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電路的基本變數有哪些物理量

發布時間:2023-03-01 08:42:36

A. 電路的基本物理量

電路的基本物理量包括電流、電壓、電位、電動勢。電路的功能無論是能量的輸送和分配,還是信號的傳輸和處理,都要通過電壓、電流和電功率來實現。電荷的有規則的定向運動就形成了電流。長期以來,人們習慣規定以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。
電場中任意兩點的電位差就是在兩點之間的電壓,在數值上等於電場力把單位正電荷從某點移到另一點所做的功。

B. 電路基本物理量有哪些

電路中物理量:電荷量、電流、電壓(電動勢)、電阻、電場強度、磁場強度、磁感應強度、磁通量、電通量、介電常數、導磁系數、電功率、電能、磁能、電容

C. 電路中基本物理量是哪些

電路的基本物理量: 電流、 電壓、 電位、 電動勢、 電能和電功率。

D. 電路常見的物理量有哪些

電路常見的物理量就是電學部分常見的物理量,比如電流,字母I,單位安培A,電壓,字母U,單位伏特V,電阻,字母R,單位歐姆,歐米伽,電容,字母C,單位法拉F,電荷量Q,單位庫倫c,有時侯,電容器和靜電場結合,會出現電場強度E,磁場結合會出現磁感應強度B,電路和場結合,還會有帶電粒子在電場磁場中的運動,包括磁流體發電機,產生電動勢E,閉合電路歐姆定律,區分內阻和外阻,R和r

E. 電路的基本物理量有哪些

基本物理量有I=U/R,其中I是電流,U是電壓,R是電阻,在同一電路中,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻阻值成反比,基本公式是I=U/R(電流=電壓/電阻)

F. 電路基本物理量

一、電路基本物理量和元件

電流:電荷的定向移動形成電流。

電壓:從數學角度看,電壓是電場強度沿兩點之間連線對路徑的線積分。由於靜電場是保守場,故此積分與路徑無關。從能量的角度來看,電壓是把單位正電荷從一點移動到另一點時電場力做的功。

功率:瞬時功率等於電壓和電流的乘積, p(t)=u(t)\times i(t) 。當電壓、電流為周期量時,瞬時功率可以分解為兩部分:

p(t)=UIcos\varphi [1+cos2\omega t]-UIsin\varphi sin2\omega t

式中第一項在一個周期上的積分恆為非負值,表示負載消耗的功率,稱為有功功率(平均功率), P=UIcos\varphi 。

第二項在一個周期上的積分為零,其瞬時值表示電源和儲能元件交換能量的功率,將其最大值稱為無功功率, Q=UIsin\varphi 。

可以用一個復數將有功功率和無功功率統一起來。定義復功率為 S^*=UI^*=P+\mathrm{j}Q 。

當 2\omega t=\frac{3\pi }{2} 時, p(t) 達到最大值 2UI(=\sqrt 2U\times \sqrt 2I) ,亦即電源需要提供給負載的最大功率瞬時值,用電壓、電流的有效值表示,稱為視在功率(容量), S=UI 。視在功率也是復功率的模。

功率因數: \lambda =\frac{P}{S} ,表示有功占容量的比例。

電阻:將電壓與電流的比值定義為電阻。 R=\frac{U}{I}

在一定溫度下,若R保持不變, 則稱為線性電阻。

電阻元件是把電能轉換成其他形式能的元件。

線性電阻電流與電壓成正比的原因在於,根據經典的金屬導電理論,導體中自由電子的漂移速度正比於導體中的電場,即

J=\gamma E

將上式積分,並定義 R=\frac{l}{\gamma S} ,從而得到

u=iR

電感:將電流產生的磁鏈與該電流的比值定義為電感。 L=\frac{\Psi }{i}

這樣定義是因為在沒有鐵磁物質存在時,磁鏈與電流成正比。因此將比例系數定義為電感,反映了電流產生磁通和磁場能量的儲存。

電容:設有兩個帶等量異號電荷的導體,將導體上電荷和兩導體間的電壓的比值定義為兩導體間的電容。 C=\frac{q}{u}

電容反映了電荷產生電場和電場能量的儲存。

相量:相量是一個復數,它的模是正弦量的有效值,它的輻角是正弦量的初相。(適用於正弦穩態)

阻抗:一個埠的端電壓相量和電流相量的比值定義為該埠的阻抗, Z=\frac{\dot U}{\dot I} 。阻抗的代數形式為 Z=R+\mathrm{j}X ,其中R為電阻分量,X為電抗分量。

導納:阻抗的倒數稱為導納。

二、電路定律及定理

基爾霍夫定律:

KCL:在集總電路中,對任意結點,流出結點電流的代數和為零。

KVL:在集總電路中,對任意迴路,沿迴路電壓降落的代數和為零。

疊加定理:在線性電阻電路中,各處電壓或電流等於各個電源單獨作用時該處電壓或電流的疊加。

齊性定理:在線性電路中,當所有激勵同時變化K倍時,響應也同樣變化K倍。

替代定理:若一埠電壓(電流)為u(i),則可以用一個電壓為u(電流為i)的電壓源(電流源)等效替代該埠。

戴維寧定理:一埠可以用電壓源和電阻的串聯組合等效替代,電壓源的電壓等於埠的開路電壓,電阻等於埠內全部獨立電源置零後的的輸入電阻。

諾頓定理:一埠可以用電流源和電阻的並聯組合等效替代,電流源的電流等於埠的短路電流,電阻等於埠內全部獨立電源置零後的的輸入電阻。

特勒根定理:對於兩個拓撲結構相同的電路,有 \sum_{k=1}^{n}{u_k i_k^*}=0 , \sum_{k=1}^{n}{u_k^* i_k}=0 (擬功率定理)

互易定理:對於只有一個激勵的線性電路,激勵和響應互換位置後,其比值保持不變。

最大功率傳輸定理:設電源的等效阻抗 Z_{eq}=R_{eq}+jX_{eq} ,則當 R=R_{eq},X=-X_{eq} 時,負載功率取得最大值。

三、電路分析計算中的概念及方法

迴路電流法:取定參考方向,列l=b-n+1個KVL方程,求解各迴路的電流。

注意:當電路中存在無伴電流源時,可將電流源兩端電壓設為變數列入方程。

結點電壓法:取定參考結點,列n-1個KCL方程,求解各結點的電壓。

注意:當電路中存在無伴電壓源時,可將電壓源電流設為變數列入方程。

虛短:理想運放的同相端和反相端的電壓相等。

虛斷:流入理想運放的同相端和反相端的電流為零。

換路定則:在動態電路中,換路前後電感的磁鏈和電流不發生突變,電容的電荷和電壓不發生突變。

動態電路的響應:動態電路的全響應=零輸入響應+零狀態響應=自由分量+強制分量=穩態分量+瞬態分量

階躍響應、沖激響應:激勵為單位階躍函數(沖激函數)的零狀態響應。

時間常數:RL電路的時間常數為 \tau =\frac{L}{R} ,反映了過渡過程的進展速度。(RC電路同理)

一階電路的三要素法:初始值、特解和時間常數稱為一階電路全響應的三要素。知道了這三個要素,就可根據公式直接寫出一階電路的全響應。

二階電路的響應:分為過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種情形。其判別式 \Delta =R-2\sqrt \frac{L}{C}

耦合因數:耦合電感的耦合因數 k=\frac{M}{\sqrt{ L_1L_2}}

理想變壓器的理想化條件:無損耗、全耦合,L1/L2為定值

諧振:外施激勵頻率與電路固有頻率相等的情況稱為諧振。諧振時,電路阻抗為純電阻,電抗電壓為零( U_L,U_C 互為相反數),電壓與電流同相,電路只消耗有功功率。

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