電網絡

電網絡（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。網絡元器件是諸如電阻器、電容器、 電感線圈、變壓器、晶體管、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。電網絡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絡，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絡或多端口網絡來處理。這時可不必涉及網絡的內部細節，對網絡的分析可以收到事半功倍之效。所謂端口是指滿足端口條件的端子對，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。

電網絡可按其外接端子分為單口網絡、雙口網絡多口網絡、三端子網絡和多端子網絡。

電網絡也可按其內部元器件的性質或外部端口特性分為有源與無源網絡、線性與非線性網絡、時變與時不變網絡、集總與分佈參數網絡、互易與非互易網絡。

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絡叫作無源網絡，兼含諸如晶體管、運算放大器、獨立電源等有源元器件的網絡稱為有源網絡。若按外部端口特性來分類，則當由n個端口輸入到網絡中的總能量在任何瞬間都非負者是端口無源網絡，否則就是端口有源網絡。要指出，在特殊情況下，端口無源網絡內部允許含有有源元器件。

內部只含線性元件的網絡稱作線性網絡（還容許含獨立電源），非線性網絡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響應呈常數比例關係的元件。不滿足該條件的屬非線性元件。端口線性網絡，則是指各端口上的激勵和響應滿足上述線性條件的網絡，不滿足此線性條件者就稱為端口非線性網絡。要指出，端口線性網絡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。

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絡稱為時不變網絡，時變網絡至少含有一個時變元件。端口非時變網絡則是指其端口上激勵與響應的關係（即外部特性）不因施加激勵的時間不同而不同。否則就屬端口時變網絡。端口非時變網絡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。

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徵，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，則屬分佈參數元件，如傳輸線，波導元件等。只由集總參數元件組成的網絡屬於集總參數網絡，它們遵從基爾霍夫定律。反之屬分佈參數網絡，要用分佈參數元件來模擬，或用電磁場理論來進行分析。

互易網絡是指滿足互易定理的網絡。其內容是，如果在網個端口上加激勵，而在另一端口上產生響應，則當把激勵與響應的位置對換時，其響應不變。否則屬於非互易網絡。由線性電阻、電感、電容、變壓器等組成的網絡，而含有受控源、迴轉器、獨立電源等的網絡屬非互易網絡。但端口互易網絡在特殊情況下也允許含受控源、迴轉器等非互易元件。

網絡理論主要研究網絡分析與網絡綜合的問題。求已知網絡對給定激勵的響應是網絡分析的內容，或者説，網絡分析的任務是求出已知網絡對所加激勵的響應特性。網絡綜合是網絡分析的逆問題，其任務是按所要求的響應特性來設計網絡，使設計出的網絡具有所預期的響應特性。

網絡的發展依賴於新型元器件的出現與性能的改進，依賴於網絡理論和計算技術的發展。人們預期，隨着超高速和超大規模集成電路、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，網絡這一分支學科必將有新的發展。