用电路仿真软件TINA来展示电工学的基本概念和原理

　一、的基本概念
　　
　　电路是的通路，是为了某种需要由电工设备或电子元件按一定方法组合而成的。电路的复杂程度和物理结构可以相差很大：小到硅片上的。大到通信网络和输电网。

　所有的电路都遵循基本的电路定律。如基尔霍夫定律、欧姆定律、诺顿定理、戴维宁定理等。分析包含非线性器件的电路则需要一些更复杂的数学和物理工具。现在的实际电路设计中，更多的分析计算是通过计算机模拟来完成的。  

　1.电路的组成
　　
　　电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的。电路可以分成以能量传输和转换为主的电力电路和以信号处理为主的电子电路两大类。

　电力电路包括（发电机或电池等）、（电灯或电机等）和中间环节（输电线和）等三部分。电子电路，包括信号源（）、负载（）和中间环节（放大器）等三个部分。

　应用电路仿真软件TINA中的元件和连线。可以方便地构建电力电路和电子电路。图l是一个电池供电的灯泡电路，其开关可用或“热键”来控制开关。在图l中，电池标号V1右侧的5。表示该的是5V；元件“灯泡”右侧的6表示该灯泡的额定电压是6V。在TINA中，所有物理量都不写单位，其单位是默认的。如电压的单位是伏（V）、电流为安（A）、为欧姆（Ω），为法拉（F）等等。为了表示较大和较小的数值，在TINA中可使用附表所示的比例因子。

  　元件性能参数用属性描述。设置元件的各种参数可以使之符合电路要求。并加深学生对元件性能的理解。双击欲设置属性的元件打开属性对话框。电池的属性对话框如图2所示。

　　标签栏更改元件的标号。电压栏更改电池的电压。在内部栏设置该电池的内阻，默认值是0。错误状态栏是为学生训练而设置电池的故障，有打开（断路）和短路两种错误状态，默认状态为无。选中栏目项的方框，可将此栏目参数显示在电路图上。

　　同样。开关状态栏的主要内容如图3所示。

　可以给电路中每只开关定义一个控制“热键”。在Roff和Ron栏中定义此开关断开和闭合时的接触。

　在TINA的电路中。必须有一个节点被定义为地，地节点是其他节点电位的参考点。节点的网络编号永远是数字0。此外。电路中的所有节点都要有对地的直流通路。

　最后，用鼠标连接电路，点击“交互式模式打开／关闭”按钮“DC”运行仿真，再按B键，可使电路导通或关闭。可改变电源电压和灯泡额定电压以观察不同的效果，当灯泡电压过高时会模拟显示损坏等。

　2.元件模型
　　
　　为了便于对实际电路进行分析，需要在一定条件下突出元件的主要电磁性质，忽略次要因素。把它们近似地看作理想化的电路元件。

　这样，可以使电路的分析和计算大大简化。而得到的结论仍接近实际数值。这种理想化元件也称元件模型，主要有器、器、器、电源和有源元件等。

　如电阻器，通常在计算时只考虑它的电阻值，但当有较高的温度变化时。要引入电阻的“”

　这一概念，而在高频时可能要考虑电阻器本身的电容和等。

　TINA中的元件也采用元件模型，图4是电阻器的属性对话框内容。

　图4中电阻的参数，除了阻值外还有（工作时的）温度、（环境）温度、三种温度系数和最高耐压等模型参数。

　如果是有源元件，如，则会有更多的模型参数，不同型号晶体管的模型参数是不一样的。内部电路复杂。一般不能简单地以模型来表示，必须用子电路模型来描述。子电路模型只能到集成电路生产原厂的网站或光盘上寻找。

　3.电压和电流的参考方向
　　
　　电源电压有正负，电路中电流也有流动方向的问题。在分析电路时，必须在电路上标出电压和电流的方向或极性。才能正确列出电路方程式。在理论分析中，电压和电流的方向有实际方向和参考方向之分，参考方向是在事先难以判断某支路中电流实际方向时作出的假设。

　在电路仿真中。电路中的电压和电流的方向都是确定的。也即是实际方向。但是当难以判断某支路中电流实际方向时。操作者接入的电压表或电流表的极性可能和实际不一致。因此在TINA中。电表或其他测量工具所得电压或电流的数值是负数时，表示仪表的极性接反。