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电路原理中的三种理想电路元件,你确定不想重新看一遍?

  • 发布时间:2022-06-16 17:22:12
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电路是电流的通路,它主要由一些电气元件或电气设备联结而成,能实现能量的传输和转换,或实现信息的传递和处理。电路在日常生活和生产实际中随处可见,例如厂矿中各种电气设备和纵横几百公里的电网系统,可实现电能的转换和传输;家用电器中的音响设备、电视机,可实现信号的传递和处理。实际电路是由种类繁多的电路元件组成的,这些元件--般可分为电源、负载和传输元件等。

 

●电源:是提供电能或发出电信号的设备。

●负载:是用电或接收电信号的设备。它把电能转换成其他形式的能量。

●传输及控制器件:是电源和负载中间的连接部分。

 

由于实际电路元件种类繁多,功能各异,直接对实际电路进行研究会使问题十分复杂。电路理论采用了模型化的方法研究各种实际电路元件及实际电路,通过建立能反映实际电路元件主要物理本质的模型,使问题得到简化。实际电路元件中发生的电磁现象主要是电磁能量的消耗现象和储存现象,这些现象以不同的强度交织在一起,决定了一个实际电路元件的物理特性。如果对这些电磁现象分别建立物理模型和数学模型,构造出几个理想电路元件,那么对于一个.实际电器部件,根据其电磁特性,可以用理想电路元件的组合来表示。这样由理想电路元件构成的电路,称为实际电路的电路模型。电路模型是以足够的精度近似地描述实际电路,是对实际电路在- -定条件下的科学抽象。显然,当抽象出的电路模型精度不够高时,会给实际电路的分析带来较大误差。

 

根据实际电路元件中发生的电磁能的消耗现象和储存现象,可建构三种理想电路元件,它们是:

表示消耗电能的电阻元件R

表示储存电场能量的电容元件C

表示储存磁场能量的电感元件L

用电动势E表示电源的特性

当实际电路元件及实际电路的尺寸远远小于电路中电磁信号的波长时,可用等效的集总化理想电路元件构成集总参数电路模型,如将一段线路中的损耗集中起来用一个电阻表示

 

 

图1是手电筒的电路图(集总参数电路模型),其中,电阻R表示小灯泡整体消耗电能的特性,电阻Rs表示干电池内部整体消耗电能的特性,电动势E表示干电池发出电能的特性,开关K为手电筒的控制开关。不同的实际电路元件,只要具有相同的电磁性能,可用同一个电路模型表示。而一个实际电路元件在不同的条件下,电磁性能不同它的电路模型也会有不同的形式。

例如,在某一频率下, 当线圈电阻的影响可以忽略时,一个线圈可以用集总电感元件作为其电路模型,如图1-2a所示,如果线圈电阻的影响不能忽略,则其电路模型如图1-2b所示,其中R为绕线电阻;如果线圈工作在较高频率条件下,线圈匝间电容的影响不能忽略时,则其电路模型如图1-2c所示,其中C为匝间电容。当线圈工作在更高频率,且不满足集总化条件时,应采用分布参数电路模型对实际电路进行描述。

 

 

电路理论的研究对象是从实际电路中抽象出来的电路模型。电路的基本定律及分析方法是建立在电路模型基础上的。

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