等效电路
等效电路是电机工程及科学领域的名词，是指可以表示一个电路所有（或大部分）特性的理论电路。通常等效电路的目的是为了简化计算，而且为了帮助分析，常会将越复杂的电路设法以最简单的型式表示[1]。最常见的等效电路是用线性被动元件所组成。不过为了要近似实际电路的非线性特性，也有一些复杂的等效电路。这些比较复杂的电路常称为是原始电路的“巨模型”（macromodels），像是741运算放大器的Boyle电路[2]。
例子[编辑]
戴维南及诺顿等效电路[编辑]
线性电路理论中有个令人相当惊讶的性质：不管多么复杂的线性双埠电路，都可以用一个电压源（或电流源）以及一个阻抗来表示，因此出现两种简单的等效电路型式[1][3]：
不过这个阻抗可能相当复杂（例如本身是频率的函数），而且不能化简为较简单的型式。
直流及交流等效电路[编辑]
在线性电路中，由于叠加原理，电路的输出等于电路在直流源下的输出，再加上电路在交流源下的输出。因此可以分别分析电路的直流响应及交流响应，而在分析直流响应时, 可以只用电路的直流等效电路，其直流响应和原电路相同，在分析交流响应时也依类似方式处理。再将两者的响应相加，即为合成的响应：
- 直流等效电路可以将所有的电容器改为开路，电感器改为短路；将交流源调整为零（交流电压源改为短路，交流电流源改为开路）。
- 交流等效电路可以将所有的直流源调整为零（直流电压源改为短路，直流电流源改为开路）。
此技巧可以延伸到非线性电路（如真空管或晶体管）的小信号模型，在其直流偏置工作点附近将电路线性化，利用电路在工作点附近的特性来计算小信号的交流等效模型。
二端口网络[编辑]
若是线性的四端子电路，信号由其中一对端子提供，用另外一对端子来输出，此电路可以用[电[二端口网络]]来模拟。可以表示为由阻抗及相依电压源或是电流源组成的简单电路。若要用二端口网络来分析，其电流需要符合端口条件：流进端口一个端子的电流等于从端口另一个端子流出的电流[4]。利用非线性电路在工作点附近的小信号模型，可以用二端口网络来表示晶体管：例如混合pi及h参数电路。
Y-Δ电路[编辑]
三相电电路中，三相电源及负载可以用两种方式连结，一个是Δ接，另一个是Y接。在分析电路时，若将电路转换为Y接（或Δ接）电路，可能可以简化分析。这可以透过Y-Δ变换实现。
生物学[编辑]
等效电路可以用在生物学中，描述
- 连续物质或是生物的系统，其中不是真的有电流流过
- 分布性的影响，类似电路中的导线或是绕组
例如细胞膜可以模拟成电容（磷脂双分子层），再和电阻-直流电压源并联（也就是由细胞膜两端离子梯度驱动的离子通道）
相关条目[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ 1.0 1.1 Johnson, D.H. Origins of the equivalent circuit concept: the voltage-source equivalent (PDF). Proceedings of the IEEE. 2003a, 91 (4): 636–640 [2019-08-19]. doi:10.1109/JPROC.2003.811716. （原始内容 (PDF)存档于2017-08-13）.
- ^ Richard C. Dorf. The Electrical Engineering Handbook. New York: CRC Press. 1997. Fig. 27.4, p. 711. ISBN 978-0-8493-8574-2.
- ^ Johnson, D.H. Origins of the equivalent circuit concept: the current-source equivalent (PDF). Proceedings of the IEEE. 2003b, 91 (5): 817–821 [2019-08-19]. doi:10.1109/JPROC.2003.811795. （原始内容 (PDF)存档于2017-08-12）.
- ^ P.R. Gray; P.J. Hurst; S.H. Lewis; R.G. Meyer. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits Fourth. New York: Wiley. 2001: §3.2, p. 172 [2019-08-19]. ISBN 978-0-471-32168-2. （原始内容存档于2009-02-19）.