如图12是一个扩音机的工作过程。话筒将声音的振动信号转换为电信号即相应的电压和电流,经过放大处理后,通过电路传递给扬声器,再由扬声器还原为声音。这类电路特点是小功率、小电流。
2
f图12扩音机电路
112电路模型
实际电路的电磁过程是相当复杂的,难以进行有效地分析计算。在电路理论中,为了方便于实际电路的分析和计算,我们通常在工程实际允许的条件下对实际电路进行模型化处理,即忽略次要因素,抓住足以反映其功能的主要电磁特性,抽象出实际电路器件的“电路模型”。
例如电阻器、灯泡、电炉等,这些电气设备接受电能并将电能转换成光能或热能,光能和热能显然不可能再回到电路中,因此我们把这种能量转换过程不可逆的电磁特性称之为耗能。这些电气设备除了具有耗能的电特性,当然还有其它一些电磁特性,但在研究和分析问题时,即使忽略其他这些电磁特性,也不会影响整个电路的分析和汁算。因此,我们就可以用一个只具有耗能电特性的“电阻元件”作为它们的电路模型。
我们将实际电路器件理想化而得到的只具有某种单一电磁性质的元件,称为理想电路元件,简称为电路元件。每一种电路元件体现某种基本现象,具有某种确定的电磁性质和精确的数学定义。常用的有表示将电能转换为热能的电阻元件、表示电场性质的电容元件、表示磁场性质的电感元件及电压源元件和电流源元件等,其电路符号如图13所示。本章后面将分别讲解这些常用的电路元件。
3
fR
L
C
电阻
E
电压源
电感
us
电压源
图13理想电路元件的符号
电容
is
电流源
我们把由理想电路元件相互连接组成的电路称为电路模型。例如图11所示,电池对外提供电压的同时,内部也有电阻消耗能量,所以电池用其电动势E和内阻R0的串联表示;灯除了具有消耗电能的性质(电阻性)外,通电时还会产生磁场,具有电感性。但电感微弱,可忽略不计,于是可认为灯是一电阻元件,用R表示。图14是图11的电路模型。
US
RL
电源
开关负载
图14手电筒电路的的电路模型
12电流、电压及其参考方向
电路中的变量是电流和电压。无论是电能的传输和转换,还是信号的传递和处理,都是这两个量变化的结果,因此,弄清电流与电压及其参考方向,对进一步掌握电路的分析与计算是十分重要的。
121电流及其参考方向
1电流
4
f电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度来衡量,电流强度亦
简称为电流。其定义为:单位时间内通过导体横截面的电荷量,用公式表示
为:
idqdt
(11)
其r