电路第一章思维导图

这是一篇关于电路第一章的思维导图。

第一章 电路模型和电路定律

1 电路和电路模型

实际电路

概念

由电工设备和电气器按预期目的连接构成的电流通路

功能

能量/信息的传递

电路模型

理想电路原件

2 电压和电流的参考方向

电流的参考方向

电流，电流强度，单位，方向

参考方向

与实际方向一致 i>0，反之i<0

表示（箭头、双下标）

电压的参考方向

电位（移至参考点做功大小），电压 （参考点可以任意选择，只影响某点的电位 值，并不影响两点之间的电压值）

实际电压方向：电位真正降低的方向 表示（箭头、正负极、双下标）

电压、电流参考方向关联性

关联：方向一致

非关联：方向相反

3 电功率和能量

电功率P：单位时间内电场力所做的功

电路吸收或发出功率的判断

u,i取关联参考方向（表示元件吸收功率）

P>0 吸收正功率，表吸收

P<0吸收负功率， 表发出

非关联（表示元件发出的功率）

P>0发正，表发出

P<0发负，表吸收

4 电路元件

电路元件

电阻元件（消耗电能），电感（产生磁场，储存磁场能量），电容（电场），电压源和电流源（表示其他形式的能量转变成电能的元件）

线性元件，非线性元件

集总参数电路：由集总元件构成的电路

集总元件

假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行

集总条件

元件尺寸（两线传输长度）远远小于电磁波波长

5 电阻元件

定义

对电流呈现阻力的元件

线性时不变电阻元件

任何时刻端电压与电流成正比

u,i关系 满足欧姆定律

伏安特性曲线为一条过原点的直线

注意：R为常数，参考方向关联性，线性电阻是无记忆双向性的元件

功率和能量

功率

关联

P=ui

非关联

能量

子主题

W=Pt(对时间积分）

开路与短路

开路

i=0,u为常数

短路

u=0,i为常数

6 电压源和电流源

理想电压源

定义：其两端电压总能保持定值，与流过它的电流无关（电压源不能短路）

电路符号

理想电压源的电压、电流关系

其电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。

通过电压源的电流由电源及外电路共同决定

电压源功率P=Us*i

电压、电流参考方向非关联

物理意义：电流（正电荷）由低电位向高电位移动，外力克服电场力做功，电源发出功率。起电压作用

参考方向关联

物理意义：电场力做功，电源吸收功率，充当负载

注意：P（吸收）=P(发出）

理想电流源

定义：其输出总能保持定值，与两端的电压无关（电流源不能开路）

电路符号

理想电流源的电压、电流关系

电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与他两端电压方向、大小无关。

电流源两端的电压由电源及外电路共同决定

电流源功率P=U*is

参考方向关联

吸收功率，充当负载

参考方向非关联

发出功率，起电源作用

实际电源

化学电源(干电池、纽扣电池、燃料电池、蓄电池）光能电源（太阳能电池）

7 受控电源

定义

电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而受电路中某个地方的电压（或电流）控制的电源，称受控源。

电路符号

子主题

分类（4种）受控电源（即电流或电压控制）

VCVS电压控制电压源

VCCS电压控制电流源

受控源与独立源比较

独立源电压（或电流）由其本身决定，而受控源由控制量决定

独立源起“激励”作用，受控源不是。

注意

如果一个受控源可求得其两端的电压与受控源的电流成正比，该受控源就可看为一个电阻，其阻值为受控源上电压与关联方向电流的比值。

8 基尔霍夫定律

该定律与元件特性（即VCR电压电流关系）构成电路分析基础；该规律反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律

名词须知

支路：电路中每一个两端元件就称为一条支路；电路中通过同意电流的分支

结点：元件的连接点；或三条以上支路的连接点称为结点

路径：两结点间的一条通路。由支路构成

回路：由支路组成的闭合路径（每结点经过一次）

网孔：对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。（网孔是回路，回路不一定是网孔）

KCL基尔霍夫电流定律

在集总电路中，任意时刻，任意结点，该结点流出或流入的代数和为零。（即流入的电流等于流出的电流）

KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任意平面

明确

该规律是电荷守恒和电流连续性在任意结点处的反应

实际上是对结点处支路电流加的约束，与支路上所接元件，该电路是否线性无关

按参考方向列写与实际方向无关

KVL基尔霍夫电压定律

在集总电路中，任意时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒为0

KVL适用于任一假想回路

明确

反映了电路遵从能量守恒定律

对回路的支路电压加以约束，与元件和电路线性与否无关

按照参考方向列写