电路与系统-第一章

1、电路和系统课程说明，教材：电路第4版作者：太尉官。高等教育出版社。参考：电路基础吴大静主编西安电子科技大学出版社电路分析基础张英西等编西安电子科技大学出版社信号与线性系统分析吴大静在高等教育出版社上课时间：76小时成绩：一般成绩(作业和中间成绩):20-30%期末考试成绩：70-80%作业：一周两次(星期一、星期四)。信号是什么？什么是系统？什么是回路？为什么把这些概念联系在一起？一、信号概念，一。message(消息):人们经常把来自外部的各种报道统称为消息。2 .信息：通常将消息的有意义的内容称为信息。简介，信息论的术语。3 .信号：信号是信息的载体。通过信号传递信息。信号我们不是陌生人。

2、例如，刚才的铃声信号，意味着下课了；十字路口的红绿灯-光信号、交通命令；电视天线接受的电视信息-电信号；广告牌上的文字、图像信号等。为了有效地传播和利用信息，经常需要将信息转换为易于发送和处理的信号。第二，系统的概念，通常是系统(system)，表示由具有特定功能的整体组成的多个相互关联的项目的组合。手机、电视、通信网络、计算机网络等都可以看作系统。它们发出的声音、音乐、图像、文字等都可以看作是信号。信号的概念往往与系统的概念密切相关。信号生成、传输和处理通常需要称为系统的特定设备。系统的基本作用是处理和处理输入信号，并将其转换为所需的输出信号。输入信号、这里、输出信号、响应、第三、电路组件由

3、具有特定功能的电流路径组成。可以看作是一种电子系统。电路集中在本地，系统集中在整体。本课程主要讨论电气系统，因此两者之间没有严格的区分。第1章电路模型和电路定律，1-4电路元件，1-2电流和电压的基准方向，1-3功率和能量，1-1电路和电路模型，1-5电阻元件，1-6电容元件，1-9控制电源，1，2、实际电路的组成，提供电能的能量，所谓电力；电源、负载、导线是实际电路不可缺少的三个组件。电气装置，统称为负载。将电源提供的能量转换为其他形式的能量。连接电源和负载，传输电能的金属线，又称导线。1，什么是电路(circuit)？第一章电路模型和电路定律、1-1电路和电路模型、各种实际电路、各种功能。

4、电路的主要作用可以概括为电力传输和转换(例如电力系统的发展、传输等)两个方面。实现信号传递和处理。电视、通信电路等。3，实际电路的功能，1-1电路和电路模型，4，为什么需要引入电路模型，实际电路的性能非常复杂。例如，制造电阻器用于表示对电流的电阻的特性，但在电流通过时产生磁场。很难在数学上准确地解释这种现象。要用数学方法判断电路的主性能，必须在一定条件下，忽略第二特性，按其主特性理想化，得到一系列理想化的构件。这种理想元素称为实际设备的“设备模型”。，1-1电路和电路模型，理想电阻元件：只消耗电阻器、灯泡、电力等电力，可以使用理想电阻反映电力消耗的这一主要特征；理想电容因素：只存储各种电容器等

5、电力，可以使用理想电容反映所存储电力的特性。理想电感元件：只存储各种电感线圈等磁能，可以反映使用理想电感存储磁能的特性。5，几种典型的理想化元件(装置模型)、1-1电路和电路模型、电路模型由多个理想化元件组成；实际电路中的每个装置均由相应的模型符号表示，此图称为实际电路，通常称为电路模型图。实际装置在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式；7，说明，只要不同的实际装置具有相同的主要电气特性，就可以在一定条件下用相同的模型表示。在低频电路(例如灯、电等)中，可以表示为理想的电阻。6，如果电路模型和电路、1-1电路和电路模型、实际电路的几何尺寸l远远小于工作的电磁波的波长 (=c/f)，则可以认

6、为传送到整个电路的电磁能量同时到达，此时整个电路可以视为电磁空间的一点。电路几何尺寸l在工作时远小于电磁波波长的电路称为集中参数电路，否则称为分布参数电路。同时，设备内部纠缠的电磁现象可以单独考虑；能源消耗集中在电阻组件上，电力集中在容量组件上，磁能集中在电感组件上。1、集中式参数电路(lumped circuit)和分布式参数电路(distributed circuit)、2、电路分类、1-1电路和电路模型，例如(1) 50Hz的操作频率及其波长，(2)对于电视天线及其传输线，操作频率为108Hz的10通道，操作频率约为200MHz，其操作波长为1.5米，此时0.2米长的传输线是分布式参数电

7、路。如果描述电路性质的所有方程式都是线性代数或微积分方程式，则1-1电路和电路模型称为线性电路。否则，它是非线性电路。非线性电路在工程中更常用，线性电路往往只是非线性电路的近似模型。但是，线性电路理论是非线性电路分析的基础。2、线性电路和非线性电路、1-1-1电路和电路模型，不变电路是指电路中元件的参数值不会随时间变更的电路；说明它的电路方程是具有一定系数的代数或微积分方程。相反，用可变系数方程式描述的电路称为时变电路。时变电路是时变电路研究的基础，是最基本的电路模型。本书主要介绍了集中参数电路的线性时间不变电路。3、时间不变电路(time-invariant circuit)和时间变化电路(

8、time-varying circuit)，第一、电路变量，为了定量说明电路的性能，电路中引入了一些物理量作为电路变量；一般分为两类：基本变量和复合变量。电流，电压容易测量，所以经常被选为主要变量。复合变量包括功率和能量等。通常是时间t的函数。2，电流，第一章电路模型和电路定律，1-2电压和电流的基准方向，1-2电压和电流的基准方向，电场力引起的电荷的规则方向移动形成电流，用I (t)或I表示。单位：安Pei (A)。2，电流大小-电流强度，简单地说，电流，形式dq是通过导体横截面的电荷，电荷的单位：库LUN (C)。Dq/dt在单位时间通过导体横截面的电荷数量为常数的情况下，将此电流称为恒定

9、电流，即直流电流，用大写字母I表示。1，电流的形成，1-2电压和电流的基准方向，实际方向规定为正电荷移动方向。参考方向假定正电荷运动的方向。法规：如果参考方向与实际方向相符，则电流为正值、相反、电流为负值。为什么要引入参考方向？3，电流的方向，1-2电压和电流的基准方向，如果回路复杂或电源是交流电源，则很难指示电流的实际方向。交流电路的电流方向会随时间而变更。1，原则上可以任意设置；2，习惯性地：a，一眼就能知道电流的方向的人，将这个方向作为参考方向；b，如果看不到方向，可以任意设置。参考方向假设说明2点：R3的电流I3方向判断？1-2电压和电流的基准方向，(1)，将来的原理图仅显示基准方向。

10、电流的基准方向是任意指定的，通常在电路图中显示为箭头或双下标；Iab指示电流的参考方向为a到b。(2)，电流是同时具有大小和方向的代数。在没有确定参考方向的情况下讨论电流的正负是没有意义的。4，电流描述，1-2电压和电流的基准方向，电路中的电场力从特定点a到另一点b的单位正电荷所执行的操作称为两点之间的电压。工作(能量)单位：焦点耳(J)；电压单位：伏特(v)。2，电压的极性(方向)，实际极性：规定两点之间电压的高电位差端为“”极，低电位差端为“-”极。两点电位减少的方向也称为电压的方向。基准极性：假定电压“”极和“-”极。如果基准极性与实际极性匹配，则电压为正值，反之，电压为负值。1，电压定

11、义，3，电压，1-2电压和电流的参考方向，电流和电压的参考方向可以任意假定，并且彼此独立。选择从电压u的“极”流向“-”极的电流I的参考方向后，电压u将与该元件的电流I相关联。否则，u和I对a没有关联。uA和iA关联uB和iB非关联，u和I对元件2关联u和I对元件1非关联，3，关联参考方向，1-2电压和电流的参考方向，(1)，未来的电路图仅显示电压的基准极性。如果没有基准极性，电压的正负就没有意义。(3)，如果电路图未显示电压/电流参考方向，则表示电压/电流参考方向与电流/电压相关联。(2)，电压的基准极性可以任意指定，通常在电路图中显示为“”、“-”号，有时UAB显示为双下标，表示a端为“极

12、”，b端为“-”号。(4)，大小和方向均不随时间变化的电流和电压称为直流电流和直流电压，可以用大写字母I和u表示。4，电压说明，2，功率与电压u，电流I的关系，单位时间电场力执行的操作称为电动势，即功率，单位为瓦特特殊(W)。图(a)中所示的电路n的u和I由于I=d q/dt，u=dw/dq，因此电路n与p(t)=u(t) i(t)，图(b)中n的u和I没有关联1-3功率和能量，1-3功率和能量，使用前面的2表达式计算电路n消耗的功率时， P0表示电路n实际消耗(吸收)功率；对于P0，由电路n吸收的功率为负，实际生成(提供或释放)的功率。如果回路n的u和I非关联(图a)，则n表示电源生成公式为

13、回路n的u和I关联(图a)，n的电源生成公式为p(t)=-u(t) i(t)，p(t)=u(t)，BC部分电流电压参考方向关联，P1=u1 i=3 x 1=3 w(吸收)，解决方案：ab部分电流电压参考方向关联，P2=u2 i=7x 1=7 w(吸收)，ca部分电流电压参考方向非关联，ca部分电流参考方向在0的情况下，组件(或电路)始终等于功率平衡、1-3功率和能量、双端组件(或电路)为手动或称为能耗组件(或电路)的功耗。根据功率的定义，其两侧为-到t积分，w ()=0，(u和I的关联设置)，4，能量计算，1-3功率和能量，前面介绍的电流、电压、功率和能量的基本单位为我们在这些单位前添加国际单

14、位制(SI)术语，表示这些单位乘以以10为底数的正平方或负平方得到的SI单位的倍数单位。5，常用国际单位系统(SI)标头，1，集中式电路组件(1)具有电磁性能，并且它们的特性(2)电流和端子之间的电压只是时间的函数，无论空间位置如何，都可以准确地描述为通过该端子的电流和端子之间的电压。2，组件的分类，本过程主要是线性、时间不变组件、第一章电路模型和电路定律、1-4电路组件、电阻组件是消耗电能的组件。任意时刻的端电压与电流成正比的因素称为线性电阻。(除非以后明确说明，电阻是指线性电阻)电阻器、灯泡、电炉等可以在一定条件下使用电阻元件作为模型。1 .符号，(1)电流的电压和参考方向相同的方向(关联

15、的参考方向)，2 .ohm定律(ohms law)、u r I、r是电阻的正实际常数。第一章电路模型和电路定律，1-5电阻元件，1-5电阻元件，电压电流特性曲线：r TG，电压电流特性：电阻元件电压和电流的关系曲线。g 1/r，G表示电导，欧姆定律表示阻力的单位： (欧洲)(Ohm，欧姆)，u r I，电导的单位：s(Siemens，Siemens)，1-5电阻系数，(2)电阻的电压和电流的基准方向相反(非关联参考方向)，欧姆定律的写如下，u-ri，公式必须与参考方向一起使用！电阻元件是无记忆体元件。或I-gu，1-5阻力，3。电力和能源，以上结果表明，阻力因素总是随时消耗电力。功率：从t0到t电阻消耗的能量：1-5电阻系数，*理想配线的电阻值为0。短路、断路(断路)、4。开路和短路，说明：(1)在此过程中，线性时间不变电阻(2)电阻的术语及其符号r表示一个电阻元件和此元件的参数(双语义)，电容是存储电的元件，是实际电容器的理想化模型。如果两端的电荷q与两端的电压u成正比的双端组件在任何时刻，则该组件称为线性电容。(除非以后特别说明，电容表示线性电容)，q=Cu，第一章电路模型和电路定律，f=as/a=s/，1-6电容元件，库螺