电路分析基础第一章

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1、第一章电路的基本规律1.1引言1.3基尔霍夫定律1.2电路的基本变量1.4电阻元件1.5电源1.6不含独立源电路的等效1.7含独立源电路的等效1.1引言1.1.1电路模型1.1.2集中参数电路1.1.3电路理论与任务第一章引言1.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、控制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。电路的作用：（1）实现电能的传输和转换。（2）实现电信号的传递和处理。2.由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电

2、池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路称为实际电路。电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管电路分析(analysis)：在给定的激励(excitation)下，求结构已知的电路的响应(response)。电路已知激励给定响应待求re电路综合(synthesis)：在特定的激励下，为了得到预期的响应而研究如何构成所需的电路。电路未知激励已知目标给定re3.电路分析与电路综合电路分析的过程：4.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设计出新的电路。5.任务：掌握电路的基本理论和电路分析的方法

3、。实际电路电路模型计算分析电气特性电路分析电路综合6.电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的电气特性。电路模型由一些理想电路元件用理想导线连结而成。用不同特性的电路元件按照不同的方式连结就构成不同特性的电路。电路一词的两种含义:(1)实际电路;(2)电路模型。本书主要讨论电路模型，常简称为电路，请读者注意加以区别。电路模型的表示方法：它表示(1)电路图(2)电路数据(表格或矩阵)(1)电路元件的特性(2)元件间的连结关系图1－1手电筒电路常用电路图来表示电路模型(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图表1-1

4、部分电气图用图形符号(根据国家标准GBA728)名称符号名称符号名称符号导线传声器电阻器连接的导线扬声器可变电阻器接地二极管电容器接机壳稳压二极管线圈，绕组开关隧道二极管变压器熔断器晶体管铁心变压器灯运算放大器直流发电机电压表电池直流电动机(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图图1－2晶体管放大电路常用电路图来表示电路模型根据实际电路的不同工作条件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。现在以线圈为例加以说明。图1－3线圈的几种电路模型(a)线圈的图形符号(b)线圈通过低频交流的模型(c)线圈通

5、过高频交流的模型(a)(b)(c)RLRLC电路模型近似地描述实际电路的电气特性。电路的组成：电源，导线，负载和开关等。无源电路元件：电阻，电感，电容。有源电路元件：电压源，电流源。电路元件.E＋－RIS实际电路电路模型1.1.1电路模型第一章元件模型：用规定的理想化模型表征其主要物理特性。这种实际器件的理想化模型，称为元件模型。电路模型：把实际电路中的器件用相应的元件模型代替，得到实际电路的模型，称为电路模型。第一章集中参数元件：实际电路部件的运用一般都和电能的消耗现象及电、磁能的贮存现象有关，它们交织在一起并发生在整个部件中。假定这些现

6、象可以分别研究，并且这些电磁过程都分别集中在各元件内部进行；这样的元件(电阻、电容、电感)称为集总参数元件。1.1.2集中参数电路第一章集中参数电路：由集中参数元件连接组成的电路。电磁能量的消耗都集中于电阻元件电能只集中于电容元件磁能只集中于电感元件用集总参数电路模型来近似地描述实际电路是有条件的，它要求实际电路的尺寸(长度)要远小于电路工作时电磁波的波长λ,即已知电磁波的传播速度与光速相同，即v=3×105km/s(千米/秒)(1)若电路的工作频率为f=50Hz，则周期T=1/f=1/50=0.02s波长=3×1050.02=6000

7、km一般电路尺寸远小于。(2)若电路的工作频率为f=500MHz，则周期T=1/f=0.00210–6s=0.002ns波长=3×1050.00210–6=6cm此时一般电路尺寸均与可比，所以电路不能视为集总参数电路。电路的分类：(1)线性(linear)电路与非线性(nonlinear)电路(2)时变(time-varying)与时不变(定常)(time-invariance)电路(3)稳态(steadystate)和暂态(transientstate)电路(4)集总参数(lumpedparameter)和分布参数(distr

8、ibutedparameter)电路本课程研究的主要对象：线性、时不变、集总参数电路。1.1.3电路理论与任务电路理论是研究电路的基本规律及其计算方法的工程科学。它包括电力分析和