电路和电路模型.

授课日期： 2012 年 2 月 17 日 第 1 周 星期 5 授课课题： 第一节 电路的组成及作用 授课时数 2 教学目标要求： 知识目标：（1）了解电路的两种功能。

（2） 掌握电路的三种状态。

（3）掌握电路的四个基本部分。

能力目标：了解电路的各部分的功能，学会看电路图并自己画电路图分析。

教学重点难点：电路的两种功能、电路的三种状态 电路图。

教学方法：多媒体教学 授课式 教学过程及内容： 引入日常生活中，我们见过的电路有哪些？它们是由些什么元器件组成的？能完成什么样功能？（由学生举例日常生活中常见的电路）这些是我们今天要学习的内容。

授新第一节 电路的组成及作用一、电路的基本组成 1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。

2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1) 电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。

(2) 负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。

(3) 辅助元件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。

(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。

3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

(2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。

(3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。

二、电路的两种功率能简单的直流电路图1-2 手电筒的电路原理图 ● 第一种作用是对能量进行转换，传输和分配。

如发电机。

● 第二种作用是对信号进行传递，控制和“加工处理”。

如电视机。

三、电路模型和电路图由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。

实际电路与电路模型
实际电路是由实际电气器件相互连接而成，是构成各种电子系统的基本构件。

实际的电气器件(如电阻器,电容器,电感器,晶体管,集成电路,乃至发电机,电动机等),其共同特点是在工作时其内部存在电磁过程。

由实际电路可构成各种应用系统，如通信，计算机，掌握，动力，信号处理系统等。

在电路理论中，我们并不直接讨论实际电路，而是讨论实际电路的数学模型，即电路模型。

电路模型是由抱负化的电路元件相互连接构成的。

什么是抱负化的电路元件呢？抱负化电路元件（简称电路元件）是从实际器件的电磁特性抽象出来的数学模型，它与实际电气器件的区分和其作用在于：
1. 实际器件是物理实体，而电路元件是实际器件的科学抽象。

实际器件的种类繁多，而电路元件只有几种类型。

2. 实际器件除了具有某种主要的电磁特性外，还有某些其他的次要特性，对它们无法做出精确的定义。

而电路元件只体现某一方面的电磁特性，可以用严格的数学关系来描述。

3. 一个实际器件可用一个电路元件或多个电路元件的组合来作为它的模型，而且在不同的工作条件下，可以有不同的模型。

所以，电路模型是实际电路的近似和抽象。

用抱负化的模型，可以抓住电路的主要特性，简化分析过程。

以后，本课程争论的电路和元件，均指电路模型和电路元件。

电路模型和电路定律电路和电路模型电路，电路模型实际电路的理想化，模型化•理想电路元件线性电阻元件：u=Ri理想电压源：两端电压保持一定，电压值与流过它的电流值无关•不允许短路，若短路，电流很大，可能烧毁电源理想电流源：流出电流一定，外界因素无法改变电流大小•不允许开路，若开路，端电压很大，可能烧毁电源受控源：表征电子器件的物理现象，反映了电路中某处电压或电流控制另一处的电压或电流的关系。

•集总参数电路实际电路的尺寸远小于其工作频率所对应的波长，我们就说它满足集中化条件，其模型就称为集中参数电路·电流和电压的参考方向参考方向，实际方向关联非关联电功率和能量定义单位时间内电场力所做的功称为电功率，p=dW/dt吸收，发出的判断关联•p>0：实际吸收，反之，实际发出非关联•p<0：实际发出，反之，实际吸收p=ui=i^2R=u^2/R电路元件电阻元件电容元件，电感元件电源元件独立电压源和电流源•受控电压源和电流源•基尔霍夫定律支路，结点，回路，网孔，路径支路：branch，电路通过同一电流的分支结点：node，三条或三条以上支路的公共连接点回路：loop，由支路组成的闭合回路网孔：mesh，平面电路中，其内部不含任何支路的回路路径：path，两节点间的一条通路基尔霍夫电流定律KCL任意一个结点：∑i=0：∑i出-∑i进=0推导：广义结点，应用于包围部分电路的任意假设闭合面•基尔霍夫电压定律KVL任意回路：∑u=0广义KVL：应用于假想回路•图解分类梦想哟花繁柳密处，拨得开，才是手段风狂雨急时，立的安，方见脚跟。

电路基础原理理解电路中的电路模型与电路分析电路是电子工程中最基础而重要的概念之一。

为了能够更好地理解电路的运行原理和进行电路设计与分析，我们需要掌握电路中的电路模型与电路分析方法。

一、电路模型电路模型是对电路中各元件的行为进行抽象和描述的数学模型。

常见的电路模型包括理想电压源、理想电流源、电阻、电容和电感等。

1. 理想电压源：理想电压源是一个提供恒定电压输出的电压源。

它可以看作是一个内阻为零的电源，并且能够提供无限大的电流。

在实际电路中，通常使用电压源来表示电池、电源适配器等。

2. 理想电流源：理想电流源是一个提供恒定电流输出的电流源。

它可以看作是一个内电阻为无穷大的电源，并且能够提供无限大的电压。

在实际电路中，通常使用电流源来表示电流表、发电机等。

3. 电阻：电阻是电路中最基本的元件之一。

它的特性是通过电流和电压之间存在线性关系，即符合欧姆定律。

常见的电阻有固定电阻和可变电阻两种。

在电路模型中，电阻通常用一个具有固定阻值的箭头表示。

4. 电容：电容是一种能够储存电荷的元件。

在电路模型中，电容可以看作是由两个金属板之间夹着一个绝缘层构成的。

当电压施加在电容上时，可以导致电容充电或放电。

电容的特性可以用电流对电压的导数关系描述。

5. 电感：电感是一种能够储存磁场能量的元件。

在电路模型中，电感可以看作是一个线圈。

当电流通过电感时，可以产生磁场，并且磁场能量可以在电流中转换。

电感的特性可以用电压对电流的导数关系描述。

二、电路分析电路分析是指通过建立电路方程，计算电路中电流、电压和功率等参数的过程。

常见的电路分析方法包括基尔霍夫定律、戴维南等效电路定理和拉普拉斯变换等。

1. 基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是电路分析中最常用的原理之一。

它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。

基尔霍夫电流定律指出，在任意一个节点上，所有进入节点的电流等于所有离开节点的电流之和。

基尔霍夫电压定律指出，在任意一个回路中，所有电压源的电压和等于所有电阻、电容和电感元件的电压之和。

电路和电路模型电路是指包含电源、导线、电阻、电容、电感等元件的系统，能够实现电能的传输、转换、控制等功能。

电路被广泛应用于电子设备、通信设备、家用电器、汽车等各个领域。

而电路模型是对电路进行数学建模和分析的方法，是理论研究电路行为和设计电路的重要工具。

电路包含了若干个元件（如电源、电阻、电容、电感等），这些元件之间通过导线相连，形成了电路。

电路中电荷沿着电路的导线运动，形成了电流。

根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。

这启示我们可以通过设计和连接不同的电阻、电流、电源和电容来实现特定的电路功能。

在实际应用中，通过特定的电路设计可以实现信号放大、数据处理、电源管理等功能。

电路的组成元件是电子元件，即储能件、控制流通与障碍流通的元件等，它们是电路的功能建筑。

电路中的储能元件存储电场能量，包括电容和电感。

电路中的控制流通与障碍流通的元件是指电导材料、二极管、三极管、场效应管、MOS管、运算放大器等元件。

这些元件能够通过电场或磁场等控制电流或电压，实现对电路行为的控制和调节。

电路模型是对电路进行数学建模的方法，通过数学方程描述电路的特性，可用于电路的理论分析和设计。

根据描述电路的方程形式，电路模型可以分为时域模型和频域模型。

时域模型描述电路的时间响应，由微分方程或差分方程表示电路元件的电压或电流与时间的关系。

频域模型则利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，并进行频域分析，可以得到电路的频率特性。

电路模型对电路行为的分析有着重要的作用。

比如，在模拟电路中，模拟信号会经过若干个电路元件的影响，这时需要对电路进行分析，以确定电路的响应和性能。

在数字电路中，数字信号经过二进制数值转换输出，需对电路进行逻辑分析和时序分析。

在通信电路中，需要对电路进行频率特性和时域特性的分析，以保证信号传输的稳定性和可靠性。

总之，电路和电路模型是理论和应用领域重要的概念。

电路是电子设备的核心组成部分，电路模型则是对电路的理论分析工具。