直流电路基础

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直流电路基础

• 电路的基本组成和作用
  • 为实现某种功能，由电气器件按照一定方式连接而成的集合体
  • 电源
    • 提供电能或电信号的设备
  • 负载
    • 使用电能或输出电信号的设备
  • 中间环节
    • 用于传输控制电能和电信号
  • 能量的传输和转换，信息的传递和处理
  • 理想电路元件
    • 实际电路元件理想化而得到的只具有单一电磁性质的元件
  • 电路模型
    • 由理想电路元件互相连接组成的电路
• 电路的基本物理量
  • I/i电流A
    • 带电粒子的定向移动形成了电流
    • 电流强度，单位时间内通过导体某一横截面的电荷量
    • 描述电流的强弱
    • 交流电
      • i=dq/dt 大小和方向都随时间变化
    • 直流电
      • I=Q/T 大小和方向不随时间变化
    • 电流的方向
      • 实际方向
      • 参考方向
      • 电流的正负是描述方向的，未注参考方向，电流的正负没有任何意义
  • U/u电压V
    • 电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为ab两点的电压
    • 电压衡量电场力做功的能力
    • 交流电压
      • u=dw/dq
    • 直流电压
      • U=W/Q
    • 电压的方向
      • 实际方向规定为由高电位指向低电位
      • 正负表示是否与规定的实际方向是否相同
  • C电容F
  • L/T电感H
  • E/e电动势H
    • 电源力把单位正电荷从低电位点经电源内部移到高电位点克服电场力所做的功
    • E=W/Q
    • 方向
      • 从低电位指向高电位
  • P/p电功率W
    • 单位时间内电场力或电源力所做的功
    • P=UI
    • 电流通过电路时传输或转换电能的速率
    • p>0 元件实际吸收或消耗功率 p<0 元件实际发出或提供功率
  • 电位（电势）
    • 某一点与参考点之间的电压，通常参考点为零电位点
    • 电位差或电势差是电压
    • 值与参考点有关
    • 等电位
      • 两点之间电压为零则称两点等电位
• 电路的工作状态
  • 开路（空载状态）
  • 短路
  • 通路（负载状态）
• 电路元件
  • R元件（阻性负载）
    • 欧姆定律 u=Ri
    • 功率 P=UI=IRR=UU/R
    • R电阻（欧姆） G电导（西门子s） 1/R
  • L元件（感性负载）
    • 电感线圈简称线圈
  • C元件（容性负载）
    • 线性电容，是一个二段元件，电荷量与电压的比值
    • 子主题
• 电源
  • 电压源
    • 内阻为零，电压值恒定不变，电流与电压非关联
  • 电流源
    • 内阻无限大，电流值恒定不变，电流与电压非关联
  • 实际电压源
    • 大型电网，直流稳压电源，新的干电池及信号源
    • 相当于一个理想电压源和一个理想内阻串联
    • 内阻一般很小，端电压比较恒定
    • 输出电压随负载电流的增加而下降
  • 实际电流源
    • 相当于一个理想电压源与一个理想电阻并联
  • 受控源
    • 非独立的，它的电压电流受某一支路电压电流的控制
    • 电压控制电压源 VCVS
    • 电压控制电流源 VCCS
    • 电流控制电压源 CCVS
    • 电流控制电流源 CCCS
• 基尔霍夫定律
  • 电流定律 KCL
    • 对于电路任意节点，在任意时刻流出节点的电流之和等于流入节点的电流之和
  • 电压定律 KVL
    • 在任意时刻，沿任意回路内的各支路电压之和等于零
  • 支路
    • 每个二端元件称为一条支路
    • 支路电流
      • 流经任意支路的电流
    • 支路电压
      • 任意支路两端的电压
  • 节点
    • 两条或两条以上支路的连接点
  • 回路
    • 由几条支路构成的封闭路径
  • 网孔
    • 不能分割的最小回路