温故知新系列 欲以一文说《电路》

2024-03-22 22:30

本文主要是介绍温故知新系列 欲以一文说《电路》,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

温故知新系列 欲以一文说《电路》

本文思维导图

思维导图 电路分析

正文

“电路分析”这门课程是电子专业基础课程中的基础,也是许多其他专业的必修课程。博主这门课程学得并不好,因此想要回炉重造一下,看了几个小时的PPT,算是大体上又过了一遍。简单地写一写思想和方法,权当一个小结。

电路分析的一个重要主题就是,等效。等效的思想用得太多了,无论是电阻电路的等效,还是戴维宁定理、诺顿定理,还是阻抗、导纳等概念的定义。纯电阻,可以利用Y-Δ变换、串并联,最终化为一个电阻。而对于含受控源的电路也可以计算出输入电阻,实质上也化为了一个电阻。至于戴维宁和诺顿定理,则是将一个电路部分视为一个电压源和一个电阻的串联(戴维宁)或者一个电流源和一个电阻的并联(诺顿),由于两个定理做出的结果又互相等效,所以合在一起讲。提到等效,还应当提一下与其类似的概念——替代。本质上讲,等效就是将部分电路从原来的整体中拿出来分析,而替代则是仍将该部分电路放在原来的整体中、不拿出来分析,通常使用的更多的是“等效”。

另一个重要的思想是抽象(简化)。比如在引入回路电流法和节点电压法时,定义了一个“电路的图”的概念,就是无视电路元件的差异,直接将电路看成“图”,然后对支路的电压电流进行假设,再列方程(2b法),将这种方法进行调整便得到了回路电流法和节点电压法,本质上还是只应用了电压电流关系、基尔霍夫定律这两个最基础的东西。再有一个比较典型的例子,就是相量法。将电路的参量用复数表示,再结合三角的知识,从而每个量都表示成幅值和相角,大大简化了计算。利用相量法,去解决一般的电路问题或者三相电等特殊问题,常常能简化计算并易于理解。

第三种思想,我称之为分解,将复杂的问题分解开简单化处理,其本质上也是一种等效。比如将全响应分为零输入响应和零状态响应两部分来计算,这样的话对于初值的利用更加明确。再比如,叠加定理,将两个激励分别计算得出结果再相加,这样实际上减少了一个参量,也就是分别只考虑激励的电压和电流,不必同时考虑。

如果非要选出一个词作为“电路分析”的核心,我会选择“等效”。《电路》包含的知识还是很多的,一篇文章很难说清楚,所以我没有选择仔细地列出重要知识点,而是以思想和方法为纲领,提纲挈领地点出知识点,虽然不全面,但力求用简单的话语说明白,说出其内在思想。才疏学浅,未免挂一漏万,不足之处,多多包涵。《电路》还应该再细细地学一遍。

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