前言

自学PCB设计的相对系统的笔记

集总参数电路

由于电磁的相互影响（电可以生磁，磁又能生电），在电路上会产生很多额外的但是我们不希望有的参数，例如寄生电容、寄生电阻、寄生电感，从而对周围的元件产生影响。

而对于理想化的情况，假设这产生的附加现象可以被分别研究，并且这些过程都在各个原件内部进行，不会对周围的原件产生任何影响，这样的原件被称为集总参数原件，这是一种对原件的理想化模型。

例如一根手机充电线，在集总模型的情况下，也就是理想的情况下，就是一根导线。但是实际上，这跟导线存在电阻、电感，如果比较长还存在比较明显的降压。

所以总结来说，集总参数电路就是为了简化分析，刻意的忽略了那些寄生参数和电磁现象的理想化模型。

但是对于集总参数电路模型的使用，是有条件的，一般来说高频电路不能够使用集总参数电路，其附加的电磁现象是不能够被忽略的。具体来说，实际电路的尺寸应当远小于电路工作时的电磁波波长。电磁波波长公式如下

\lambda_{波长m} = \frac{c_{光速}}{f_{频率Hz}}

在高频的情况下，其波长是比较小的，就可能难以满足电路的尺寸远小于其工作时的电磁波波长这个要求。

基尔霍夫电流定律(KCL)

在集总参数电路中，任意时刻，对任意节点流出或流入该节点的电流的代数和等于0，公式表达如下

\sum I_{流入} = \sum I_{流出}

电荷不可能被凭空的创造或消失。如果把电流比作水流，这个定律就是再说，在一组水管中，一个节点流入的水流和流出的水流肯定一样多，这很好理解（只要水管没有漏）。

有KCL定律可以继续推广，KCL定于不止可以应用在一个单一的节点上，还可以应用在电路中包含多个节点的任意一个闭合面。这本质上还是在说电荷守恒。

下面花了一个示例原理图，箭头所指方向即电流流向（用AD画的，有点抽象，顺便练手了）

途中有三个节点，对于这三个节点，根据KCL定律，可以得到如下的三个结论

I_1 + I_4 + I_6 = 0\\
-I_2 - I_4 + I_5 = 0\\
I_3 - I_5 - I_6 = 0

把上述三个式子相加，即可得到如下结论，即上述的推广定律，在这个电路的闭合面中，流入和流出的电荷依旧时守恒的

I_1- I_2+ I_3= 0

基尔霍夫电压定律（KVL）

在集总电路中，任意时刻，沿着任一回路线，所有支路电压的电压升降代数和恒等于0，公式表达如下

\sum U_{降} = \sum U_{升}

与KCL不同，KVL的作用范围是一个闭合面。

例如说在一个闭合面中，流经电阻的电压时降低的，还有某些电源让电压升高，选择一个固定的顺时针或者逆时针，闭合的一圈后，电压变化应当是0.这本质上反应的是能量守恒。

把点他类比成爬山，某个爬了一圈山，最后回到了原位（一个闭合面），无论它爬了多少山，最终上升和下降的高度都应该是相等的。