电路的组成和功能 ①电路由电源、负载和中间环节组成，是电气元件互联形成的电流通道。电源是提供电能或电信号的装置；负载是吸收电能或接收电信号的装置；中间环节是指连接电源和负载或控制电路工作状态的装置。 ②电路的功能主要分为两类，一类是实现电能传输和转换的电路，另一类是实现信号传输和处理的电路。能量传输和转换是指将电源的电能传输到负载，然后根据需要将传输到负载的电能转换为其他形式的能量；信息传输是指将电信号传输到负载中，负载将接收到的信号转换为处理后的信号（如放大、除噪和合成）。 2.电路模型 ①在电路中，电源或信号源产生的电压或电流称为激励（促进电路工作），电路各部分产生的电压和电流称为响应，电路分析是分析激励和响应之间的关系。在这方面，首先要建立电路模型。原因是构成电路的组件种类繁多，难以分析。因此，只有建立理想的数学模型，才能便于对各组件的特性进行深入分析。电路模型是一种理想的模型，可以用数学方法分析电路的特性。构成电路模型的理想元件数量应尽可能少。 ②建立电路模型的方法是：首先建立电路中各部件的数学模型，然后实现各部件的主要特性，构成部件的电路模型，最后根据电路结构连接部件的电路模型，获得系统的电路模型。 ③根据电路中元件的电磁特性，电路可分为线性电路（所有线性元件）和非线性电路（带非线性元件的电路）。 3.电路中的基本物理量 ①电流：单位时间内通过某一截面的电荷代数称为电流。其方向可分为实际方向和参考方向：实际方向是指正电荷的运动方向，在实际情况下难以确定，因此经常使用参考方向的概念；参考方向是指箭头或双下标的方向。电流大于零表示参考方向与实际方向相同，电流小于零表示参考方向与实际方向相反。电流本身可分为直流电流和交流电流：直流电流是指大小和方向不随时间变化的电流，用大写字母I表示；随时间定期变化，平均值为零的电流为交流电流，用小写字母I表示。 ②电压：电场中任何两点之间的电压等于单位正电荷从高电位点移动到低电位点时的电场力。因此，在谈到电压时，必须解释哪两点之间。电压方向一般从高电位点指向低电位点，但往往难以确定，因此也引入了参考方向的概念，可以用箭头、双下标或正负极性来表示。电压也分为直流电压和交流电压。参考方向可以用箭头、双下标或正负极性表示。 当元件的电压值与电流值的参考方向相同时，称为相关参考方向，否则称为非相关参考方向。在分析电路之前，必须选择电流和电压的参考方向，并在选择参考方向后在图中的相应位置标记。当参考方向不同时，最终表达式将为负，但电压和电流的方向保持不变。 ③电位：电位是指单位正电荷从电路中的任何一点移动到参考点的工作fai表示。电位实际上是一种特殊的电压：选择电路中的参考点后的电压。使用电位的概念可以简化电路，并便于计算。在电子电路中，为了简化电路，一般不绘制电源，只标记每个点的电位值，但无论如何选择参考点，任何两点之间的电压都保持不变。 ④电势：电势是表示电源特性的物理量。在电源的外部导体中，正电荷总是从正极流向负极，这是电场力的结果；为了保持电源两端的电压不变，正电荷必须从负极流向正极，这是电力工作的结果。电势的方向与两端的电压方向相反。 ⑤电源：电源是测量电路元件消耗电能的速度，表示电路元件在单位时间内消耗电能，单位为瓦特。功率的计算需要考虑是否为相关方向：当元件的功率大于零时，表示吸收功率，表示负载；当元件的功率小于零时，表示发电功率和电源（该规则对电源正好相反）。电路中所有元件的功率之和为零，称为功率平衡原理，常用于计算结果的检验分析，实际上是能量守恒定律的体现。 4.基本电路元件 电路元件是电路中最基本的组成部分。有五个理想的电路元件：电阻元件、电感元件、电容元件、电压源和电流源。元件可分为线性元件和非线性元件，通过表示其终端特性的数学表达式是否线性来区分。 ①电阻元件：电流电阻元件的特性可以使用U-I表示曲线图。当U-I曲线是过原点的直线，称为线性电阻(本课程默认为线性电阻)，否则为非线性电阻。电阻也可分为固定电阻和可变电阻(电位器)。符合欧姆定律的线性电阻(使用欧姆定律时应考虑参考方向)。电阻是一种无记忆、双向的元其物理量的倒数称为电导G(单位为S西门子)。电阻元件只能作为电路中的负载，有两种特殊情况：开路相当于无限电阻，短路相当于零电阻。 ②电容器元件：电容器元件的原型为平板电容器，其基本特征是：存储在两极板上的电荷与两极板的电压之间存在一定的代数关系。当关系成正比时，称为线性电容器（默认情况），否则为非线性电容器。 电容符号为C，该单位为法拉（大单位通常采用较小的微法和皮革法），也可分为电解电容器、一般电容器和可变电容器。电容器储存的电荷与两极板之间的电压成正比，电容器的电流大小与电压的时间变化率成正比（因此电容器可以隔离直流电流），两个比例系数均为电容值。 更重要的计算公式包括：Q=CU(库伏特性)I=C(du/dt)，U计算公式为： 
电容器在任何时刻的电压值都可以通过一时刻的电压值和这段时间内电流的积分来计算，可以得出电容器是记忆元件的性质。电容器的功率计算可以通过电容器的能量来指导时间。当电流为直流电流时，电容器相当于开路，即电容器具有隔离直流的功能。 ③电感元件：电感元件的原型为空心线圈，其基本特征为：线圈中的磁通量与通过线圈的电流达到一定代数的关系，称为线性电感。电感元件中的电压等于磁通量的时间变化率，也与电流的时间变化率成正比。比例系数为自感系数(即U=L*(di/dt)）。因此，电感元件中的电流变化越快，两端的电压就越大。直流电流电感元件相当于短路。 ④包括独立电源和受控电源在内的电源元件都是有源元件，可以无限期地向外界提供电能。 独立电源可分为独立电压源和独立电流源：独立电压源的特点是电流在一定范围内变化时提供的电压大小与电流大小无关，并根据确定的规则变化常量或时间。功率大于零表示供电状态，功率小于零表示负载状态，电压源的源电压相当于电路短路；独立电流源与端口电压无关（端口电压取决于外部电路），当电流源为零时相当于断路。电压源的电路符号为垂直线，电流源的电路符号为水平线。 受控电源是指源电压(流)受到电路中另一个电压(流)的控制。如果源电压(流)与控制电压(流)呈线性关系，则称为线性受控电源。 特别注意：当电压源与任何元件并联时，元件被忽略，相当于只有一个电压源；当电流源与任何元件串联时，元件被忽略，相当于只有一个电流源。 ⑤基尔霍夫定律：基尔霍夫定律首先需要一些基本概念：分支（电路中的每个分支都是分支）节点（电路中三个或三个以上分支的连接点）电路（电路中由两个以上分支组成的闭合路径）网（其中不包括其他分支的电路）。 基尔霍夫电流定律（KCL）：流入(流出)任何节点的支路的电流代数为零(规定流出时为正，流入时为负)。该定律可用于两种情况：单个节点和闭合边界，其中闭合边界相当于对边界中所有节点进行一次定律。也可以推断，任何时候流出节点的电流代数，等于流入节点的电流代数。 基尔霍夫电压定律（KVL）：沿任何电路的电压代数和等于零（正负数取决于电路的方向）。推断：沿任何电路的电压降代数和等于电压升的代数。