動作和時間研究

[拼音]：dianlu lilun

[英文]：electrical circuit theory

關於電器件的電路造型、電路分析、電路綜合等方面的理論。電路理論是物理學、數學和工程技術等多方面成果的融合。物理學，尤其是其中的電磁學為研製各種電路器件提供了原理依據，對各種電路現象作出理論上的闡述；數學中的許多理論在電路理論得到廣泛的應用，成為分析、設計電路的重要方法；工程技術的進展不斷向電路理論提出新的課題，推動電路理論的發展。

電路造型

依據電磁場理論、半導體理論建立電器件的電路模型，其目的是在一定工作條件下獲得足以表達器件電磁效能的數學方程，方程涉及的電磁量常只限於電流、電壓、磁通、電荷；或者是得出足以反映器件電磁效能的電路圖，該圖由一些典型的電路元件（例如電阻器、電容器、電感器等）組成。數學方程和電路圖都是電路模型。如果器件或裝置的電磁效能複雜，造型的任務便越出了電路理論的範圍而由其他學科承擔，例如電機的電路造型任務由電機學完成。有時也採用“黑匣子”方法造型，即在器件的外部端鈕上施加多種激勵，根據測量到的響應建立電路模型。例如在確知電路模型是線性模型的前提下，常由測量得到器件的衝激響應，用它來構造器件的模型。

電路分析

根據已知的電路結構和電路元件，計算電路的響應，即計算電壓、電流等，以研究電路的特性。因此必須列出電路方程並求出方程的解。電路的方程可由兩類方程列出：一類是由電路的支路、節點情況列出的KCL方程、KVL方程（見基爾霍夫定律），常稱為拓撲約束；另一類是表徵各電路元件特性的方程，常稱為元件約束。分析電路時，可以利用電路理論所特有的技巧建立電路方程或者簡化解方程的過程。例如建立電路圖的節點法方程極為簡便，易於編制計算機程式，因而得到較廣泛的應用；戴維南定理則是直接加工電路圖，使求解過程簡化；解電路的過渡過程時，可以結合微分方程的數值解法加工電路圖，得出支網路模型。既然各門學科的分析任務多是解方程，因此電路分析理論的發展和其他學科的發展是互相促進。例如19世紀末C.P.施泰因梅茨提出的分析正弦電流電路的相量法，廣泛應用於其他學科中簡正運動的研究。20世紀20年代荷蘭學者B.範德坡爾提出了電子管振盪器的數學模型（範德坡爾方程）及其近似解法，該方程內容豐富，至今仍是人們研究的物件；他提出的解法經過長期發展之後，成為研究非線性力學的一種手段。1927年，H.S.布萊克首先用反饋概念說明電子放大器輸出訊號經變換後送回輸入端的電路理論。反饋遂成為控制理論的一個基本概念。其他學科的發展也促進了電路分析的發展，計算機廣泛用於電路分析是一個顯著的例子。

電路綜合

根據已知的激勵和某些響應(即輸出)確定電路的結構和電路元件。進行電路綜合時，常需根據已有的經驗選擇合適的電路結構。例如要消除電力系統中的高次諧波電流成分，時常採用對該高次諧波諧振的濾波電路，確定出電路的結構，進而確定各元件的引數（即電阻、電感、電容的值），最後檢查該電路是否符合所提指標的要求。不符合要求時須改變元件引數甚至改變電路結構。電路綜合的結果不是唯一的，往往有若干個電路都能滿足要求，可從中選擇最佳的一個。因此，電路綜合可以採用優化技術。