电路的基本概念及基本定律

电路也称为电网络，是各种电器设备按照一定方式连接起来的整体。现代工程技术领域中存在着种类繁多、形式和结构各不相同的电路，但就其作用而言，主要包括两个方面：一是进行能量转换、传输和分配，如电力系统电路，发电机组将其他形式的能量转换成电能，经变压器、输电线传输到各用电部门后，用电部门再把电能转换成光能、热能、机械能等其他形式的能而加以利用；二是对电信号的处理和传递，如收音机或电视机把电信号经过调频、滤波、放大等环节的处理，使其成为人们所需要的其他信号。电路的这两种作用在自动控制、通信、计算机技术等方面得到了广泛应用。思考：什么是电路？如何求取电路中的电压和电流呢？1.2.1 电路模型实际的电路器件在工作时的电磁性质比较复杂，绝大多数器件具备多种电磁效应，给分析问题带来困难。为了使问题得以简化，便于探讨电路的普遍规律，在分析和研究具体电路时，对实际的电路器件，一般取其起主要作用的方面，并用一些理想电路元件来替代。所谓理想电路元件，是指在理论上具有某种确定的电磁性质的假想元件，它们以及它们的组合可以反映出实际电器元件的电磁性质和实际电路的电磁现象。因为实际电路元件虽然种类繁多，但在电磁性能方面可以把它们归类。例如，有的元件主要是供给能量的，它们能将非电能量转化成电能，像干电池、发电机等就可用“电压源”这样一个理想元件来表示；有的元件主要是消耗电能的，当电流通过它们时就把电能转化成其他形式的能，像各种电炉、白炽灯等就可用“电阻元件”这样一个理想元件来表示；另外，还有的元件主要是储存磁场能量或储存电场能量的，就可用“电感元件”或“电容元件”来表示等。用抽象的理想元件及其组合近似地替代实际电路元件，即把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化了的电路就可构成与实际电路相对应的电路模型。以后所讨论的电路都是电路模型，通过对它们的基本规律进行研究，达到分析实际电路的目的。1.2.2 参考方向1. 电流电压及其参考方向带电粒子的定向移动形成电流。单位时间内通过导体截面的电荷量定义为电流强度，用它来衡量电流的大小。电流强度简称为电流，用i表示，根据定义有ddqit (1-1)式中：dq为导体截面中在dt时间内通过的电荷量。国际单位制中，电荷量的单位为库仑(C)；时间单位为秒(s)；电流单位为安培，简称安(A)，有时还用千安(kA)、毫安(mA)、微安(A)等单位。