電路
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電路(electrical circuit)也稱電力線路、電氣迴路、迴路,是由閉合迴路組成的網絡,為電流提供返迴路徑;電路一般是以導線將電路元件用特定方式聯結而組成,且至少須有一個封閉路徑。
電網絡(electrical network)也稱電氣網絡,也可簡稱電網[1] ,是類似的術語,指的是電子元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、電晶體、集成電路和電鍵等構成的網絡,負電荷可以在其中運動。電路的規模可以相差很大,小到硅片上的集成電路,大到高低壓輸電網。
電路由電源、負載和中間環節三個基本部分組成:「電源」是產生電能的設備;「負載」是取用電能轉化為機械能、光能、熱能等的設備;變壓器和輸電線是連接電源和負載的「中間環節」,起傳輸和分配電能的作用。
電路學(electric circuits[2][3],circuitry[4][5])則是以克希荷夫定律(Kirchhoff's circuit law)為基礎,探討電子元件之「電壓」與「電流」關係;或是探討放大,雜音的關係。工程師利用電子元件來設計「電子電路」,並產生電路圖來表現,以實現所需的功能。電路學的應用範圍涵蓋了: 被動元件(電阻、電容、電感、憶阻器)、主動元件(真空管、二極管、晶體管、運算放大器)、類比電路、數位電路、計算機等等。
術語定義
幾個元件通過導線互相連接,形成「電網」,也可以稱為「網路」。更特定地,「電路」則是可以形成閉合迴路的網路。「支路」是電網的一部分,每一個元件都有它獨屬的支路。任意兩條或多條支路的相交點,稱為「節點」。
激勵:電源或信號源向電路中輸入的電壓和電流。
響應:由激勵在電路各部分引起的輸出的電壓和電流被稱為響應,也叫記憶函數。除了激勵,電路內部的初始狀態也可以引起響應。
電路元件的聯結方式
- 串聯電路:即有加電源的單一迴路。其電源一端接一元件的頭,此元件的尾在接另一元件的頭,如此形成單一閉合電路。
- 並聯電路:電路中將兩個或兩個以上的元件之一端相接於一處,另一端亦均接於另一處,此種接法稱為並聯。
電路種類
電子電路
模擬電路
最典型的模擬電路應用包括:放大電路、振盪電路、線性運算電路(加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路)。運算連續性電信號。
數字電路
數位電路又名邏輯電路,是一種將連續性的電訊號,轉換為不連續性定量電信號,並運算不連續性定量電信號的電路。數字電路中, 信號大小為不連續並定量化的電壓狀態。多數採用布林代數邏輯電路對定量後信號進行處理。典型數字電路有,正反器、暫存器、加法器、減法器等,來運算不連續性定量電信號。
積體電路
電路定律
所有的電路都遵循一些基本電路定律。
以下兩條定理僅適用於線性電路
- 諾頓定理:任何由獨立源,線性受控源與線性元件構成的兩端網絡,總可以等效為一個理想電流源與一個電阻的並聯網絡。
- 戴維寧定理:任何由獨立源,線性受控源與線性元件構成的兩端網絡,總可以等效為一個理想電壓源與一個電阻的串聯網絡。
分析包含非線性器件的電路,則需要一些更複雜的定律。實際電路設計中,電路分析更多的通過計算機分析模擬來完成。
電路功率
- 所有的電路在工作時,每一個元件或線路都會有能量的工作運用,即電能運用,而所有電路裡的電能工作運用即稱為電路功率。
- 電路或電路元件的功率定義為:功率=電壓*電流(P=I*V)。
- 自然界裡能量不會消滅,固有一定律能量不滅定律。
- 電路總功率=電路功率+各電路元件功率。例如:電源(I*V)=電路(I*V)+ 各元件(I*V).
- 在電路中的能量有時會變為熱能或輻射能等其他能量到空氣中,這就是電路或電路元件會發熱的原因,不會全部形成電能於電路中,根據能量不滅總能量=電能+熱能+輻射能+其他能量。
概括種類
頻率種類
電路元件種類
用途種類
- 微處理器電路:亦稱微控制器電路,形成計算機、遊戲機、印表機、投影機、(播放器影、音)、監視器、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控等。
- 電腦電路:為微處理器電路進階電路,形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業電腦等各種電腦。
- 通訊電路:形成電話、手機、對講機、有線網路、有線傳送、無線網路、無線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛星通訊等。
- 顯示器電路:形成螢幕、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、電子望遠鏡、相機、攝影機等各類電路。
- 電機電路:常運用於大電源設備、如電力設備、運輸設備、醫療設備、工業設備等。
電路拓樸
- 電路是由各式光、電、磁零件,操控信號組合而成。
- 設計各種電路的架構,為電路的拓樸。
- 一般電路設計至積體元件(IC)即為IC電路拓樸。
電路分析和設計
參考文獻
- ^ 張龍哺. 英汉广播电视技术词汇. 清華大學出版社有限公司. 2004: 458 [2022-03-13]. ISBN 9787302084297. (原始內容存檔於2022-03-13).
- ^ 林欽裕. 電路學. 台灣五南圖書出版股份有限公司. 2015: 封面 [2024-02-27]. ISBN 9789571140971. (原始內容存檔於2024-02-27).
- ^ https://web.ee.ntu.edu.tw/course_detail.php?CA_ID=4595
- ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/08aad6c81d23b5afb4705de473f1f179/
- ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/cbc2307c2c1b8746baf983f9981eb112/
外部連結
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參見
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