一級結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)資格考試輔導(dǎo)資料電氣與信息

一級結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)資格考試輔導(dǎo)電氣與信息

注冊工程師職業(yè)資格考試輔導(dǎo)2023/2/61內(nèi)容：

電場與磁場電路分析方法電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)信號與信息/*計(jì)算機(jī)知識2023/2/628.1電磁學(xué)概念 庫侖定律 電場強(qiáng)度高斯定理 安培環(huán)路定理磁路的歐姆定律電磁運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的基本運(yùn)動(dòng)形式之一，理解和掌握電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律在理論和實(shí)踐上有重要的意義！當(dāng)然也是我們電路電子學(xué)科的基礎(chǔ)。2023/2/63㈠、庫侖定律___靜止點(diǎn)電荷相互作用的關(guān)系方向：沿著兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線方向 （同性相斥，異性相吸）大小：正比于電荷所帶電量大小的乘積

反比于兩點(diǎn)距離的平方2023/2/64㈡、電場強(qiáng)度---電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于單位試驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力。定義：場源是電量為q的點(diǎn)電荷，在觀測點(diǎn)p的電場強(qiáng)度為：

+qi+q2q0-q1電場強(qiáng)度疊加原理:點(diǎn)電荷系電場中，任意點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和例8-12023/2/65Sr+Q-Q例1A2023/2/66㈢、高斯定理---電場強(qiáng)度的分布與場源電荷的關(guān)系

真空中通過任意閉合曲面的電通量等于該曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和除以真空介電常數(shù)。C設(shè)真空中點(diǎn)電荷+q1和點(diǎn)電荷+q2相距2a，且q2=2q1，以+q1為中心，a為半徑形成封閉球面，則通過該球面的電通量為（）

：（A）3q1（B）2q1（C）q1（D）0例22023/2/67㈣、電場力做功靜電場中ａ，ｂ兩點(diǎn)的電勢差Uａｂ在數(shù)值上等于把單位正電荷從ａ點(diǎn)移動(dòng)到ｂ點(diǎn)時(shí)，靜電場力所做的功。１、電勢差：２、電場力做功：用電勢差表示：ａ，ｂ兩點(diǎn)的電勢差Uａｂ叫做電壓。2023/2/68磁路：主磁通所經(jīng)過的路徑。線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通i線圈㈤、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度①、磁通靜止的電荷產(chǎn)生靜電場，運(yùn)動(dòng)的電荷不僅產(chǎn)生電場還會產(chǎn)生磁場。2023/2/69②、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）③、磁場強(qiáng)度H磁場強(qiáng)度是磁場計(jì)算的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。2023/2/610一般材料的磁導(dǎo)率和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料*磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導(dǎo)率()為常數(shù)2023/2/611高斯定理的積分形式對任意閉合曲面，穿入的磁感應(yīng)線條數(shù)與穿出的磁感應(yīng)線條數(shù)相同，因此，通過任何閉合曲面的磁通量為零。和靜電場中的高斯定理比較：磁場→無源場電場→有源場＊.磁場的高斯定理通過有限曲面的磁通量為：2023/2/612㈥、安培力

磁場中載流導(dǎo)體受到磁場力的作用。例：長為Ｌ的通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中受力為例8-32023/2/613㈦、安培環(huán)路定律任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分I1I2I3電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手定則取正號；否則取負(fù)號。通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。=2023/2/614例：無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數(shù)NIxHL：稱為磁壓降NI：稱為磁動(dòng)勢。用F

表示為：F=NI分析:2023/2/615對于均勻磁路磁路的歐姆定律磁路的歐姆律：則：INSL注：由于磁性材料是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性分析，不做定量計(jì)算。令：Rm

稱為磁阻2023/2/616磁路歐姆定律磁阻磁感應(yīng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律磁路IN電路歐姆定律電阻電流密度克氏電壓定律克氏電流定律磁路與電路的比較電路R+_EI2023/2/6178.2電路的基本概念和基本定律8.2.1、電路作用8.2.2、電路基本元件：有源（電源）元件

無源（負(fù)載）元件8.2.3基本定律歐姆定律 基爾霍夫定律2023/2/6188.2.2、電路基本元件㈠、電源元件

1、電壓源模型

2、電流源模型

3、兩種電源的等效變換

aUS+-bIUabRORL2023/2/6191電壓源模型20由上圖電路可得:U=ＵＳ

–IR0

若R0=0理想電壓源:U

ＵＳUO=ＵＳ

電壓源的外特性IUIRLR0+-ＵＳU+–電壓源是由電壓ＵＳ和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源的電路模型。若R0<<RL，UＵＳ

，可近似認(rèn)為是理想電壓源。理想電壓源O2023/2/620理想電壓源（恒壓源）例3：21(2)輸出電壓是一定值，恒等于電動(dòng)勢。對直流電壓，有U

ＵＳ。(3)恒壓源中的電流由外電路決定。特點(diǎn):(1)內(nèi)阻R0

=0IＵＳ+_U+_設(shè)ＵＳ

=10V，接上RL

后，恒壓源對外輸出電流。RL

當(dāng)RL=1時(shí)，U=10V，I=10A

當(dāng)RL=10時(shí)，U=10V，I=1A外特性曲線IUO電壓恒定，電流隨負(fù)載變化ＵＳ2023/2/6212電流源模型22IRLU0=ISR0

電流源的外特性IU理想電流源OIS電流源是由電流IS和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電源的電路模型。若R0=理想電流源:I

IS

若R0>>RL，I

IS

，可近似認(rèn)為是理想電流源。電流源電流源模型R0UR0UIS+－2023/2/622理想電流源（恒流源)例4：23(2)輸出電流是一定值，恒等于電流IS；(3)恒流源兩端的電壓U由外電路決定。特點(diǎn):(1)內(nèi)阻R0

=；設(shè)

IS=10A，接上RL

后，恒流源對外輸出電流。RL當(dāng)RL=1時(shí)，I=10A，U=10V當(dāng)RL=10時(shí)，I=10A，U=100V外特性曲線

IUISOIISU+_電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。2023/2/6233電源兩種模型的等效變換24由圖a：

U=ＵＳ－IR0由圖b：U=ISR0–IR0IRLR0+–U+–電壓源等效變換條件:ＵＳ

=ISR0RLR0UR0ISI+–電流源ＵＳ2023/2/62425(2)等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。(3)理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。(1)電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言，對電源內(nèi)部則是不等效的。

注意事項(xiàng)：當(dāng)RL=時(shí)，電壓源的內(nèi)阻R0

中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻R0

中則損耗功率。(4)任何一個(gè)電動(dòng)勢ＵＳ

和某個(gè)電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)電流為IS和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。R0+–ＵＳabISR0abR0–+ＵＳabISR0ab2023/2/625例5:26求下列各電路的等效電源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+(c)a+-2V5VU+-b2+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+2023/2/626271電阻元件描述消耗電能的性質(zhì)根據(jù)歐姆定律:即電阻元件上的電壓與通過的電流成線性關(guān)系線性電阻

金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)，表達(dá)式為：表明電能全部消耗在電阻上，轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)。電阻的能量Ru+_

㈡、負(fù)載元件2023/2/627在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下u=i·R在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下u=-i·RRi+_uRi+_u伏安特性

以電壓和電流為坐標(biāo)， 畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。Oui2023/2/628電容元件定義+u-+q-qCi特性方程電容元件儲存的能量電容元件在任何時(shí)刻t所儲存的電場能量2023/2/629電感元件的特性方程+-uiL電感元件儲存的磁場能量

3、電感元件2023/2/630㈢.電路的基本定律

1、歐姆定律

2、基爾霍夫定律

⑴、電流定律

⑵、電壓定律

I=02023/2/6311

基爾霍夫電流定律(KCL定律)

在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。Ｉ=0對結(jié)點(diǎn)a：I1+I2–I3=0在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。2

基爾霍夫電壓定律（KVL定律)即：U=0I1R1+I3R3–Ｕ1=0I2R2+I3R3–Ｕ2=012I1I2I3ba+-Ｕ2R2+

-R3R1Ｕ12023/2/632電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。推廣I=?例:I=0IA+IB+IC=02+_+_I51156V12VIAIBICAIBCIABACBIC廣義結(jié)點(diǎn)2023/2/6332005年.圖示電路U=12V、UE=10V,R=0.4kΩ.則電流I等于多少?(A) 0.055A(B) 0.03A(C) 0.025A(D) 0.005A習(xí)題62023/2/634習(xí)題7： 圖示電路，S斷開后，A點(diǎn)電位VAo； S閉合后，A點(diǎn)電位Uas分別是

（a）-4v,3.6v （b）6v,0v （c）4v,-2.4v （d）-4v,2.4v

2023/2/635注意：應(yīng)用于線性電路。

［獨(dú)立電源和線性元件構(gòu)成的電路］直接應(yīng)用VCR,KVL,KCL列電路方程

1

、支路電流法

2、電源變換法

3、疊加原理

4、戴維南定理8.3電路的基本分析方法

8.3.1直流電路分析

2023/2/636 支路電流法是最基本的解題方法。它直接應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對結(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程組，而后解出各未知支路電流。1

支路電流法解題步驟:1.選定支路并標(biāo)出各支路電流的參考方向，并對選定 的回路標(biāo)出回路循行方向。2.應(yīng)用KCL列出(n－1)個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程。3.應(yīng)用KVL列出b－(n－1)個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程。4.聯(lián)立求解b

個(gè)方程，求出各支路電流。2023/2/637習(xí)題8：2023/2/638電壓源模型的外特性和電流源模型的外特性相同。我們可以利用兩種電源的模型互相等效求解電路。注意的是：電源變換關(guān)系只對外電路等效，對電源內(nèi)部則不等效。2

電源變換法應(yīng)用[習(xí)題9]用電源變換法求圖示電路的電流I=?2023/2/639[習(xí)題3]

用電源變換法求圖示電路的電流I=?2023/2/6403

疊加原理

疊加原理：對于線性電路，任何一條支路的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。+=原電路R1(a)R3I1I3ＵS1+–+–R2I2ＵS2I′1I′2ＵS1

單獨(dú)作用R1(b)R3I′3+–R2ＵS1ＵS2單獨(dú)作用R2(c)R3+–R1I1I2I3ＵS22023/2/641①疊加原理只適用于線性電路。③不作用電源的處理：

US

=0，即將電壓源短路；

Is=0，即將電流源開路

。②功率P不能用疊加原理計(jì)算。

注意事項(xiàng)：④解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。

若分電路中電壓電流與原電路中電流、電壓的 參考方向相同為正，否則為負(fù)。2023/2/642習(xí)題10：＝＋＋Ｉ”Ｉ’Ｉ’”Ｉ＝Ｉ’＋Ｉ”＋（－Ｉ”’）2023/2/643習(xí)題11:電路如圖所示，(用疊加定理求)電阻RL上消耗的功率為【 】（a）1/24W（b）3/8W（c）1/8W（d）12Wa2023/2/644任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電壓為US的理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源來等效代替。有源二端網(wǎng)絡(luò)RLab+U–IUSR0+_RLab+U–I

等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻Rab。

等效電源的電壓是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0。等效電源4、戴維南定理2023/2/645習(xí)題12：用戴維寧定理定理將圖示電路等效為電壓源。2023/2/646習(xí)題13：圖示電路中,電壓為【 】

A.30V B.9V C.10V D.6V

C2023/2/647有儲能元件（L、C）的電路在電路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)（如：電路接入電源、從電源斷開、電路參數(shù)改變等）存在過渡過程；沒有儲能作用的電阻（R）電路，不存在過渡過程。

電路中的

u、i在過渡過程期間，從“舊穩(wěn)態(tài)”進(jìn)入“新穩(wěn)態(tài)”，此時(shí)u、i

都處于暫時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)，所以過渡過程又稱為電路的暫態(tài)過程。產(chǎn)生過渡過程的電路及原因?

8.3.2、電路的暫態(tài)過程分析

2023/2/648（僅適用一階電路直流激勵(lì)）tof(t)f(∞)f(0+)tof(t)f(∞)f(0+)三要素法初始值f(0+)穩(wěn)態(tài)值f(∞)時(shí)間常數(shù)τ三要素2023/2/649、uc(0+)

與iL(0+)

按換路定則求出，如果：換路前電路處于穩(wěn)態(tài)

C視作開路iL(0+)=iL(0-)(2)其它電路變量的初始值1．初始值f(0+)的計(jì)算應(yīng)畫出t=0+的等效電路，然后按電阻電路計(jì)算L視作短路uc(0+)=uc(0-)2023/2/650在t→∞的等效電路中，因?yàn)橹绷髯饔秒姼幸曌鞫搪?．穩(wěn)態(tài)值f(∞)的計(jì)算當(dāng)t→∞，作出t→∞的等效電路，然后按電阻電路計(jì)算電容視作開路所以2023/2/651習(xí)題１４：用三要素法求解解：電路如圖，t=0時(shí)合上開關(guān)S，合S前電路已處于穩(wěn)態(tài)。試求電容電壓

。(1)確定初始值由t=0-電路可求得由換路定則t=0-等效電路9mA+-6k

RS9mA6k2F3kt=0+-C

R2023/2/652(2)確定穩(wěn)態(tài)值由換路后電路求穩(wěn)態(tài)值(3)由換路后電路求時(shí)間常數(shù)

t∞電路9mA+-6k

R3kS9mA6k2F3kt=0+-C

R2023/2/653三要素uC的變化曲線如圖18V54VuC變化曲線tO2023/2/654習(xí)題１５（2007年）2023/2/6558.3.3、正弦交流電路分析

1、正弦交流電的三要素

2、正弦交流電的表示法

Tut2023/2/656波形圖瞬時(shí)值相量圖復(fù)數(shù)符號法正弦量的三個(gè)要素及四種表示法

Ti2023/2/657+j+1Abar0正弦量的相量表示(1)代數(shù)式A=a+jb式中:(2)指數(shù)式

(3)極坐標(biāo)式2023/2/658正誤判斷？1.已知：？有效值？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45?？最大值？？負(fù)號2.已知：4.已知：2023/2/659例16:已知有效值I=16.8A求：8.3.4單相交流電路2023/2/6601單一參數(shù)正弦交流電路的基本關(guān)系

電路參數(shù)電路圖（正方向）復(fù)數(shù)阻抗電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值有效值相量圖相量式功率有功功率無功功率Riu設(shè)則u、i

同相LiuCiu設(shè)則u領(lǐng)先i90°設(shè)則u落后i90°000基本關(guān)系2023/2/6612、R-L-C串聯(lián)交流電路RLC令2023/2/662關(guān)于復(fù)數(shù)阻抗Z

的討論由復(fù)數(shù)形式的歐姆定律可得：結(jié)論：Ｚ的模為電路總電壓和總電流有效值之比，而Ｚ的幅角則為總電壓和總電流的相位差。----Z和總電流、總電壓的關(guān)系2023/2/663有功功率P有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，或各支路有功功率之和。無功功率Q等于電路中各電感、電容無功功率之和，或各支路無功功率之和?；蚧騌LC2023/2/664阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQP將電壓三角形的有效值同除I得到阻抗三角形將電壓三角形的有效值同乘I得到功率三角形R2023/2/665

a.下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？兩個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí),在什么情況下:成立。U=14V?U=70V?(a)34V1V2

6V8V+_6830V40V(b)V1V2+_習(xí)題172023/2/666+-d.圖示電路中,已知?jiǎng)t該電路呈感性?c.圖示電路中,已知A1+-A2A3電流表A1的讀數(shù)為3A,試問(1)A2和A3的讀數(shù)為多少?(2)并聯(lián)等效阻抗Z為多少?習(xí)題182023/2/667正弦交流電路的分析和計(jì)算若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（

)表示，則直流電路中介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電路中都能使用。相量形式的基爾霍夫定律相量（復(fù)數(shù)）形式的歐姆定律

電阻電路純電感電路純電容電路一般電路2023/2/668一般正弦交流電路的解題步驟1.根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變)2.根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖3.用相量法或相量圖求解4.將結(jié)果變換成要求的形式2023/2/669習(xí)題19：.圖示電路,正弦電流i2的有效值I2=lA.電流i3的有效值I3=2A,因此電流I1的有效值等于多少?(A).(B).1+2=3A(C).2-l=lA(D).不能確定2023/2/670習(xí)題20：圖示電路,u=141sin(314t-30°)V,i=14.lsin(314t-60°)A,這個(gè)電路的有功功率P 等于多少?(A).500w(B).866W(C).l000W(D).1988W2023/2/671習(xí)題21、兩阻抗Z1和Z2串聯(lián)，施加一正弦電壓u，今測得兩阻抗的電壓u1，u2波形如圖所示。求：(1)電源電壓u=?++--+-2023/2/6728.3.5、三相交流電路分析

---為相電壓

---為線電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為ACBN1、三相電源：2023/2/673相量圖波形圖相量表示U2U1

.

.120°120°120°U3

.三相電壓瞬時(shí)表示式uOu1u2u32120°240°360°2023/2/674負(fù)載形接法對稱負(fù)載下：負(fù)載Y形接法ACBZZZ???ACB

NZZZ2、三相負(fù)載：2023/2/675ACBNZAZBZC負(fù)載星形接法時(shí)的一般計(jì)算方法解題思路：一般線電壓為已知，然后根據(jù)相電壓和負(fù)載求電流。2023/2/676討論：若一樓（A相）斷開，二樓（B相）三樓（C相）接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的1/4）結(jié)果如何？結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過額定電壓，燈泡被燒。ACBR2R3分析如果采用三項(xiàng)四線制（有中線），結(jié)果如何。2023/2/677習(xí)題22：2023/2/678ACBZZZ???ACB

NZZZ習(xí)題2３2023/2/679習(xí)題2４、圖示對稱三相電路中，已知電源線電壓為380v，，，三相負(fù)載功率P是【 】 A.1341wB.775wC.2323wD.4023w2023/2/680*安全用電常識1.電氣事故的原因1)違章操作2)施工不規(guī)范3)產(chǎn)品質(zhì)量不合格4)偶然條件2023/2/6812.觸電方式A.接觸正常帶電體

(1)電源中性點(diǎn)接地的單相觸電通過人體電流:式中:

UP:電源相電壓(220V)Ro:接地電阻4Rb:人體電阻1000這時(shí)人體處于相電壓下，危險(xiǎn)較大。R02023/2/682(2)電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電R'對地絕緣電阻Ib人體接觸某一相時(shí)，通過人體的電流取決于人體電阻Rb與輸電線對地絕緣電阻R'的大小。若輸電線絕緣良好，絕緣電阻R'較大，對人體的危害性就減小。但導(dǎo)線與地面間的絕緣可能不良(R‘較小)，甚至有一相接地，這時(shí)人體中就有電流通過。2023/2/683(3)雙相觸電雙相觸電觸電后果更為嚴(yán)重通過人體的電流：B.接觸正常不帶電的金屬體當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當(dāng)人觸及帶電設(shè)備的外殼時(shí)，相當(dāng)于單相觸電。大多數(shù)觸電事故