电压电流电阻

在电路中,我们总会去关注两个物理量:电压电流

电压、电压差、电动势,一个东西。\(W = qE\)

电流,根据习惯,电流方向为正电荷从正电位运动到负电位,实际电路中电子的流动方向和这个恰恰相反。

电压是针对两点而言,电流针对通过一个器件而言的。经常提到的通过一个点的电压,是针对地而言的。

电压与电流的关系:电阻

这里先讨论最常见、用途最广的电路元件:电阻。

电阻的理想模型:电压和电流取关联参考反向,任何时候两端电压和电流服从欧姆定律:

\[u = Ri\]

也可以使用"电导"来描述,其单位为西门子。

\[i = Gu\]

其消耗的功率为

\[p = ui = Ri^2\]

电阻电路等效变换

电路分析和计算时,可以把一部分电路用一个简单电路代替,被代替部分的外部特性相同,即电压电流不变,这就是等效变换的概念。

最简单的等效代换:串联电阻值相加,并联电导值相加。

一类比较难处理的是\(\mathrm{Y}-\triangle\)变换。按照变换后外部特性不变的原则,有

电阻由某种导电材料制成,其阻值用\(R = U/I\)来描述,常用的阻值范围为\(1\Omega \sim 22 \mathrm{M\Omega}\),最常关注的一个参数还有安全工作的最大功率(常见数值\(1/4 \mathrm{W}\)),此外还有精度、温度系数、电压系数、电感等参数。

上面提到了电阻的串并联,此外还有电压源串联和电流源并联的等效替换,也很好理解。

电阻电路分析方法

基于基尔霍夫定律,分析支路电压和电流。

根据电路的图论初步概念,找出独立方程。

写方程不缺不多。

具体有支路电流法、网孔电流呀、回路电流法、结点电压法。

根本都是基尔霍夫定律。

电路定理

前面的分析,实际上使用到了一些东西,没啥异议,感觉是正确的,但是没说出来。

叠加定理。线性系统的叠加性。

代替定理。

戴维宁定理和诺顿定理。

最大功率传输定理。