电路能量分析

Ⅰ 电路分析方法有哪些

1．交流等效电路分析法。首先画出交流等效电路，再分析电路的交流状态，即：电路有信号输入时，电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡，还是限幅削波、整形、鉴相等；
2．直流等效电路分析法。画出直流等效电路图，分析电路的直流系统参数，搞清晶体管静态工作点和偏置性质，级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态，如饱和、放大、截止区，二极管处于导通或截止等；
3．频率特性分析法。主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率，上、下限频率和频带宽度等，例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路；
4．时间常数分析法。主要分析由R、L、C及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。
电子电路图的分类：常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。
01.
原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况
02.方框图
方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。
它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线（有时用带箭头的连线）说明各个方框之间的关系。
所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。
03.装配图
它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。
装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。
04.印板图
印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。
印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。
由于这种电路板的一面或两面覆的金属是铜皮，所以印刷电路板又叫“覆铜板”。印板图的元件分布往往和原理图中大不一样。
这主要是因为，在印刷电路板的设计中，主要考虑所有元件的分布和连接是否合理，要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等等诸多因素。综合这些因素设计出来的印刷电路板，从外观看很难和原理图完全一致，而实际上却能更好地实现电路的功能。
随着科技发展，现在印刷线路板的制作技术已经有了很大的发展;除了单面板、双面板外，还有多面板，已经大量运用到日常生活、工业生产、国防建设、航天事业等许多领域。
在上面介绍的四种形式的电路图中，电原理图是最常用也是最重要的，能够看懂原理图，也就基本掌握了电路的原理，绘制方框图，设计装配图、印板图这都比较容易了。
掌握了原理图，进行电器的维修、设计，也是十分方便的。因此，关键是掌握原理图。
电路图的组成：电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成。
1.元件符号：表示实际电路中的元件，它的形状与实际的元件不一定相似，甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点，而且引脚的数目都和实际元件保持一致。
2.连线：表示的是实际电路中的导线，在原理图中虽然是一根线，但在常用的印刷电路板中往往不是线而是各种形状的铜箔块。就像收音机原理图中的许多连线在印刷电路板图中并不一定都是线形的，也可以是一定形状的铜膜。
3.结点：表示几个元件引脚或几条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元件引脚、导线，不论数目多少，都是导通的。
4.注释：在电路图中是十分重要的，电路图中所有的文字都可以归入注释—类。细看以上各图就会发现，在电路图的各个地方都有注释存在，它们被用来说明元件的型号、名称等等。
若不知电路的作用，可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位，或反相位。电路和组成形式，是放大电路，振荡电路，脉冲电路，还是解调电路。
电器修理、电路设计的工作人员都是要通过分析电路原理图，了解电器的功能和工作原理，才能得心应手开展工作的。会划分功能块，能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组，让每个功能块形成一个具体功能的元件组合，如基本放大电路，开关电路，波形变换电路等。

Ⅱ 从能量角度解释动态电路为什么会出现过渡过程

动态电路中含有储能元件,动态电路之所以会出现过渡过程是因为能量的变化是连续的,不能发生跃变.这就导致了电容两端的电压不能跃变,电感中的电流不能跃变.
例如,天线,LC振荡电路.

Ⅲ 电路中的能量是以什么形式提供给负载，用电器的电子的动能电磁波很多人说将电流比作水流，重力势能

你说的水流的动能转换成水车的动能，水流的速度会减少，这个例子可以在电路上这么比较：相同电源电压下，串联1个电阻比串联两个电阻时电流更大，此时电阻就是所谓的水车，水车的获得的动能相当于电阻消耗的电能。所以这个模型适用于电路。
我们举个简单的例子：1.5V的干电池与灯泡串联，且一直工作，那么流过灯泡的电流会一直减小，灯泡会慢慢变暗，因为灯泡消耗了电源的能量，它把这份能量转化成热能，或者说是光能。干电池的电压会慢慢减少。
而我们平时所用的电器，也是消耗电源的能量，但是因为这种电源是由发电机持续不断提供的，所以不像干电池那样被慢慢损耗。

Ⅳ 电路分析的基本方法

在分析电路原理时，要搞清楚电路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在没有输入信号时，各半导体三极管、集成电路的静态偏置，也就是它们的静态工作点。交流电路是指交流信号传送的途径，即交流信号的来龙去脉。

在实际电路中，交流电路与直流电路共存于同一电路中，它们既相互联系，又互相区别。

直流等效分析法，就是对被分析的电路的直流系统进行单独分析的一种方法，在进行直流等效分析时，完全不考虑电路对输入交流信号的处理功能，只考虑由电源直流电压直接引起的静态直流电流、电压以及它们之间的相互关系。

直流等效分析时，首先应绘出直流等效电路图。绘制直流等效电路图时应遵循以下原则：电容器一律按开路处理，能忽略直流电阻的电感器应视为短路，不能忽略电阻成分的电感器可等效为电阻。取降压退耦后的电压作为等效电路的供电电压;把反偏状态的半导体二极管视为开路。

2、交流等效电路分析法：

交流等效电路分析法，就是把电路中的交流系统从电路分分离出来，进行单独分析的一种方法 。

交流等效分析时，首先应绘出交流等效电路图。绘制交流等效电路图应遵循以下原则：把电源视为短路，把交流旁路的电容器一律看面短路把隔直耦合器一律看成短路。

3、时间常数分析法

时间常数分析法主要用来分析R,L,C和半导体二极管组成电路的性质，时间常数是反映储能元件上能量积累快慢的一个参数，如果时间常数不同，尽管电路的形式及接法相似，但在电路中所起的作用是不同的。常见的有耦合电路，微分电路，积分电路，钳位电路和峰值检波电路等

Ⅳ 射频电路设计的热量分析

热量管理是所有电路设计人员都关心的一个问题，特别是针对大信号时。在射频/微波电路中，大信号常见于功率放大器和系统发送端元件。不管是连续波(CW)信号还是脉冲信号，如果产生的热量得不到有效疏导，它们都将导致印制电路板(PCB)上和系统中的热量积聚。对电子设备来说，发热意味着工作寿命的缩短。
防止电路热量积聚需要一定的想象力：可以想象成热量从一个热源(如功率晶体管)流向一个目的地(如散热片或设备底座)。
理解热量在系统各射频/微波元件中是如何产生的也有助于热量分析。例如，功率放大器发热不是仅因其工作在大功率级，诸如放大器效率、放大器输出端的阻抗匹配(VSWR)以及源自放大器输出的热路径等因素都会影响放大器热量的产生。尽管具有50%效率的功率放大器似乎已经很不错，但这也会浪费掉系统供给它的一半能量，其中大部分以热量的形式损失掉了。
除功率放大器外，像滤波器和功率分配器这样的无源器件的插入损耗以及元件、同轴电缆和其它互连器件连接处的阻抗不匹配(高VSWR)也会导致“散热障碍”.高效的热管理需要了解热量从源(例如放大器)流过所有连接电缆和其它元件再到散热终点的热量流动过程。
在电路层面，热管理也是放大器自身的一个问题，因为热量从放大器的有源器件向外流动--有些热量通过电路板材料，有些进入周围元件，有些流入电路板上下方周围的空气。理想情况下，可以提供一条让热量从有源器件正确地散发出来的路径，因为这些器件周围的热量积聚也会缩短它们的工作寿命。此外，这些热量可能对某些器件造成有害影响，比如在硅双极型晶体管中温度的不断上升，即通常所说的“热失控”.
在散热不当的情况下，有些器件相比其它器件更易受到损坏。例如，GaAs半导体衬底的导热率大约只有硅器件的三分之一。在高温下，GaAs晶体管也可能遭受记忆效应的影响(也就是说即使温度已经下降，器件仍可能工作在高温时的特定增益状态)，进而导致器件线性性能变差。
热量分析实质上是基于对器件或电路中使用的不同材料的研究，以及这些材料的热阻或其对热量流动的阻力。当然，反过来说就是材料的导热率，这是衡量材料导热能力的一个指标。热材料(比如导热胶和电路板材料)的数据手册中一般都列有这一参数，参数值越高，代表这种材料处理大功率级和发热量的能力就越高。
热阻可以用温度变化(该数值是作为所采用功率的函数)来描述，通常单位为℃/W.在为器件、电路板和系统建立热量模型时，必须考虑所有热效应的影响，这不仅包括器件的自发热效应，还包括其对周边器件的影响。由于这些交互作用的存在，热建模一般是通过构建一个带有全部发热器件的热矩阵来完成的。
在电路上，即使像电容这样的无源电路元件也可能对散热起作用。当然，为了使系统能考虑到所有的热量规划，正确的热量设计应从PCB级和选择最适合特定电路设计中功率和热量等级的PCB层压材料开始。在选择电路板层压材料时，不应只是简单地选择具有最高导热率的材料，还需要考虑在不同温度下的电气和机械稳定性。
例如，层压板可由其在所有三个方向(长、宽、厚)上的热膨胀系数(CTE)以及介电常数的热系数来描述。第一个参数代表了材料随温度变化而膨胀或收缩的程度，而第二个参数表明了介电常数随温度的变化情况。第一个参数对可靠性有很大影响，而第二个参数可能引起介电常数在不同温度下发生偏离，最终导致微带电路中的阻抗发生变化(例如，这种变化可能改变带通滤波器的中心频率)。
由于很多系统(包括商业通信和战术军事系统)都需要具有高可靠性和稳定的电气性能，电路板材料供应商近年来非常关注热管理问题，开发出的材料不仅能够处理类似功率放大器等电路中的较高功率级，而且在高温下不会发生电气性能改变。下图材料整合了稳定的机械与电气性能以及导热性能，因此可作为高频功率放大器的理想材料。
图：新开发的RT/roid 6035HTC电路材料用来满足设计人员对改善高温性能的需求。

Ⅵ 如何判断电路中某一电路是提供能量还是消耗能量

电路中的抄无源器件一般是消袭耗电能。有一些储能元件（如电感、电容）是否耗能，要看是否与外电路有能量交换。有源器件（电池），电流从负极流向正极，是提供能量；电流从正极流向负极，是消耗能量。交流电则由某一时刻的电流方向与电压方向的关系确定，与直流电的判定方法一样。

Ⅶ 试分析电路发生谐振时，电路中能量的消耗与交换情况

谐振时电路内能量过程的主要特点是在电感与电容之间出现了周期性的等量能量交换，即在一段时间内磁场能量转换成电场能量。接着，在另一段时间内电场能量转换成磁场能量。一直这样不断地进行下去。正因为有了这种能量的振荡过程，才有了电路的谐振状态。