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电路与电路模型

作者:chenguihua 日期:2019-04-21 分类:电工基础

1.1.1 电路

【电路】由电气器件相互连接构成的电流通路。它包括三个部分:(1)电源(信号源):将其他形式的能量转化为电能,提供给电路;(2)负载:将电能转化为其他形式的能量(消耗电能);(3)电源到负载的中间环节:传送电能、信号控制与处理。

【集中参数电路、分布参数电路】电路按其几何尺寸与工作信号的波长划分为集中参数电路和分布参数电路。对一个实际电路,应按集中电路的理论加以分析研究,还是按分布参数的理论加以研究,主要是视电路的最大几何尺寸d与电路的最高频率对应的波长λ相比较是否可以忽略而定。当的d<0.01λ时,视为集中参数电路;当d≥0.01λ时,视为分布参数电路。本课程只讨论集中参数电路。

1.1.2 理想电路元件和电路模型

【理想电路元件】又称集中参数电路元件,只呈现单一电磁现象,不占空间位置,其电压、电流关系可用严格的数学表达描述。实际电器件工作时,通常存在三种基本的电磁现象,即:消耗电能、建立电场、建立磁场,为了描述这三种基本的电磁现象,引入与之相对应的三个理想化电路元件,简称电路元件,分别为电阻元件、电感元件和电容元件。

【电阻元件】只消耗电能,将电能变成其他形式的能量,且不能逆转为电能。线性时不变电阻元件的电路符号如下:

【电感元件】 只建立磁场,将电能转化为磁场能量并存储在其中,在一定的外部条件下磁场能量可以逆转为电能。线性时不变电容元件的电路符号如下:

【电容元件】只建立磁场,将电能转化为电场能量并存储在其中,在一定的外部条件下电场能量可以逆转为电能。线性时不变电感元件的电路符号如下。

【实际电气器件的电路模型】集中参数电路中,实际电器件虽然存在多种电磁现象,但在特定的条件下,某一电磁现象起主导作用,其他电磁现象可以忽略不计,可用理想电路元件来近似描述实际电器件。例如:白炽灯可用电阻元件来描述,低频下工作的螺线管线圈用电阻和电感元件串联模型来描述。

【实际电路的电路模型】电路中每一个实际电气器件均用其理想电路元件表示后得到实际电路的电路模型。

【电路理论研究的对象】电路理论研究实际电路的电路模型,分析计算电路模型中各电路元件的电压u、电流i、电功率p等物理量。


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