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1.1 电路与电路模型
电路(Circuit)就是电流(Current)所通过的路径。实际电路是由一些电路器件用导线连接起来组成的。所谓电路器件是指电阻器、电感器、电容器、变压器、开关、晶体管和电池等。为了便于对实际电路进行分析,需将实际电路器件理想化(或称模型化),即在一定条件下突出其主要的电磁性质,忽略其次要因素,将其近似地看作理想电路元件。由一些理想化元件组成的电路,就是实际电路的电路模型。一般将理想电路元件简称为元件(Element),将电路模型简称为电路。
电路中所应用的各种元件,按其工作时表现出的电特性可分为两类:一类元件工作时可以向电路提供电能,称为电源(Electric Source);另一类元件工作时吸收电能并将电能转化为其他形式的能量,如转化为热能、光能、机械能等,这类元件称为负载(Load)。负载主要有三种:电阻(Resistance)、电容(Capacitance)和电感(Inductance)。实际的某个器件在工作时的特征可以用一种理想元件或几种理想元件的组合来反映。
将一个小灯泡用导线与电池连接起来就组成了一个简单的电路,其电路模型如图1-1所示,电阻元件R表示小灯泡,理想电压源Us表示电池。在这里忽略导线的电阻和电池的内阻。
同一个实际器件在不同的条件下可能要用不同的理想元件来表示。比如前面例子中的电池,在电流比较大或使用时间比较长时,因内部损耗较大则需用一个理想电压源和一个电阻元件相串联来表示。
比较复杂的电路又称电网络,简称网络(Network)。元件通过端子与外电路相连,按端子的数目可将元件分为二端元件、三端元件、四端元件等。比如,电阻元件、电感元件是二端元件,晶体三极管是三端元件。
图1-1 电路模型示例