若若C点距点距A点较近为点较近为0.015m，从，从A点到点到C点点的传输时间是的传输时间是510-11s 相位落后相位落后2108510-11=10-2 rad=1.8 在任意时刻在任意时刻t均可认为均可认为vC(t)vA(t)，即可以即可以将该段传输线看作是集中参数电路。这是将该段传输线看作是集中参数电路。这是AC间的距离远小于信号波长的缘故。间的距离远小于信号波长的缘故。1.
15、1 引言引言1.1 引言引言1.1.3 分布参数电路分布参数电路u在实际问题中，参数的分布性质是普遍存在的。l 但在很多情况下可以部分甚至全部地忽略这种分布性质，以便简化对问题的研究。u可以用有限个变量描述的系统，称为集中参数系统或集总参数系统。u状态变化不能只用有限个参数而必须用场不能只用有限个参数而必须用场（场是一维或多维（场是一维或多维空间变量的函数）空间变量的函数）来描述的系统，称为分布参数系统分布参数系统。例如：对于一个有质量分布的有质量分布的弹性飞行器弹性飞行器，在研究它的扭转运动它的扭转运动时，必须考察其内部各点的运动，把它当作分布参数系统。但在研究它的整体运动轨线运动轨线时，就
16、不必逐点考虑其内部运动，而把质量集中到质心来分析，即把它当作集中参数系统。1.1 引言引言分布参数系统的典型实例有：u 电磁场、引力场、温度场等物理场，u 弹性梁型的运动体；大型加热炉；水轮机和汽轮机；化学反应器中的物质分布状态；长导线中的电压和电流等控制对象；环境系统（如污染物在一区域内的分布）；生态系统（如物种的空间分布）；社会系统（如人口密度分布）等。u 此外，若运动过程包含因在某种场内传递而造成的时滞,则这种时滞系统时滞系统也属于分布参数系统。u 分布参数系统广泛应用于热工、化工、导弹、航天、航空、核裂、聚变等工程系统，以及生态系统、环境系统、社会系统等。1.1.3 分布参数电路分布参
17、数电路1.1 引言引言例：电路里面的分布参数模型u电路里面的参数的分布性：指指电路中同一瞬间相邻两点电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相同的电位和电流都不相同。l 这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的函数外，还是空间坐标的函数。即即i=i(x,t)，v=v(x,t)。一个电路应该作为集总参数电路，还是作为分布参数电路，或者说，要不要考虑参数的分布性，取决于电路本身的电路本身的线性尺寸线性尺寸与表征其内部电磁过程的电压、电流的波长波长之间的关系。1.1.3 分布参数电路分布参数电路1.1 引言引言u实际电路中实际电路中参数参数具有具有分布性，分布性，必须考虑参数分布性的电必须考虑参数
18、分布性的电路，称为路，称为分布参数电路。分布参数电路。u1u21500m+-例例：室内室内1500m电线电线f=50 Hzkm6000501038 fv 1500m的输电线处理为集总参数电路的输电线处理为集总参数电路延时时间延时时间s105103150068 ttUu 100sinm1)09.0100sin()0005.0100sin()000005.0(100sinmmm2 tUtUtUu u1 u21.1.3 分布参数电路分布参数电路tUu 100sinm1)2100sin()005.0(100sinmm2 tUtUu1500km的输电线应处理为分布参数电路的输电线应处理为分布参数电路15
19、00km的输电线的输电线u1u21500km+-延时时间延时时间s105103150000038 tu电力系统中，远距离的高压电力传输线即是典型的分布参数电路，因50赫芝的电流、电压其波长虽为 6000 千米，但线路长度达几百甚至几千千米，已可与波长相比。u通信系统中发射天线等的实际尺寸虽不太长，但发射信号频率高、波长短，也应作分布参数电路处理。1.1 引言引言u研究分布参数电路时，常以具有两条平行导线、而且参数沿线均匀分布的传输线为对象。这种传输线称为均匀传输线均匀传输线（或均匀长线）。l 作这样的选择是因为实际应用的传输线可以等效转换成具有两条平行导线形式的传输线，而且这种均匀的传输线容易
20、分析。1.1.3 分布参数电路分布参数电路u传输线是传送能量或信号的各种传输线的总称。l 其中包括电力传输线、电信传输线、天线等。l 传输线又称长线。由于它具有在空间某个方向上其长度已可与其内部电压、电流的波长相比拟，而必须考虑参数分布性的特征，所以是典型的分布参数电路。1.1 引言引言1.1.3 分布参数电路分布参数电路u 分布参数特点：l 信号的传输具有电磁波的性质，信号的传输具有电磁波的性质，在传输线中将会受到一在传输线中将会受到一定程度的退化和变质，定程度的退化和变质，如出现延时、畸变、回波、串音、散射等现象时，均为传输线效应。u最典型的传输线，是由在均匀媒质中放置的两根平行直导体构成
21、的，其通常的形式如下:（a）两线架空线（b）同轴电缆（c）二芯电缆（d）一线一地传输线1.1 引言引言1.1.3 分布参数电路分布参数电路R0 单位长度的电阻，单位长度的电阻，G0单位长度的电导，单位长度的电导，L0 单位长度的电感，单位长度的电感，C0单位长度的电容。单位长度的电容。x x分得愈小，就愈接近实际情况。分得愈小，就愈接近实际情况。称这种连续分布的电路参数为称这种连续分布的电路参数为分布参数，分布参数，这样的电路为这样的电路为分布参数电路。分布参数电路。0Lx0Rx 0Gx0Cx 1.1 引言引言1.1.3 分布参数电路分布参数电路u 在电路中三种参数是连续分布的，即在电路的任何
22、部分都既有电阻，又有电容，又有电感。如两根并行导线：1.1 引言引言例1：电力信号的传输、处理。电力信号的传输、处理。电力系统的工频50Hz，波长=6000Km 因此，电力线基本上是集中参数电路，因为从发电厂到家里，一般没有6000Km，所以能量不会向空中辐射。但若是远距离传输，比如从三峡水电站传送到上海或更远的地方，这时应该考虑辐射问题。因为几千公里的传输线可能向外辐射能量，损失能量。fc例2：电子信号的传输、处理。信号的传输、处理。若卫星通讯工作频率为 2000MHz，波长=15cm。此时设计的工作电路、天线的尺寸要求要小，若尺寸大了，布线距离长了，对整个电路的性能会有很大的影响。因此，在
23、设计高频工作电路时，本书所学的一些知识就不能运用了。要继续学习高频电路技术相关知识。这两个例子，是两个不同的专业方向，电路性能要求和设计不同。1.1.4 电路模型电路模型1.1 引言引言分析任何一个物理系统，都要用理想化的模型描述该系统。u问题：问题：要分析实际电路的物理过程及状态，需构造出能描述、描述、反映该实际电路物理性质、电气特性反映该实际电路物理性质、电气特性的理想化电路模型理想化电路模型。通过对电路模型进行分析，得出反映实际电路物理过程实际电路物理过程的结果。（1）问题引入：）问题引入：质点：没有一定尺寸，有一定的质量。物理学中所用的模型。直线：没有宽窄、厚薄的线。数学研究中的模型。
24、各种科学研究都要用到不同的模型。（2）实际元件的模型1.1 引言引言1.1.4 电路模型电路模型实际电路在运行过程中的表现相当复杂，如：制作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，然而当电流通过时还会产生磁场。要在数学上精确描述这些现象相当困难。为了用数学的方法从理论上判断电路的主要性能，必须对实际器件在一定条件下，忽略其次要性质，按其主要性质加以理想化，从而得到一系列理想化元件。这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。一个实际元件在某种条件下某种条件下都可以找到它的模型。有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想元件构成，有些实际元件的模型比较复杂，要用几种理想元件来构成。i例如：一个
25、白炽灯在有电流通过时R R L 消耗电能（电阻性）产生磁场储存磁场能量（电感性）忽略L1.1 引言引言1.1.4 电路模型电路模型（2）实际元件的模型工程上实际电气装置品种繁多工程上实际电气装置品种繁多,千差万别。千差万别。实际元件实际元件 电气器件电气器件 电气装置电气装置进行科学抽象的概括：进行科学抽象的概括：用用数学模型数学模型表示表示电气器件外部功能电气器件外部功能。模型元件模型元件 电路元件电路元件 电路模型电路模型1.1 引言引言u模型元件模型元件或或理想电路元件理想电路元件是是实际实际电路电路元元/器件的理想化器件的理想化和近似和近似，用用数学数学模型模型反映实际电气器件的反映实
26、际电气器件的主要电磁性能主要电磁性能。l模型元件模型元件电特性唯一、精确，可定量分析和计算。电特性唯一、精确，可定量分析和计算。u模型元件模型元件分为有源和无源两大类分为有源和无源两大类：l无源无源二端元件二端元件包括包括电阻元件电阻元件(只具耗能的电特性只具耗能的电特性)、电感元件电感元件(只具有只具有存储磁能的电特性存储磁能的电特性)；电容元件电容元件(只具有存储电能的电特性只具有存储电能的电特性)。l有源有源二端元件二端元件包括包括理想电压源理想电压源(输出电压恒定，输出电流由它和负输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定载共同决定)、理想电流源理想电流源(输出电流恒定，两端电压由它和负
27、载共输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定同决定)等。等。1.1.4 电路模型电路模型（2）实际元件的模型1.1 引言引言 从电气性质、数学抽象上说，从电气性质、数学抽象上说，电路模型电路模型是实际电路抽象而成，是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的物理性质、电气特性。它近似地反映实际电路的物理性质、电气特性。从拓朴结构上说，从拓朴结构上说，电路模型电路模型由一些不同特性的理想模型元件，由一些不同特性的理想模型元件，用理想导线按照不同的方式、规则连结构成不同特性的理想用理想导线按照不同的方式、规则连结构成不同特性的理想化电路，化电路，使之具有实际装置的主要电磁性能使之具有实际装置的主要电
28、磁性能。u 电路模型电路模型-在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处析研究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即用抽象的理想电路元件模型及其组合近似的代替实理，即用抽象的理想电路元件模型及其组合近似的代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型电路模型。（3）电路模型概念：）电路模型概念：1.1.4 电路模型电路模型l电路模型是由若干理想化元件组成的；l将实际电路中各个器件用其模型符号表示，这样画出的图称为称为实际电路的，常简称为。1.1 引
29、言引言电源负载连接导线电路实体电路模型 由集总（理想）元件构成的电路叫电路模型，又称集总电路。我们所研究的是电路模型而不是实际电路。SERSRL+_无阻导线1.1.4 电路模型电路模型（3）电路模型概念：）电路模型概念：u电路模型近似地描述实际电路的电气特性电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的根据实际电路的不同工作条件不同工作条件以及对模型精确度的不同要求以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。现在以线圈为例加以说明。l 实际线圈的主要特性是电感。一般实际线圈的主要特性是电感。一般用一个电感表
30、示，用一个电感表示，l 一般电感的电阻很小，若要考虑电一般电感的电阻很小，若要考虑电感电阻，可以串联一个很小的电阻；感电阻，可以串联一个很小的电阻；l 有些电路（高频）需要考虑每有些电路（高频）需要考虑每 匝线匝线圈之间的电场相互耦合，部分能量圈之间的电场相互耦合，部分能量是通过耦合传递的，因此需要考虑是通过耦合传递的，因此需要考虑电容特性。电容特性。1.1 引言引言图图13 线圈的几种电路模型线圈的几种电路模型 (a)一般线圈的图形符号一般线圈的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模型线圈通过低频交流的模型 (c)线圈通过高频交流的模型线圈通过高频交流的模型1.1 引言引言1.1.4 电路模型
31、电路模型（4）电路模型的表示方法：电路模型的表示方法：电路图：电路图：用电路元件符号表示电路连接的图，叫电路图。电路数据电路数据(表格或矩阵表格或矩阵)1.1 引言引言 本书主要讨论电路模型，常简称为电路，请注意加以区别。本书主要讨论电路模型，常简称为电路，请注意加以区别。它表示它表示 电路元件的特性电路元件的特性 元件间的连结关系：拓朴结构元件间的连结关系：拓朴结构l 电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成。l 元件符号表示实际电路中的元件，它的形状与实际的元件不一定相似，甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点，而且引脚的数目都和实际元件保持一致。l 连线表示的是实际电路
32、中的导线，在原理图中虽然是一根线，但在常用的印刷电路板中往往不是线而是各种形状的铜箔块，就像收音机原理图中的许多连线在印刷电路板图中并不一定都是线形的，也可以是一定形状的铜膜。l 结点表示几个元件引脚或几条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元件引脚、导线，不论数目多少，都是导通的。l 注释在电路图中是十分重要的，电路图中所有的文字都可以归入注释类。在电路图的各个地方都有注释存在，它们被用来说明元件的型号、名称等等。l PROTEL、Protel DXP，Pads、Pcad、Orcad、powerlogic,allegro,Mentor,powerpcb、AutoCAD、CAXA等等均可绘
33、制电路图l 通常所说的电路图是用“理想导线”将一些电路元件符号按一定规律连接组成的图形。电路图中，元件符号的大小、连线的长短和形状都是无关紧要的，只要能正确地表明各电路元件之间的连接关系即可。l 电路图是人们为研究、工程规划的需要，用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图。由电路图可以得知组件间的工作原理，为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。在设计电路中，工程师可在纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装。通过调试改进、修复错误、直至成功。采用电路仿真软件进行电路辅助设计、虚拟的电路实验，可提高工程师工作效率、节约学习时间，使实物图更直观。l 电路图有原
34、理图、方框图、装配图和印板图等采用采用集总电路模型集总电路模型意味着不考虑电路中电场与意味着不考虑电路中电场与磁场的相互作用，不能考虑电磁波的传播现象，认磁场的相互作用，不能考虑电磁波的传播现象，认为电能的传送是瞬间完成的。为电能的传送是瞬间完成的。当电路的尺寸大于最高频率所对应的波长或两当电路的尺寸大于最高频率所对应的波长或两者属于同一数量级时，便不能作为集总电路处理，者属于同一数量级时，便不能作为集总电路处理，应作为应作为分布（分布（distributed）参数电路参数电路处理。处理。1.1 引言引言1.1.4 电路模型电路模型 开关 +干 US 电 _ RL 池 灯泡 R0 实际电路 电
35、气/原理原理图 电路图（电路模型）电气图、电路模型、图形符号电气图、电路模型、图形符号图图11 手电筒电路（功率的传输）手电筒电路（功率的传输）常用电路图来表示电路模型常用电路图来表示电路模型(a)实际电路实际电路 (b)电原理图电原理图 (c)电路模型电路模型 (d)拓扑结构图拓扑结构图图图12 晶体管放大电路晶体管放大电路(a)实际电路实际电路 (b)电原理图电原理图 (c)电路模型电路模型 (d)拓扑结构图拓扑结构图放大电路传感器电气和电器有什么不同？u 电器是具体的物体形象，电气是不可触摸的分类概念！电气包含电器。u 电气就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和
36、环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等。u 电器：泛指所有用电的器具，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。但现在这一名词已经广泛的扩展到民用角度，从普通民众的角度来讲，主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如电视机，空调，冰箱，洗衣机，各种小家电等等。建模建模 分析计算分析计算 物理系统物理系统 电路模型电路模型物理系统的状物理系统的状态、各个所求态、各个所求的电量等的电量等u 任何一个门类的知识均包含着“分析”与“综合”两
37、个部分，本课程着重在于“分析”u本课程研究的对象为电路模型，非实际电路u 电路基础课程研究的内容为求解电路的状态，研究系统中能量的变化1.1.5 电路分析和电路综合电路分析和电路综合1.1 引言引言实际电路电路模型计算分析电气特性 电路分析1.1 引言引言抽象1.1.5 电路分析和电路综合电路分析和电路综合 电路分析：电路分析：给定电路结构及有关电路参数，计算给定电路结构及有关电路参数，计算电路各部分的电压、电流及功率，研究电路的激电路各部分的电压、电流及功率，研究电路的激励与响应之间的关系，分析电路的特性等等。励与响应之间的关系，分析电路的特性等等。l 激励：电源或信号源的电压或电流，它推动
38、电路工作，即产生电路各部分电压或电流的原因。l 响应：激励在电路各部分产生的电压和电流，即研究电路中因果关系。电路综合：电路综合：根据要求给定电路特性，设计电路根据要求给定电路特性，设计电路的形式并计算电路元件的参数，从而确定电路的形式并计算电路元件的参数，从而确定电路的结构。的结构。1.1 引言引言1.1.5 电路分析和电路综合电路分析和电路综合实际电路电路模型计算分析电气特性 电路分析 电路综合抽象1.1 引言引言u 在分析电路时，在分析电路时，电器装置电器装置用电路模型近似表示是用电路模型近似表示是有条件的，有条件的，条件变了，电路模型也要作相应的改条件变了，电路模型也要作相应的改变。变
39、。电路分析理论所研究的对象都是由理想电路元件组成的实际电路的电路模型。u 目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。设计出新的电路。1.1.5 电路分析和电路综合电路分析和电路综合近年来，有些学者提出电路的“故障诊断”应作为电路理论的第三类问题。电路的故障诊断是指预报故障的发生及确定故障的位置、识别故障元件的参数等技术。电路的综合与设计、电路的故障诊断都以电路分析为基础。1.1 引言引言1.1 引言引言1.1.5 电路分析和电路综合电路分析和电路综合总结：用理想化的模型模拟实际电路总有一定的近似性，也就是说，用电路元件互连来模拟实际电路，只是近似地反映实际电路中所发生的物理过程。不过，由于电路元件有确切的定义，分析运算是严谨的，这就能保证这种近似有一定的精度，而且还可根据实际情况改善电路模型，使电路模型所描述的物理过程更加逼近实际电路的物理过程。大量的实践经验表明，只要电路模型选取适当，按理想化电路分析计算的结果与相应实际电路的观测结果是一致的。当然，如果电路模型选取不当，则会造成较大的误差，有时甚至得出互相矛盾的结果。1.1 引言引言
