INTRODUCTION 导论:

A. Overview 概述:

a. Definition 定义:

  1. Definition 定义: Circuit Theory 电路理论, 使用电压、电流、元件关系和网络定律描述与分析电路, 研究响应、功率和信号传输
  2. Position 定位: 主归物理学下的电磁学理论板块, 从电磁系统提取可计算的网络模型, 展开网络定律、等效方法、暂态、交流与传输线分析；作为共享理论基础, 支撑电气工程中的电子电路与电气系统分析

B. Model Boundaries 模型边界:

  1. Lumped Model 集总模型: 当元件和连线上的传播时延相对信号变化时间足够小, 且未建模的分布效应可忽略时, 用集中的电阻、电容和电感描述系统
  2. Distributed Model 分布模型: 连线传播时延不可忽略时, 电压和电流随位置变化, 应采用传输线或更完整的场模型
  3. Connection 联系: 电容与电感储能、感应电动势和场的传播连接 CLASSICAL ELECTROMAGNETISM 经典电磁学

image.png

I. CIRCUIT VARIABLES AND ELEMENTS 电路变量与元件:

A. Current, Voltage and Power 电流、电压与功率:

  1. Current 电流: 通过截面的电荷输运速率, 分析前先规定参考方向
  2. Voltage 电压: 元件两端按选定极性定义的电压, 使用集总模型时可据此建立网络方程
  3. Power 功率: 采用被动符号约定时, 电流流入电压正端, 正功率表示元件吸收能量

$$ i=\frac{dq}{dt},\qquad p=vi $$

B. Ideal Components 理想元件:

  1. Resistance 电阻: 理想线性电阻满足欧姆定律, 恒定电阻模型下电流与端电压成正比, 电压也常记作 U

$$ V=IR,\qquad U=IR $$

  1. Capacitance 电容: 理想线性电容储存电场能量, 恒定电容且采用被动符号约定时

$$ i_C=C\frac{dv_C}{dt},\qquad W_C=\frac12 Cv_C^2 $$

  1. Inductance 电感: 理想线性电感储存磁场能量, 恒定电感且采用被动符号约定时

$$ v_L=L\frac{di_L}{dt},\qquad W_L=\frac12 Li_L^2 $$

  1. Sources 电源: 独立源规定电压或电流, 受控源由其他电路变量决定, 理想元件模型须与真实器件的工作范围区分

II. NETWORK LAWS AND ANALYSIS 网络定律与分析:

A. Kirchhoff’s Laws 基尔霍夫定律:

a. KCL 节点法则:

  1. Definition 定义: 集总模型中, 节点净电荷积累可忽略时, 流入节点的电流总和等于流出电流总和