北京交通大学：《基础电路分析》课程教学资源（课件讲稿）第1章 基本概念和基本规律

第1章基本概念和基本规律·电路模型·电路变量·连接约束关系·元件约束关系·两类约束分析电路·受控元件12北京交通大学电路分析课程组国家电工电子教学基地

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 12 第1章  基本概念和基本规律 • 电路模型 • 电路变量 • 连接约束关系 • 元件约束关系 • 两类约束分析电路 • 受控元件

电路的作用和构成能量传递信息处理13北京交通大学电路分析课程组国家电工电子教学基地

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 13 电路的作用和构成 能量传递 信息处理

电路实例机电、控制系统通信、计算机拟音频14北京交通大学国家电工电子教学基地电路分析课程组

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 14 电路实例 机电、 控制系统 通信、计算机 模拟音频

电路模型·电路o一电磁问题近似描述一约束电荷移动路径实际电路一实际元器件构成电路模型R一理想元件和导线

电路模型 • 电路 – 电磁问题近似描述 – 约束电荷移动路径 • 实际电路 – 实际元器件构成 • 电路模型 – 理想元件和导线

实际电路与电路模型实际电路：是由实际电气器件互相连接而成，是构成各种电子系统的基本构件。实际器件（电阻器，电容器实际电路电感线圈，晶体管，集成电路等）器件建模：抽象1.保留主要电磁特性近似2.一个器件可多个元件严格定义模型表示电路元件（电阻元件，电容元件电路模型电感元件，受控源，理想运放等）电路模型：是由理想电路元件与理想导线互相连接而成。16北京交通大学国家电工电子教学基地电路分析课程组

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 16 实际电路与电路模型 电路模型：是由理想电路元件与理想导线互相连接而成。 实际电路：是由实际电气器件互相连接而成，是构成各 种电子系统的基本构件。 实际电路 电路模型 实际器件（电阻器，电容器， 电感线圈，晶体管，集成电路等） 电路元件（电阻元件，电容元件， 电感元件，受控源，理想运放等） 抽象 近似 严格定义 器件建模： 1. 保留主要电磁特性 2. 一个器件可多个元件 模型表示

电路模型建立条件物理特性的集总化(集中化)：将实际空间连续分布的特性集中到一点来表示，称为参数集中化一例如，对于实际电阻器，忽略其体积，两个端线之间特性用一个电阻参数表示，得到理想电阻模型一类似于力学中的质点概念集总化需要忽略实际元件的次要特性集总化需要考虑工作频率和实际元件的边界R=100欧姆17

17 电路模型建立条件 • 物理特性的集总化(集中化): – 将实际空间连续分布的特性集中到一点来表示，称为参数集 中化 – 例如，对于实际电阻器，忽略其体积，两个端线之间特性用 一个电阻参数表示，得到理想电阻模型 – 类似于力学中的质点概念 • 集总化需要忽略实际元件的次要特性 • 集总化需要考虑工作频率和实际元件的边界 R=100欧姆

电路模型建立条件集中化条件的频率约束实际元件和实际电路的最大尺寸远小于电路中的电磁信号（电压或电流）的波长d<<^用光速c去除不等式的两边，可得T<< T其中T=d/c是电磁信号从电路的一端传到电路的另一端所需要的时间，T为信号的周期。18北京交通大学国家电工电子教学基地电路分析课程组

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 18 集中化条件的频率约束： 实际元件和实际电路的最大尺寸远小于电路中的电磁信号 （电压或电流）的波长 d << λ 用光速c去除不等式的两边，可得     τ<< T 其中τ=d/c 是电磁信号从电路的一端传到电路的另一端 所需要的时间，T 为信号的周期。 电路模型建立条件

集中参数电路·在电路所在区域内波动现象可忽略一变量只是时间函数，与空间位置无关一信号在电路空间传播不需要时间·集中化假设一电磁转换过程、电能与其它能量转换集中在元件内部一电荷移动只能通过导线，元件只能通过其端子相互影响一元件形状尺寸、电路的尺寸影响可以忽略·集中参数电路一满足上述集中化条件的实际电路可用(集中参数)电路模型描述19北京交通大学国家电工电子教学基地电路分析课程组

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 19 集中参数电路* • 在电路所在区域内波动现象可忽略 – 变量只是时间函数，与空间位置无关 – 信号在电路空间传播不需要时间 • 集中化假设 – 电磁转换过程、电能与其它能量转换集中在元件内部 – 电荷移动只能通过导线，元件只能通过其端子相互影响 – 元件形状尺寸、电路的尺寸影响可以忽略 • 集中参数电路 – 满足上述集中化条件的实际电路可用(集中参数)电路模 型描述

集中电路模型·例子1：有线电视电缆一信号频率50MHz一900MHzf=500MHz,波长L=600mm,L/4=150mm此时，一根电缆不能简单看作两根导线需要用传输线（分布参数）模型120北京交通大学国家电工电子教学基地电路分析课程组

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 20 集中电路模型 • 例子1：有线电视电缆 – 信号频率50MHz—900MHz f=500MHz,波长L=600mm, L/4=150mm 此时，一根电缆不能简单看作两根导线， 需要用传输线（分布参数）模型 • 例子1：有线电视电缆 – 信号频率50MHz—900MHz E l ZL

集中电路模型·例子2：ID卡和读卡器－信号频率125Kf=100kHz波长=3km将两个线圈及其相互感应空间整体作为一个互感元件，耦合发生在元件内部空间。R2RL202VCI阅读器应答器：ID卡，电子标签等21国家电工电子教字基地电路分析课程组北京交通大字

北京交通大学 国家电工电子教学基地 电路分析课程组 21 集中电路模型 • 例子2：ID卡和读卡器 – 信号频率125K f=100kHz, 波长=3km  将两个线圈及其相互感应空间整体作 为一个互感元件，耦合发生在元件内 部空间