《电路》课程笔记（一）
重新学习电路知识
基于西安交通大学《电路》的笔记
https://www.icourse163.org/learn/XJTU-47024?tid=1465400454#/learn/announce
一、电路模型与电路定律
电路概述
弱电：电信号的产生、传递和处理
基本电流物理量
电流:指电荷的流动,单位时间内流过的电荷量
\(i = \frac{dq}{dt}\)
电压:指电荷的压力,单位点电荷从一点移动到另外一点所做的功
\(u = \frac{dW}{dq}\)
功率:指单位时间内做的功
\(p = \frac{dW}{dt} = \frac{dW}{dq}\frac{dq}{dt} = ui\)
能量: \(W = \int pdt = \int uidt\)
电流电压的参考方向
-
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
对于元件,要指定电流参考方向
-
规定电压的实际方向从高电压指向低电压,即电位降低方向
-
电功率和电压电流参考方向的关系
电场力对电荷做功,元件吸收能量,电流的方向与电压相同
电场力做负功,元件向外释放能量,电流的方向与电压相反
注意非关联参考方向与关联参考方向时p的正负
电路元件——电阻
\(i = \frac{u}{R} = Gu\) G是电导,单位S(西门子,简称西)
线性电阻的特性成为伏安特性曲线
\(p = ui = i^2R = \frac{u^2}{R}\)
开路: \(R= \infin , i= 0,u \neq 0\)
短路:\(R= 0,u= 0,i \neq0\)
电压源与电流源
电压源:提供电压的电源,电压源符号的正负极代表的是参考电压的正负极,电压由自身确定,电流由外电路确定.电压源不能短路.
电流源:能提供电流的电源,电流源符号的箭头方向代表的是参考电流的方向,电流由自身确定,电压由外电路确定.电流源不能开路.
受控电源
电压和电流受其他电压和电流控制的电源
独立电源:其电压和电流由自身产生,不受其他电压电流控制
基尔霍夫电流定律(KCL)
电路中任一结点上所有电路的代数和为0
对于具有n个结点的电路,需要列写的独立KCL方程数为n-1
基尔霍夫电压定律(KVL)
在电路中,任一时刻,沿任一回路绕行,各支路电压的代数和等于0,升压=降压
列写KVL方程前需要事先指定各支路电压的参考方向和回路绕向回路绕向会影响代数和中各支路电压项前面的正负
二、电阻电路的等效变换
电路的等效变换
等效变换的主要作用是简化电路分析
等效变换：将电路中某一部分进行变换，变换后该部分外部端口的电压电流值都保持不变或者说外部端口的电压电流关系都保持不变。
等效变换的特点：对外等效，对内不等效。
电阻的串联和并联
串联 : \(R_{eq} = R_1 + R_2\)
并联 : $R_{eq} = \frac{1}{G_{eq}} $ , \(G_{eq} = G_1 +G_2+......\)
电压源/电流源的并联和串联
理想电压源的串联 : \(u_s = u_{s1}+u_{s2}+...... = \sum^n_{k=1}u_{sk}\)
理想电压源的并联 : \(u_{s} = u_{s1} = u_{s2}\) 相同的理想电压源才能并联
理想电流源的串联 : \(i_{s} = i_{s1} = i_{s2}\)
理想电流源的并联 : \(i_s = i_{s1}+i_{s2}+...... = \sum^n_{k=1}i_{sk}\)
实际电源的两种模型和等效变换
实际电压源:理想电压源和电阻串联
实际电流源:理想电流源和电阻并联
电源的等效变换关系:
1，如果一个电压源与另一个支路并联，那么对于外电路来说，与电压源并联的支路可以去掉，仅保留电压源，可以方便理解和计算。相当于和电压源并联，那后端的设备不会因为该支路受到影响。所以可以去掉。就像家里关了一盏灯，不会影响电视机工作。
2，如果一个电流源与另外一个支路串联，那么对于外电路来说，与电流串联的支路可以去掉，因为，不论串多大阻值，电流源电流是不会变的，所以可以去掉电阻，不影响分析。
3，电压源与电阻串联，可以等效为电流源与电阻并联，电阻相等，但两个电阻上的电压电流不相等。需分析时注意，对内不等效。
4电导并联分流，与电导成正比，电阻并联分流，与电阻成反比，电导是电阻的倒数，使用电导可以简化电路。
