无源回转器与能量守恒：电网络分析基础

电网络分析课程的深入讲解涉及到了内通过二端口的能量吸收问题，这个主题主要讨论了回转器这一概念。回转器是无源且无损的二端口电阻元件，在电路设计和分析中扮演着重要角色。回转器的实现可以通过两种方式：一是利用受控源，如书中P.45图1-61所示，通过精确控制电流和电压来达到能量转换的目的；二是通过运放，如P.46图1-62，运放作为非线性元件可以实现复杂的信号处理，从而实现类似的功能。 章节的第一部分着重介绍了电网络的基本变量，包括电流（i）、电压（u）、功率（p）和能量（W），这些变量遵循电荷守恒（电荷的流动）和磁通连续性等基本物理定律。其中，能量守恒性是关键概念，表明在网络中，输入的能量等于输出的能量，这是电网络分析的基础。 容许信号偶是电网络分析中的一个重要概念，它区分了动态相关和动态无关的网络变量。动态相关变量如电流和电压的瞬时变化率（dqi/dt 和 dqu/dt）在二端口处总是成对出现且相互关联，满足特定的零关系，例如ut = qi 和 q = -uit。相反，动态无关的变量之间没有预先设定的关系，它们各自独立于元件特性。 课程还强调了集总公设，即假设网络变量只依赖于时间而与空间位置无关，这适用于分析低速电信号，而对于高速电磁波，这种理想化假设不再适用。 最后，课程探讨了向量偶的概念，特别是由动态无关的网络变量向量构成的向量偶，这些向量表示了不同变量间的独立关系，是网络分析中的基本数学工具。 总结来说，内通过二端口吸收能量的讨论是电网络分析课程的一个核心环节，通过理解回转器、基本变量关系、容许信号偶以及集总公设，学生能够深入理解电路的动态行为和能量传递过程，这对于电子工程和通信系统的设计有着重要意义。