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電路
時(shí)間:2022-11-26 人氣: 來源:山東合運(yùn)電氣有限公司
電路(electrical circuit)也稱電力線路、電氣回路、回路,是由閉合回路組成的網(wǎng)絡(luò),為電流提供返回路徑;電路一般是以導(dǎo)線將電路組件用特定方式聯(lián)結(jié)而組成,且至少須有一個(gè)封閉路徑。
電網(wǎng)絡(luò)(electrical network)也稱電氣網(wǎng)絡(luò),也可簡稱電網(wǎng),是類似的術(shù)語,指的是電子組件按一定方式互連或這種互連的模型,為電荷流通提供了路徑的總體。例如:電源、電阻、電容、電感、二極管、晶體管、集成電路和電鍵等構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),負(fù)電荷可以在其中運(yùn)動(dòng)。電路的規(guī)??梢韵嗖詈艽?,小到硅片上的集成電路,大到高低壓輸電網(wǎng)。
電路由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三個(gè)基本部分組成:“電源”是產(chǎn)生電能的設(shè)備;“負(fù)載”是取用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、光能、熱能等的設(shè)備;變壓器和輸電線是連接電源和負(fù)載的“中間環(huán)節(jié)”,起傳輸和分配電能的作用。
電路學(xué)(circuitry)則是以基爾霍夫定律(Kirchhoff's circuit law)為基礎(chǔ),探討電子組件之“電壓”與“電流”關(guān)系;或是探討放大,雜音的關(guān)系。工程師利用電子組件來設(shè)計(jì)“電子電路”,并產(chǎn)生電路圖來表現(xiàn),以實(shí)現(xiàn)所需的功能。電路學(xué)的應(yīng)用范圍涵蓋了:被動(dòng)組件(電阻、電容、電感、憶阻器)、有源組件(真空管、二極管、晶體管、運(yùn)算放大器)、模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)等等。
術(shù)語定義
幾個(gè)組件通過導(dǎo)線互相連接,形成“電網(wǎng)”,也可以稱為“網(wǎng)絡(luò)”。更特定地,“電路”則是可以形成閉合回路的網(wǎng)絡(luò)?!爸贰笔请娋W(wǎng)的一部分,每一個(gè)組件都有它獨(dú)屬的支路。任意兩條或多條支路的相交點(diǎn),稱為“節(jié)點(diǎn)”。
激勵(lì):電源或信號(hào)源向電路中輸入的電壓和電流。
響應(yīng):由激勵(lì)在電路各部分引起的輸出的電壓和電流被稱為響應(yīng),也叫記憶函數(shù)。除了激勵(lì),電路內(nèi)部的初始狀態(tài)也可以引起響應(yīng)。
電路組件的聯(lián)結(jié)方式
串聯(lián)電路:即有加電源的單一回路。其電源一端接一組件的頭,此組件的尾在接另一組件的頭,如此形成單一閉合電路。
并聯(lián)電路:電路中將兩個(gè)或兩個(gè)以上的組件之一端相接于一處,另一端亦均接于另一處,此種接法稱為并聯(lián)。
電路種類
電子電路
主條目:電子電路
根據(jù)所處理信號(hào)的不同,電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。
模擬電路
主條目:模擬電路
自然界產(chǎn)生的連續(xù)性物理自然量,將連續(xù)性物理自然量轉(zhuǎn)換為連續(xù)性電信號(hào),運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)的電路即稱為模擬電路。
模擬電路對(duì)電信號(hào)的連續(xù)性電壓、電流進(jìn)行處理。
最典型的模擬電路應(yīng)用包括:放大電路、振蕩電路、線性運(yùn)算電路(加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路)。運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)。
數(shù)字電路
主條目:數(shù)字電路
數(shù)字電路又名邏輯電路,是一種將連續(xù)性的電信號(hào),轉(zhuǎn)換為不連續(xù)性定量電信號(hào),并運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)的電路。數(shù)字電路中,信號(hào)大小為不連續(xù)并定量化的電壓狀態(tài)。多數(shù)采用布爾代數(shù)邏輯電路對(duì)定量后信號(hào)進(jìn)行處理。典型數(shù)字電路有,觸發(fā)器、寄存器、加法器、減法器等,來運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)。
集成電路
集成電路亦稱為IC。
運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)程序(IC設(shè)計(jì)),將一般電路設(shè)計(jì)到半導(dǎo)體材料里的半導(dǎo)體電路(一般為硅片),稱為集成電路。
利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出集成電路。
電路定律
所有的電路都遵循一些基本電路定律。
基爾霍夫電流定律:流入一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流總和,等于流出節(jié)點(diǎn)的電流總和。
基爾霍夫電壓定律:環(huán)路電壓的總和為零。
歐姆定律:線性組件(如電阻)兩端的電壓,等于組件的阻值和流過組件的電流的乘積。
以下兩條定理僅適用于線性電路
諾頓定理:任何由獨(dú)立源,線性受控源與線性組件構(gòu)成的兩端網(wǎng)絡(luò),總可以等效為一個(gè)理想電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
戴維寧定理:任何由獨(dú)立源,線性受控源與線性組件構(gòu)成的兩端網(wǎng)絡(luò),總可以等效為一個(gè)理想電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
分析包含非線性器件的電路,則需要一些更復(fù)雜的定律。實(shí)際電路設(shè)計(jì)中,電路分析更多的通過計(jì)算機(jī)分析模擬來完成。
電路功率
所有的電路在工作時(shí),每一個(gè)組件或線路都會(huì)有能量的工作運(yùn)用,即電能運(yùn)用,而所有電路里的電能工作運(yùn)用即稱為電路功率。
電路或電路組件的功率定義為:功率=電壓*電流(P=I*V)。
自然界里能量不會(huì)消滅,固有一定律能量不滅定律。
電路總功率=電路功率+各電路組件功率。例如:電源(I*V)=電路(I*V)+各組件(I*V).
在電路中的能量有時(shí)會(huì)變?yōu)闊崮芑蜉椛淠艿绕渌芰康娇諝庵?,這就是電路或電路組件會(huì)發(fā)熱的原因,不會(huì)全部形成電能于電路中,根據(jù)能量不滅總能量=電能+熱能+輻射能+其他能量。
概括種類
電源電路:產(chǎn)生各種電子電路的所需求電源、如:電池、直流電、交流電、降電壓電路、升電壓電路。
電子電路亦稱電氣回路。
保護(hù)電路:ESD、EMC、EMI。
頻率種類
基帶電路,基帶,低頻率,使用基帶組件。
高頻電路,高頻,高頻率,使用高頻組件。
基帶、高頻混合電路
電路組件種類
主條目:電子組件
被動(dòng)組件:如電阻、電容、電感、二極管等,有分基帶被動(dòng)組件、高頻被動(dòng)組件。
有源組件:如晶體管、微處理器,IC等有分基帶有源組件、高頻有源組件。
用途種類
微處理器電路:亦稱微控制器電路,形成計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、打印機(jī)、投影機(jī)、(播放器影、音)、監(jiān)控器、各式各樣家電、鼠標(biāo)、鍵盤、觸控等。
電腦電路:為微處理器電路高級(jí)電路,形成臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、掌上型電腦、工業(yè)電腦等各種電腦。
通信電路:形成電話、手機(jī)、對(duì)講機(jī)、有線網(wǎng)絡(luò)、有線發(fā)送、無線網(wǎng)絡(luò)、無線發(fā)送、光通信、紅外線、光纖、微波通信、衛(wèi)星通信等。
顯示器電路:形成屏幕、電視、儀表、平面顯示器等各類顯示器。
光電電路:如太陽能、電子顯微鏡、電子望遠(yuǎn)鏡、相機(jī)、攝影機(jī)等各類電路。
電機(jī)電路:常運(yùn)用于大電源設(shè)備、如電力設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等。
電路拓樸
電路是由各式光、電、磁零件,操控信號(hào)組合而成。
設(shè)計(jì)各種電路的架構(gòu),為電路的拓樸。
一般電路設(shè)計(jì)至積體組件(IC)即為IC電路拓樸。
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