电阻性电路的电路模型和电路定律解读

1-1电路及电路模型

负载：电阻元件、电容元件、电感元件

电源：电源元件、受控电源

构成电路的三个环节：电源、负载以及连接两个环节的中间环节即导线

电路：电流流通的路径

电路理论是建立在模拟概念的基础上，即用理想化的模型来描述实际电路，电路模型指理想元件组成的电路图

注意：

一个器件的电路模型及参数与该器件的工作条件有关；

电路模型是一种数学模型；理想元件：具有精确的数学运算关系的电路元件。如R（电阻）、L（电感）、C（电容）等；

电路模型只是对实际物理过程的一种近似描述;模型的繁简与实际工程计算要求的精度有关；

1-2电流、电压和功率

电流、电流强度、电压、功率含义和计算

电位也称电势

电流的参考方向：假设的电流正方向

电压的参考方向：假设的电压正方向

关联参考方向：假如电流从标以“+”号的端点注入，并从标以“-”号的端点流出，则电流的参考方向与电压的参考方向一致，称为关联参考方向。

在电压、电流取关联参考方向下，p=ui表示该元件“消耗”（吸收）的电功率大小，非关联参考方向下，p=-ui表示该元件是“供出”功率大小

在分析电路时，无需考虑电流电压的实际方向，只需在图中标定参考方向，最终计算结果的正、负就反映了实际方向。参考方向一经选定就不能再变动。

1-3电阻元件

假如一个二端元件在任意时刻t，其电压与电流的关系（伏安关系，VAR）服从欧姆定律，即：u=Ri，则该元件称线性二端电阻元件。

另一个表征电阻元件伏安关系的一个参数为G（Conductance）电导，单位：西门子（S）二者关系：R=1/G

并联的电阻是电导相加

电阻是吸收功率

判断元件是吸收功率还是供应功率

欧姆定律是含义在电阻上的电压、电流取关联参考方向下的。u=Ri若为非关联参考方向，则u=-Ri

p=ui（关联参考方向）或p=-ui（非关联参考方向）

在较为简单的电路模型中的一个判断方法是，假如实际电流方向和实际电压方向一致，那么元件消耗功率，否则元件供出功率

电容存储的电场能量只和端电压有关，因为电容元件端电压不能跃变，所以电容上的能量也不能跃变

1-5电感元件

电感元件的Ψ-i关系，u-i关系，功率和能量关系

一个二端元件，假如在任意时刻t它的磁链Ψ与它的电流i之间关系，满足方程：Ψ=Li则该元件称为线性电感元件。式中L为常数，单位为享利（H）。

任意时刻t电感上的电流与电感的历史情况有关，对电压具有记忆能力

上式表明：

当di/dt=0，u,p=0,电感上的能量不变

当di/dt>0，p>0，电感将储存能量

当di/dt<0，p<0，电感将释放能量

电感元件在某一时刻所储存的磁场能量只与该时刻电流（或磁链）的瞬时值有关，因为电感中的电流不能跃变。所以电感上的能量不能跃变。

1-6电压源和电流源

电压源：假如一个二端元件接到任一电路后其两端电压us(t)总能保持规定值，与通过它的电流大小无关，则该二端元件就称为电压源。

说明：

理想电压源两端的电压与外电路无关，而通过它的电流的大小和方向，则要电压源和外电路共同确定。

电压源的电压、电流习惯上采用非关联参考方向。在这种情况下，p=ui代表电压源向外电路供应功率。

理想电压源在实际中不存在。

电流源：假如一个二端元件接到任一电路后,该元件能够对外电路供应规定的电流is(t),无论其两端电压大小如何，则该二端元件就称为电流源

1-7受控源

受控电源是一个具有两条支路的双端口元件，其输出端口的电压（或电流）受控于输入端口的电压（或电流）。

可以分成四类：