电路元件(Circuit Element)是电路中最基本的组成单元。电路元件通过其端钮与外部连接。元件的特性通过与端子有关的电路物理量描述。元件两端的物理量之间的代数关系称为元件的端子特性,或称为元件特性。电路物理量有电压u、电流i、电荷q、磁通链ψ等。电路元件是按其端钮所测得的基本变量之间的不同的代数关系分类的。电压u和电流i之间的代数关系定义了基本的电阻元件(Resistor);电压u和电荷q之间的代数关系定义了基本的电容元件(Capacitor);电流i和磁通链ψ之间的代数关系定义了基本的电感元件(Inductor);电荷q和磁通链ψ之间的代数关系定义了基本的忆阻元件(忆阻元件—Memristor是一个具有记忆功能的非线性电阻,其阻值大小与流过的电荷量有关)。由于这四种基本元件都是用两个基本变量之间的代数关系定义的,所以统称为基本代数元件(Basic Algebra Element)。
为了叙述问题的方便,我们把表征电路元件端钮基本变量之间的数学表达式称为元件的特性方程或约束方程(Constraint Equation)。如果元件的特性方程是线性齐次方程,则称之为线性元件(Linear Element),否则,称之为非线性元件(Nonlinear Element)。如果元件的特性不随时间变化,即特性方程中不显示时间变量t,或者说其特性曲线在坐标平面上的位置不随时间而变,则称该元件为时不变元件(Time-invariant Element),否则称为时变元件(Time-varying Element)。
电路元件可以按能否给电路提供能量而分为有源元件(Active Element)和无源元件(Passive Element)。有源元件能产生能量而无源元件则不能,电阻、电容、电感等均为无源元件,发电机、电池、运算放大器等为有源元件。有源元件也称为电源元件,最重要的电源元件是电压源和电流源,它们为与其相连的电路输送功率。它们又可分为独立源(Independent Source)和 非 独 立 源(Dependent Source),后 者 也 称 为 受 控 源(Controlled Sourceor Dependent Source)。电路元件也可以按与外部连接的端子数目而分为二端元件、三端元件和四端元件等。(www.daowen.com)
本节只讨论电阻、电容、电感、独立源和非独立源等几种常用的电路元件。
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