电路基本概念和等效转换

Circuit

概念

1. 回路：闭合路径
2. 网孔：不含支路的回路
3. 网络：即电路
4. 节点：支路的连接点。电路图中用黑点表示

参考方向

电流和电压均有参考方向，两者的参考方向相同时称为关联参考方向，反之为非关联参考方向
当参考方向与实际方向一致时，则算出的值为正；相反则为负。当然，更常见的是这样：我算出了电流值值，是个正数，原来实际电流方向就是这样啊…
看似参考方向能解决许多问题，大不了我可以分开讨论电压电流，干嘛要关联呢？
是否关联用于解决同时包含电流与电压的问题。比如功率。
我们都知道P=UI，但是如果两者参考方向相反，实际方向又和参考方向不一定一样，又怎么判断是放出能量还是吸收能量呢？
求功率的时候，若为关联参考方向，则P=UI；若为非关联参考方向，则P=-UI
所以求功率，先判断是否关联，是否要先加负号；再带入U、I，注意U、I本身带有符号，根据其参考方向和实际方向是否一致
欧姆定律同理。

基尔霍夫定律

基尔霍夫电流定律（KCL）

流入节点的电流等于流出节点的电流，即电路中任意节点上，各支路电流的代数和等于0
可以把电路中任意封闭面看成支点，其满足KCL
比较好理解，而且用到比较少…

基尔霍夫电压定律（KVL）

任意时刻，沿闭合回路的电压降的代数和等于0
要注意的是，需要先规定参考方向（顺时针/逆时针），并以此方向来判断是电压降还是电压升，这影响到数值前是加还是减

电阻

耗能原件。根据伏安特性（VAR/VAC）可分为以下：

1. 线性定常电阻
2. 线性时变电阻，如滑动变阻器
3. 非线性电阻，如二极管

电源

供能原件。分为以下两种：

1. 独立电源：电压或电流是时间函数
2. 非独立电源：电路中其他部分的电压或电流函数。又称受控电源
   独立电压源称为电压源，独立电流源称为电流源，非独立电压电源称为受控源

电压源

基本性质：

1. 电压是定值或时间函数，与流过的电流无关
2. 流过的电流由外部电路决定

电流源

比如光电池
基本特性：

1. 电流是定值或时间函数，与端电压无关
2. 端电压由外部电路决定

电源等效互换

依据：电源的外特性相同

转换电路时，电阻保持不变，根据已知求未知，然后改变串并联。注意方向要一致，电源中电流从低点位流向高电位（从负到正）
补充电流源与电压源之间，自己和自己以及相互串并联的情况：

理想电源内阻
得出以下结论：

1. 电压源不并联
2. 电流源不串联
3. 电流源与电压源并联，电流源不起作用
4. 电流源与电压源串联，电压源不起作用
   在转换替代电路时，有一些简便的方法：
   

动态元件

具有储能功能，一般用于交变电路。

电容

能储存电荷，即储存电场能量。理想电容器（忽略漏电）称为电容元件
某时刻电容器电流取决于电压变化率。两端电压是连续变化的，不可能发生跃变
不同情况下采用不同的模型：

1. 频率低，精度不高的电路：理想电容器
2. 不能忽略消耗的能量：并联一个电阻
3. 频率高，产生不能忽略的磁场：添加电感元件L

电感

电感器，或电感线圈、扼流圈，将能量储存在磁场中。
电流不能发生跃变。
分为低频、高频，不同情况采用不同模型：

1. 消耗的能量忽略不计：理想电感元
2. 考虑导线消耗：用一个集中电阻R
3. 考虑高频线圈之前的电容：并联一个电容原件C
   

原理
对于电容和电感的串并联，不做赘述，在此给出以下结论：
电容并联与电阻串联相似；电容串联与电阻并联相似
电感并联与电阻并联相似；电感串联与电阻串联相似

受控电源

受控源是四端原件，又称耦合元件，分为：

1. 电压控制电压源：VCVS
2. 电流控制电压源：CCVS
3. 电压控制电流源：VCCS
4. 电流控制电压源：CCCS

对于受控电源，除了其电流或电压的值不确定（有个未知数，通常为I），其余分析方法与独立电源相似。
在化简电路的时候，可将受控剑源等效替代为一个电阻：