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集中参数与分布参数电路

2015-6-11 10:13| 编辑:电工学习网| 查看: 22773| 评论: 0

  若实际电路的尺寸远小于其工作频率所对应的波长,我们就说它满足集中化条件,可以用集中参数电路作为其模型。否则,该电路就只能用分布参数电路模型来描述。
  设实际电路的最大尺寸为d电路中的电磁信号(电压或电流)的波长为λ,则电路的集中化条件可以表示为
    d << λ
用光速c去除不等式的两边,可得
    τ<< T
其中τ=d/c 是电磁信号从电路的一端传到电路的另一端所需要的时间,T为信号的周期。我们用上面的条件来判别实际电路是否可以看作集中参数电路。一般来说,信号频率越高,波长越短,则要求电路的尺寸越小才能满足集中化条件。
  例1 一个中波收音机电路,其工作信号的最高频率为1600千赫兹,对应的波长为187米,电路的实际尺寸远远小于此波长,因此可以用集中参数电路来描述。
  例2 远距离的电力输电线路长度约为2000公里,工作频率为50赫兹,对应的波长为6000公里,由于线路长度并不远小于波长,该输电线路只能用分布参数电路来研究。
  由于实际电路都有一定的尺寸,集中参数电路只是对实际电路的近似描述,是一种理想化模型。这种模型类似于物理学中质点的概念。当电路的尺寸足够小时,我们可以认为电路内部某个器件上电压或电流与空间分布无关,只是时间的函数。或者说电磁信号从电路的一端传播到另外一端几乎不需要时间。对于这样的电路,其中器件的特性与它们之间的相互距离,位置无关,可以用一个或一组参数来表征,其模型就是电路模型中的理想元件,例如,电阻器可以抽象为一个集中参数电阻值R。
  利用集中参数电路模型可以建立起一套电路分析理论。电路分析课程中所分析的电路均为集中参数电路。

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