1 电路和电路元件¶

1.1 基本物理量¶

1.1.1 电路¶

• 强电电路：电能传输、分配、转换
• 弱电电路：信号传递、控制、处理

1.1.2 电路元件¶

一种物理模型

无源元件：电阻、电容、电感 理想电压源、理想电流源

1.1.3 电流、电压及其参考方向¶

实际方向¶

• 电流：正电荷运动方向
• 电压：高电位到低电位
• 电动势：低电位到高电位

对于复杂电路，实际方向未知，故先假设一个参考方向

参考方向¶

分析电路时，对电量任意假定的方向。

两者关系¶

+：一致 -：相反

欧姆定律的应用¶

• \(U\)、\(I\) 参考方向相同（关联参考方向）：\(U = IR\)
• \(U\)、\(I\) 参考方向相反（非关联参考方向）：\(U = -IR\)

通常取关联参考方向。

电位¶

• 电位：电路中某点到参考点的电压，记作 \(V\)
• 参考点：人为规定0电位的点

电压和电位的关系：\(U_{AB} = V_A - V_B\)

电动势¶

非电场力将正电荷从电源的负极板移动到正极板所做的功，称为电源的电动势，记作 \(E\)

1.1.4 电路功率¶

关联参考方向：

• 负载：\(P = UI > 0\)
• 电源：\(P = UI < 0\)

1.2 R,L,C¶

1.2.1 电阻 \(R\)（Resistor）¶

电导 \(G = \frac{1}{R}\)，单位：西门子（S）

伏安特性：

• 线性电阻
• 非线性电阻

电阻器：

• 膜电阻器
• 线绕电阻器（适合大电阻）
• 电位器
• 水泥电阻器
• 热敏电阻器

1.2.2 电感 \(L\)（Inductor， Lenz's law）¶

磁通、磁链

自感电动势：\(e_L = -L\frac{di}{dt}\)，\(u = -e_L\)

电压电流关系：

功率：\(P = UI = Li\frac{di}{dt}\)

能量：\(W = \int Pdt = \frac{1}{2}LI^2\)

电感器：

• 陶瓷电感器
• 贴片电感器
• 标准电感器

1.2.3 电容 \(C\)（Capacitor）¶

线性：\(q = Cu\)

电压电荷关系：

能量：\(W = \frac{1}{2}CU^2\)

1.2.4 实际元件的主要参数及电路模型¶

• 电阻器：标称电阻值、额定功率
• 电感器：标称电感值、额定电流
• 电容器：标称电容值、额定电压

运行状态：

• 额定工作状态
• 过载状态
• 欠载（轻载）状态

1.3 独立电源元件¶

1.3.1 电压源和电流源¶

电压源¶

理想电压源：\(U = U_S\)

特点：

1. 内阻 \(R_0 = 0\)
2. 输出电压恒定
3. 电流由外电路决定
4. 不允许短路

电流源¶

理想电流源：\(I = I_S\)

特点：

1. 内阻 \(R_0 = \infty\)
2. 输出电流恒定
3. 电压由外电路决定
4. 不允许开路

电压源和电流源的等效变换¶

电压源：\(U = U_S - IR_0\) 电流源：\(I = I_S - \frac{U}{R_0}\)，即 \(U = I_S R_0 - IR_0\)