电工基础知识点笔记

1、一-【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:电路：是电通的迪监，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、电信号负载：使用电能的设备。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: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元件。电容：是一种容纳电荷的器件。2:理想元件：在一定的条件下突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。Lx3:N

2、端元件：具有N个引出端钮的元件。1III/4：电路模型：任何一个实际电路都可以用二i调由而i十一乘立了,从而得到的电路。三、电路、网络和系统1:电路：有理想元件组成的电路模型。2:网络：较复杂的电路呈现的网状。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:信号：电路中反应信息特征的电流，电压。5:激励：电路的输入信号。6:响应：电路的输出信号。第二节电路的基本物理量一、电流1:电流形成：电荷的定向移动。2:电流定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。3:电流方向：正电荷移动的方向。（国际规定）4:电流种类：宜通电流：大小和方向都不随时间变化的电流。【用I表示】周期电流:大小和方向

3、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表示】5:电流公式：对于宜逾，若在时间t内通过导体横截面的电荷量为Q,则电流为:对于交流，;若在,时间二内通过-导体横截面的电荷量为一dq-则一电-流瞬间值为I,6 :安培定义：1s内通过导体横截面的电量为1C时,电流为1A。7 :参考方向：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，并用箭头标也【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。】二.电压1：电压定义：电路中ab两点之间的电压表明单位正电荷由a点转移到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

4、的能量差的物理量。【电荷在电路中流动时，一定有能量交换发生。】2:电压公式：，:*金，.I【如果正电荷由a转移到b时获得能量，则a点为低电位端。反之亦然。】3:电压种类：直血电压：电压大小和极性都不随时间变化。【用U表示】【用u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表不】4:伏特定义：当电场力将1C的电量从一点转移到另一点所做的功为1J时,两点间的电压为IV。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。【Uab表示由a到b是电位降低的方向；Uab=-Uba6:参考方向：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

5、一段电路，电流参考方向由电压的“+”极端志向“-”极端。-关联方向。7:电动势：在电源电也，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: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Us表示，数值=电动势E】第三节欧姆定律一.电阻元件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:伏安特性：线拄电阻：电压U与电流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与电流I不成正比的电阻。二.欧姆定律1:欧姆定律含义：电阻沅件两端的电压与通过它的一电流成正比二°飞2：欧姆含义：当电阻允件两端的电压是1V;逋

6、过它的"电流墓ZA.时该元件的电阻就）1。3:电导：用阻-的倒数。用-G-表.示-，单位S-（西门城.I,1三.开路与短路1:开路：二端元件,通过它的电流恒等于雯。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: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: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：交流电方向：当i>0（正半周）时，电流的

7、实际方向与一II参考方向相同；反之亦然。II3:正弦量：正弦电压、电流等物理量的统称。I正弦量的特征：表现为变化的快慢（频率or周期）、B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:周期：正弦量完成一个循环所需要的时间。【用“T”表示，单位：秒2:频率：每处内经历的循环数。【用“f”表示，单位：赫兹（Hz）】【我国基本采用50Hz作为电力标准频率，工程上称之为“工频”】角频率：频率的2兀倍。【用“”表示，单位：弧度每秒（rad/s）】三.幅值与有效值1：瞬时值：正弦量在任意瞬间的值。【用小写字母表示：u,i2：幅值：正弦量瞬时值中最

8、大的值。【用附有下标m的大写字母表示:【由于«i«,所以幅值确定了正弦量i变化的范围。】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后的平方根，故有效值又称方均根值】【工程上常说交流电压220V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】f一,一-Ba

9、rB，BBaab-1aBHa.nn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,111-1'1一1：正弦量表达式：!I2:相位角：角度（:+）,简称相位。反映了正弦量变化的进程，对每一给*的时刻，都有相应|iff|ifr|工一一一的相位。初相为,电流的起始值。【单位：弧度（rad）】【初相范围：（-兀，+兀）】【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: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。】【从波形上看，即为相邻两个零点（峰值）之间所间隔的相位角】【由

10、左图可知，u先于i到达零(峰)点即称：相位上u比i超前角二i比u滞后角】【左图中，和具有相同的初相，故相位差=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完全相第二节正弦量的相量表示法1 :复数:一.复数概论一为复数的代数形式【j=;虚数单位】复平面：每个复数在复平面上都有一点A(,)与之也乙；或用复平面上的矢量表不。称之为幅角】【其长度a称之为复数A的模；它与实轴正向之间的夹角.为复数的极坐标形式2:3:复数运算:IP-复数相乘厂其模相乘为幅角相-加，即：复数相除，其模相除，幅角相减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

11、所得到的表示正限量的复数。【为了与一般的复数相区别，常在表示相量的大写字母上打“”】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”并不是“相等"。】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:元件特性综述：每个匹世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：2:电压与电流的关系式;中取 ）【还应主意频率对其的影响。】I

12、由上可知：:电压与电流是两个同频率正弦量。i国电压"电流的有效值振幅）之间的关系仍然符合诙姆定律。在关联参考方向下，电压与电流同相位。】3:电压相量与电流相量之间的关系式:二.平均功率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表示2:瞬时功率相关性质：在电阻元件的交流电路中,u和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3:平均功率：:功夔在一伞周-期内二的平均值-!用夫写字母-P-表于】-【又称有功功率-TU,和,J”是存效值”,由手有效值是用直流值定义的”故其形式上号直流电路

13、公武e样刊*1【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：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】.【单位为二亨利-（亨）”一用二.H二表示12:电感元件的感应电压：【储能元件】【任一时刻，电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: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的过程以及电百大小无关】

14、红.二定时）.电流越太,.磁场越强储能越多】j二.电压与电流的相量关系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:感抗：具有对交流电流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:电压相量与电流相量之间的关系式：/三.无功功率；1:瞬时功率：'产'1一一J、在第一个1/4周期内，电流由零上升至峰值，这是蟒场建立的过程，个此期间，:u、i实际方向相同，；:瞬时功率为正，表明外电路回电感输送能量，并转代外磁能

15、储存于线圈磁场内。第二个I1/4周期则!;：反之。第三、第四同之，但电流和磁场方向相反。立淙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，故磁场储能与电流禾陋场方向无关。】;2: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: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（var）】【反映了电感与外电路之间能量转换的规模】第五沛，电容元件及其交流电路J一.电容元件1:电容：衡量电容元件储集电荷能力的物理量。【用字母C表示】【单位为法拉（法），用“F”表示】【若电容C是常量，则电容器为线性电容元件】2:电容元侏的电流;.储能沅件.】一关联参考方向下，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,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;反之亦然】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储能。】二.电压与