1.1.1 電路及其組成

一個實際電路是由電氣元器件互相連接而構(gòu)成，并具有一定功能的整體。組成實際電路的元器件種類繁多、性能各異，電池、電阻、電容、電感、開關(guān)、晶體管等都是人們很熟悉很常用的電氣元器件。這些電氣元器件都可以統(tǒng)稱為電路元件。電路的基本功能可以分為兩類：實現(xiàn)電能的產(chǎn)生、傳輸、分配和轉(zhuǎn)換，或完成電信號的產(chǎn)生、傳輸、存儲和變換。

圖1-1a是電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換的例子，它是一個簡單的照明電路，由電池、開關(guān)、連接導(dǎo)線、燈組成。其作用是將由電池提供的電能傳送給燈并轉(zhuǎn)換成光能。其中電池用于提供電能，燈消耗電能，并將其轉(zhuǎn)換成光能，開關(guān)和連接導(dǎo)線則將電池和燈連接起來。

圖1-1b是電信號的產(chǎn)生、傳輸、變換的例子，送話器產(chǎn)生的聲音信號經(jīng)放大器放大后，通過揚聲器變換為人耳能夠聽到的聲音信號。

圖1-1 實際電路舉例

在電路理論中，將提供電能或信號的器件、裝置稱為電源；將使用電能或電信號，并將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備稱為負載。連接在電源和負載之間起著電能的傳輸、分配作用的其他器件則構(gòu)成了中間環(huán)節(jié)。電源、負載、中間環(huán)節(jié)共同構(gòu)成完整的電路。

每個實際電路的電氣元器件的特性是復(fù)雜的，為了便于分析，可以抽取出某個主要的電磁特性，構(gòu)建出它的數(shù)學(xué)模型來近似代表實際元件，這種數(shù)學(xué)模型稱為理想化電路元件，由理想化電路元件構(gòu)成的電路稱為電路模型。

圖1-2a是一個由電池、開關(guān)和燈組成的簡單的實際電路，圖1-2b是它對應(yīng)的電路模型，或者稱為它的電路圖。由圖中可見，實際電路和表示它的電路圖有很大的差別，因為電路圖是用實際元件的數(shù)學(xué)模型（即理想化電路元件）建立的，實際應(yīng)用中多種多樣的電氣元器件被表示成了有限的幾種理想電路元件，所以從電路圖中無法看出原來的實際電路元件究竟是什么。為了完整起見，這里也給出了它的電氣連接圖，如圖1-2c所示，本書對電氣圖不做過多的介紹。

圖1-2 電路的幾種表達方式

同一個理想化電路元件對應(yīng)著多種多樣的實際電路元件，相應(yīng)地，同一個實際元件也可能有著不同的理想模型，隨著應(yīng)用場合的不同，其理想模型也可能有所不同。隨著課程的深入，讀者會逐步加深理解。

通過使用理想化電路元件，可以對其進行精確的數(shù)學(xué)分析，并對實際中存在的種類眾多的實際元件進行統(tǒng)一分析。比如，實際的電阻都有著千差萬別的外觀和不同的應(yīng)用，而在電路模型中，它們是用同樣的電路元件來表示的。

電路理論分析的研究對象是電路模型，而不是實際電路。為此首先要熟悉一些計量單位制的概念和基本的電路變量。