電工基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)筆記

1、-【電工基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)筆記】-第一章電路的基本概念和基本定律第一節(jié)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(shè)備和元器件為完成特定功能按一定方式聯(lián)接而成的。 電源：電路中提供電能、電信號(hào)的設(shè)備。 負(fù)載：使用電能的設(shè)備。2：原理電路圖：為了畫(huà)電路圖時(shí)方便，人們用一些圖形符號(hào)來(lái)代表各種電氣設(shè)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(gè)限流元件。 電感：是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來(lái)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(jīng)理想化后，成為只有某種單一電磁性能的元件，是實(shí)際元器件

2、的近似。3：N端元件：具有N個(gè)引出端鈕的元件。4：電路模型：任何一個(gè)實(shí)際電路都可以用一些電路元件的組合來(lái)表示，從而得到的電路。三、電路、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)1：電路：有理想元件組成的電路模型。2：網(wǎng)絡(luò)：較復(fù)雜的電路呈現(xiàn)的網(wǎng)狀。3：系統(tǒng)：由若干個(gè)電路單元組成以實(shí)現(xiàn)某種功能的有機(jī)整體。4：信號(hào)：電路中反應(yīng)信息特征的電流，電壓。5：激勵(lì)：電路的輸入信號(hào)。6：響應(yīng)：電路的輸出信號(hào)。第二節(jié) 電路的基本物理量一、電流1：電流形成：電荷的定向移動(dòng)。2：電流定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。3：電流方向：正電荷移動(dòng)的方向。（國(guó)際規(guī)定）4：電流種類(lèi)：直流電流：大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流?！居肐表示】 周期電流：

3、大小和方向均隨時(shí)間周期變化的電流。 交流電流：當(dāng)周期電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零的電流。【用i表示】5：電流公式：對(duì)于直流，若在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Q，則電流為 對(duì)于交流，若在時(shí)間dt內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為dq，則電流瞬間值為6：安培定義：1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量為1C時(shí)，電流為1A。 7：參考方向：為了分析和計(jì)算電路的需要，可任選其中一個(gè)方向作為電流的參考方向，并用箭頭標(biāo)明。 【當(dāng)電流實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)，則電流為正值；反之亦然。】2 電壓1：電壓定義：電路中ab兩點(diǎn)之間的電壓表明單位正電荷由a點(diǎn)轉(zhuǎn)移到b點(diǎn)時(shí)所獲得或失去的能量。 是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)

4、生的能量差的物理量。 【電荷在電路中流動(dòng)時(shí)，一定有能量交換發(fā)生?！?：電壓公式： 【如果正電荷由a轉(zhuǎn)移到b時(shí)獲得能量，則a點(diǎn)為低電位端。反之亦然。】3：電壓種類(lèi)：直流電壓：電壓大小和極性都不隨時(shí)間變化?！居肬表示】 交流電壓：電壓大小和極性均隨時(shí)間周期性變化，且在一周期內(nèi)平均值為零?！居胾表示】4：伏特定義：當(dāng)電場(chǎng)力將1C的電量從一點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一點(diǎn)所做的功為1J時(shí)，兩點(diǎn)間的電壓為1V。5：電壓方向：電壓的實(shí)際方向?yàn)檎龢O指向負(fù)極，即電壓的正方向?yàn)殡娢唤档偷姆较颉?【Uab表示由a到b是電位降低的方向；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(dú)立的。 為了方便起見(jiàn)，對(duì)

5、同一段電路，電流參考方向由電壓的“+”極端志向“-”極端。關(guān)聯(lián)方向。7：電動(dòng)勢(shì)：在電源內(nèi)部，電源力將單位正電荷由負(fù)極移動(dòng)到正極所做的功。 方向?yàn)樨?fù)極指向正極。8：理想電源：電流流過(guò)電源內(nèi)部沒(méi)有能量損耗的電源。【理想電源的端電壓用Us表示，數(shù)值=電動(dòng)勢(shì)E】第3節(jié) 歐姆定律一電阻元件1：電阻元件定義：具有阻礙電流通過(guò)的作用。電流通過(guò)電阻時(shí)，必然轉(zhuǎn)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(guān)系的電阻。【真實(shí)情況不存在】 非線性電阻：電壓U與電流I不成正比的電阻。二歐姆定律1：歐姆定律含義：電阻元件兩端的電壓與通過(guò)它的電流成正比。2：歐姆含義：當(dāng)電阻元件兩端的電壓是1V，通過(guò)它的電流是1

6、A時(shí)，該元件的電阻就是1。3：電導(dǎo)：電阻的倒數(shù)?！居肎表示，單位S（西門(mén)子）】三開(kāi)路與短路1：開(kāi)路：二端元件，通過(guò)它的電流恒等于零。2：短路：二端元件，兩端電壓恒等于零。【無(wú)特別說(shuō)明，導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)）等效。第4章 正弦交流電路的基本概念和基本定律第1節(jié) 正弦量1 概念綜述1：交流電：一般指大小和方向隨時(shí)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：指電壓和電流均按正弦規(guī)律變化的電路?！臼澜绺鲊?guó)的電力系統(tǒng)，都采用正弦交流電壓】2：交流電方向：當(dāng)i0（正半周）時(shí)，電流的實(shí)際方向與 參考方向相同；反之亦然。3：正弦

7、量：正弦電壓、電流等物理量的統(tǒng)稱(chēng)。 正弦量的特征：表現(xiàn)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(gè)方面。 【括號(hào)內(nèi)的物理量統(tǒng)稱(chēng)為其三要素】2 頻率與周期1：周期：正弦量完成一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間?！居谩癟”表示，單位：秒（s）】2：頻率：每秒內(nèi)經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)?！居谩癴”表示，單位：赫茲（Hz）】【我國(guó)基本采用50Hz作為電力標(biāo)準(zhǔn)頻率，工程上稱(chēng)之為“工頻”】 角頻率：頻率的2倍?！居谩?”表示，單位：弧度每秒（rad/s）】3 幅值與有效值1：瞬時(shí)值：正弦量在任意瞬間的值。【用小寫(xiě)字母表示：u,i】2：幅值：正弦量瞬時(shí)值中最大的值?！居酶接邢聵?biāo)m的大寫(xiě)字母表

8、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(jīng)過(guò)一個(gè)交流周期的時(shí)間，如果它們?cè)陔娮枭纤牡碾娔芟嗟鹊脑挘瑒t把該直流電流（電壓）的大小作為交流電流（電壓）的有效值。【用大寫(xiě)字母表示】 【交流電做功的效應(yīng)往往不用幅值而是用有效值來(lái)計(jì)量的。】 【周期電流的有效值，即瞬時(shí)值的瓶放在一個(gè)周期內(nèi)平均后的平方根，故有效值又稱(chēng)方均根值】 【工程上常說(shuō)交流電壓220V等和電器設(shè)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(jì)算電路中各元件耐壓值和絕緣的可靠性時(shí)，需用幅值】 個(gè)人想法：其實(shí)有效值就是為了方便計(jì)算而取得交流電

9、的“平均值”！4 相位與初相1：正弦量表達(dá)式：2：相位角：角度（ + ），簡(jiǎn)稱(chēng)相位。反映了正弦量變化的進(jìn)程，對(duì)每一給定的時(shí)刻，都有相應(yīng)的相位。 初相為 ，電流的起始值 。【單位：弧度（rad）】【初相范圍：（-，+）】 【初相的正負(fù)又其零點(diǎn)與計(jì)時(shí)起點(diǎn)在橫軸上的相對(duì)位置而定】3：相位差：兩個(gè)同頻率正弦量的相位角之差?！居?表示】 【對(duì)于兩個(gè)同頻率正弦量來(lái)說(shuō)，相位差等于初相之差，為定值、與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)?！?【從波形上看，即為相鄰兩個(gè)零點(diǎn)（峰值）之間所 間隔的相位角】 【由左圖可知，u先于i到達(dá)零（峰）點(diǎn) 即稱(chēng)：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

10、=0 即稱(chēng)： 和 同向或兩者變化步調(diào)一致?！?【左圖中， 和 的相位差 ， 即稱(chēng)： 和 反向或兩者的變化過(guò)程完全相反?！康?節(jié) 正弦量的相量表示法一復(fù)數(shù)概論1：復(fù)數(shù)： 為復(fù)數(shù)的代數(shù)形式 【j= ；虛數(shù)單位】 復(fù)平面：每個(gè)復(fù)數(shù)在復(fù)平面上都有一點(diǎn)A（ ， ）與之對(duì)應(yīng)； 或用復(fù)平面上的矢量表示。 【其長(zhǎng)度a稱(chēng)之為復(fù)數(shù)A的模；它與實(shí)軸正向之間的夾角 稱(chēng)之為幅角】 為復(fù)數(shù)的極坐標(biāo)形式2：坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式：3：復(fù)數(shù)運(yùn)算： 即：復(fù)數(shù)相乘，其模相乘，幅角相加 即：復(fù)數(shù)相除，其模相除，幅角相減2 相量1：相量：用復(fù)數(shù)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(fù)數(shù)。 【為了與一般的復(fù)數(shù)

11、相區(qū)別，常在表示相量的大寫(xiě)字母上打“ ”】2：相量圖：把幾個(gè)同頻率正弦量的相量展現(xiàn)在同一復(fù)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?！?【圖中，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?hào)的大小要分清，瞬時(shí)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(duì)應(yīng)關(guān)系，但“對(duì)應(yīng)”并不是“相等”?！?第3節(jié) 電阻元件及其交流電路1 電壓與電流的相量關(guān)系1：元件特性綜述：每個(gè)元件的電壓和電流關(guān)系應(yīng)從兩方面反映 兩者有效值之比： 兩者的相位之差： 【還應(yīng)主意頻率對(duì)其的影響?！?：電壓與電流的關(guān)系式： （圖中取 ） 【由上可

12、知： 電壓與電流是兩個(gè)同頻率正弦量。 電壓、電流的有效值（振幅）之間的關(guān)系仍然符合歐姆定律。 在關(guān)聯(lián)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(guān)系式：2 平均功率1：瞬時(shí)功率：在任一瞬間，電壓與電流的瞬時(shí)值的乘積。【用小寫(xiě)字母p表示】2：瞬時(shí)功率相關(guān)性質(zhì)：在電阻元件的交流電路中，u和i同相，其同時(shí)為正（負(fù)），步調(diào)一致 故瞬時(shí)功率是非負(fù)值。即 【瞬時(shí)功率為正，說(shuō)明電阻元件總是接受能量而轉(zhuǎn)換為熱能。為不可逆的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程】3：平均功率：功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值?！居么髮?xiě)字母P表示】【又稱(chēng)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?！?【

13、通常各交流電器上所標(biāo)的功率，均為平均功率】第4節(jié) 電感元件及其交流電路1 電感元件1：電感：變化著的磁場(chǎng)，在線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電壓的感應(yīng)現(xiàn)象?！緝?chǔ)存磁場(chǎng)能量】 【單位為：亨利（亨），用“H”表示】2：電感元件的感應(yīng)電壓：【儲(chǔ)能元件】 【任一時(shí)刻，電感元件的電壓并不取決于這一時(shí)刻電流的大小，而是與這一時(shí)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(shí)，電感元件相當(dāng)于短路】 【其電壓與電流的實(shí)際方向一致時(shí)，表面迪電感是從外部接受能量，并將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)；反之亦然】3：電感元件的磁場(chǎng)儲(chǔ)能： 【只要電感有電流，便會(huì)有磁場(chǎng)儲(chǔ)能。與達(dá)到i的過(guò)程以及電壓大小無(wú)關(guān)】 【L一定時(shí)

14、，電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)，儲(chǔ)能越多】2 電壓與電流的相量關(guān)系1：電壓與電流的關(guān)系式： 【由上可知： 電壓與電流是兩個(gè)同頻率的正弦量 電壓與電流有效值（振幅）之比為 在關(guān)聯(lián)參考方向下，電壓在相位上超前電流 】2：感抗：具有對(duì)交流電流進(jìn)行阻礙作用的物理性質(zhì)?！締挝粸椤?”】 【當(dāng)電感一定時(shí)，頻率越高，感抗越大。故電感線圈對(duì)高頻電流的阻礙作用很大。反之亦然。】3：電壓相量與電流相量之間的關(guān)系式： 3 無(wú)功功率1：瞬時(shí)功率： 【在第一個(gè)1/4周期內(nèi)，電流由零上升至峰值，這是磁場(chǎng)建立的過(guò)程，在此期間，u、i實(shí)際方向相同， 瞬時(shí)功率為正，表明外電路向電感輸送能量，并轉(zhuǎn)化為磁能儲(chǔ)存于線圈磁場(chǎng)內(nèi)。第二個(gè)1/4周期

15、則 反之。第三、第四同之，但電流和磁場(chǎng)方向相反。這是一種可逆的能量互換過(guò)程?！?【由于磁場(chǎng)能量與電流平方成正比，故磁場(chǎng)儲(chǔ)能與電流和磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān)?！?：平均功率： 【電感元件中沒(méi)有能量消耗，只有電感與外電路之間的能量轉(zhuǎn)換。】3：無(wú)功功率：等于電感瞬時(shí)功率的振幅?！締挝粸椤盁o(wú)功伏安”，簡(jiǎn)稱(chēng)乏（var）】 【反映了電感與外電路之間能量轉(zhuǎn)換的規(guī)?！康?節(jié) 電容元件及其交流電路1 電容元件1：電容：衡量電容元件儲(chǔ)集電荷能力的物理量?！居米帜窩表示】【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(chǔ)能元件】 關(guān)聯(lián)參考方向下，否則要加“-” 【任一時(shí)刻，電容元件的電流并不取決于這一時(shí)刻電壓的大小，而是與這一時(shí)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(shí)，電容元件相當(dāng)于開(kāi)路】 【其電流與電壓的實(shí)際方向一致時(shí)，表明電容元件從外部接受能量，并轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存；反之亦然】3：電容元件的電場(chǎng)儲(chǔ)能： 【只要電容有電壓，電容元件便有儲(chǔ)能，與到達(dá)u的過(guò)程以及電流大小無(wú)關(guān)】 【一個(gè)充過(guò)電的電容元件脫離電源后仍能在較長(zhǎng)時(shí)間里保持儲(chǔ)能?！? 電壓與電流的相量