电路是什么意思？

电路

根据某项任务，将所需设备用导线连接起来，形成电路。电路是电力系统、控制系统、通信系统、计算机硬件等电气系统的主要组成部分，在电能和电信号的产生、传输、转换、控制、处理和存储中起着重要作用。

最简单的电路由电源、电器(负载)和中间环节(电线、开关等元件)组成。【7】电路接通时叫通路，断开时叫开路。只有路径，电路中才有电流。某处断路称为开路或断路。如果电路中电源的正负极之间没有负载，却叫短路，这种情况是绝不允许的。另一种短路是指元件两端直接相连，此时电流从直接连接处流出，不经过元件。这种情况称为元件短路。开路(或开路)是允许的，但绝对不允许第一次短路，因为电源短路会导致电源烧坏，电器短路会导致电器、仪表不能正常工作的现象。

专业理解电路是电流流动的路径，或者说电子电路，是由电气设备和元件(电器)以一定的方式连接而成的。例如电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、电源和开关。

电路的大小可以变化很大，从硅片上的集成电路到高低压传输网络。根据信号的不同，电子电路可以分为模拟电路和数字电路。

模拟电路

将连续的物理自然变量转换成连续的电信号并计算该连续电信号的电路称为模拟电路。模拟电路处理电信号的连续电压和电流。

最典型的模拟电路应用包括:放大电路、振荡电路、线性运算电路(加减乘除微分积分电路)。计算连续的电信号。

数字电路数字电路也称为逻辑电路。

将连续的电信号转换成不连续的定量电信号并计算不连续的定量电信号的电路称为数字电路。

在数字电路中，信号大小是一种不连续的、定量的电压状态。

它们大多使用布尔代数逻辑电路来处理定量信号。典型的数字电路包括振荡器、寄存器、加法器、减法器等。计算不连续的定量电信号。

集成电路也叫IC(集成电路)。

利用集成电路设计程序(IC design)，将一般电路设计成半导体材料的半导体电路(通常是硅片)称为集成电路。使用半导体技术制造集成电路。

类型和概念电源电路:产生各种电子电路所需的电源。

电子电路:也称为电路。

基频电路，基频，低频，使用基频元件。

高频电路，高频，高频，使用高频元件。

无源元件:如电阻、电容、电感、二极管等。有基频无源元件和高频无源元件。

有源元件:如晶体管、微处理器等。分为基频有源分量和高频有源分量。

微处理器电路:也称微控制器电路，它构成电脑、游戏机、(播放器影音)、各种家用电器、鼠标、键盘、触控等。

计算机电路:它是微处理器电路的高级电路，构成台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑、工业计算机等。

通信电路:电话、手机、有线网络、有线传输、无线网络、无线传输、光通信、红外线、光纤、微波通信、卫星通信等。

显示电路:构成屏幕、电视、仪表等各种显示器。

光电电路:如太阳能电路。

电机电路:常用于大功率设备，如电力设备、运输设备、医疗设备、工业设备等。

集成电路之父杰克·基尔比。

1958 12年9月，基尔比研制出世界上第一个集成电路。

发明的诞生

从65438到0947，伊利诺伊大学毕业生杰克·基尔比(jack kilby)在威斯康星州密尔沃基找了一份工作，对电子技术有浓厚的兴趣，为一家电子设备供应商制造收音机、电视机和助听器的零件。在业余时间，他参加威斯康星大学电子工程硕士的夜校课程。当然，工作和班级的双重压力对基尔比来说是一个挑战，但他说，“这是可以做到的，而且真的值得付出努力。”

获得硕士学位后，基尔比和他的妻子搬到了德克萨斯州的达拉斯，就职于德州仪器公司，因为这是唯一一家允许他把几乎所有时间都花在研究电子设备小型化上的公司，这为他提供了大量的时间和良好的实验条件。基尔比天性温和安静，身高6英尺6英寸，被助手和朋友们称为“温柔的巨人”。就是这个不善于表达的巨人酝酿了一个巨人的想法。当时德州仪器有个传统，员工可以在炎热的八月享受两周的长假。然而，刚到这里的基尔比错过了长假，不得不留在空荡荡的车间里独自学习。在此期间，他逐渐形成了一个天才的想法:电阻和电容(无源元件)可以用和晶体管(有源器件)一样的材料制成。此外，由于所有元件都可以由相同的材料制成，所以这些元件可以先在相同的材料上制成，然后相互连接，形成完整的电路。他选择了半导体硅。

“我坐在办公桌前，似乎比平时呆得晚了一点。”在1980的一次采访中，他回忆道，“整个想法其实在当天就成型了，然后我把所有的想法整理出来，在笔记本上画了一些设计图。当主管回来时，我会给他看这些设计图纸。当时虽然有人略有怀疑，但基本都明白这个设计的重要性。”于是，我们回到了文章开头的场景。那一天，公司的主管来到实验室，将测试线与巨人连接起来。实验是成功的。德州仪器很快宣布他们发明了集成电路，基尔比为此申请了专利。创造了硅时代。当时他大概还没有真正意识到这个发明的价值。获得诺贝尔奖后，他说:“我知道我发明的集成电路对电子工业非常重要，但我从未想过它的应用会像今天这样广泛。”

影响

集成电路取代了晶体管，为开发电子产品的各种功能铺平了道路，并大大降低了成本，第三代电子设备从此进入了舞台。它的诞生让微处理器的出现成为可能，也让电脑成为普通人可以亲近的日常工具。集成技术的应用催生了更多方便快捷的电子产品，比如常见的手持式电子计算器，这是基尔比继集成电路之后的新发明。直到今天，硅材料仍然是我们电子器件的主要材料。

诺贝尔奖

2000年，集成电路问世42年后，人们终于认识到他和他的发明的价值，他被授予诺贝尔物理学奖。诺贝尔委员会曾这样评价基尔比:“它奠定了现代信息技术的基础”。1959年，飞兆半导体公司的罗伯特·罗伊斯申请了更复杂的硅集成电路，并立即投入商用领域。但基尔比先申请了专利，所以罗伊斯被认为是集成电路的共同发明人。罗伊斯于1990去世，无缘诺贝尔奖。杰克·基尔比很谦虚。他一生拥有60多项专利，但在获奖感言中，他说:“我的工作可能引入了电路元件的新视角，开辟了一个新领域。此后的大部分成就都与我的工作没有直接联系。

电路由电源、开关、连接线和电器四部分组成。实际电路很复杂。因此，为了分析电路的本质，通常用符号来表示电路的实际元件及其连接线，即绘制成所谓的电路图。其中，导线和辅助设备统称为中间环节。

电源是一种提供电能的装置。电源的作用是将非电能量转化为电能。例如，电池将化学能转化为电能；发电机将机械能转化为电能。因为非电能量有很多种，所以转化为电能的方式也有很多种。电源分为电压源和电流源两种。只允许相同大小的电压源并联，也允许相同大小的电流源串联。电压源不能短路，电流源不能断开。

电路中使用电能的各种器件统称为负载。负载的作用是把电能转换成其他形式的能量。比如电炉把电能转化为热能；电机将电能转化为机械能，等等。常用的照明电器、家用电器、机床等。可以称之为负荷。

连接线是用来将电源、负载等辅助设备连接成一个闭合回路，起到输送电能的作用。

辅助设备辅助设备用于控制、分配、保护和测量电路。辅助设备包括各种开关、保险丝、电流表、电压表和测量仪器。

串联电路串联是连接电路元件的基本方式之一。电路元件(如电阻、电容、电感、电器等。)一个接一个地首尾相连。

由所有电器串联而成的电路称为串联电路。

开关在任何位置都是控制整个电路的，也就是说它的功能和它的位置无关。电流只有一条通路，流过一个灯的电流必然流过另一个灯。如果一盏灯熄灭，另一盏灯也必须熄灭。

优点:在一个电路中，如果想通过一个开关控制所有电器，可以使用串联电路；

缺点:只要某处断开，整个电路就成了开路。也就是串联的电子元件不能正常工作。

串联电路中总电阻等于电子元件电阻之和，各处电流相等，总电压等于各处电压之和。

并联电路并联电路是使并联的电路元件之间的电流有一条以上独立通路的两种基本方式之一。例如，一个简单的电路有两个灯泡和一个9 V电池。如果两个灯泡分别通过两组电线连接到电池，则两个灯泡并联连接。

特点:电器互不影响。一条支路电器损坏，其他支路不受影响。

电路物理学

电路的功能是把电能转换成其他形式的能量。所以用一些物理量来表示电路的状态和各部分之间的能量转换关系。

电流的意义在实践中有两层含义:第一，电流代表一种物理现象，即电荷有规律的运动形成电流。其次，原来电流的大小是用电流强度来表示的，电流强度是指单位时间内通过导体横截面积的电荷量，其单位为安培(库/秒)，缩写为安培，用大写字母a表示，但电流强度通常简称为电流。所以电流代表一个物理量，这是电流的第二层含义。

电流的方向，实方向和电流的正方向是两个不同的概念，不能混淆。

习惯上把正电荷运动的方向作为电流的方向，这是电流的实际方向或真实方向。它是客观存在的，不能任意选择。在一个简单的电路中，电流的实际方向可以很容易地由电源或电压的极性来确定。

然而，在复杂的DC电路中，很难预先确定电路中某一段电流的真实方向。在交流电路中，电流的大小和方向随时间而变化。这时为了分析计算电路的需要，引入了电流参考方向的概念，也叫假设正方向。

所谓正方向，是指在一个电路中，任意选取电流两个可能的实方向中的一个作为参考方向(即假设正方向)。当实际电流方向与假设的正方向相同时，电流为正；当实际电流方向与假设的正方向相反时，电流为负。

另一方面，对于同一个电路，由于正方向不同，电压和电势的概念无法比较。可以看出，电场中某一点的电势就是该点与参考点之间的电压，电势是电压的一种特殊形式，可以是正的，也可以是负的。特别是电路中电流的正方向一旦确定，在整个分析计算过程中就必须以它为基础，不允许改变。

从数值上看，AB两点间的电压是电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功；电场中某一点的电势等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。。对于电势来说，参考点非常重要。在同一电路中，选择不同的参考点时，同一点的电位值是不同的。

原则上，可以任意选择参考点。在电气工程领域，通常选择电路中的接地点作为参考点，在电子电路中，通常选择外壳作为参考点。

在实际应用中，只知道两点之间的电压往往是不够的，还需要知道这两点哪个电位高，哪个电位低。例如，对于半导体二极管，直到阳极电位高于阴极电位时才导通；对于DC电机，绕组两端的电势不同，电机的旋转方向也可能不同。由于实际使用的需要，要求我们引入电压的极性，即方向问题。

电路中其他形式的能量转化为电能所产生的电位差称为电动势。用字母e表示，单位是伏特。在电路中，电动势常用符号δ表示。

在物理学中，消耗电能的速度用电功率来表示。电功率用P表示，单位是瓦特，符号是w，单位时间内电流所做的功称为电功率。以灯泡为例。电功率越大，灯泡越亮。灯泡的亮度是由实际电功率决定的，而不是由电流、电压、电能、电阻决定的！？[5]?

重要定律欧姆定律:在同一电路中，导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。基本公式是I=U/R(电流=电压/电阻)。

诺顿定理:任何由电压源和电阻组成的二端网络，总可以等效为理想电流源和电阻的并联网络。

戴维宁定理:任何一个电压源和一个电阻组成的二端网络，总可以等效为一个理想电压源和一个电阻的串联网络。

分析含有非线性器件的电路需要一些更复杂的定律。在实际的电路设计中，电路分析更多的是通过计算机分析和仿真来完成的。

它是线性元素的一个重要定理。在线性电阻中，某处的电压或电流是电路中各独立电源单独作用时，在该处产生的电压或电流的叠加。

对于一个有n个节点和b个支路的电路，假设每个支路的电流和电压取相关的参考方向，设(i1，I2，…1)

在对偶电路中，一些元件之间的关系(或方程)可以通过对偶元件的交换来转换。对偶的内容包括:电路拓扑、电路变量、电路元件、一些电路公式(或方程)甚至定理。

当所有电路都在工作时，每个元件或线路都会有能量利用，即电能利用，所有电路中的电能利用称为电路功率。

电路或电路元件的功率定义为:功率=电压*电流(P=I*V)。

自然界的能量是不会被破坏的，有一个内在的规律，能量守恒定律。

总电路功率=电路功率+每个电路元件的功率。例如:电源(I*V)=电路(I*V)+元件(I*V)

电路中的能量有时会转化为热能或辐射能…等能量进入空气中，这就是电路或电路元件会发热的原因，并不是所有的电能都会在电路中形成，总能量=电能+热能+辐射能+其他能量。

串联电路

1.电流处处相等:I总是= I 1 = I 2 = I 3 =...= In。

2.总电压等于所有电压的总和:Utotal = U1+U2+U3+...+UN。

3.等效电阻等于电阻之和:r total = r1+R2+R3+...+RN。

(增加电器相当于增加长度和电阻)

4.总功率等于所有功率之和:pTotal = P1+P2+P3+...+PN。

5.总电功率等于所有电功率的总和:W total = W1+W2+...+WN。

6.总电加热等于电加热之和:Q total = Q1+Q2+...+QN。

7.等效电容的倒数等于每个电容的电容倒数之和:1/C总和= 1/C 1+1/C2+1/C3+...+1/CN。

8.电压分布、电功、电功率、电加热率与电阻成正比:(t相同)

U1/U2=R1/R2，W1/W2=R1/R2，P1/P2=R1/R2，Q1/Q2=R1/R2。或者写成u 1/U2 = w 1/w2 = p 1/p2 = q 1/Q2 = r 1/R2。

9.在一个电路中，如果要控制所有的电器，可以使用串联电路。

并联电路

1.每个支路两端的电压相等，等于电源两端的电压:

u总计= U1 = U2 = U3 =...= UN

2.主电流(或总电流)等于每个分支电流的总和:

我总是= i1+I2+i3+...+in；

3.总电阻的倒数等于每个支路电阻的倒数之和:

1/R合计= 1/R 1+1/R2+1/R3+……+1/rn或写成:r = 1/(1

(增加电器相当于增加截面积，减少电阻)

4.总功率等于所有功率之和:pTotal = P1+P2+P3+...+PN；

5.总电功率等于所有电功率的总和:W total = W1+W2+...+WN。

6.总电加热等于电加热之和:Q total = Q1+Q2+...+QN。

7.等效电容等于每个电容器的电容之和:C1+C2+C3+...+CN。

8.在一个电路中，如果要独立控制一个电器，可以使用并联电路。