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您的位置1.1电路与电路模型
责任编辑:刘昆山


  电路是电工技术和电子技术的基础,学好电路,特别是掌握电路的分析方法,对后面所要学习的电子电路、电机电路及电气控制、电气测量打下坚实的基础。本章主要介绍电路模型和各种电路理想元件,其中包括电压和电流参考方向的概念、欧姆定律、基尔霍夫电流电压定律。


  1.1电路与电路模型

  电路是电流流通的路径,是为某种需要由若干电气元件按一定方式组合起来的整体,主要用来实现能量的传输和转换,或实现信号的传递和处理。
  电路的结构形式,按所实现的任务不同而多种多样,但无沧是哪种电路,均离不开电源、负载和必要的中间环节这三个最基本的组成部分。
  电源是提供电能的设备,如发电机、电池、信号源等。
  负载就是指用电设备,如电灯、电动机、空调、冰箱等。
  中间环节是用作电源与负载相连接的,通常是一些连接导线、开关、接触器等辅助设备。
  图1.1.1是电路在两种典型场合的应用。图(a)是发电厂的发电机把热能、水能或原子能等转换成电能,通过变压器、输电线路等中间设备输送至各用电设备;图(b)通过电路把所接收的信号经过变换(放大)和传递,再由扬声器输出。

     图1.1.1 电路在两种典型场合应用示意图


  无论是电能的传输和转换电路,还是信号的传递和变换电路,其中电源或信号源的电压、电流输入称为激励,它推动电路工作;激励在电路各部分所产生的电压和电流输出称为响应。分析电路,其实质就是分析激励和响应之间的关系。
   在电路分析中用电流、电压、磁通等物理量来描述其工作过程。然而,实际电路是由电工设备和器件等组成,它们的电磁性质较为复杂,难以用精确的数学方法来描述。因此,对实际电路的分析和计算,需将实际电路元件理想化(或模型化),即在一定条件下突出其主要的电磁性质,忽略次要因素,将它近似地看作理想元件。
  如电炉通电后,会产生大量的热(电流的热效应),呈电阻性,同时由于有电流通过还要产生磁场(电流的磁效应),它又呈电感性。但其电感微小,是次要因素,可以忽略,因此可以理想化地认为电炉是一个电阻元件,用一个参数为R的电阻器件来表示。
  对实际电路分析,就是在一定条件下将实际元器件理想化表示,即将电路中元器件看作理想元件,所组成的电路称为电路模型,也简称为电路。这是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。在今后学习中,我们所接触的电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等,若没有特殊说明,均表示为理想元件,分别由相应的参数来描述,用规定的图形符号来表示。


  如常用的手电筒,其电路模型如图1.1.2所示,实际电路中白炽灯是电阻元件,其参数为电阻R,干电池是电源元件,其参数为电动势E(对于干电池一般在考虑其电动势外,还要考虑其本身的内阻,在本例中,干电池的内阻阻值与白炽灯的阻值相比,是次要因素,忽略不计了,故将干电池理想化为无电阻的电源元件),干电池与白炽灯的连接还有筒体和开关,其电阻微小忽略不计,认为是一个无电阻的理想导体。

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1.2电流和电压的参考方向
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