电工基础知识点笔记

1、4 4 :电路模型：任何一个实际电路都可以用一些电路元件的组合 来表示，从而得到的电路。-【电工基础知识点笔记】-第一章电路的基本概念和基本定律第一节电路与电路模型一、电路的组成1 1:电路：是 电流的通路，是由一些 电气设备和元器件 为完成特定功能按一定方式 联接而成的。电源：电路中提供电能、电信号的设备。负载：使用电能的设备。2 2:原理电路图：为了画电路图时方便，人们用一些图形符号来代表各种电气设备和元器件 ，并将其连接。二、电路模型1 1 :电磁特性：电阻：是一个 限流元件。电感：是能够把电能转化为磁能而存储起来 的兀件。电容：是一种容纳电荷的器件。2 2:理想元件：在一定的条件下 突

2、出其主要的电磁特性，忽略其次要特性的元件。理想电路元件：经 理想化后，成为 只有某种单一电磁性能 的元件，是实际元器件的 近似。尸-、3 3: N N端元件：具有N N个引出端钮的元件。;- II三、电路、网络和系统1 1:电路：有 理想元件组成 的电路模型。2 2:网络：较复杂的电路 呈现的网状。3 3:系统：由若干个电路单元 组成以实现某种功能 的有机整体。4 4:信号：电路中 反应信息特征 的电流，电压。5 5:激励：电路的输入信号。6 6:响应：电路的输出信号。第二节 电路的基本物理量、电流1 1:电流形成：电荷的定向移动。2 2 :电流定义：单位时间内通过导体横截面的电何里。3 3

3、:电流方向：正电荷移动的方向。（国际规定）4 4 :电流种类：直流电流：大小和方向 都不随时间变化的电流。【用1 1表示】 周期电流：大小和方向 均随时间周期 变化的电流。交流电流：当周期电流 在一个周期内 的平均值为零 的电流。【用i i表示】【如果正电荷由a a转移到b b时获得能量，则a a点为低电位端。反之亦然。】3 3 :电压种类：直流电压：电压 大小和极性 都不随时间变化。【用U U表示】6 6 :安培定义:7 7 :参考方向:二.电压1 1 :电压定义:对于交流;若在时间dt*dt* 内通过导体横截面的电荷量为二dqdq，则电流:瞬间值 为1s1s内通过导体 横截面 的电量为1C

4、1C时，电流为 1A_。+ + =*! * + + + +4 卜卡+ + PT + + + M F 申+ + 峠 + * +* + + + *+ 1- + + - * * + + B-4 卜卡+ + + + +* + + + *为了分析和计算电路的需要，可任选其中一个方向作为电流的参考方向，并用箭头标明。【当电流实际方向与参考方向一致时，则电流为正值；反之亦然。】电路中 abab两点之间的电压表明 单位正电荷 由a a点转移到b b点时所获得或失去 的能量。是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量5 5 :电流公式：对于 直流，若在时间t t内通过导体横截面的电荷量为 Q Q

5、，则电流为2 2 :电压公式:【电荷在电路中流动时，一定有能量交换发生。】交流电压：电压大小和极性均随时间周期性变化，且在一周期内平均值为零。【用u u表示】4 4:伏特定义：当 电场力将1C1C的电量 从一点转移到另一点 所做的功为1J1J时，两点间的 电压为1V1V。5 5:电压方向：电压的 实际方向为 正极指向负极，即电压的正方向 为电位降低 的方向。【UabUab表示由a a到b b是电位降低的方向； Uab=-UbaUab=-Uba】6 6:参考方向：电流参考方向与电压参考方向的选择本是相互独立 的。为了方便起见，对同一段电路，电流参考方向由电压的“ + +”极端志向“- -”极端。

6、关联方向。7 7:电动势：在电源 内部,电源力将单位正电荷由负极移动到正极所做的功。方向为负极指向正极。8 8:理想电源：电流流过电源 内部没有 能量损耗的电源。【理想电源的端电压用 UsUs表示，数值= =电动势E E】第三节欧姆定律一.电阻元件1 1 :电阻元件定义：具有 阻碍电流通过的作用。电流通过电阻时，必然转换能量。2 2:伏安特性：线性电阻:电压U U与电流I I之间是线性关系的电阻。【真实情况不存在】非线性 电阻：电压U U与电流I I不成正比的电阻。二.欧姆定律1 1:欧姆定律含义：电阻元件两端的电压与通过它的电流成正比。- _2:欧姆含义：当电阻元件两端的电压是1V1V，通过

7、它的 电流是1A1A时，该元件的 电阻就是1 1 Q Q。3:电导：电阻的倒数。【用G G表示，单位S S （西门子）】2 I三.开路与短路1 1:开路：二端元件，通过它的 电流恒等于零。2 2:短路：二端元件，两端 电压恒等于零。【无特别说明，导线可看作是电阻不存在】3 3:等效：只要伏安特性完全相同，则元件（电路、网络）等效 。第四章 正弦交流电路的基本概念和基本定律第一节正弦量一.概念综述1 1:交流电：一般指 大小和方向随时间 作周期性变化 的电压或电流。它的最基本的形式是 正弦电流。正弦交流电路：指 电压和电流 均按正弦规律变化 的电路。【世界各国的电力系统，都采用正弦交流电压】2

8、2:交流电方向：当i0i0 （正半周）时，电流的 实际方向与/II参考方向相同；反之亦然。III3 3:正弦量：正弦电压、电流 等物理量的 统称。I II X正弦量的特征：表现为 变化的快慢（频率oror周期）、取值的范围（振幅或有效值）和起始值（相位或初相）三个方面。【括号内的物理量统称为其三要素】二. 频率与周期1 1 :周期：正弦量完成一个循环所需要的时间。【用“ T T”表示，单位：秒（s s）】- - 2 2:频率：每秒内经历的循环数。【用“ f f”表示，单位：赫兹（HzHz ）】【我国基本采用 50Hz50Hz作为电力标准频率，工程上称之为“工频”】Ij. . .角频率：频率的2

9、 n倍。【用“ ”表示，单位：弧度每秒（rad/srad/s ）】三. 幅值与有效值1 1 ：瞬时值：正弦量在 任意瞬间的值。【用小写字母表示：u,iu,i】2 2:幅值：正弦量 瞬时值中最大的值。【用附有下标 m m的大写字母表示：、】【由于 i i，所以幅值 确定了正弦量i i变化的范围。】3 3:有效值一一在 相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话，则把该直流电流（电压）的大小作为交流电流（电压）的有效值。【用大写字母表示】【交流电做功的效应往往不用幅值而是用有效值来计量的。】【周期电流的有效值，即瞬时值的瓶放在一个周期内平均

10、后的平方根，故有效值又称方均根值】【工程上常说交流电压 220V220V等和电器设备铭牌上所示值均为有效值；交流电表的刻度也是由有效值确定】【计算电路中各元件耐压值和绝缘的可靠性时，需用幅值】个人想法：其实有效值就是为了方便计算而取得交流电的“平均值”！四.相位与初相正弦量表达式:2 2:相位角：角度（+ +）,简称相位。反映了正弦量变化的进程，对每一给定的时刻，都有相应的相位。初相为,电流的起始值。【单位：弧度（radrad ）】【初相范围：（- -n, + + n）】【初相的正负又其零点与计时起点在横轴上的相对位置而定】3 3:相位差：两个同频率正弦量的相位角之差。【用 表示】【对于两个同

11、频率正弦量来说，相位差等于初相之差，为定值、与计时起点的选择无关。- - - - - - -/ 、IIIII【从波形上看，即为相邻两个零点（峰值）之间所IIII间隔的相位角】【由左图可知，U U先于i i到达零（峰）点即称：相位上u u比i i超前 角=i=i比u u滞后 角】【左图中，和 具有相同的初相，故相位差=0=0即称： 和 同向或两者变化步调一致。】【左图中，和的相位差，即称：和反向或两者的变化过程元全相反。】3 3:复数运算:一.复数概论1 1:复数:第二节 正弦量的相量表示法J为复数的代数形式【j=j=;虚数单位】复平面：每个复数在 复平面上都有一点A A（，）与之对应；或用复平

12、面上的矢量表示。【其长度a a称之为复数A A的模；它与实轴正向之间的夹角称之为幅角】2 2 :坐标系转换公式:.为复数的极坐标形式即：复数相乘，其模相乘，幅角相加即：复数相除，其模相除，幅角相减1 1:相量：用复数的模代表正弦量的振幅或有效值，用幅角代表正弦量的初相 所得到的表示正限量的复数。2 2 :相量图：把几个 同频率正弦量的相量展现在同一复平面 上，因而得到的图形。【图中，电流相量分别与 、垂直，因此正弦电流分别与、相位正交。】【图中，电流相量与 共线反向，因此正弦电流与反相。】【注意：文字符号的大小要分清，瞬时值和相量不要混淆。虽然其都代表同一物理量，并有一定的对应关系，但“对应”

13、并不是“相等”o【为了与一般的复数相区别，常在表示相量的大写字母上打“”I第三节电阻元件及其交流电路一.电压与电流的相量关系1 1 :元件特性综述：每个 元件的电压和电流关系 应从两方面反映两者有效值之比: _两者的相位之差： _【还应主意频率对其的影响。】（图中取 ）【由上可知：电压与电流是两个同频率正弦量。电压、电流的有效值（振幅）之间的关系仍然符合欧姆定律。在关联参考方向下，电压与电流同相位。：3 3:电压相量与电流相量之间的关系式:二.平均功率1 1:瞬时功率：在 任一瞬间，电压与电流的瞬时值 的乘积。【用小写字母p p表示】2 2:瞬时功率相关性质：在 电阻元件的交流电路中,u u和

14、i i同相,其同时为正（负），步调一致故瞬时功率是非负值。即 _【瞬时功率为正，说明电阻元件总是接受能量而转换为热能。为不可逆的能量转换过程】3 3:平均功率：功率在一个周期内 的平均值。【用大写字母 P P表示】【又称有功功率】 . .【U U和I I是有效值，由于有效值是用直流值定义的。故其形式上与直流电路公式一样。】【通常各交流电器上所标的功率，均为平均功率】第四节电感元件及其交流电路一.电感元件1 1:电感：变化着的磁场，在线圈中将产生感应电压 的感应现象。【储存磁场能量】【单位为:亨利（烹）.，用.“.H H”表示】 . f f-2 2:电感元件的感应电压：【储能元件】【任一时刻，电

15、感元件的电压并不取决于这一时刻电流的大小，而是与这一时刻电流的变化率成正比】 【电感元件虽然有电流，如果电流不变（直流），其电压为零，此时，电感元件相当于短路】【其电压与电流的实际方向一致时，表面迪电感是从外部接受能量，并将能量储存起来；反之亦然】3 3:电感元件的磁场储能： - -*.【只要电感有电流，便会有磁场储能。与达到i i的过程以及电压大小无关】【L L 一定时，电流越大，磁场越强，储能越多】二.电压与电流的相量关系1 1 :电压与电流的关系式：【由上可知：电压与电流是两个同频率的正弦量电压与电流有效值（振幅）之比为在关联参考方向下，电压在相位上超前电流】2 2:感抗：具有对交流电流

16、进行阻碍作用的物理性质。【单位为“ ”】【当电感一定时，频率越高，感抗越大。故电感线圈对高频电流的阻碍作用很大。反之亦然。3 3:电压相量与电流相量之间的关系式：/. - 一一 r三.无功功率1 1:瞬时功率：【在第一个1/41/4周期内，电流由零上升至峰值，这是磁场建立的过程，在此期间,瞬时功率为正，表明外电路向电感输送能量，并转化为磁能储存于线圈磁场内。第二个1/41/4周期则反之。第三、第四同之，但电流和磁场方向相反。这是一种可逆的能量互换过程。】【由于磁场能量与电流平方成正比，故磁场储能与电流和磁场方向无关。】平均功率:【电感元件中没有能量消耗，只有电感与外电路之间的能量转换。】3 3

17、:无功功率：等于 电感瞬时功率的振幅。【单位为“无功伏安”，简称乏（varvar）】【反映了电感与外电路之间能量转换的规模】u u、i i实际方向相同,第五节电容元件及其交流电路一.电容元件电容：衡量电容元件 储集电荷能力 的物理量。【用字母C C表示】【单位为法拉（法），用“ F F”表示】【若电容C C是常量，则电容器为线性电容元件】2 2:电容元件的电流：【储能元件】关联参考方向下，否则要加“- -”【任一时刻，电容元件的电流并不取决于这一时刻电压的大小，而是与这一时刻电压的变化率成正比】【电容元件虽有电压，如果大小不变（直流），则电流为0 0,这时，电容元件相当于开路】【其电流与电压的实际方向一致时，表明电容元件从外部接受能量，并转化为电场能量储存;3 3:电容元件的电场储能：【只要电容有电压，电容元件便有储能，与到达u u的过程以及电流大小无关】【一个充过电的电容元件脱离电源后仍能在较长时间里保持