電路和電路模型

發(fā)布時(shí)間:2024-03-11
一、實(shí)際電路的復(fù)雜度
有的很簡單,如:手電筒。
有的很復(fù)雜,宏觀的如:電力輸電線路。
微觀的如:集成電路芯片。
二、電路的作用
1.能量轉(zhuǎn)換,傳輸和分配(電 力 系 統(tǒng))
發(fā)電機(jī)——升壓變壓器——輸電線——降壓變壓器——負(fù) 載
2.信號(hào)的傳遞和處理(電話線路,計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等)
話筒——放大器——揚(yáng)聲器(擴(kuò)音機(jī))
3.測(cè)量電量和非電量(電氣儀表,傳感器線路等)
4.信息存儲(chǔ)、數(shù)學(xué)運(yùn)算和設(shè)備運(yùn)行的控制
(計(jì)算機(jī)的硬盤、u盤、內(nèi)存條、cpu;變壓器等)
三、電路理論的研究對(duì)象
1.電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象
用電流(i,i),電荷(q,q),電壓(u,u)等物理量描述其中的過程。
電路理論主要用于計(jì)算電路中各器件的端子電流和端子間的電壓,一般不涉及內(nèi)部發(fā)生的物理過程。
2.不是實(shí)際電路,而是它們的電路模型
在一定假設(shè)條件下,可用足以反映其中電磁性質(zhì)的理想電路元件或它們的組合模擬實(shí)際電路中的器件。
電路模型:是由理想電路元件用“理想導(dǎo)線”相互連接而成。
理想電路元件:是具有某種確定的電磁性質(zhì)的假想元件,是一種理想化的模型并具有精確的數(shù)學(xué)定義,是組成電路模型的最小單元。
實(shí)際電路中的元器件
低頻信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
手電筒電路
四、電路的組成及其模型
電源(又稱激勵(lì)源或輸入):電能或電信號(hào)的發(fā)生器。
負(fù)載:用電設(shè)備。
響應(yīng)(又稱輸出):由激勵(lì)而在電路中產(chǎn)生的電壓(u)和電流(i)。
五、電路建模
1.定義:在一定的假設(shè)條件下,可用足以反映其中電磁性質(zhì)的理想電路元件或它們的組合模擬實(shí)際電路中的器件。
2.要求:按不同精確度的要求把給定工作情況下的主要物理現(xiàn)象及功能反映出來。
例:線圈的建模
(1)直流模型—電阻元件
(2)低頻交流模型—電阻r和電感元件l的串聯(lián)組合
r: 導(dǎo)線電阻l :線圈電感量
(3)高頻交流模型—在低頻模型的基礎(chǔ)上還要考慮導(dǎo)體表面的電荷作用,即線間分布電容
實(shí)際電感線圈在不同應(yīng)用條件下的電路模型
六、集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路
1.集總(參數(shù))元件
在任何時(shí)刻,流入二端元件的一個(gè)端子的電流一定等于從另一端子流出的電流,兩個(gè)端子之間的電壓為單值量。——與分布(參數(shù))元件對(duì)應(yīng)
2.集總(參數(shù))電路
由集總元件構(gòu)成的電路。——與分布(參數(shù))電路對(duì)應(yīng)在本書中,主要討論集總(參數(shù))電路,即:用集總元件及其組合模擬實(shí)際的部件和器件,用集總電路作為實(shí)際電路的電路模型。
當(dāng)實(shí)際電路的幾何尺寸遠(yuǎn)小于電路工作頻率下的電磁波的波長時(shí),可忽略電磁波的輻射能量,實(shí)際電路可按集總電路對(duì)待。
已知電磁波的傳播速度與光速相同,即c= 3×108 m/s(米/秒)。
我國工業(yè)用電頻率為50hz,對(duì)應(yīng)波長6000km,所以對(duì)幾何尺寸遠(yuǎn)小于6000km的供電網(wǎng)絡(luò),可按集總參數(shù)電路對(duì)待。
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