電工基礎(chǔ) 節(jié)選

第1章 電路基本概念和基本定律
　1.1 電路和電路模型
　　二、電路模型、電路元件
　如前所述的實(shí)際電路器件，種類(lèi)繁多，功能各異，所涉及的物理過(guò)程非常廣泛。例如上述兩例中就包含聲、光、熱、化（學(xué)）、電、磁等方面的問(wèn)題。全面地分析上述各方面的問(wèn)題是困難和繁雜的，而且是不必要的。通常電路工作僅需分析和處理電磁方面的問(wèn)題。因此，本課程只關(guān)心由電路中各部分的電流、電壓、電荷和磁通所表征的電磁過(guò)程。為了進(jìn)行分析，我們需要建立一些理想化的電路元件，用以反映實(shí)際電路器件的主要電磁性質(zhì)。例如，圖1-1（a）所示的實(shí)際電路中，當(dāng)燈泡中有電流通過(guò)時(shí)，其中的電阻絲對(duì)電流有一定的阻礙作用（稱(chēng)為電阻），并因此發(fā)光發(fā)熱而消耗一定的電能，這是它的主要性質(zhì)和功能；燈泡中燈絲有電流通過(guò)時(shí)還會(huì)在燈泡周?chē)臻g產(chǎn)生微弱的磁場(chǎng)，因而還兼有電感的性質(zhì)，這是其次要性質(zhì)。導(dǎo)線(xiàn)的主要功能是為電流提供良好的通路，因而其電阻可以忽略；電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，其周?chē)臻g也有磁場(chǎng)，因此導(dǎo)線(xiàn)也有一定的電感，這是其次要性質(zhì)。干電池作為電源，其主要性質(zhì)是在干電池的正負(fù)兩極之間保持一定的電壓；其主要功能通常是向電路提供電能9。電源總有一定的內(nèi)阻，因此在使用時(shí)，其端電壓會(huì)有一定的變化。這樣一來(lái)，我們就可以畫(huà)出圖1-1（a）實(shí)際電路的理想化的電路模型，如圖1-1（b）所示。圖1-1（b）電路模型是圖1-1（a）實(shí)際電路的近似模型，它反映了圖1-1（a）實(shí)際電路的主要性質(zhì)。圖1-1（b）中各元件都是理想化的電路元件：電阻元件（R）是只會(huì)消耗電能的元件，電壓源（Us）兩端保持恒定的電壓，它和電阻（Rs代表干電池的內(nèi)阻）的串聯(lián)組合代表干電池，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)都是性能優(yōu)良的導(dǎo)體，其電阻可認(rèn)為是零值。由此可見(jiàn)，理想的電路元件通過(guò)各種不同的連接方式組合成理想的電路模型。電工基礎(chǔ)中，研究的對(duì)象不是實(shí)際電路而是這種理想的電路模型，電路模型也簡(jiǎn)稱(chēng)電路。電工基礎(chǔ)的主要任務(wù)之一，就是研究電路模型在各種不同情況下的電壓、電流、功率以及能量的變化規(guī)律與特性，從中導(dǎo)出實(shí)際電路的特性及其分析計(jì)算方法。
　 三、集總元件、集總電路、集中假設(shè)的條件
　 前述電路元件是對(duì)實(shí)際電路器件的理想化的近似——取其主要性質(zhì)，舍其次要性質(zhì)，用專(zhuān)門(mén)的圖形表示。因此這樣的電路元件也叫集總參數(shù)元件，簡(jiǎn)稱(chēng)集總元件。……