电路和电路模型

一、实际电路的复杂度
　　有的很简单，如：手电筒。
　　有的很复杂，宏观的如：电力输电线路。
　　　　　　　　微观的如：集成电路芯片。
二、电路的作用
　　1.能量转换，传输和分配（电 力 系 统）
　　发电机——升压变压器——输电线——降压变压器——负 载
　　2.信号的传递和处理（电话线路，计算机联网等）
　　话筒——放大器——扬声器（扩音机）
　　3.测量电量和非电量（电气仪表，传感器线路等）
　　4.信息存储、数学运算和设备运行的控制
　　（计算机的硬盘、U盘、内存条、CPU；变压器等）
三、电路理论的研究对象
　　1.电路中发生的电磁现象
　　用电流(I,i)，电荷(Q,q)，电压(U,u)等物理量描述其中的过程。
　　电路理论主要用于计算电路中各器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及内部发生的物理过程。
　　2.不是实际电路，而是它们的电路模型
　　在一定假设条件下，可用足以反映其中电磁性质的理想电路元件或它们的组合模拟实际电路中的器件。
　　电路模型：是由理想电路元件用“理想导线”相互连接而成。
　　理想电路元件：是具有某种确定的电磁性质的假想元件，是一种理想化的模型并具有精确的数学定义，是组成电路模型的最小单元。
　　实际电路中的元器件
　　
　　低频信号发生器的内部结构
　　
　　手电筒电路
　　
四、电路的组成及其模型
　　
　　电源（又称激励源或输入）：电能或电信号的发生器。
　　负载：用电设备。
　　响应（又称输出）：由激励而在电路中产生的电压（U）和电流（I）。
五、电路建模
　　1.定义：在一定的假设条件下，可用足以反映其中电磁性质的理想电路元件或它们的组合模拟实际电路中的器件。
　　2.要求：按不同精确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象及功能反映出来。
　　例：线圈的建模
　　（1）直流模型—电阻元件
　　（2）低频交流模型—电阻R和电感元件L的串联组合
　　R： 导线电阻L ：线圈电感量
　　（3）高频交流模型—在低频模型的基础上还要考虑导体表面的电荷作用，即线间分布电容
　　
　　实际电感线圈在不同应用条件下的电路模型
　　
六、集总参数元件与集总参数电路
　　１.集总（参数）元件
　　在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流，两个端子之间的电压为单值量。——与分布（参数）元件对应
　　２.集总（参数）电路
　　 由集总元件构成的电路。——与分布（参数）电路对应在本书中，主要讨论集总（参数）电路，即：用集总元件及其组合模拟实际的部件和器件，用集总电路作为实际电路的电路模型。
　　当实际电路的几何尺寸远小于电路工作频率下的电磁波的波长时，可忽略电磁波的辐射能量，实际电路可按集总电路对待。
　　已知电磁波的传播速度与光速相同，即Ｃ= 3×108 m/s（米/秒）。
　　我国工业用电频率为50Hz，对应波长6000Km，所以对几何尺寸远小于6000Km的供电网络，可按集总参数电路对待。