電路第一章知識點總結（上）
前言
這篇部落格本來想寫的是邱關源電路第五版的第一章內容， 由於我看的資料是第四版的， 所以此篇部落格內容是按照第四版來的。 第四版和第五版的區別就是章節的排布有點出入， 總體內容並沒有太大差別。
目錄
1-1：電路和電路模型
1-2：電流和電壓的參考方向
1-3：電功率和能量
1-4：電路元件
1-5：電阻元件
1-6：電容元件
1-7：電感元件
1-8：電流源和電壓源
1-9：受控電源
1-10：基爾霍夫定律
注：
1， 電容元件和電感元件在第五版中是第六章的內容， 但是前面我已經說過了此篇部落格內容是按照第四版的內容排的。
2， 這篇文章只包含前五節的內容。
1-1：電路和電路模型
Q：什麼是電路？
A：電路是為了某種需要由某些電工裝置或者元件按照一定方式組合起來的電流通路。
實際電路的作用有兩個
- 電能的傳輸、分配和轉換
- 傳遞和處理訊號， 比如擴音機電路。
電路中的幾個概念
激勵 - 電源或訊號源的電壓或電流， 也稱為輸入。
響應 - 由激勵在電路各部分產生的電壓和電流， 又稱為輸出。
電路分析 - 已知電路結構和元件引數的條件下， 討論電路的激勵與響應之間的關係。
電路理論 - 研究電路中發生的電磁現象， 並用電流、電荷、電壓、磁通等物理量描述其過程。
電路理論主要用於計算電路中各器件端子電壓和端子間的電壓， 並不涉及電路元件內部過程。
電路模型
實際電路的電路模型是由理想電路元件相互連線而成的電路
常用的理想電路元件以及它們的特點：
- 電阻：R
。 特點：只消耗電能； 既不儲藏電能也不儲藏磁能。 - 電容：C
。 特點：只儲藏電能， 不消耗電能也不儲藏磁能。 - 電感：L
。 特點：只儲藏磁能， 不消耗電能， 也不儲藏電能。 - 電源：電源分為電壓源和電流源， 後面會細講。
- 理想導線：R = 0
建模
建模 - 用理想電路元件或者它們的組合模擬實際器件。
建模的幾個問題：
1. 工作條件：按照不同的精度要求把給定工作不同情況下的主要物理功能反映出來。
2. 不同的實際電路部件， 只要具有相同的主要電磁效能， 在一定條件下， 可是使用同一個模型表示。
3. 同一個電路部件在不同應用條件下， 它的模型可以不同。
1-2：電壓、電流的參考方向
進行電路分析是必須在電路圖上指出電壓和電流的方向。
電流的參考方向
電流 - 帶電粒子的規則運動產生電流。
電流強度 - 單位時間內通過某一導體橫截面積的電荷量。i(t) = dq/dt。 如果dq/dt = C(常數)， 則稱為直流電流。
電流單位：A（安培）、KA、mA等
電流方向：正電荷運動的方向稱為電流實際運動方向。
但是對於某些複雜電路， 電流方向往往難以確定， 並且如果是交流電流， 它的方向隨時間變化， 沒法用一個不變的方向來表示。 基於這種情況， 電流的參考方向就很有用了。
參考方向是隨意指定的一個方向， 可能與電流實際方向相同， 但是也可能不同， 如果不同也就是一個負號的差別。
電流方向的兩種表示方法
- 用箭頭表示：
- 雙下標表示：iAB 表示 A -> B.
電壓的參考方向
電壓 - 兩點之間的電位差。電路中規定電位降低的方向為電壓的實際方向。電壓的參考方向也是隨意指定的。
電壓方向的三種表示方法：
- 箭頭表示：
- 正負極表示：
- 雙下標表示：UAB. A -> B
關聯參考方向和非關聯參考方向：
關聯參考方向 - 元件或支路的U、i參考方向相同
非關聯參考方向 - 元件或支路的U、i參考方向不相同
關聯參考方向
非關聯參考方向
注意：
- 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。
- 參考方向一經選定， 必須在圖中標註， 計算中不得改變。
- 參考方向不同時， 表示相差一負號， 但實際方向不變
1-3：電功率和能量
功率：單位時間做的功。
電功率與電壓電流的關係：
t時刻時， p = ui。 單位：w(瓦) 等。
吸收功率與發出功率的判斷：
當u、i關聯參考方向時， p=ui， 吸收功率。
當 p > 0, 吸收正功率（實際吸收）
當 p < 0， 吸收負功率（實際放出）
當u、i非關聯參考方向時， p=ui， 發出功率。
當 p > 0, 發出正功率（實際發出）
當 p < 0， 發出負功率（實際吸收）
電功率和能量的關係：
P = dw/dt ,
即， 功率是能量對時間的導數， 能量是功率對時間的積分。
能量單位：J。
1-4：電路元件
電路元件是電路中最基本的組成單元， 是通過其端子與外部連線， 元件的特性通過與端子有關的物理量來描述
集總引數元件：假定元器件伴隨的電磁過程都分別集中在各元件內部進行。 由集總引數元件構成的電路稱為集總引數電路。
集總引數元件假定在任何時刻， 流入二端元件的一個端子的電流一定等於從另一個端子流出的電流， 兩個端子間的電壓為單位量。
電路元件的分類：
按外部連線的端子數目分：二端、三端元件等。
其他分類：有源元件/無源元件， 線性元件/非線性元件， 時變元件/時不變元件。
1-5：電阻元件
線性電阻元件
任何時刻， 其兩端電壓與電流成正比。 即服從歐姆定律,
電路符號 
影象：
i = U/R = GU
式中的 G = 1/R, 稱為電導。
電阻單位：R（歐姆）
電導單位：S（西門子）， mS
使用歐姆定律注意以下幾點：
- 只適用於線性電阻（R = C）
- 如果電阻上電壓與電流參考方向非關聯， 公式中應冠以負號。
- 線性電阻時無記憶的， 雙向性的元件。
線性電阻的功率和能量
如果u、i方向關聯的話， 那麼p = ui 吸收功率
如果u、i方向非關聯， 那麼p = -ui 也是吸收功率
上述結果說明：
- 線性電阻元件在任何時候都是吸收能量
- 線性電阻時無源元件
電阻元件把電能轉化為熱能散失掉。
電路的開路與短路
開路：一個線性電阻元件無論端電壓為何值， 流過它的電流都為0.
R 為無窮 或者 G = 0.
短路：當流過一個線性電阻的電流無論為何值時， 端電壓為零
R = 0 或者 G 為無窮
非線性電阻元件
伏安特性不是一條直線
電路符號：
時變電阻元件
R 隨著時間的變化而變化
負電阻元件
一個線性電阻元件的伏安特性曲線位於二、四象限， R < 0
負電阻元件是一個發出電能的元件， 獲得此種元件一般要專門的設計。