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01-1 电路模型与集总假设在线视频

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01-1 电路模型与集总假设课程教案、知识点、字幕

同学们好!现在开始学习电路理论。

第一章,第一讲:电路模型与集总假设。

1、实际电路与电路模型

1)实际的电路:是由电器件或电设备,

按照预期目的连接成的电流通路。

它们的模样可以千差万别,

尺寸也可以有大有小,

实现的功能也各有千秋。

其实它们在实现功能的角度,

可以分为两类:

(1)实现电能的生产、传输和转换;

(2)实现信号的采集、加工和处理。

同时,在结构上,

它们具有共同的基本特点,可以分为三大块:

即:源模块,中间模块,负载模块。

源模块中可以细分有:电源、

信号源;

中间环节模块:

则是连接这些电器件的导线、开关等等;

负载模块,则是主要消耗电能的电器件

包括:声、光、电、图像、热、机械运动等。

那么:要想了解这些实际电路的工作原理,

人们通过对实际物理现象建立数学模型,

用函数来描述其变量与已知量的关系,

从而上升到理论研究。

然后,再反过来用理论指导实践,

让理论在实践中接受检验,

达到人类认识自然、利用自然、

改造自然的目的。

例如物理学中:F=ma

就是一种用数学函数描述物理模型;

其实同学们中学就学习过:

物理学中:欧姆定律U=I×R

就是电阻在电路模型中,遵循的函数关系。

因此,在分析实际电路,

也是走电路模型化研究方法,这个过程的

用反映其主要电磁性质的理想电路元件,

或其组合来模拟实际电路中电器件,

从而构成与实际电路相对应的电路模型。

如:手电筒电路模型:

具体实物和各个电器件示意图,

若采用特定符号和图形来描述该实物图。

则构成如右图的:电路模型图。

上述的电路模型定义中,提到

理想电路元件,

指:某种有确定电磁性质的理想二“端子”元件。

比如:电阻元件:消耗电能的电磁元件。

电感元件:是存储磁场能量的元件;

电容元件:存储电场能量的元件;

电源元件:指能够将其他能量,转变成电能的元件。

包括:电压源和电流源。

“元件”,在这里,电路模型中是最小的单元,

只反映一种电磁性质,通常不再拆分了。

上述的元件,要从这几个方面来认识:

1)“元”的认识:指从三个角度

即:二端子结构、确定电磁特性、不能再分。

这三个角度

2)多个 “元”组合,可以逼近或近似一个实际元件。

3)多个器件,也可有由一个“元”表示。

4)模型不是实际(电器件)

只能近似逼近实际(器件)。

模型如何建立,我们暂且不学习。

我们主要是拿现成的模型来进行学习和掌握。

当然,大家也可以自己去参加数学建模方面的学习和竞赛,

去创造新的“元”!

至此,我们把各位学习者,带入了这样的天地

电路理论或电路分析,

就是对电路模型,进行理论研究、学习和分析的课程。

通过前面的课程概述,

我们知道,电路分析是电路理论学习的基础。

今后本课程所说的电路,就是电路模型。

而非实际电路

看个实例,电路模型与实际电路。

一个实际电器件,

在不同的场合,可以由不同的模型,或多个模型组合来逼近。

而一个模型也可以逼近或近似

不同的实际元件(或者电器件)。

在引入“模型”概念的时候,

提到 “在不同条件和不同场合下”这个说法,

再给大家解释一下,

其实我们研究电路(模型),还需要有前提的。

下面给大家介绍是一个比较大的领域

(在数学中称为定义域),

在电路中称之为:集总(也有称集中)电路!

好!我们进入本次课的第二环节——

集总假设。

是指这样的一种假设:

假定所有的实际电路尺寸,

必须远远小于电路工作频率下的电磁波的波长。

这个假设还是比较容易实现的。

电磁波的波速是30万公里每秒,

若频率小,比如说直流电,频率为0,

则波长为无穷大,

则再大的电路尺寸,都符合上述的假设。

那么,通常低频的交流电,也是符合上述假设的。

在集总假设条件下:

有一类元件,其物理结构的尺寸比较小,

那么处处电流可以认为是同一个值,

也称之为单值性,称之为集总元件。

或者集总参数元件。

而不符合这个条件的,称为分布参数元件。

本课程仅研究的是:集总参数元件的电路模型。

再看个例子了解一下,集总元件的电路。

当尺寸远小于波长的时候,

其模型,就可以用不计空间坐标的一维时间函数,

来描述电路的变量。

如:u(t)、i(t),

而元件用只计集中的点或两个端子的符号来表示。

如图中的集总参数电路,几个R、L、C元件和导线,

可以不管它的大小、长短或粗细等等。

而与之对应的是非集总参数电路

则是另外条件下的另一类参数,更为复杂。

比如说波长比尺寸大不了多少时,

要考虑空间坐标,和时间的延后等因素,

那就可以采用分布参数。

每一小段有一个集总参数,

然后再进行叠加,

于是,就得到如图的分布参数电路模型。

最后再补充一个认识,

在集总假设下,认为电路的尺寸都远远小于波长,

因此,今后我们遇到的电路、电网络、电系统这些概念时,

对于本课程,是可以不区分的,

都可以简称电路。

总结一下本节内容,三句话:

1)电路理论研究对象是:电路模型;

2)分析电路模型是在集总假设前提下;

3)电路、电系统、电网络不作细分,统称为电路。

好,本节课程内容结束。

电路理论课程列表:

00绪论

-00绪论

01 电路概念与基本定律

-01-1 电路模型与集总假设

--01-1 电路模型与集总假设

--01-1作业

--讨论01

-01-2 电路变量

--01-2 电路变量

--01-2作业

-01-3 基尔霍夫定律

--01-3 基尔霍夫定律

--01-3作业

-01-4 电路基本元件及方程

--01-4-1电路元件-1

--01-4-1作业

--01-4-2电路元件-2

--01-4-2作业

--01-4-3电路元件-3

--01-4-3作业

--讨论02

--01-x自测题

02 电阻电路分析方法

-02-1 电阻电路的化简与等效

--02-1 电阻电路的化简与等效

--02-1作业

-02-2 电阻△-Y等效变换

--02-2电阻Y-△连接的等效变换

--02-2作业

-02-3 含受控源的等效电阻

--02-3等效电阻

--02-3作业

-02-4 电路的拓扑图和电路方程 的独立性

--02-4-1图论初步-1

--02-4-1作业

--02-4-2 图论初步2

--02-4-2作业

-02-5 支路法

--02-5-1支路法1

--02-5-2支路法2

--02-5作业

-02-6 网孔电流法和回路电流法

--02-6-1网孔电流法

--02-6-2 回路电流法

--02-6作业

-02-7 结点电压法

--02-7-1结点电压法-1

--02-7-2结点电压法-2

--02-7作业

--讨论03

03 电路定理

-03-1 叠加定理

--03-1叠加定理

--03-1作业

-03-2 齐性定理和替代定理

--03-2齐性定理和替代定理

--03-2作业

-03-3 戴维南定理

--03-3-1戴维南定理-1

--03-3-2戴维南定理-2

--03-3作业

-03-4 诺顿定理与最大功率传输定理

--03-4诺顿定理与最大功率传输定理

--03-4作业

-03-5 特勒根定理

--03-5特勒根定理

-03-6 互易定理与对偶原理

--03-6 互易定理和对偶原理

--3-56作业

04 动态电路

-04-1 动态电路概念和换路定则

--04-1-1动态电路概念

--04-1-1作业

--04-1-2换路定则与初值确定

--04-1-2作业

-04-2 一阶电路

--04-2-1一阶零输入响应

--04-2-2一阶零输入响应与全响应

--04-2-3一阶电路三要素方法

--04-2作业

-04-3 二阶电路

--04-3-1二阶电路分析-1

--04-3-2二阶电路分析-2

--04-3-3二阶电路分析-3

--04-3作业

-04-4 阶跃与冲激

--04-4-1阶跃响应与冲激响应-1

--04-4-2 阶跃响应与冲激响应-2

--04-4作业

05 单相交流电路

-05-1 正弦量

--05-1正弦量基本概念

--05-1作业

-05-2 正弦量的相量表示

--05-2-1相量表示 -1

--05-2-2相量表示-2

--05-2作业

-05-3 电路定律和元件方程的相量形式

--05-3基尔霍夫 定律的相量形式

--05-3作业

-05-4 阻抗与导纳

--05-4 阻抗与导纳

--05-4-1作业

--05-4-2作业

-05-5 正弦稳态电路的相量法分析

--05-5-1相量法分析问题交流电路1

--05-5-2相量法分析稳态交流电路2

--05-5作业

-05-6 正弦稳态交流电路的功率

--05-6-1正弦稳态交流电路功率

--05-6-2正弦稳态交流电路功率因数

--05-6-3正弦交流稳态电路最大功率

--05-6作业

06 三相电路

-06-1 三相电源

--06-1三相路基本概念

--06-1作业

-06-2 对称三相电路的线值与相值

--06-2对称三相电路的线值与相值

--06-2作业

-06-3 对称三相电路一相法计算

--06-3 对称三相电路计算

--06-3作业

-06-4 不对称三相电路

--06-4不对称三相电路

--06-4作业

-06-5 三相电路功率

--06-5-1三相电路功率

--06-5-2三相功率测量

--06-5作业

--期中考试01

07 耦合电感电路

-07-1 耦合电感的电路模型

--07-1-1耦合现象

--07-1-2 耦合电感模型

--7-1作业

-07-2 耦合电感的串并联

--07-2-1 耦合电感串并联

--07-2-2含耦合电感电路分析

--7-2作业

-07-3 空心变压器

--07-3 空心变压器

--7-3作业

-07-4 理想变压器

--07-4理想变压器

--7-4作业

08 非正弦周期电路

-08-1 非正弦周期信号

--08-1 非正弦周期信号的分解

--8-1作业

-08-2 有效值与平均功率

--08-2 有效值与平均功率

--8-2作业

-08-3 谐波分析法

--08-3线性电路谐波分析

--8-3作业

09 频率响应与谐振

-09-1 网络函数与频率响应

--09-1-1频率响应

--09-1-2 RC滤波网络简介

--9-1作业

-09-2 串联谐振

--09-2-1串联谐振-1

--09-2-2串联谐振-2

--9-2作业

-09-3 并联谐振

--09-3并联谐振及其他谐振

--9-3作业

10 运算电路

-10-1 拉普拉斯正变换

--10-1拉普拉斯正变换及性质

--10-1作业

-10-2 拉普拉斯反变换

--10-2拉普拉斯反变换

--10-2作业

-10-3 运算模型

--10-3运算电路模型与运算阻抗

--10-3作业

-10-4 运算法

--10-4-1运算法-1

--10-4-2运算法-2

--10-4作业

-10-5 网络函数与冲激响应和卷积

--10-5-1 网络函数与冲激函数-1

--10-5-2 网络函数与冲激响应-2

--10-5-3 网络函数与卷积

--10-5-3课件

11 二端口与理想运算放大器

-11-1 无源线性二端口网络的方程和参数

--11-1-1二端口Z参数矩阵

--11-1-2二端口YH参数矩阵

--11-1-3二端口T参数矩阵

--11-1-4二端口等效电路

--11-1作业

-11-1 二端口的端接

--11-2 二端口左源-右载端接

--11-2作业

-11-3 二端口的有效性

--11-3二端口端接的有效性

--11-3作业

-11-4 含理想运算放大器电路分析

--11-4-1运算放大器-1

--11-4-2运算放大器分析-2

--11-4作业

12 非线性电阻电路

-12-1 非线性元件

--12-1非线性元件

--12-1作业

-12-2 非线性电阻电路的折线分析法和小信号分析法

--12-2-1非线性电阻电路及折线法

--12-2-1作业

--12-2-2小信号分析法

--12-2-2作业

考试3

-考试3

考试1(电路分析基础)

-电路分析基础考试-1

01-1 电路模型与集总假设笔记与讨论

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