1、-【電工基礎知識點筆記】-第一章電路的基本概念和基本定律第一節電路與電路模型一、電路的組成1 ：電路：是電流的通路，是由一些電氣設備和元器件為完成特定功能按一定方式聯接而成的。電源：電路中提供電能、電信號的設備。負載：使用電能的設備。2 ：原理電路圖：為了畫電路圖時方便，人們用一些圖形符號來代表各種電氣設備和元器件，并將其連接。 二、電路模型1 ：電磁特性：電阻：是一個限流元件。電感：是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件。電容：是一種容納電荷的器件。2 ：理想元件：在一定的條件下突出其主要的電磁特性，忽略其次要特性的元件。 理想電路元件：經理想化后，成為只有某種單一電磁性能的元件，是實際元器

2、件的近似。3 ：N 端元件：具有 N 個引出端鈕的元件。4 ：電路模型：任何一個實際電路都可以用一些電路元件的組合來表示，從而得到的電路。三、電路、網絡和系統1 ：電路：有理想元件組成的電路模型。 2 ：網絡：較復雜的電路呈現的網狀。3 ：系統：由若干個電路單元組成以實現某種功能的有機整體。4 ：信號：電路中反應信息特征的電流，電壓。 5 ：激勵：電路的輸入信號。6 ：響應：電路的輸出信號。第二節電路的基本物理量一、電流1 ：電流形成：電荷的定向移動。 2 ：電流定義：單位時間內通過導體橫截面的電荷量。 3 ：電流方向：正電荷移動的方向。（國際規定）4 ：電流種類：直流電流：大小和方向都不隨時

3、間變化的電流。【用 I表示】周期電流：大小和方向均隨時間周期變化的電流。交流電流：當周期電流在一個周期內的平均值為零的電流。【用 i表示】 5 ：電流公式：對于直流，若在時間t 內通過導體橫截面的電荷量為Q ，則電流為對于交流，若在時間dt 內通過導體橫截面的電荷量為dq ，則電流瞬間值為6 ：安培定義：1s 內通過導體橫截面的電量為 1C 時，電流為 1A 。 7 ：參考方向：為了分析和計算電路的需要，可任選其中一個方向作為電流的參考方向，并用箭頭標明。 【當電流實際方向與參考方向一致時，則電流為正值；反之亦然。】二電壓1 ：電壓定義：電路中ab 兩點之間的電壓表明單位正電荷由 a 點轉移到

4、b 點時所獲得或失去的能量。是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。【電荷在電路中流動時，一定有能量交換發生?！? ：電壓公式：【如果正電荷由a 轉移到b 時獲得能量，則a 點為低電位端。反之亦然。】3 ：電壓種類：直流電壓：電壓大小和極性都不隨時間變化?！居?U 表示】交流電壓：電壓大小和極性均隨時間周期性變化，且在一周期內平均值為零。【用 u 表示】4 ：伏特定義：當電場力將 1C 的電量從一點轉移到另一點所做的功為 1J 時，兩點間的電壓為 1V 。5 ：電壓方向：電壓的實際方向為正極指向負極，即電壓的正方向為電位降低的方向。 【Uab 表示由a 到 b 是電位降低的

5、方向；Uab=-Uba】6 ：參考方向：電流參考方向與電壓參考方向的選擇本是相互獨立的。為了方便起見，對同一段電路，電流參考方向由電壓的“+ ”極端志向“-”極端。關聯方向。7 ：電動勢：在電源內部，電源力將單位正電荷由負極移動到正極所做的功。方向為負極指向正極。8 ：理想電源：電流流過電源內部沒有能量損耗的電源。【理想電源的端電壓用 Us 表示，數值= 電動勢E】第三節 歐姆定律一電阻元件1 ：電阻元件定義：具有阻礙電流通過的作用。電流通過電阻時，必然轉換能量。2 ：伏安特性：線性電阻：電壓 U 與電流I 之間是線性關系的電阻?！菊鎸嵡闆r不存在】非線性電阻：電壓U 與電流I不成正比的電阻。二

6、歐姆定律1 ：歐姆定律含義：電阻元件兩端的電壓與通過它的電流成正比。2 ：歐姆含義：當電阻元件兩端的電壓是 1V ，通過它的電流是 1A 時，該元件的電阻就是 1 。3 ：電導：電阻的倒數?！居?G 表示，單位S（西門子）】三開路與短路1 ：開路：二端元件，通過它的電流恒等于零。2 ：短路：二端元件，兩端電壓恒等于零?！緹o特別說明，導線可看作是電阻不存在】3 ：等效：只要伏安特性完全相同，則元件（電路、網絡）等效。第四章正弦交流電路的基本概念和基本定律第一節正弦量一概念綜述1 ：交流電：一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。 正弦交流電路：指電壓和電流均按

7、正弦規律變化的電路。【世界各國的電力系統，都采用正弦交流電壓】2 ：交流電方向：當 i>0 （正半周）時，電流的實際方向與參考方向相同；反之亦然。 3 ：正弦量：正弦電壓、電流等物理量的統稱。正弦量的特征：表現為變化的快慢（頻率or 周期）、取值的范圍（振幅或有效值）和起始值（ 相位或初相）三個方面。【括號內的物理量統稱為其三要素】二頻率與周期1 ：周期：正弦量完成一個循環所需要的時間?！居谩癟”表示，單位：秒（s）】2 ：頻率：每秒內經歷的循環數。【用“f”表示，單位：赫茲（Hz ）】【我國基本采用 50Hz 作為電力標準頻率，工程上稱之為“工頻”】角頻率：頻率的 2 倍。【用“ ”表

8、示，單位：弧度每秒（rad/s）】三幅值與有效值1 ：瞬時值：正弦量在任意瞬間的值。【用小寫字母表示：u,i】2 ：幅值：正弦量瞬時值中最大的值?！居酶接邢聵?m 的大寫字母表示：、】 【由于i，所以幅值確定了正弦量i變化的范圍?！? ：有效值在相同的電阻上分別通以直流電流和交流電流，經過一個交流周期的時間，如果它們在電阻上所消耗的電能相等的話，則把該直流電流（電壓）的大小作為交流電流（電壓）的有效值?！居么髮懽帜副硎尽俊窘涣麟娮龉Φ男挥梅刀怯糜行е祦碛嬃康摹！俊局芷陔娏鞯挠行е?，即瞬時值的瓶放在一個周期內平均后的平方根，故有效值又稱方均根值】【工程上常說交流電壓 220V 等和電

9、器設備銘牌上所示值均為有效值；交流電表的刻度也是由有效值確定】【計算電路中各元件耐壓值和絕緣的可靠性時，需用幅值】個人想法：其實有效值就是為了方便計算而取得交流電的“平均值”！四相位與初相1 ：正弦量表達式：2 ：相位角：角度（ +），簡稱相位。反映了正弦量變化的進程，對每一給定的時刻，都有相應的相位。初相為，電流的起始值?！締挝唬夯《龋╮ad）】【初相范圍：（-，+ ）】【初相的正負又其零點與計時起點在橫軸上的相對位置而定】3 ：相位差：兩個同頻率正弦量的相位角之差?！居帽硎尽俊緦τ趦蓚€同頻率正弦量來說，相位差等于初相之差，為定值、與計時起點的選擇無關。】【從波形上看，即為相鄰兩個零點（峰值

10、）之間所間隔的相位角】【由左圖可知，u 先于i到達零（峰）點即稱：相位上u 比 i超前角=i 比 u 滯后角】【左圖中，和具有相同的初相，故相位差 =0 即稱： 和同向或兩者變化步調一致?！俊咀髨D中，和的相位差，即稱：和反向或兩者的變化過程完全相反。】第二節正弦量的相量表示法一復數概論1 ：復數：為復數的代數形式【j=；虛數單位】復平面：每個復數在復平面上都有一點 A （ ， ）與之對應； 或用復平面上的矢量表示?！酒溟L度a 稱之為復數A 的模；它與實軸正向之間的夾角 稱之為幅角】為復數的極坐標形式2 ：坐標系轉換公式：3 ：復數運算：即：復數相乘，其模相乘，幅角相加即：復數相除，其模相除，幅

11、角相減二相量1 ：相量：用復數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復數。【為了與一般的復數相區別，常在表示相量的大寫字母上打“ ”】2 ：相量圖：把幾個同頻率正弦量的相量展現在同一復平面上，因而得到的圖形。【圖中，電流相量分別與、 垂直，因此正弦電流分別與、 相位正交?！俊緢D中，電流相量與共線反向，因此正弦電流 與反相?！俊咀⒁猓何淖址柕拇笮∫智?，瞬時值和相量不要混淆。雖然其都代表同一物理量，并有一定的對應關系，但“對應”并不是“相等”?！康谌濍娮柙捌浣涣麟娐芬浑妷号c電流的相量關系1 ：元件特性綜述：每個元件的電壓和電流關系應從兩方面反映 兩者有效

12、值之比： 兩者的相位之差： 【還應主意頻率對其的影響?！? ：電壓與電流的關系式：（圖中?。居缮峡芍弘妷号c電流是兩個同頻率正弦量。電壓、電流的有效值（振幅）之間的關系仍然符合歐姆定律。在關聯參考方向下，電壓與電流同相位。】3 ：電壓相量與電流相量之間的關系式：二平均功率1 ：瞬時功率：在任一瞬間，電壓與電流的瞬時值的乘積?！居眯懽帜?p 表示】 2 ：瞬時功率相關性質：在電阻元件的交流電路中，u 和 i同相，其同時為正（負），步調一致故瞬時功率是非負值。即【瞬時功率為正，說明電阻元件總是接受能量而轉換為熱能。為不可逆的能量轉換過程】3 ：平均功率：功率在一個周期內的平均值?！居么髮懽帜?

13、P 表示】【又稱有功功率】【U 和 I是有效值，由于有效值是用直流值定義的。故其形式上與直流電路公式一樣?！俊就ǔ８鹘涣麟娖魃纤鶚说墓β?，均為平均功率】一電感元件第四節電感元件及其交流電路1 ：電感：變化著的磁場，在線圈中將產生感應電壓的感應現象?！緝Υ娲艌瞿芰俊?【單位為：亨利（亨），用“H ”表示】2 ：電感元件的感應電壓：【儲能元件】【任一時刻，電感元件的電壓并不取決于這一時刻電流的大小，而是與這一時刻電流的變化率成正比】【電感元件雖然有電流，如果電流不變（直流），其電壓為零，此時，電感元件相當于短路】【其電壓與電流的實際方向一致時，表面迪電感是從外部接受能量，并將能量儲存起來；反之亦然

14、】3 ：電感元件的磁場儲能：【只要電感有電流，便會有磁場儲能。與達到i的過程以及電壓大小無關】【L 一定時，電流越大，磁場越強，儲能越多】二電壓與電流的相量關系1 ：電壓與電流的關系式：【由上可知：電壓與電流是兩個同頻率的正弦量電壓與電流有效值（振幅）之比為在關聯參考方向下，電壓在相位上超前電流 】2 ：感抗：具有對交流電流進行阻礙作用的物理性質?！締挝粸椤?”】【當電感一定時，頻率越高，感抗越大。故電感線圈對高頻電流的阻礙作用很大。反之亦然?！? ：電壓相量與電流相量之間的關系式： 三無功功率1 ：瞬時功率：【在第一個 1/4 周期內，電流由零上升至峰值，這是磁場建立的過程，在此期間，u 、

15、i實際方向相同， 瞬時功率為正，表明外電路向電感輸送能量，并轉化為磁能儲存于線圈磁場內。第二個1/4 周期則反之。第三、第四同之，但電流和磁場方向相反。這是一種可逆的能量互換過程?！俊居捎诖艌瞿芰颗c電流平方成正比，故磁場儲能與電流和磁場方向無關。】2 ：平均功率：【電感元件中沒有能量消耗，只有電感與外電路之間的能量轉換?！? ：無功功率：等于電感瞬時功率的振幅?！締挝粸椤盁o功伏安”，簡稱乏（var）】【反映了電感與外電路之間能量轉換的規?！康谖骞濍娙菰捌浣涣麟娐芬浑娙菰? ：電容：衡量電容元件儲集電荷能力的物理量。【用字母 C 表示】【單位為法拉（法），用“F”表示】 【若電容C 是常量，則電容器為線性電容元件】2 ：電容元件的電流：【儲能元件】關聯參考方向下，否則要加“-”【任一時刻，電容元件的電流并不取決于這一時刻電壓的大小，而是與這一時刻電壓的變化率成正比】【電容元件雖有電壓，如果大小不變（直流），則電流為 0，這時，電容元件相當于開路】【其電流與電壓的實際方向一致時，表明電容元件從外部接受能量，并轉化為電場能量儲存；反之亦然】3 ：電容元件的電場儲能：【只要電容有電壓，電容元件便有儲能，與到達u 的過程以及電流大小無關】【一個充過電的電容元件脫離電源后仍能在較長時間里保持儲能。】二電壓與電