重新學習電路知識
基於西安交通大學《電路》的筆記
https://www.icourse163.org/learn/XJTU-47024?tid=1465400454#/learn/announce
一、電路模型與電路定律
電路概述
弱電：電信號的產生、傳遞和處理
基本電流物理量
電流:指電荷的流動,單位時間內流過的電荷量
\(i = \frac{dq}{dt}\)
電壓:指電荷的壓力,單位點電荷從一點移動到另外一點所做的功
\(u = \frac{dW}{dq}\)
功率:指單位時間內做的功
\(p = \frac{dW}{dt} = \frac{dW}{dq}\frac{dq}{dt} = ui\)
能量: \(W = \int pdt = \int uidt\)
電流電壓的參考方向
-
規定正電荷的運動方向為電流的實際方向
對於元件,要指定電流參考方向
-
規定電壓的實際方向從高電壓指向低電壓,即電位降低方向
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電功率和電壓電流參考方向的關系
電場力對電荷做功,元件吸收能量,電流的方向與電壓相同
電場力做負功,元件向外釋放能量,電流的方向與電壓相反
注意非關聯參考方向與關聯參考方向時p的正負
電路元件——電阻
\(i = \frac{u}{R} = Gu\) G是電導,單位S(西門子,簡稱西)
線性電阻的特性成為伏安特性曲線
\(p = ui = i^2R = \frac{u^2}{R}\)
開路: \(R= \infin , i= 0,u \neq 0\)
短路:\(R= 0,u= 0,i \neq0\)
電壓源與電流源
電壓源:提供電壓的電源,電壓源符號的正負極代表的是參考電壓的正負極,電壓由自身確定,電流由外電路確定.電壓源不能短路.
電流源:能提供電流的電源,電流源符號的箭頭方向代表的是參考電流的方向,電流由自身確定,電壓由外電路確定.電流源不能開路.
受控電源
電壓和電流受其他電壓和電流控制的電源
獨立電源:其電壓和電流由自身產生,不受其他電壓電流控制
基爾霍夫電流定律(KCL)
電路中任一結點上所有電路的代數和為0
對於具有n個結點的電路,需要列寫的獨立KCL方程數為n-1
基爾霍夫電壓定律(KVL)
在電路中,任一時刻,沿任一回路繞行,各支路電壓的代數和等於0,升壓=降壓
列寫KVL方程前需要事先指定各支路電壓的參考方向和回路繞向回路繞向會影響代數和中各支路電壓項前面的正負
二、電阻電路的等效變換
電路的等效變換
等效變換的主要作用是簡化電路分析
等效變換：將電路中某一部分進行變換，變換后該部分外部端口的電壓電流值都保持不變或者說外部端口的電壓電流關系都保持不變。
等效變換的特點：對外等效，對內不等效。
電阻的串聯和並聯
串聯 : \(R_{eq} = R_1 + R_2\)
並聯 : $R_{eq} = \frac{1}{G_{eq}} $ , \(G_{eq} = G_1 +G_2+......\)
電壓源/電流源的並聯和串聯
理想電壓源的串聯 : \(u_s = u_{s1}+u_{s2}+...... = \sum^n_{k=1}u_{sk}\)
理想電壓源的並聯 : \(u_{s} = u_{s1} = u_{s2}\) 相同的理想電壓源才能並聯
理想電流源的串聯 : \(i_{s} = i_{s1} = i_{s2}\)
理想電流源的並聯 : \(i_s = i_{s1}+i_{s2}+...... = \sum^n_{k=1}i_{sk}\)
實際電源的兩種模型和等效變換
實際電壓源:理想電壓源和電阻串聯
實際電流源:理想電流源和電阻並聯
電源的等效變換關系:
1，如果一個電壓源與另一個支路並聯，那么對於外電路來說，與電壓源並聯的支路可以去掉，僅保留電壓源，可以方便理解和計算。相當於和電壓源並聯，那后端的設備不會因為該支路受到影響。所以可以去掉。就像家里關了一盞燈，不會影響電視機工作。
2，如果一個電流源與另外一個支路串聯，那么對於外電路來說，與電流串聯的支路可以去掉，因為，不論串多大阻值，電流源電流是不會變的，所以可以去掉電阻，不影響分析。
3，電壓源與電阻串聯，可以等效為電流源與電阻並聯，電阻相等，但兩個電阻上的電壓電流不相等。需分析時注意，對內不等效。
4電導並聯分流，與電導成正比，電阻並聯分流，與電阻成反比，電導是電阻的倒數，使用電導可以簡化電路。