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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电气 > 《电工基础入门》 > 第1章 电路的基本概念与基本定律

第1节 电路和电路模型

案例1.1手电筒电路是大家所熟悉的一种用来照明的最简单的用电器具,如图1.1所示。

它由四部分组成:

(1)干电池,它将化学能转换为电能;

(2)小电珠,它将电能转换为光能;

(3)开关,通过它的闭合与断开,能够控制小电珠的发光情况;

(4)金属容器、卷线连接器,它相当于传输电能的金属导线,提供了手电筒中其它元件之间的连接。

1.1.1电路

电路是由若干电气设备或元器件按一定方式用导线联接而成的电流通路。通常由电源、负载及中间环节等三部分组成。

电源是将其它形式的能量转换为电能的装置,如发电机、干电池、蓄电池等。

负载是取用电能的装置,通常也称为用电器,如白炽灯、电炉、电视机、电动机等。

中间环节是传输、控制电能的装置,如连接导线、变压器、开关、保护电器等。

实际电路的结构形式多种多样,但就其功能而言,可以划分为电力电路(强电电路)、电子电路(弱电电路)两大类。电力电路主要是实现电能的传输和转换。电子电路主要是实现信号的传递和处理。

1.1.2电路模型

1.电路模型

由电路元件构成的电路,称为电路模型。电路元件一般用理想电路元件代替,并用国标规定的图形符号及文字符号表示。今后本书中未加特殊说明时,我们所研究的电路均为电路模型。图1.1所示的手电筒电路,其电路模型如图1.2所示。

2.电路元件

实际电路中的元器件品种繁多,有的元器件主要是消耗电能,如各种电阻器、电灯、电烙铁等;有的元器件主要是储存磁场能量,如各种电感线圈;有的元器件主要是储存电场能量,如各种类型电容器;有的元器件主要是提供电能,如电池、发电机等。

对某一个元器件而言,其电磁性能却并不是单一的。例如,实验室用的滑线电阻器,它由导线绕制而成,主要具有消耗电能的性质,即具有电阻的性质;其次由于电压和电流会产生电场和磁场,它又具有储存电场能量和磁场能量的性质,即具有电容和电感的性质。上述性质总是交织在一起的,当电压、电流的性质不同时,其表现程度也不一样。

为了便于对电路进行分析和计算,将实际元器件近似化、理想化,使每一种元器件只集中表现一种主要的电或磁的性能,这种理想化元器件就是实际元器件的模型。理想化元器件简称电路元件。

实际元器件可用一种或几种电路元件的组合来近似地表示。例如,上面提到的滑线电阻器可用电阻元件来表示;若考虑磁场的作用,则可用电阻元件和电感元件的组合来表示。同时,对电磁性能相近的元器件,也可用同一种电路元件近似地表示。例如,各种电阻器、电灯、电烙铁、电熨斗等,都可用电阻元件来近似表示。