电路学习笔记

前言

一切为了机器人比赛！总之就是没有规则的乱记笔记，能看就行

第一章

1.3电功率和能量

u、i的参考方向为关联参考方向的时候：

计算元件吸收功率，
·若p>0，则说明该部分电路实际为吸收电功率（消耗能量），若p<0，实际为发出电功率

计算原件发出功率，
·若结果p>0，则说明此部分电路实际为发出电功率（提供能量），若p<0，实际为吸收电功率

u、i的参考方向为非关联参考方向的时候：

计算原件发出的功率：
·若结果p>0。则说明该电路实际为发出电功率（提供能量），若p<0，史记为吸收电功率。

计算元件吸收功率，
·若p>0，则说明该部分电路实际为吸收电功率（消耗能量），若p<0，实际为发出电功率

电能：从t0到t的时间内，元件吸收的电能W为电力将单位时间正电荷由A点移动到B点时所作的功:

电功率和电能单位：略（不会还有杂鱼不知道吧）

1.4电路元件

电路由电路元件组成，电路元件是电路中最基本的组成单元

电路分为集总参数电路和分布参数电路

· 电路元件特性：可用元件的两个端子的电路物理量之间的函数关系
（二端电路元件，简称电路元件、元件）

· 集总参数原件，在元件外部不存在任何电场与磁场
· 在任何时刻，流入二端原件的一个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流且两个端子之间的电压为单值量[^1]: 即一个值对应唯一一个函数值。

电流物理量：电压u、电流i、电荷q、磁通（磁链）
元件特性：电压u、电流i、电荷q、磁通（磁链）之间的关系
例：点与原件·电阻元件特性：;电容元件特性：；电感元件特性：

按元件特性可分为：
· 线性元件、非线性元件、时不变元件（特性参数不随时间变化，又称定常元件）、时变元件
· 无源元件、有源元件

按元件与外部连接的端子数可分为：
· 二段原件，三段原件，四段原件等

1.5电阻元件

电阻元件是反应能量损耗的模型，用于模拟电阻和其他实际部件的电阻特性

分类近似于电路元件

常见的电阻：普通金属膜电阻，绕线电阻，电阻排，热敏电阻

电阻符号

服从欧姆定律 ,

R —– 电阻元件的电阻，单位：欧姆（）
G —– 电阻元件的电导，单位：西门子（S），

伏安特性：电阻元件两端电压u与流过电流i间的关系也称为伏安特性

4.功率：

取关联参考方向，电阻元件吸收的顺时功率为：

电阻是无源元件

5.能量消耗

从到时间内，元件吸收的电能为：

电阻元件一般把吸收的电能转换成热能消耗掉

实际的金属导体的电阻与导体的尺寸及材料的导电性能有关：

1.6电压源和电流源

1.电压源：有源二端元件，其端电压在任意瞬时与其端电流无关：
· 或者恒定不变——直流
· 或者按某一固有函数规律随时间而变化

电压源的符号：

左侧为通用符号，右侧为直流符号（在为交流电的时候不能使用右侧符号）

2.伏安特性：
交流电源：位置随时间而变化，
恒压源：位置恒定不变

电压源是一个理想的电路元件

3.功率

电流源：
电流源是一个有源二端元件，其端电流在任一瞬时与其端电压无关：
·或者恒定不变——直流
·或者按照某一固有函数规律随时间变化

电路符号：

伏安特性：
交流电流源：位置随时间的改变而改变
恒流源：位置不随时间的改变而改变

电流源是理想的二端元件

电压源在实际运行时不允许短路，电流源在实际运行时不允许开路

正弦电压源/正弦电流源：

电压源或电流源随时间作正弦规律变化时

电压源：

1.7受控电源

又称非独立电源（不同于电压源和电流源，受控电源的符号是一个棱形）

提供的电压或电流，依赖于电路中另一支路的电压或电流。也就是说，只要电路中有一个支路的电压或电流受另一支路的电压或电流控制时，这两个支路就构成一个受控源。

输出量：电压或电流
控制量：电压或电流

按受控源的分类：

                        受控电源
                           |
         输出量为电压————————————————输出量为电流
             ↓                          ↓
         受控电压源                   受控电流源
              |                          |
控制量为电压——————控制量为电流 控制量为电压————控制量为电流
     ↓                ↓           ↓              ↓
电压控电压源      电流控电压源 电压控制电流源  电流控制电流源

电压控制的电压源（VCVS）：
——控制系数，常数，称为电压放大系数/转移电压比/无量纲

电压控制的电流源（VCCS）：
g——控制系数，常量，成为转移电导，具有电导的量纲（S）

电流控制的电压源（CCVS）：
r——控制系数，常量，称为转移电阻具有电阻的量纲（）

电流控制的电流源（CCCS）：
——控制系数，常量，称为电流放大系数/转移电流比/无量纲

1.8基尔霍夫定律

基尔霍夫

                    基尔霍夫定律
                            |
        基尔霍夫电流定律——————————————基尔霍夫电压定律
            （KCL）                     （KVL）
              |                            |
        |————————————|                |——————————|
适用于电路中的  反映任一结点的各    适用于电路中  反映任一回路中
任一“结点”     支路电流间相互约束   任一“回路”    各支路电压间相
              的关系                           互约束的关系

基尔霍夫定律是分析和计算电路的基本依据，是集总电路的基本定律

有关术语：

· 支路：每个二端元件可以构成一条支路
· 结点：支路的连接点
· 回路：由支路构成的闭合路径
· 广义节点：由假想闭合面S包围的结点和支路的集合，S即为广义节点

基尔霍夫电流定律：
在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和为零

流出节点的电流和等于流入此节点的电流和

KCL适用于闭合面，在任意瞬间，所有流出闭合面的支路电流代数和=0

基尔霍夫电压定律；
在集总参数电路中，任何时刻，任一回路，所有之路电压的代数和恒为0

数学方程：

小结：
· 基尔霍夫定律是分析和计算电路的基本依据
KCl: KVL:
· KCL与元件性质无关，KCL方程的具体形式仅仅依赖于支路与结点的连接关系和支路电流的参考方向
· KVL与元件的性质无关，KVL方程的具体形式仅仅依赖于回路所关联的支路以及贿赂参考方向和回路中各支路电压的参考方向。

两类约束：
· 元件的特性形成的约束
——由元件的电压电流关系来体现

· 元件的相互连接给支路电流和支路电压之间带来的约束
——由基尔霍夫定律体现，称为拓扑约束

第二章

2.1引言

线性电路：由线性无源元件、线性受控源和独立电源组成的电路

电阻电路：构成线性电路的无源元件均为线性电阻

直流电路：线性电路中的独立电源都是直流电源

本章主要内容： 电阻电路的分析计算，介绍等效变换

2.2电路等效变换

等效变换条件：等效变换前后，被被替换部分电路电压与电流保持不变

等效变换的实质：“对外等效”——u、i保持不变仅限于等效电路外

2.3电阻的串联和并联

串联：等效电阻

分压公式：

并联：等效电阻

分流公式

当 时,

n=2时, 或者

串联电阻电路可作为分压电路

并联电阻电路可作为分流电路

惠斯通电桥实验

三角形连接->Y连接可以提高计算效率

Y连接，又称星型连接/T型连接