電網路

電網路（electrical networks) 由若干電氣元器件相互聯接組成，用於傳輸、變換、處理和存儲電能或電信號的一種結構。

基本介紹

• 中文名：電網路
• 外文名：electrical networks
• 套用學科：電信

概述

電網路（electrical networks) 由若干電氣元器件相互聯接組成，用於傳輸、變換、處理和存儲電能或電信號的一種結構。網路元器件是諸如電阻器、電容器、 電感線圈、變壓器、電晶體、運算放大器、電源等實際器件的理想化模型，而且服從諸如電壓電流等物理量的有關定律。電網路通常有一組外接端子，既可以在其上測量電壓、電流，又能夠將電磁能量經外接端子輸入網路，或從外接端子輸出電磁能量，故又稱可達點。這些外接端子上電流、電壓間的關係稱為該的外部特性。只關心其外部特性時，可以把它作為多端子網路或多連線埠網路來處理。這時可不必涉及網路的內部細節，對網路的分析可以收到事半功倍之效。所謂連線埠是指滿足連線埠條件的端子對，即流入其一個端子的電流總是等於流出其另一個端子的電流。

分類

電網路可按其外接端子分為單口網路、雙口網路多口網路、三端子網路和多端子網路。

電網路也可按其內部元器件的性質或外部連線埠特性分為有源與無源網路、線性與非線性網路、時變與時不變網路、集總與分布參數網路、互易與非互易網路。

2.1 有源與無源網路

內部只含諸如電阻、電容、電感、變壓器、傳輸線等無源元件的網路叫作無源網路，兼含諸如電晶體、運算放大器、獨立電源等有源元器件的網路稱為有源網路。若按外部連線埠特性來分類，則當由n個連線埠輸入到網路中的總能量在任何瞬間都非負者是連線埠無源網路，否則就是連線埠有源網路。要指出，在特殊情況下，連線埠無源網路內部允許含有有源元器件。

2.2 線性與非線性網路

內部只含線性元件的網路稱作線性網路（還容許含獨立電源），非線性網路至少含有一不性元件。所謂線性元件，是指滿足線性條件的元件，即施加的激勵與輸出的回響呈常數比例關係的元件。不滿足該條件的屬非線性元件。連線埠線性網路，則是指各連線埠上的激勵和回響滿足上述線性條件的網路，不滿足此線性條件者就稱為連線埠非線性網路。要指出，連線埠線性網路內部不能含獨立電源和非零值初始條件，但在特殊情況下容許含非線性元件。

2.3時變與時不變網路

元件參數不隨時間而變的元件叫作時不變元件，否則稱為時變元件。只含時不變元件的網路稱為時不變網路，時變網路至少含有一個時變元件。連線埠非時變網路則是指其連線埠上激勵與回響的關係（即外部特性）不因施加激勵的時間不同而不同。否則就屬連線埠時變網路。連線埠非時變網路內部不能含獨立電源和非零值初始條件，但在特殊情況下，它可以含有非線性元件。

2.4 集總與分布參數網路

當實際元器件的尺寸甚小於工作信號的波長時，可以採用集總參數的元件模型來表征，如在一般信號頻率下工作的電阻、電容、電感等，可以用R、C、L等集總參數元件模型表示。當其尺寸可與工作信號的波長相比擬時，則屬分布參數元件，如傳輸線，波導元件等。只由集總參數元件組成的網路屬於集總參數網路，它們遵從基爾霍夫定律。反之屬分布參數網路，要用分布參數元件來模擬，或用電磁場理論來進行分析。

2.5 互易與非互易網路

互易網路是指滿足互易定理的網路。其內容是，如果在網個連線埠上加激勵，而在另一連線埠上產生回響，則當把激勵與回響的位置對換時，其回響不變。否則屬於非互易網路。由線性電阻、電感、電容、變壓器等組成的網路，而含有受控源、迴轉器、獨立電源等的網路屬非互易網路。但連線埠互易網路在特殊情況下也允許含受控源、迴轉器等非互易元件。

網路理論

網路理論主要研究網路分析與網路綜合的問題。求已知網路對給定激勵的回響是網路分析的內容，或者說，網路分析的任務是求出已知網路對所加激勵的回響特性。網路綜合是網路分析的逆問題，其任務是按所要求的回響特性來設計網路，使設計出的網路具有所預期的回響特性。

網路的發展依賴於新型元器件的出現與性能的改進，依賴於網路理論和計算技術的發展。人們預期，隨著超高速和超大規模積體電路、集成光路的實用化，以及期待中的仿生元件、分子元件和基於新的物理效應的新元器件的問世，網路這一分支學科必將有新的發展。