凡是线性电路

⑴ 电路元件的工作原理

电工中实际器件的数学模型。每一个电路元件的电压u或电流i，或者电压与电流之间的关系有着确定的规定。这种规定性充分地表达了这电路元件的特性。这种规定性也叫做元件约束。有时，在元件约束里也用到电荷q和磁链ψ，不过它们与电压u和电流i总是满足下面的关系

在电工理论中常取适当的元件，加以联接来构造实际器件或电路的模型，以便于分析计算。表中列出了一些常见的电路元件和它们的元件约束。表中，除了独立电压源和独立电流源之外，如果元件参数是常数，对应的元件叫做定常元件。定常电容器和定常电感器的元件约束分别是

式中C和L是常数
电路元件通常分为时变元件与时不变元件、线性元件与非线性元件、分布参数元件与集总参数元件。 如果元件参数是时间 t的函数，对应的元件叫做时变元件；否则叫做时不变元件。定常元件是一种时不变元件。时变元件的一个例子是用手或某种机构不断地反复转动电位器的轴，电位器的电阻就随时间变化。这时可以用时变电阻器作为电位器的模型。例如设电阻R是R=1000(1+0.6sint)欧，则时变电阻器的元件约束是
u =Ri=【1000(1+0.6sint)】i u或电流i的函数(有时也可以是电荷q或磁链 ψ的函数)，对应的元件叫做非线性元件;否则叫做线性元件。 定常元件是一种线性元件。非线性元件的一个例子如下：半导体二极管的数学模型为
i=a(－1)(a>0,b>0)上式为元件约束。它在电流i与电压u之间规定了一个代数关系，元件是非线性电阻器。电阻R 是 上式说明，电阻R 是元件电压u的函数。 不同条件下可以有不同的电路模型。例如一根金属导线，当其中电流的频率很低时，可以用定常电阻器作为它的模型。当导线中电流的频率很高时，导线中各处的电流并不相等，也就是说导线中的电流和空间位置有关。图1表明，在不同的空间位置上,电流i1，i2，i3……一般地互不相等,特别是流入导线一端的电流i1不必等于从导线另一端流出的电流in。
对于某个电工器件，凡是要考虑其电流、电压和空间位置或者说要考虑其电流、电压在空间的分布情况时，即为分布参数元件，必须采用具有分布参数的模型。均匀传输线就是一种典型的分布参数电路。不考虑电流、电压在空间分布的模型，叫做集总参数模型。表中所列电路元件都是集总参数元件或称集总元件。 由集总参数元件组成的电路称为集总参数电路或集总电路。在这种电路里，电流、电压除了在元件上应满足元件约束之外，还要满足基尔霍夫定律。
对于图2a所示的集总参数电路，可以写出以下电路方程。
基尔霍夫第一定律方程： i1=i2+i3
基尔霍夫第二定律方程： u1+u2=usu2=u3
元件约束方程： u1=R1i1u2=R2i2u3=R3i3us=f(t)
这个电路的电路方程是一组代数方程。如果电路中还含有受控电源、理想变换器、运算放大器等元件，列出的电路方程仍然是一组代数方程。因为联系这些元件的电压和电流的元件约束是代数关系,不含对时间t的导数（如表<所示）。
对于图2b电路，它的基尔霍夫定律方程和图2a电路的相同。若图的R、L、C是常数，即对应的元件是定常元件，则元件约束是： u1=Ri1 us=f(t)
由于电路里含有电容元件和电感元件，电路方程里有对时间t的导数。
假设已知独立电压源的电压的时间变化即已知f(t)，已知图a 中三个定常电阻器的常值参数R1、R2、R3,或已知图b中三个定常元件的常值参数R、L、C,根据非齐次线性代数方程的理论或非齐次线性常系数常微分方程的理论，从原则上讲可以求解图a、图b各处的电流和电压。独立电压源的电压us以及独立电流源的电流is常称为激励，而其他的电流、电压叫做响应。
当电路元件是时变的或者是非线性的，甚至既是时变、又是非线性的，求解电路方程很困难。一般需用计算机来解复杂的电路方程。

⑵ 怎样判断门电路逻辑功能是否正常

凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路，是基本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端，但只有一个输出端。门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时，“门”才打开，即才有脉冲信号输出。从逻辑学上讲，输入端满足一定的条件是“原因”，有信号输出是“结果”，门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系。所以门电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种：与逻辑、或逻辑、非逻辑。与此相对应，基本的门电路有与门、或门、非门。

门电路（数字电路）与模拟电路（也叫线性电路）工作时最大的区别就是：门电路的输入输出信号一般只有两种状态（少数情况还有一种三态逻辑电路）不是高电平就是低电平（数字电路中1代表高电平0代表低电平），而模拟电路的输入输出则是连续而复杂变化的电信号。



判断逻辑门电路是好是坏的方法主要有两种，第一种是用万用表的阻值判断法，第二种是电压测量法

一、阻值判断法：

把万用表定位到二极管档，用正表笔接逻辑门电路的（GND）地线（一般14引脚的门电路为7脚），负表笔点击门电路其他引脚，都应有480左右数值为正常，若出现明显偏小或者为“0”数值说明门电路短路损坏；若数值很大或者无穷大则说明门电路断路损坏。

新手注意：测量值必须在断电情况下测试。

二、电压测量法：

给主板加电，通过人为干扰（比如给某个输入脚，人为输入一个高电平或者低电平），然后用万用表测量输入脚与输出脚电压，若测得的结果与被测门电路逻辑关系相符，则说明此门电路为正常的；若结果与逻辑关系不符则说明门电路以及损坏了。

⑶ 初学电路板，对最简单的电流和电压都不懂，该怎么学习

高等教育的《电工电子学》适合基础浅的人
《模拟电子技术基础》是电子，通信类专业一门重要的专业基础课，但是很多同学初学时面临了不少学习上的难题，而部分教师往往忽略掉一些应该强调问题，使得学生感到学习起模拟电路就更加困难，很盲目。再加上本来这门课程内容比较多，国内很多教材又很难做到精致入微的讲解，而且很多编写者往往没有给整本书一个统一的主题，使得内容看起来很冗杂。在这里我谈谈我的建议，菜鸟们可以借鉴，大侠们希望能给予指点。

1 从电阻时代的稚嫩进入半导体时代的成熟

一般教材开头都是讲一些半导体物理的知识，让大家了解二极管，三极管作用的物理过程，相信大部分同学对这部分内容还是能明白一二的。作为设计电路我们应该牢牢记住的是什么？是这些元器件的I-V函数关系，而不要局限于每次看到三极管都去想物理过程，这样很浪费时间，而且方法很不科学。

2 从线性电路分析方法的“阴影”中走出来

这个问题很多同学都出现了，我在这里强调一下

任何电路可用的分析方法：

KCL，KVL，节点电压法，

线性电路分析方法：

叠加原理，戴维宁，诺顿

尤其是叠加原理，太多的同学拿到我们的非线性电路里面去了，还有部分同学把线性电路中常用的短路判别法拿到非线性中，盲目的认为凡是元器件两端电压为零这个器件就被短路了。

大家还是笨一点，先用KCL,KVL把各个回路，节点认识清楚，搞清楚我们的一个回路中包含的哪些电压是在晶体非线性元件上，哪些是在线性元件上，再来回忆一下各个元器件的I-V特性，三极管有3个接头，有2种二端口元件的I-V曲线，大家一定要熟记，注意这2种曲线的区别和联系。有同学就问，如果用这种方法解电路那不就是要解很多方程，还是非线性的方程组？当然我们不会用这种方法来解，大家这样做的目的是为了能从老东西中跳出来。把问题的实质认识清楚。

3 学会用系统的观点来看电路

我们明确了电路中各个电流电压其实是拓扑约束和元件约束共同作用结果后就能明确的思考下一个问题，对于这样复杂的电路，我们应该用什么方法来看？

其实这些电路图的画法就给大家一些提示，它并不像我们在电分里接触的那些---会把回路画完整，让电路结构更清晰，这种电路图是为了方便工程师设计而简化的，更具有工程上方便之处。

我给出的口号就是“以系统的观点看电路”

相信很多同学在学习模拟电路的同时已经接触到信号系统这门课程了，大家对系统可能有了一个模糊的认识，简单的系统1个输入1个输出..(我就不废话了）

大家注意我们工程上的电路图总有个参考点，就是把输入输出的数值反映到一个数域中，这样我们电路中电势差的输入输出不就成了系统中信号的输入输出了吗？这样我们可以通过瞬态分析得到冲击响应或者阶跃响应这些来反映系统功能？再通过变换变换到变换域不就得到系统函数了吗？然后按照我们信号系统学的那些系统连接的方法不就可以把一个又一个子系统合成起来得到一定功能的系统了吗？

这样的思路是对的，但是在工程中远不是直接连起来那么简单，因为我们的系统之间并不能做到相互“绝缘”，我们的这些系统通通都是电路，如果练到一起肯定会有新的回路，节点产生，相互之间肯定会满足KVL,KCL约束关系，这样我们的问题就是要怎样减小他们之间的联系

在电分里大家已经接触到输入电阻，输出电阻这些系统的概念，这些概念的引进就是为了让我们解决系统间的问题。相对电压信号，如果输入电阻大，那么取信号能力强，对上级的影响小，如果输出电阻小那么给信号能力强，对下级影响也小。

大家注意，我上段谈的都是直流情况即所有输入都是直流，到了交流情况要复杂的多，系统自身的问题，系统间的问题会更加突出。

4 认识到约束与反馈的关系

以系统的观点来看电路中我们谈到要有意隔绝系统电路间关联性，但有的时候我们遇到的系统并不满足上述要求，那么有的同学就说，我们就只有回归到列KVL,KCL的约束关系来解了，其实对于约束的另一种表述就是对某个行为的负反馈。大家由此可联想一下我们的生活，社会，自然，我这就不多说了，请大家享受思考的乐趣。这个问题有空再给大家仔细谈谈，以后我如果有空我将就系统输入交流的情况给初学者一些建议。

⑷ 高中物理：是不是所有电路中的总功率都等于各用电器的功率之和

是的：电路的总功率不包括电源的话永远等于各支路用电器的功率专之和。
我们知道功率属的计算公式是P=UI，而热功率的计算公式为P=I*I*R=U^2/R。当为纯电阻时这两个计算式等价。由于一般电路中不可能为纯电阻，因此我们采用P=UI这个公式来证明。
P总=U总*I总；U总等于各串联分压之和，I总等于电路中各并联支路的电流之和。对于电路中并联的用电器他们的电压U相等，假设流过他们各自的电流为Ii（i等于1,2,3,4......）它们的各自功率之和等于并联的总路功率；同理串联的部分分压，而电流相等因此它们的功率之和等于串联部分的总功率，这两部分的功率之和要等与这两部分的电压和乘以电流和，也就等于这两部分功率之和。
∑U串=U总，∑I并=I总。电总功率等于U总乘以I总。把它化成线性变换式可以发现，凡是并联的部分可以表达成P=U（I1+I2...）凡是串联的部分都有P=I（U1+U2....）而总功率正好等于这些功率的和式。在这没法写出线性表达式；其实你可以举一个简单电路写出它们的表达式化简取领会一下。