电工基础知识点笔记

1、【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: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

2、件的 近似。严=-=、3： N端元件：具有N个引出端钮的元件。|II4: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。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：直流电流:大小和方向都不随时间

3、变化的电流。【用I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表示】6:安培定义:7:参考方向:用箭头标明。二.电压1:电压定义: 去的能量。2:电压公式:3:电压种类:【用u表示】5:电流公式：对于 直流，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dt内通过导体横截面的电荷量为dq,则电流瞬间值为B«1s内通过导体横截面的电量为1C时，电流为1A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【当电流实际方向与参考方向一致时，贝皿流为正值；反之亦然。】电路中 ab两点

4、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 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。【电荷在电路中流动时，一定有能量交换发生。】【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。】直流电压：电压大小和极性 都不随时间变化。【用U表示】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=-Ubd】6:参考方向：电流参考

5、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。关联方向。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。&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=电动势曰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：线性电阻：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：电阻元件两端的 电

6、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1V,通过它的电流是1A时，该元件的电阻就是13:电导：电阻的倒数。【用G表示，单位S （西门子）】 三开路与短路 1:开路：二端元件，通过它的电流恒等于零。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.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

7、流电方向：当i>0 （正半周）时，电流的实际方向与iII 参考方向相同； 反之亦然。；|I3:正弦量：正弦电压、电流 等物理量的统称。' 一正弦量的特征：表现为 变化的快慢（频率or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:周期：正弦量完成一个循环 所需要的时间。【用“T”表示，单位：秒s）】2:频率：每秒内经历的循环数。【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2n倍。【用“ ”表示，单位：弧度每秒（rad/s ）】三. 幅值与

8、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,i】2:幅值：正弦量 瞬时值中最大的值。【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

9、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】 V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1:正弦量表达式:IIIjI II: I2:相位角：角度（十-）简称相位。反映了-正弦量变化的进程-，对每一给定的时刻绪禺有相应的相位。初相为,电流的起始值。【单位：弧度（rad ）】【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: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

10、形上看，即为相邻两个零点（峰值）之间所间隔的相位角】【由左图可知，u先于i至U达零（峰）占八、即称：相位上u比i超前角=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反。】第二节正弦量的相量表示法一. 复数概论I严-= = h- 曲1:复数：J为复数的代数形式 ;*II【j=;虚数单位】”复平面：每个复数在 复平面上都有一点A （，）与之对应；或用复平面上的矢量表示。【其长度a称之为复数A的模；它与实轴正向之间的夹角称之为幅角】J为复数的极坐标形式f 2:坐标系转换公式：I«3:

11、复数运算：即：复数相乘，其模相乘，幅角相加 即：复数相除，其模相除，幅角相减二相量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。【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”并不是“相等”第三节电阻元件及其交流电路电压与电流的相量关系1:

12、元件特性综述：每个 兀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。】2:电压与电流的关系式:V（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:电压相量与电流相量之间的关系式：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

13、过程】3:平均功率：功率在一个周期内的平均值。【用大写字母P表示】【又称有功功率】【U和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: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】 - /彳、戶 T （亨） T -用-f H H f】 L - T- T 1- T fi.:-，j:2:电感元件的感应电压：【储能元件】'=j X！ n n m a n u anna m n ana i a n u ta n : ib n t anna anna ib a

14、n ib m a u n ib : n "【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:电感兀件的磁场储能： :【只要电感有电流，便会有磁场储能。与达到 i的过程以及电压大小无关】【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: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

15、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，频率越咼，感抗越大。故电感线圈对咼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:u、【在第一个1/4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, i实际方向相同，；丨:Hi<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1/4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。】2：平均功率：【电

16、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.二。.【单位为“无功伏安”，简称乏（.var）.!j"【反映了电感与外电路之间能量转换的规模】第五节电容元件及其交流电路一电容元件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:电容元件的电流：【储能元件】i:iJJ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），贝U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。】电压与电流的相量关系 1:电压与电