1.2 电路元件及电路模型

1.2.1 电路元件

实际电路由起不同作用的电路元件组成，它们所表征的电磁现象和能量转换特征一般都比较复杂，为便于分析和计算实际电路，引入理想电路元件的概念。每一个理想电路元件只反映一种电磁特性。例如，用“电阻”反映电阻器消耗电能的性质，用“电容”反映电容器储存电场能量的性质，用“电感”反映电感线圈储存磁场能量的性质等。理想电路元件简称电路元件，它有两个与外部电路相连的端钮，因此也称为二端元件。二端元件分为无源二端元件和有源二端元件两类。

常见的无源二端元件有电阻元件R、电感元件L和电容元件C，它们的图形符号如图1-4所示。有源二端元件分为电压源元件和电流源元件，它们的图形符号如图1-5所示。

图1-4 无源二端元件的图形符号

图1-5 有源元件的图形符号

没有说明具体性质的二端元件通常用具有两个引出端的方框符号来表示，如图1-6所示。当这些电路元件的参数为常数时就称为线性元件。由线性元件组成的电路称为线性电路。

图1-6 二端元件

1.2.2 电路模型

用理想电路元件组成的电路称为理想电路模型（简称电路模型），也称电路原理图（简称电路图）。

手电筒实体电路的电路模型如图1-1（b）所示。其中，电阻R是小电珠的电路抽象，电压源E与内阻R0的串联组合是干电池的电路抽象，导线和开关这些中间环节是筒体的电路抽象。

具体说明如下。

小电珠是利用电流的热效应原理制成的，主要表现为电阻性，故可以把小电珠看成是一个理想化的电阻器，在电路图中用一个电阻元件代替。

干电池在输出电能的同时要发热，说明内部有电阻在消耗能量。假设电源的内阻R0和小电珠的电阻R相比不能忽略，则它消耗的能量也不能忽略，因此在电路中可以用输出电压恒定的电压源元件E和内阻元件R0串联的电路模型来表示。

手电筒的金属外壳在电流通过时会发热，呈现出电阻性，但因耗电量很小可以忽略不计，故手电筒的筒体可用理想导体（导线）与开关这些中间环节表示。

在图1-1（b）中，电压源E和内阻R0的串联组合既可以表示干电池，也可以表示任何直流电压源；电阻元件R既可以表示白炽灯，也可以表示电炉、电烙铁等电热器，只是它们的参数（电阻值）不一样。

电路模型的构建过程就是用电路元件及其组合来表示实体电路的过程。例如，工频交流电路中的电感线圈，在低频交流的情况下的电路模型，可用理想电阻元件和理想电感元件的串联组合表示；在直流电路中可看成是一个小电阻；在高频交流电路中还需要考虑线圈的匝间分布电容等。

手电筒电路模型