第二章电路基本定理与计算

电路基本定理与计算，基础导学与实践思维导图。包含电路的模型、电源及其等效模型、电路参数的计算、电路的作用与组成、基本定律及应用、基本动态电路等内容。

第二章 电路基本定理与计算

• 电路的模型
  • 实际电路是为了完成某种预期目的而设计、安装、运行(也可以是在非预期情况，如短路、漏电等)，由 电路部件 (如电阻器、蓄电池等)和电路器件(如晶体管、集成电路等)相互连接而成的电流通路装置
  • 电路模型将实际元器件理想化(或称模型化)，是对实际电路的电磁性质进行科学抽象得到的实体模型， 它由一些理想电路元件用理想导线连接而成，近似地反映实际电路的电气特性
  • 引入电流和电压的参考方向：因为电流或电压的实际方向可能是未知的，也可能是随时间变动的
  • 建模时必须考虑工作条件，并按不同准确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象和功能反映出来
• 电源及其等效模型
  • 电源的三种状态
    • 有载工作状态
    • 开路状态
    • 短路状态
  • 电压源模型：因为有内阻，其端电压随电流的变化而变化 实际应用中，直流稳压电源在工作电流小于或等于额定电流时，内阻很小，可认为是理想的
  • 电流源模型：电流源的内阻相对负载阻抗很大，负载阻抗波动基本不会改变电流大小，故在一定的工况下， 可近似为电阻无穷大的理想电流源。光伏电池板可视为非理想的电流源
• 电路参数的计算
  • 熟悉万用表的原理及使用
  • 电位：在电路中指定某点为电压的参考零点，其他各点的电位都同参考点相比较，所得到的电压差即为该点的 电位。电子线路中通常选取直流电源的地为参考点，电气控制线路中则选取零线N为参考点
  • 支路电流法：以支路电流为未知量，直接利用KCL和KVL分别对电路中的节点和回路出独立方程。并使独立方 程的个数与支路电流数相等，通过解方程组得到支路电流，进而求出其他物理量
  • 节点电压法：以电路中节点的电压为未知量，利用节点电压列出各节点的KCL方程，再将各个KCL方程联立成 一个方程组，求解各个节点的电压，进而求出其他物理量
• 基本动态电路
  • 电容的充电过程
  • 电感的储能过程
• 基本定律及应用
  • 伏安关系
    • 电阻：
    • 电感：
    • 电容：
  • 基本概念
    • 支路：单个或若干个元件串联成的分支称为一条支路
    • 节点：三条或三条以上的支路的连接点称为节点
    • 回路：由若干支路组成的闭合路径
    • 网孔：内部不含有支路的回路称为网孔
  • 基尔霍夫定律
    • KCL：假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值(或反 过来规定)，则所有涉及该节点的电流的代数和等于零，即∑i＝0
    • KVL：沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和， 即∑u＝0
• 电路的作用与组成
  • 电源：电路中输出电能的装置
  • 负载：使用电能的装置，又称用电设备
  • 开关：用来控制电路
  • 熔丝：保护电路
  • 仪表：用来测量电路
  • 连接导线：传输和分配电能或提供信号传输的通路
  • 电路的作用：①实现电能的传输和转换 ②实现信号的传输和处理
  • 电能变换的四种方式
    • ①交流-直流(AC/DC) 整流
    • ②交流-交流(AC/AC) 变频
    • ③直流-交流(DC/AC) 逆变
    • ④直流-直流(DC/DC) 斩波