电路

电工学简明教程第三版，内容有电路组成、电路的作用、电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电源有载工作、开路与短路、电阻的串联与并联、支路电流法、叠加定理、戴维宁定理、电路中电位的计算、电源的两种模型及其等效转化。

电路

• 电路组成
  • 电源
  • 负载
  • 中间环节
• 电路的作用
  • 电能的传输和转换
  • 传递和处理信号
  • 无论电能的传输和传递或者信号的传递和处理，其中电源和信号源的电压或电流称为激励，在电路各部分，产生的电压和电流称为响应。
• 电压和电流的参考方向
  • 有实际方向和参考方向
  • 我们习惯上规定正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的方向（实际方向）
  • 在参考方向选定之后，电流之值才有正负之分
  • 电压的方向规定为由高电位（“＋”极性）端指向低电位（“-”极性）端，即为电位降低的方向。电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位（“-”极性）端指向高电位（“＋”极性），即为，电位升高的方向
  • 电压U的参考方向与实际方向一致，故为正值；而U'的参考方向与实际方向相反，故为负值
• 基尔霍夫定律
  • 基尔霍夫电流定律（KCL）
    • 在任一瞬间时，流入某一结点，的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。
    • 在任一瞬间时，一个节点上的电流的代数和恒等于零。方向向着节点的电流取正号，则被着节点的就取负号
    • 在任一瞬时通过任意闭合面的电流的代数和也恒等于零
  • 基尔霍夫电压定律（KVl）
    • 电压的正负取决于电压的参考方向与绕行方向，通常取与绕行方向一致为正，否则为负
    • 电压的正负，取决于电阻电流的参考方向的绕行方向
• 电源有载工作、开路与短路
  • 电流大小由负载决定
  • P=UI
  • 应用欧姆定律可列出电路中的电流1
  • I=E/R0+R
  • 和负载电阻R两端的电压U
  • U=RI
  • 并由上两式可得出
  • U=E-R0I
  • 功率的单位是瓦特（w）或千瓦（kw）
• 电阻的串联与并联
  • 串联
    • 两个串联电阻可以用一个等效电阻R来代替 R=R1+R2
    • 分压公式
      • U1=R1*I=R1/R1+R2U
      • U2=R2*I=R2/R1+R2U
    • 串联电阻上电压的分配与电阻成正比
  • 并联
    • 各并联电阻两端的电压u相同
    • 总电流等于各分支电流之和
    • 负载增加，总电阻愈小，电路中总电流和总功率也就愈大。但是每个负载的电流和功率却没有变动
    • 分流公式
      • I1=U/R1=RI/R1=R2/R1+R2*I
      • I2=U/R2=RI/R2=R1/R1+R2*I
• 支路电流法
  • 看节点，KCL，KVL
  • 有几个网孔，列几个方程
• 叠加定理
  • 对于线性电路，任何一条支路中的电流，看成是由电路中各个电源分别作用是，再此支路中所产生的电流的代数和。俗称叠加定理。
• 戴维宁定理
  • 只需计算复杂电路中一个支路的电流时。
  • 有源二端网络就是具有两个出线端部分电路，其中含有电源。
  • 任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替
  • I=E/R0+R
  • 解题思路：1.画出等效模型，（电压源模型）。2.求E和R，负载的端电压
• 电路中电位的计算
  • 电路中某一点作为参考点，它的电位称为参考电位，通常设参考电位为零
  • 任意两点电压不变
• 电源的两种模型及其等效转化
  • 电压源模型
    • U=E-R0I
    • 电压U恒等于电动势E，是一定值，而其中的电流I则是任意的，由负载电阻R及电压U本身确定，这样的电源称为理想电压源或恒压源。
  • 电流源模型
    • 电流I恒等于电流Is，称为理想电流源或恒流源
    • 如果一个，电源的内阻远大于负载电阻，即R0>>R时，则I≈Is，或者说高内阻的电源及输出电流基本上稳定
  • 等效变换
    • 一种是电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电路（电压源电路）
    • 一种是电动势为E的理想电压源和内阻R0并联的电路（理想电压源电路）
    • Is=E/R（电流源）或者E=RIs（电压源）
    • 对理想电流源串联的元件对外可去掉
    • 对于理想的电压源并联的元件对外可去掉
    • 理想电压源和理想电流源本身之间没有等效关系