电路(b站石群老师主讲,持续更新中...)

第一章 电路模型和电路定律

第一章的重点:

1.电压、电流的参考方向

2.电阻元件和电源元件的特性

3.基尔霍夫定律(KCL,KVL,)

KCL:基尔霍夫电流定律
KVL:基尔霍夫电压定律

1.1电路和电路模型

1.实际电路
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实际电路就是实际的元件接线,电路的模型是为了方便我们进行能量和信息的分析,把实际的元器件和把实际的电路按照电的属性抽象出来的理论模型通过研究电路模型得到的一些电路结论,这与实际元件关系不大,所以说为了方便我们进行研究,就把实际的电路可以抽象出电路的模型,我们只需要分析这个模型就可以掌握能量和信息这两个方面

2.电路模型

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这个电路是非常常见的一类电路了,我们中学的时候就学过这种电路,我们要把这个实际电路给抽象出来,把这四个部分分别对应成符号来分析能量和信息电源

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抽象完后我们就得到了这样的一个电路图,我们只需要分析这个电路模型就可以将能量和信息两方面给掌握,而不需要去分析实际的电路

这个图中的电源是一个理想电源,而实际上我们的电源也是有一个内阻的,在高中我们也学习过

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如果我们在分析电路模型的时候不加上这个电源本身的内阻,那么在内阻可以忽略的时候,我们忽略内阻通过模型分析得到的结果是符合我们的实际电路的,但是如果内阻不能忽略的时候,我们依然忽略,那么我们从电路模型得到的结论就不能用于我们的实际电路,也就是不符合我们的实际情况,能不能忽略其实涉及到的是一个模型抽象的精度的问题,我们要根据具体的问题以及给出的精度要求去尽量的贴合我们实际的去进行模型的抽象

电路模型反映实际的电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合,其实就是把实际的电路通过电磁的关系将实际的元器件分解成理想电路元件及其组合,就比如电池,我们知道电池的内部构造还是比较复杂的,但是在我们进行电路分析的时候就可以将其拆解为没有内阻的电源和理想的电阻rs,并将它们两个串联组合起来,其实我们就是把这个理想的电阻rs当成了实际中我们电源的内阻

理想电路元件就是有着某种确定的电磁性能的理想元件,那什么是电磁性能,如电磁感应、电磁波、电磁场等等。

在电路这门课中,我们对输入输出和电源负载有了新的叫法,我们习惯把输入输出这种因果关系,把入称为激励 把输出或者负载称为响应

理想电路元件是电路模型当中的最小单元

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5种基本的理想电路元件:

电阻元件: 表示消耗电能的元件,电阻元件会把电能把转换成其它的能量,比如说内能,常用R来表示

电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件,常用L表示

电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件,常用C表示

在这里注意,理想的电感和电容元件只是储存或者是转移能量,不消耗能量,但是实际生活中也会消耗能量,只不过这里我们将其抽象为理想的,所以认为不消耗能量,电阻是属于耗能的

电压源和电流源: 表示将其它形式的能量转变成电能的元件,我们今后就不叫什么电池了,统一改完电压源和电流源。

5种基本理想电路元件有三个特征

1.只有两个端子,只有两个接线的端子,就像我们平常在做电路实验的时候,我们的电压源(也就是我们的俗称的电池),只有两个接线的地方,一个是正极,一个是负极

2.可以用电压或电流按数学方式描述,其实就是研究U(电压)和I(电流)直接到底存在着什么样的数学关系,如何用函数将这二者表示出来

3.不能被分解为其他元件

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注意:

1.具有相同的电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一电路模型表示

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