電路能量分析

Ⅰ 電路分析方法有哪些

1．交流等效電路分析法。首先畫出交流等效電路，再分析電路的交流狀態，即：電路有信號輸入時，電路中各環節的電壓和電流是否按輸入信號的規律變化、是放大、振盪，還是限幅削波、整形、鑒相等；
2．直流等效電路分析法。畫出直流等效電路圖，分析電路的直流系統參數，搞清晶體管靜態工作點和偏置性質，級間耦合方式等。分析有關元器件在電路中所處狀態及起的作用。例如：三極體的工作狀態，如飽和、放大、截止區，二極體處於導通或截止等；
3．頻率特性分析法。主要看電路本身所具有的頻率是否與它所處理信號的頻譜相適應。粗略估算一下它的中心頻率，上、下限頻率和頻帶寬度等，例如：各種濾波、陷波、諧振、選頻等電路；
4．時間常數分析法。主要分析由R、L、C及二極體組成的電路、性質。時間常數是反映儲能元件上能量積累和消耗快慢的一個參數。
電子電路圖的分類：常遇到的電子電路圖有原理圖、方框圖、裝配圖和印版圖等。
01.
原理圖就是用來體現電子電路的工作原理的一種電路圖，又被叫做「電原理圖」。這種圖由於它直接體現了電子電路的結構和工作原理，所以一般用在設計、分析電路中。分析電路時，通過識別圖紙上所畫的各種電路元件符號以及它們之間的連接方式，就可以了解電路的實際工作情況
02.方框圖
方框圖是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構成概況的電路圖。從根本上說，這也是一種原理圖。不過在這種圖紙中，除了方框和連線幾乎沒有別的符號了。
它和上面的原理圖主要的區別就在於原理圖上詳細地繪制了電路的全部的元器件和它們連接方式，而方框圖只是簡單地將電路安裝功能劃分為幾個部分，將每一個部分描繪成一個方框，在方框中加上簡單的文字說明，在方框間用連線（有時用帶箭頭的連線）說明各個方框之間的關系。
所以方框圖只能用來體現電路的大致工作原理，而原理圖除了詳細地表明電路的工作原理外，還可以用來作為採集元件、製作電路的依據。
03.裝配圖
它是為了進行電路裝配而採用的一種圖紙，圖上的符號往往是電路元件的實物的外形圖。我們只要照著圖上畫的樣子，依樣畫葫蘆地把一些電路元器件連接起來就能夠完成電路的裝配。這種電路圖一般是供初學者使用的。
裝配圖根據裝配模板的不同而各不一樣，大多數作為電子產品的場合，用的都是下面要介紹的印刷線路板，所以印板圖是裝配圖的主要形式。
04.印板圖
印板圖的全名是「印刷電路板圖」或「印刷線路板圖」，它和裝配圖其實屬於同一類的電路圖，都是供裝配實際電路使用的。
印刷電路板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔，再將電路不需要的金屬箔腐蝕掉，剩下的部分金屬箔作為電路元器件之間的連接線，然後將電路中的元器件安裝在這塊絕緣板上，利用板上剩餘的金屬箔作為元器件之間導電的連線，完成電路的連接。
由於這種電路板的一面或兩面覆的金屬是銅皮，所以印刷電路板又叫「覆銅板」。印板圖的元件分布往往和原理圖中大不一樣。
這主要是因為，在印刷電路板的設計中，主要考慮所有元件的分布和連接是否合理，要考慮元件體積、散熱、抗干擾、抗耦合等等諸多因素。綜合這些因素設計出來的印刷電路板，從外觀看很難和原理圖完全一致，而實際上卻能更好地實現電路的功能。
隨著科技發展，現在印刷線路板的製作技術已經有了很大的發展;除了單面板、雙面板外，還有多面板，已經大量運用到日常生活、工業生產、國防建設、航天事業等許多領域。
在上面介紹的四種形式的電路圖中，電原理圖是最常用也是最重要的，能夠看懂原理圖，也就基本掌握了電路的原理，繪制方框圖，設計裝配圖、印板圖這都比較容易了。
掌握了原理圖，進行電器的維修、設計，也是十分方便的。因此，關鍵是掌握原理圖。
電路圖的組成：電路圖主要由元件符號、連線、結點、注釋四大部分組成。
1.元件符號：表示實際電路中的元件，它的形狀與實際的元件不一定相似，甚至完全不一樣。但是它一般都表示出了元件的特點，而且引腳的數目都和實際元件保持一致。
2.連線：表示的是實際電路中的導線，在原理圖中雖然是一根線，但在常用的印刷電路板中往往不是線而是各種形狀的銅箔塊。就像收音機原理圖中的許多連線在印刷電路板圖中並不一定都是線形的，也可以是一定形狀的銅膜。
3.結點：表示幾個元件引腳或幾條導線之間相互的連接關系。所有和結點相連的元件引腳、導線，不論數目多少，都是導通的。
4.注釋：在電路圖中是十分重要的，電路圖中所有的文字都可以歸入注釋—類。細看以上各圖就會發現，在電路圖的各個地方都有注釋存在，它們被用來說明元件的型號、名稱等等。
若不知電路的作用，可先分析電路的輸入和輸出信號之間的關系。如信號變化規律及它們之間的關系、相位問題是同相位，或反相位。電路和組成形式，是放大電路，振盪電路，脈沖電路，還是解調電路。
電器修理、電路設計的工作人員都是要通過分析電路原理圖，了解電器的功能和工作原理，才能得心應手開展工作的。會劃分功能塊，能按照不同的功能把整機電路的元件進行分組，讓每個功能塊形成一個具體功能的元件組合，如基本放大電路，開關電路，波形變換電路等。

Ⅱ 從能量角度解釋動態電路為什麼會出現過渡過程

動態電路中含有儲能元件,動態電路之所以會出現過渡過程是因為能量的變化是連續的,不能發生躍變.這就導致了電容兩端的電壓不能躍變,電感中的電流不能躍變.
例如,天線,LC振盪電路.

Ⅲ 電路中的能量是以什麼形式提供給負載，用電器的電子的動能電磁波很多人說將電流比作水流，重力勢能

你說的水流的動能轉換成水車的動能，水流的速度會減少，這個例子可以在電路上這么比較：相同電源電壓下，串聯1個電阻比串聯兩個電阻時電流更大，此時電阻就是所謂的水車，水車的獲得的動能相當於電阻消耗的電能。所以這個模型適用於電路。
我們舉個簡單的例子：1.5V的干電池與燈泡串聯，且一直工作，那麼流過燈泡的電流會一直減小，燈泡會慢慢變暗，因為燈泡消耗了電源的能量，它把這份能量轉化成熱能，或者說是光能。干電池的電壓會慢慢減少。
而我們平時所用的電器，也是消耗電源的能量，但是因為這種電源是由發電機持續不斷提供的，所以不像干電池那樣被慢慢損耗。

Ⅳ 電路分析的基本方法

在分析電路原理時，要搞清楚電路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在沒有輸入信號時，各半導體三極體、集成電路的靜態偏置，也就是它們的靜態工作點。交流電路是指交流信號傳送的途徑，即交流信號的來龍去脈。

在實際電路中，交流電路與直流電路共存於同一電路中，它們既相互聯系，又互相區別。

直流等效分析法，就是對被分析的電路的直流系統進行單獨分析的一種方法，在進行直流等效分析時，完全不考慮電路對輸入交流信號的處理功能，只考慮由電源直流電壓直接引起的靜態直流電流、電壓以及它們之間的相互關系。

直流等效分析時，首先應繪出直流等效電路圖。繪制直流等效電路圖時應遵循以下原則：電容器一律按開路處理，能忽略直流電阻的電感器應視為短路，不能忽略電阻成分的電感器可等效為電阻。取降壓退耦後的電壓作為等效電路的供電電壓;把反偏狀態的半導體二極體視為開路。

2、交流等效電路分析法：

交流等效電路分析法，就是把電路中的交流系統從電路分分離出來，進行單獨分析的一種方法 。

交流等效分析時，首先應繪出交流等效電路圖。繪制交流等效電路圖應遵循以下原則：把電源視為短路，把交流旁路的電容器一律看面短路把隔直耦合器一律看成短路。

3、時間常數分析法

時間常數分析法主要用來分析R,L,C和半導體二極體組成電路的性質，時間常數是反映儲能元件上能量積累快慢的一個參數，如果時間常數不同，盡管電路的形式及接法相似，但在電路中所起的作用是不同的。常見的有耦合電路，微分電路，積分電路，鉗位電路和峰值檢波電路等

Ⅳ 射頻電路設計的熱量分析

熱量管理是所有電路設計人員都關心的一個問題，特別是針對大信號時。在射頻/微波電路中，大信號常見於功率放大器和系統發送端元件。不管是連續波(CW)信號還是脈沖信號，如果產生的熱量得不到有效疏導，它們都將導致印製電路板(PCB)上和系統中的熱量積聚。對電子設備來說，發熱意味著工作壽命的縮短。
防止電路熱量積聚需要一定的想像力：可以想像成熱量從一個熱源(如功率晶體管)流向一個目的地(如散熱片或設備底座)。
理解熱量在系統各射頻/微波元件中是如何產生的也有助於熱量分析。例如，功率放大器發熱不是僅因其工作在大功率級，諸如放大器效率、放大器輸出端的阻抗匹配(VSWR)以及源自放大器輸出的熱路徑等因素都會影響放大器熱量的產生。盡管具有50%效率的功率放大器似乎已經很不錯，但這也會浪費掉系統供給它的一半能量，其中大部分以熱量的形式損失掉了。
除功率放大器外，像濾波器和功率分配器這樣的無源器件的插入損耗以及元件、同軸電纜和其它互連器件連接處的阻抗不匹配(高VSWR)也會導致「散熱障礙」.高效的熱管理需要了解熱量從源(例如放大器)流過所有連接電纜和其它元件再到散熱終點的熱量流動過程。
在電路層面，熱管理也是放大器自身的一個問題，因為熱量從放大器的有源器件向外流動--有些熱量通過電路板材料，有些進入周圍元件，有些流入電路板上下方周圍的空氣。理想情況下，可以提供一條讓熱量從有源器件正確地散發出來的路徑，因為這些器件周圍的熱量積聚也會縮短它們的工作壽命。此外，這些熱量可能對某些器件造成有害影響，比如在硅雙極型晶體管中溫度的不斷上升，即通常所說的「熱失控」.
在散熱不當的情況下，有些器件相比其它器件更易受到損壞。例如，GaAs半導體襯底的導熱率大約只有硅器件的三分之一。在高溫下，GaAs晶體管也可能遭受記憶效應的影響(也就是說即使溫度已經下降，器件仍可能工作在高溫時的特定增益狀態)，進而導致器件線性性能變差。
熱量分析實質上是基於對器件或電路中使用的不同材料的研究，以及這些材料的熱阻或其對熱量流動的阻力。當然，反過來說就是材料的導熱率，這是衡量材料導熱能力的一個指標。熱材料(比如導熱膠和電路板材料)的數據手冊中一般都列有這一參數，參數值越高，代表這種材料處理大功率級和發熱量的能力就越高。
熱阻可以用溫度變化(該數值是作為所採用功率的函數)來描述，通常單位為℃/W.在為器件、電路板和系統建立熱量模型時，必須考慮所有熱效應的影響，這不僅包括器件的自發熱效應，還包括其對周邊器件的影響。由於這些交互作用的存在，熱建模一般是通過構建一個帶有全部發熱器件的熱矩陣來完成的。
在電路上，即使像電容這樣的無源電路元件也可能對散熱起作用。當然，為了使系統能考慮到所有的熱量規劃，正確的熱量設計應從PCB級和選擇最適合特定電路設計中功率和熱量等級的PCB層壓材料開始。在選擇電路板層壓材料時，不應只是簡單地選擇具有最高導熱率的材料，還需要考慮在不同溫度下的電氣和機械穩定性。
例如，層壓板可由其在所有三個方向(長、寬、厚)上的熱膨脹系數(CTE)以及介電常數的熱系數來描述。第一個參數代表了材料隨溫度變化而膨脹或收縮的程度，而第二個參數表明了介電常數隨溫度的變化情況。第一個參數對可靠性有很大影響，而第二個參數可能引起介電常數在不同溫度下發生偏離，最終導致微帶電路中的阻抗發生變化(例如，這種變化可能改變帶通濾波器的中心頻率)。
由於很多系統(包括商業通信和戰術軍事系統)都需要具有高可靠性和穩定的電氣性能，電路板材料供應商近年來非常關注熱管理問題，開發出的材料不僅能夠處理類似功率放大器等電路中的較高功率級，而且在高溫下不會發生電氣性能改變。下圖材料整合了穩定的機械與電氣性能以及導熱性能，因此可作為高頻功率放大器的理想材料。
圖：新開發的RT/roid 6035HTC電路材料用來滿足設計人員對改善高溫性能的需求。

Ⅵ 如何判斷電路中某一電路是提供能量還是消耗能量

電路中的抄無源器件一般是消襲耗電能。有一些儲能元件（如電感、電容）是否耗能，要看是否與外電路有能量交換。有源器件（電池），電流從負極流向正極，是提供能量；電流從正極流向負極，是消耗能量。交流電則由某一時刻的電流方向與電壓方向的關系確定，與直流電的判定方法一樣。

Ⅶ 試分析電路發生諧振時，電路中能量的消耗與交換情況

諧振時電路內能量過程的主要特點是在電感與電容之間出現了周期性的等量能量交換，即在一段時間內磁場能量轉換成電場能量。接著，在另一段時間內電場能量轉換成磁場能量。一直這樣不斷地進行下去。正因為有了這種能量的振盪過程，才有了電路的諧振狀態。