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1、6.1CircuitsandCircuitModels电路与电路模型1.1Circuits电路电路是电荷流经的通路，它是为了实现特定的功能，将某些电路元件用导线连接而成的一个实体。1.2CircuitElements电路元件电路元件是具冇某种确定电磁特性的电了器件，它是组成电路的最小单元。例如：电阻、电容、电感等。1.3IdealCircuits理想电路将实际电路进行抽象，建立起一个一•般的电路模型，并用标准的元件符号画出，这样的电路叫理想电路。例如不计导线电阻,不计算灯泡的电感和线间电容等。将实际电路，根据其工作条件建立一个模型，这个过程叫建
2、模。6.2TheDirectionandRefrenceDirectionofCurrentandVoltage9.1ReferenceDirection参考方向实际电路在工作时，每条支路都冇确定的电流方向和电压方向，这是电流和电压的实际方向。但是，在测量或者分析该电路之前，这些方向是未知的。为了方便,我们事先假定一个电流方向一叫“电流参考方向雹如果计算的结果i>0,说明电流实际方向与参考方向相同；如果计算的结果i<0,说明电流实际方向与参考方向相反。9.2AssociatedReferenceDirection关联参考方向电流或者电压的参考方
3、向是可以任意地、独立地指定。但是，如果恰好指定某元件的电流方向与电压的方向相匹配(或符合),这种参考方向称为关联参考方向，否则称为非关联参考方向。匹配是指电流从电压的正极流入，从电压的负极流出。电流的方向即电压降的方向。6.3ElectricPowerandElectricEnergy电功率与电能量电流Z所以能在电路里流动，是因为电源的驱动作用。根据电位差的定义：UA—UB=UAB为单位正电荷在电源的作用下，从A点到B点所做的功。那么，单位时间里，从A点到B点的正电荷为i,因此单位时间里，电源做的功也即功率为P=UABiP(t)=UAB(t)i
4、(t)在时间tO到t时间间隔内，电源做功为这些功被负载所吸收(以能量形式储存起来)或消耗(转化为热而消耗掉)。注意一在电流和电压参考方向为关联参考方向时，乘积Ui表示元件吸收功率；在电流和电压参考方向为非关联参考方向时，乘积Ui表示元件发出功率；进而可推知一在关联参考方向时，Ui>0,表示元件真吸收功率，Ui<0时，表示元件发出功率；在非关联参考方向时，Ui>0,表示元件真发出功率，Ui<0时，表示元件真吸收功率。6.4CircuitElements电路元件电路元件是构成电路的基本单元。为了讨论问题的简单，定义集总元件：在任何时刻，流入元件的电
5、流等于流出元件的电流,元件两端的电压为单值量。这种元件叫集总元件。集总元件的木质是将电路屮的电现象和磁现象分开，并分别体现在某种元件上，我们可以用数学方法分别加以讨论。由集总元件构成的电路叫集总电路。元件为外部电路连接的端子可以有两个、三个或四个，分别叫二端元件、三端或四端器件。6.5Resistors电阻元件5.2.1LinearResistor线性电阻元件定义：在电压和电流取关联参考方向的情况下，任何时刻电阻两端的电压和流过它的电流服从欧姆定律u(t)=Rxi(t)此处R为实常'数，这样的电肌称为线性电肌元件。U—单位为伏Vi—单位为安AR
6、—单位为欧姆QG=l/R单位为西IJ子S,G称为电导。ResistorSymbolandit*sV-ACharacteristic如果电阻的值随时间发生变化，则这种电阻称为时变电阻。5.2.1PowerandEnergy电阻元件消耗的功率・能量采用关联参考方向，电阻吸收的功率：P(t)=U(t)xi(t)=R(t)xi2(t)=i2(t)/G(t)如果P(t)>0,说明电阻真消耗电能，P(t)<0说明电阻发出电能。6.1Capacitors电容元件1.6.1.IdealCapacitors线性电容元件电容两极板上积聚等量异种电荷，必然形成电位差
7、。在任何时刻t,满足下列关系式q(t)=CU(t)的电容，为线性电容。其中C是一个实常数，由电容器的结构决定。对上式求导，冇：即为电容的电压电流关系式。在电压电流关联参考方向卞,CapacitorSymbolandit'sq-VCharacteristic线性电容吸收的功率和能量为其中假设了在t=0时，u=0,q=0。如果假设t=t时，u=0,而在t=0时，u=U0,则：W=—CU2(0)/2由此说明：电容器吸收的能屋被储存下来，其大小与两端电压的平方成正比。电容是一个储能元件；当给电容充电时，电容两端电压增大，电容储存电能W增加；当电容放电时
8、，电容两端电压卜-降，储能w减少。实际电容会有漏电发生，即要消耗能量。另外，实际电路中存在着分布电容和杂散电容。1.7Inductors电感元件1.7
