news 2026/6/10 23:03:25

电路 — 第一章 电路模型和电路定律(1)

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张小明

前端开发工程师

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电路 — 第一章 电路模型和电路定律(1)

电路模型:
反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合

理想电路元件:
有某种确定的电磁性能的理想元件。

5种基本的理想电路元件:

  • 电阻元件:表示消耗电能的元件
  • 电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件
  • 电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件
  • 电压源 和 电流源:表示将其它形式的能量转变成电能的元件

5种基本理想电路元件有三个特征:

  1. 只有两个端子
  2. 可以用电压或电流按数学方式描述
  3. 不能被分解为其他元件

直流与交流的关系:

直线可以看做半径无穷大的圆弧

直流那也可以看成频率近似于0的交流

交流电表达式:w为角频率,w=2pi f,f是频率,国内为50HZ

下面是电感电容在交流环境下的特点:

  • 当w 趋向于无穷时: 电感相当于开路(断开)、电容相当于短路
  • 当w 为有限常数时: 电感、电容相当电阻(容抗、感抗)
  • 当w 趋向于0时: 电感相当于短路、电容相当于开路(断开)

电流:带电粒子有规则的定向运动

电流强度:单位时间内通过导体横截面的电荷量(q对t的微分)

电流实际方向:正电荷的运动方向

电位:单位正电荷q从电路中一点移至参考点(P=0)时电场力做功的大小。

电压:单位正电荷q从电路中一点移至另一点时 电场力做功(W)的大小(W对q的微分)。

微分可以这样理解: 如果往电路里塞一点点电荷 dq,电能变化了 dW,那么两端电压就是这个比值。上面电流强度的微分也可以这样理解

实际电压方向:电位真正降低的方向


这里有一点需要非常注意:

电场力做功的大小,指的是:外部力量为了让电荷逆着电场移动所做的正功,而不是顺着电场移动所释放的能量。

因为电压方向是从电位真正降低的方向,理解到这一层就可以了


结论:

  • 电路中电位参考点可任意选择
  • 参考点一经选定电路中各点的电位值就唯一确定
  • 当选择不同的电位参考点时,电路中各点电位值将改变,但任意两点间电压保持不变

关联参考方向:

  • 关联参考方向:元件或支路的u,i采用相同的参考方向
  • 非关联参考方向::元件或支路的u,i采用相反的参考方向
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