电路
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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;电路一般是以导线将电路元件用特定方式联结而组成,且至少须有一个封闭路径。
电网络(electrical network)也称电气网络,也可简称电网[1] ,是类似的术语,指的是电子元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、电晶体、集成电路和电键等构成的网络,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])则是以克希荷夫定律(Kirchhoff's circuit law)为基础,探讨电子元件之“电压”与“电流”关系;或是探讨放大,杂音的关系。工程师利用电子元件来设计“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: 被动元件(电阻、电容、电感、忆阻器)、主动元件(真空管、二极管、晶体管、运算放大器)、类比电路、数位电路、计算机等等。
术语定义
几个元件通过导线互相连接,形成“电网”,也可以称为“网路”。更特定地,“电路”则是可以形成闭合回路的网路。“支路”是电网的一部分,每一个元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。
电路元件的联结方式
- 串联电路:即有加电源的单一回路。其电源一端接一元件的头,此元件的尾在接另一元件的头,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元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
模拟电路
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
数位电路又名逻辑电路,是一种将连续性的电讯号,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,正反器、寄存器、加法器、减法器等,来运算不连续性定量电信号。
积体电路
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,线性受控源与线性元件构成的两端网络,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,线性受控源与线性元件构成的两端网络,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,每一个元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。
- 电路或电路元件的功率定义为: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+各电路元件功率。例如:电源(I*V)=电路(I*V)+ 各元件(I*V).
- 在电路中的能量有时会变为热能或辐射能等其他能量到空气中,这就是电路或电路元件会发热的原因,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
电路元件种类
用途种类
- 微处理器电路:亦称微控制器电路,形成计算机、游戏机、印表机、投影机、(播放器影、音)、监视器、各式各样家电、滑鼠、键盘、触控等。
- 电脑电路:为微处理器电路进阶电路,形成桌上型电脑、笔记型电脑、掌上型电脑、工业电脑等各种电脑。
- 通讯电路:形成电话、手机、对讲机、有线网路、有线传送、无线网路、无线传送、光通讯、红外线、光纤、微波通讯、卫星通讯等。
- 显示器电路:形成萤幕、电视、仪表、平面显示器等各类显示器。
- 光电电路:如太阳能、电子显微镜、电子望远镜、相机、摄影机等各类电路。
- 电机电路:常运用于大电源设备、如电力设备、运输设备、医疗设备、工业设备等。
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元件(IC)即为IC电路拓朴。
电路分析和设计
参考文献
- ^ 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).
- ^ 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).
- ^ https://web.ee.ntu.edu.tw/course_detail.php?CA_ID=4595
- ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/08aad6c81d23b5afb4705de473f1f179/
- ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/cbc2307c2c1b8746baf983f9981eb112/
外部链接
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参见
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