集总电路
集总电路（Lumped circuit）是由许多由电源、电阻、电容、电感等集总元件（ Lumped element） 所组成之电路。[1]:2 在电路理想化的电路模型分析，各点之间的信号是瞬间传递的，电路元件的所有电流过程都集中于在元件内部空间的各个点上，此为集总电路之特性。[2] 每个集总元件基本现象时可用数学方式表示，并建立多种实际元件的理想模型。而电阻、电容、电感、电压源和电流源都只是储存或消耗电能磁场的元件，因此都视为集总元件，而且因为只有两个端口，所以也称之为二端元件（或者单口元件），除此之外，集总电路还需要理想变压器、耦合电感、受控源等四端元件（双口元件）。[3]
集总元件 编辑
集总元件是指元件大小远小于电路工作频率相对之电磁波波长时，对所有元件之统称。对于信号而言，不论任何时刻，元件特性始终保持固定，与频率无关。相反地，若元件大小与电路工作频率相对之波长差不多或更大的时候，则当信号通过元件之时，元件本身各点之特性将因信号之变化而有所不同，则此时不能将元件整体视为一特性固定之单一体，而应称为分布元件 （Distributed element），例如微波电路就是其中一个例子。在此种电路中传统之导线很可能会成为具有电感及电容串并联特性之复杂组合。[1]:2
当实际元件的尺寸远小于工作波长才会被视为集总参数元件，若工作频率高于一定程度时候，就不可以忽略了元件产生的分布参数效应。对于集总元件而言，信号波长对于元件大小来说是相当长的，所以当信号通过元件时，信号在元件内部每点之变化相当小，可视为相同，所以元件的特性是一体成，因此集总元件之电流与电压关系可以明确定义。可以明确定义电流及电压关系特性之元件相当多，大致上可分为双端元件(two terminal)与多端元件。双端有电阻、二极管(Diode)、电容、电感等，而多端元件有变压器 （Transformer） 、晶体管 （Transistor） 。[1]:3
基尔霍夫电流定律与电压定律 编辑
基尔霍夫电流定律指出，所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。或者，更详细描述，假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。以方程式表达，对于电路的任意节点。[4]
； 其中， 是第 个进入或离开这节点的电流，是流过与这节点相连接的第 个支路的电流，可以是实数或复数。 由于累积的电荷（单位为库仑）是电流（单位为安培）与时间（单位为秒）的乘积，亦可从电荷守恒定律可以推导出这条定律。 [4]
基尔霍夫电压定律指出 沿着闭合回路所有元件两端的电势差（电压）的代数和等于零。或者，换句话说，沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和。 以方程式表达，对于电路的任意闭合回路， ； 其中， 是这闭合回路的元件数目， 是元件两端的电压，可以是实数或复数。[4]
参见 编辑
参考文献 编辑
- ^ 1.0 1.1 1.2 胡振国. 《電路學》. 全华图书公司. 1993-03-01. ISBN 9572102893 （中文（台湾））.
- ^ 電路及電路模型 集總假設 (PDF). [2011-07-20] （中文（中国大陆））.[永久失效链接]
- ^ 集總假設. [2011-07-20] （中文（中国大陆））.[永久失效链接]
- ^ 4.0 4.1 4.2 Alexander, Charles; Sadiku, Matthew, Fundamentals of Electric Circuits 3, revised, McGraw-Hill: pp. 37–43, 2006, ISBN 9780073301150