电路

连结方式

电路(electrical circuit)也称电力线路电气回路回路,是由闭合回路组成的网络,为电流提供返回路径;电路一般是以导线电路组件用特定方式联结而组成,且至少须有一个封闭路径。

电路图可表示出模拟电路,图为简单放大器
由电压源与电阻器构成的简单电路。应用欧姆定律
典型电路之一,“555定时器”的内部电路图

电网络(electrical network)也称电气网络,也可简称电网[1] ,是类似的术语,指的是电子组件按一定方式互连或这种互连的模型,为电荷流通提供了路径的总体。例如:电源电阻电容电感二极管晶體管集成电路电键等构成的网络,负电荷可以在其中运动。电路的规模可以相差很大,小到硅片上的集成电路,大到高低压输电网。

电路由电源、负载和中间环节三个基本部分组成:“电源”是产生电能的设备;“负载”是取用电能转化为机械能、光能、热能等的设备;变压器和输电线是连接电源和负载的“中间环节”,起传输和分配电能的作用。

电路学(electric circuits[2][3],circuitry[4][5])则是以基尔霍夫定律(Kirchhoff's circuit law)为基础,探讨电子组件之“电压”与“电流”关系;或是探讨放大,杂音的关系。工程师利用电子组件来设计“电子电路”,并产生电路图来表现,以实现所需的功能。电路学的应用范围涵盖了: 被动组件(电阻电容电感忆阻器)、有源组件(真空管二極管晶體管运算放大器)、模拟电路数字电路计算机等等。

术语定义

几个组件通过导线互相连接,形成“电网”,也可以称为“网络”。更特定地,“电路”则是可以形成闭合回路的网络。“支路”是电网的一部分,每一个组件都有它独属的支路。任意两条或多条支路的相交点,称为“节点”。

激励:电源或信号源向电路中输入的电压和电流。

响应:由激励在电路各部分引起的输出的电压和电流被称为响应,也叫记忆函数。除了激励,电路内部的初始状态也可以引起响应。

电路组件的联结方式

  • 串联电路:即有加电源的单一回路。其电源一端接一组件的头,此组件的尾在接另一组件的头,如此形成单一闭合电路。
  • 并联电路:电路中将两个或两个以上的组件之一端相接于一处,另一端亦均接于另一处,此种接法称为并联。

电路种类

电子电路

根据所处理信号的不同,电子电路可以分为模拟电路数字电路

模拟电路

  • 模拟电路对电信号的连续性电压电流进行处理。

最典型的模拟电路应用包括:放大电路振荡电路线性运算电路(加法、减法、乘法、除法、微分和积分电路)。运算连续性电信号

数字电路

数字电路又名逻辑电路,是一种将连续性的电信号,转换为不连续性定量电信号,并运算不连续性定量电信号的电路。数字电路中, 信号大小为不连续并定量化的电压状态。多数采用布尔代数逻辑电路对定量后信号进行处理。典型数字电路有,触发器寄存器加法器减法器等,来运算不连续性定量电信号

集成电路

电路定律

所有的电路都遵循一些基本电路定律。

以下两条定理仅适用于线性电路

  • 诺顿定理:任何由独立源,线性受控源与线性组件构成的两端网络,总可以等效为一个理想电流源与一个电阻的并联网络。
  • 戴维宁定理:任何由独立源,线性受控源与线性组件构成的两端网络,总可以等效为一个理想电压源与一个电阻的串联网络。

分析包含非线性器件的电路,则需要一些更复杂的定律。实际电路设计中,电路分析更多的通过计算机分析模拟来完成。

电路功率

  • 所有的电路在工作时,每一个组件或线路都会有能量的工作运用,即电能运用,而所有电路里的电能工作运用即称为电路功率
  • 电路或电路组件的功率定义为:功率=电压*电流(P=I*V)。
  • 自然界里能量不会消灭,固有一定律能量不灭定律
  • 电路总功率=电路功率+各电路组件功率。例如:电源(I*V)=电路(I*V)+ 各组件(I*V).
  • 在电路中的能量有时会变为热能辐射能等其他能量到空气中,这就是电路或电路组件会发热的原因,不会全部形成电能于电路中,根据能量不灭总能量=电能+热能+辐射能+其他能量。

概括种类

频率种类

电路组件种类

用途种类

电路拓朴

  • 电路是由各式光、电、磁零件,操控信号组合而成。
  • 设计各种电路的架构,为电路的拓朴
  • 一般电路设计至积体组件(IC)即为IC电路拓朴。

电路分析和设计

参考文献

  1. ^ 张龙哺. 英汉广播电视技术词汇. 清华大学出版社有限公司. 2004: 458 [2022-03-13]. ISBN 9787302084297. (原始内容存档于2022-03-13). 
  2. ^ 林钦裕. 電路學. 台湾五南图书出版股份有限公司. 2015: 封面 [2024-02-27]. ISBN 9789571140971. (原始内容存档于2024-02-27). 
  3. ^ https://web.ee.ntu.edu.tw/course_detail.php?CA_ID=4595
  4. ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/08aad6c81d23b5afb4705de473f1f179/
  5. ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/cbc2307c2c1b8746baf983f9981eb112/

外部链接

参见