UNIT 1A 电路 电路或电网络由以某种方式连接的电阻器、 电感器和电容器等元件组成。假如网络不包含能源, 如电池或发电机, 那么就被称作无源网络。换句话说, 假如存在一个或多个能源, 那么组合的结果为有源网络。在讨论电网络的特性时, 我们感兴趣的是确定电路中的电压和电流。因为网络由无源电路元件组成, 因此必须首先定义这些元件的电特性.就电阻来说, 电压-电流的关系由欧姆定律给出, 欧姆定律指出: 电阻两端的电压等于电阻上流过的电流乘以电阻值。在数学上表示为: u=iR (1-1A-1)式中 u=电压, 伏特; i =电流, 安培; R = 电阻, 欧姆。纯电感电压由法拉第定律定义, 法拉第定律指出: 电感两端的电压正比于流过电感的电流随时间的变化率。因此可得到: U=Ldi/dt 式中 di/dt = 电流变化率, 安培/秒; L = 感应系数, 享利。 电容两端建立的电压正比于电容两极板上积累的电荷 q 。因为电荷的积累可表示为电荷增量 dq 的和或积分, 因此得到的等式为 u= , 式中电容量 C 是与电压和电荷相关的比例常数。由定义可知, 电流等于电荷随时间的变化率, 可表示为 i = dq/dt。因此电荷增量 dq 等于电流乘以相应的时间增量, 或 dq = i dt, 那么等式 (1-1A-3) 可写为式中 C = 电容量, 法拉。归纳式(1-1A-1)、 (1-1A-2) 和 (1-1A-4)描述的三种无源电路元件如图 1-1A-1 所示。注意, 图中电流的参考方向为惯用的参考方向, 因此流过每一个元件的电流与电压降的方向一致。 有源电气元件涉及将其它能量转换为电能, 例如, 电池中的电能来自其储存的化学能, 发电机的电能是旋转电枢机械能转换的结果。有源电气元件存在两种基本形式: 电压源和电流源。其理想状态为: 电压源两端的电压恒定, 与从电压源中流出的电流无关。因为负载变化时电压基本恒定, 因此上述电池和发电机被认为是电压源。另一方面, 电流源产生电流, 电流的大小与电源连接的负载无关。虽然电流源在实际中不常见, 但其概念的确在表示借助于等值电路的放大器件, 比如晶体管中具有广泛应用。电压源和电流源的符号表示如图 1-1A-2 所示。分析电网络的一般方法是网孔分析法或回路分析法。应用于此方法的基本定律是基尔霍夫第一定律, 基尔霍夫第一定律指出: 一个闭合回路中的电压代数和为 0, 换句话说, 任一闭合回路中的电压升等于电压降。网孔分析指的是: 假设有一个电流——即所谓的回路电流——流过电路中的每一个...