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1.1.2 電路模型

組成實際電路的元器件常常具有多種電磁屬性,不能用簡單的數學公式來表達。比如電阻,雖然電阻兩端的電壓和流過電阻的電流滿足歐姆定律,但實際上這個關系不是嚴格成立的,因為電阻本身會發熱,電能轉化為熱能,使得電壓和電流不嚴格滿足歐姆定律。再比如一個線圈,其自身能夠儲存磁場能量,即表現出電感特性,同時,線圈自身存在電阻,而且線圈的匝間還存在電容效應,這使得一個線圈的電磁特性非常復雜。

顯然,具有復雜電磁特性的元器件分析起來非常不方便。為了便于對實際電路進行分析,需要對實際的元器件用理想化的元器件來代替或表達,以便于分析計算或設計。比如,理想化的電阻就是,其兩端的電壓和流過它的電流之比為一個常數,即電阻值,理想化的導線沒有電阻。將實際電路的元器件用理想化的元器件代替而構成的電路,稱為實際電路的電路模型。

實際電路元器件可以用理想的元器件或其組合來近似地表達,模擬其物理性質,而且誤差不會太大。比如實際電壓源,可以用理想電壓源串聯一個電阻來表達。實際應用表明,用理想元器件來近似實際元器件,在工程中是可行的;同時也表明,理論上設計好的電路,與實際元器件搭建的電路表現不會完全一致,需要調試。

不做特別說明,本書中出現的電氣元件全部為理想元器件。為了直觀,一般元器件都由對應的符號來表示,根據不同的標準,比如ANSI或DIN,圖形符號也不一樣。根據DIN標準,一些常見元器件的符號見表1.1。

表1.1 常見元器件的名稱和符號

在本章中,電壓源、電流源和電阻的符號將會經常用來畫電路模型圖,簡稱電路圖。后面的章節中,電路圖中將會出現電感和電容的符號。

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