电路及其组成原理简介

电在现代日常生活、工农业生产、科研和国防等许多方面都有十分广泛的应用。各种实际电路都是由电阻器、电容器、线圈、电源等部件和晶体管等器件相互连接组成的。现代微电子技术已可将若干部、器件不可分离地制作在一起，使其在电气上互连，成为一个整体，即集成电路（Integration Circuit，IC）。日常生活中使用的手电筒电路就是一个最简单的电路，如图1 - 1（a）所示，它是由干电池、灯、开关、手电筒壳（充当连接导体）组成的。

图1-1　手电筒电路

（a）实际电路；（b）电路模型

人们设计制作某种部、器件是要利用它的某种物理性质，例如，制作一个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质，然而，当电流通过时还会产生磁场，因此它兼有电感的性质。其他部、器件也有类似的或更复杂的情况，这为分析电路带来困难。因此，必须在一定条件下，忽略它的次要性质，用一个足以表征其主要性能的模型来表示，如图1 - 1（b）所示的手电筒电路模型。(www.xing528.com)

当实际电路的尺寸远小于使用时其最高工作频率所对应的波长时，可以用几种“集总参数元件”来构成实际部、器件的模型。每一种集总参数元件（以下简称“元件”）只反映一种基本电磁现象，且可由数学方法加以定义。例如，电阻元件只涉及消耗电能的现象，电容元件只涉及与电场有关的现象，电感元件只涉及与磁场有关的现象，电场、磁场被认为只集总在相应元件的内部。此外，还有电压源、电流源等多种元件。各种元件也可用图形符号表示。在一定的条件下，有些部、器件的模型较简单，只涉及一种元件，而有些部、器件的模型则由几种元件构成。

由元件组成的电路，称为实际电路的集总电路模型（或集总电路）。电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。电路图是用元件图形符号表示的电路模型。如何用元件构成某一部件、器件模型的问题则不是本书所要讨论的主要问题。

采用集总电路意味着不考虑电路中电场与磁场的相互作用，不考虑电磁波的传播现象，认为电能的传送是瞬间完成的。当电路的尺寸大于最高频率所对应的波长或两者属于同一数量级时，便不能按集总电路处理，应作为分布参数电路处理。例如，对无线电调频接收机来说，若所接收的信号频率为100 MHz，则对应的波长λ==3 m（传播速度以光速计，即c=3 ×108 m/s），连接接收天线与接收机之间的传输线即便只有1 m长，也不能作为集总电路处理。又如，我国电力用电的频率为50 Hz，对应的波长为6×106 m，对以此为工作频率的用电设备来说，其尺寸远小于这一波长，可以按集总电路处理，而对远距离输电线来说，就必须考虑电场、磁场沿线分布的现象，不能按集总电路处理。

集总假设为本书的基本假设。以后所述的电路基本定律、定理等均是在这一假设的前提下才能成立的。本书只讨论集总电路的分析。集总电路分为两大类，即电阻性电路和动态电路。前者只含电阻元件和电源元件，简称为电阻电路。