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电路规律和电路功率

发布时间:2013-05-11

电路

电流流过的回路叫做电路,又称导电回路。最简单的电路,是由电源,负载,导线,开关等元器件组成。电路有其一定的电路定律。下面我们就一起来看看电路的内容吧。
电路
电路

电路定律

所有的电路都遵循一些基本电路定律。

基尔霍夫电流定律

流入一个节点的电流总和, 等于流出节点的电流总合。

基尔霍夫电压定律

环路电压的总合为零。

欧姆定律:


在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,基本公式是I=U/R(电流=电压/电阻)

诺顿定理:


任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电流源与一个电阻的并联网络。

戴维宁定理:


任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电压源与一个电阻的串联网络。
分析包含非线性器件的电路,则需要一些更复杂的定律。实际电路设计中,电路分析更多的通过计算机分析模拟来完成。

叠加定理

它是线性元件的一个重要定理。在线性电阻中,某处电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处分别产生的电压或电流的叠加。

特勒密定理

对于一个具有n个结点和b条支路的电路,假设各条支路电流和支路电压取关联参考方向,并令(i1,i2,···,ib)、(u1,u2,···,ub)分别为b条支路的电流和电压,则对于任何时间t,有i1*u1+i2*u2+···+ib*ub=0。

对偶定理


在对偶电路中,某些元素之间的关系(或方程)可以通过对偶元素的互换而相互转换。对偶的内容包括:电路的拓扑结构、电路变量、电路元件、一些电路的公式(或方程)甚至定理。

电路功率

所有的电路在工作时,每一个元件或线路都会有能量的工作运用,即电能运用,而所有电路里的电能工作运用即称为电路功率。

电路或电路元件的功率定义为:【功率=电压*电流(P=I*V)】。

自然界里能量不会消灭,固有一定律【能量不灭定律】。

电路总功率=电路功率+各电路元件功率。例如:【电源(I*V)=电路(I*V)+ 各元件(I*V)】

在电路中的能量有时会变为热能或辐射能…等其他能量到空气中,这就是电路或电路元件会发热的原因,不会全部形成电能于电路中,根据【总能量=电能+热能+辐射能+其他能量】。

电路
电路


提高电子电路抗干扰能力的方法

一、减小来自电源的噪声

电源在向系统提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的电源上。电路中微控制器的复位线,中断线,以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。
电网上的强干扰通过电源进入电路。即使电池供电的系统,电池本身也有高频噪声。模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。因此设计电源时要采取一定的抗干扰措施:(如输入电源与强电设备动力线分开;采用隔离变压器;采用低通滤波器;采用独立功能块单独供电等)。

二、减小信号传输中的畸变

微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右,输入电容10pF左右,输入阻抗相当高。高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重。它会引起信号畸变,增加系统噪声。当Tpd>Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射、阻抗匹配等问题。

信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电子元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。

在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在4~20ns之间。也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2个。

当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td>Trd的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。

用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则:信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。

经过本文的具体讲解后,大家是否更加了解电路了呢?希望大家一起好好学习,对你们的工作和生活有所帮助,投身于社会发展的实践中去吧!为美好的未来而努力发展科技

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