1.7 小结
1.电路模型
电路模型是实际电路结构及功能的抽象化表示,是各种理想化元件模型的组合。分析电路的关键是首先建立电路模型,然后按照电路定律进行分析计算。
2.参考方向
参考方向是为了方便分析电路而人为选定的方向。选择电流、电压的参考方向是电路分析中不可缺少的步骤。元件上或局部电路上电流、电压参考方向一致时称为关联参考方向。比如在电阻上,i=(关联),i=-(非关联),p=ui(关联),p=-ui(非关联)。
3.电源与负载的判定
电源在电路中将其他形式能量转换为电能,是发出功率的元件;负载在电路中将电能转换为其他形式能量,是吸收功率的元件。电路元件在电路中究竟是电源还是负载一般有以下两种判别方法。
一种方法是根据元件上的电压和电流的实际方向来判别:当电压和电流的实际方向一致时,元件是负载,要吸收功率;反之,当两者的实际方向相反时,元件是电源,要发出功率。另一种方法是假定元件上电压和电流的参考方向一致,若其功率为正,说明元件是负载;若其功率为负,则元件是电源。
根据能量守恒定律,电路中各元件发出功率之和等于吸收功率之和。
4.理想电路元件
电阻R:当电阻元件上的u和i取关联参考方向时,u=Ri,功率p=ui=i2R≥0,电阻是耗能元件。
电感L:当电感元件上的u和i取关联参考方向时,u=,在直流电路中,电感元件相当于短路。电感储能W=,电感是储能元件。
电容C:当电容元件上的u和i取关联参考方向时,i=,在直流电路中,电容元件相当于断路。电容储能W=,电容是储能元件。
5.基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律(KCL):任一瞬间,任一结点上电流的代数和恒等于0,即∑I=0。KCL的实质是电流连续性的体现。
基尔霍夫电压定律(KVL):任一瞬间,沿任一闭合回路绕行一周,各部分电压的代数和恒等于0,即∑U=0。
列KCL和KVL方程时,首先要选定各支路电流的参考方向,并选定回路的绕行方向。
6.电位
电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压,只有参考点选定之后,各点电位才能有确定的数值。电位相当于海拔,是相对参考点而言,而电压相当于高度,与参考点无关。电位的计算与路径无关。