關於集總引數電路和分佈引數電路的討論(續)

集總引數電路,通俗地講,就是分析電路的時候不用考慮電路的尺寸,電路中的電壓電流只與時間 t 有關(恆定直流時與時間無關),而與空間位置 x 無關,電壓電流表示成u(t)、i(t),在恆定直流時表示成U、I。

分佈引數電路,簡言之,就是電路中的電壓和電流既和時間 t 有關,又和空間位置 x 有關,即電壓電流表示成u(t,x)、i(t,x)。比如說分佈引數電路中,一根導線兩頭的電流是不同的,嚴格的說處處電流不同,這對於初學者來講有點不容易想明白,這就好比你走在路上,某一時刻某各位置的你和下一時刻另一處的你不一樣了。

關於集總引數電路和分佈引數電路的討論(續)

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那麼什麼電路是集總引數電路,什麼電路是分佈引數電路呢?

嚴格來講,所有電路都是分佈引數電路,只要電磁波傳輸的速度是有限的,而這一點毋容置疑。

但是如果所有電路都按照分佈引數電路考慮,那電路的分析計算可就麻煩大了,不學完微分偏微分都別想列出方程來。

因此有個集總假設,即電路的尺寸遠遠小於電路工作時電磁波的波長,那麼認為一合閘電磁波到達電路的所有部分,即不考慮訊號在空間的延遲現象,這樣電路的分析就簡單太多啦。

問題又來了,這個“遠遠小於”,是如何量化呢?一般認為電路的尺寸小於電路中電磁波波長的1/100即可,拿我國工頻電路50Hz來說,如果電路尺寸大於60km,波速按照光速計算,那就應該按照分佈引數電路考慮了,也就是說,在這個電路的不同點處,正弦波最大的相位差為2pi/100rad,約等於3。6°。如果1°的相位差都不能忽略的話,那麼這個遠遠小於這個量化標準就要改一下啦,所以前面說的是“一般認為”。

如果電路工作時頻率很高,那麼波長就會變短,因此可能很小尺寸的電路就得按照分佈引數電路考慮了。你不妨算一下哦,比如10GHz對應的波長,再除以100。

關於集總引數電路和分佈引數電路的討論(續)

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在集總引數電路中,歐姆定律R=U/I才成立,否則這個U和I都不知道該用哪裡的了,會吵架啦。所以咱們學的電路都是從最簡單的集總引數電路開始的,只是隨著你知識層次的提高,發現還有分佈引數電路這回事,其實很多大學生也是不懂這個的,有沒有瞬間覺得自己很牛?