電路基本知識總結(jié)

1/1電路基本知識總結(jié)(版)電路知識總結(jié)（精簡）

1.電流的參考方向可以任意指定，分析時：若參考方向與實際方向一致，則i>0，反之i0反之u>的題目中也會用到。

第2章電路的瞬態(tài)分析

一．換路定則：

1．換路原則是:

換路時：電容兩端的電壓保持不變，Uc(o+)=Uc(o-)。

電感上的電流保持不變，Ic(o+)=Ic(o-)。

原因是：電容的儲能與電容兩端的電壓有關(guān)，電感的儲能與通過的電流有關(guān)。

2．換路時，對電感和電容的處理

（1）換路前，電容無儲能時，Uc(o+)=0。換路后，Uc(o-)=0，電容兩端電壓等于零，可以把電容看作短路。

（2）換路前，電容有儲能時，Uc(o+)=U。換路后，Uc(o-)=U，電容兩端電壓不變，可以把電容看作是一個電壓源。

（3）換路前，電感無儲能時，IL(o-)=0。換路后，IL(o+)=0，電感上通過的電流為零，可以把電感看作開路。

（4）換路前，電感有儲能時，IL(o-)=I。換路后，IL(o+)=I，電感上的電流保持不變，可以把電感看作是一個電流源。

3．根據(jù)以上原則，可以計算出換路后，電路中各處電壓和電流的初始值。

二．RC電路的零輸入響應

三．RC電路的零狀態(tài)響應

2．電壓電流的充電過程

四．RC電路全響應

2．電路的全響應＝穩(wěn)態(tài)響應＋暫態(tài)響應

穩(wěn)態(tài)響應暫態(tài)響應

3．電路的全響應＝零輸入響應＋零狀態(tài)響應

零輸入響應零狀態(tài)響應

五．一階電路的三要素法：

1．用公式表示為：

其中：為待求的響應，待求響應的初始值，為待求響應的穩(wěn)態(tài)值。

2．三要素法適合于分析電路的零輸入響應，零狀態(tài)響應和全響應。必須掌握。

3．電感電路的過渡過程分析，同電容電路的分析。

電感電路的時間常數(shù)是:

六．本章復習要點

1．計算電路的初始值

先求出換路前的原始狀態(tài)，利用換路定則，求出換路后電路的初始值。

2．計算電路的穩(wěn)定值

計算電路穩(wěn)壓值時，把電感看作短路，把電容看作斷路。

3．計算電路的時間常數(shù)τ

當電路很復雜時，要把電感和電容以外的部分用戴維寧定理來等效。求出等效電路的電阻后，才能計算電路的時間常數(shù)τ。4．用三要素法寫出待求響應的表達式

不管給出什么樣的電路，都可以用三要素法寫出待求響應的表達式。

第3章交流電路復習指導

一．正弦量的基本概念

1．正弦量的三要素

（1）表示大小的量：有效值，最大值

（2）表示變化快慢的量：周期T，頻率f，角頻率ω.

（3）表示初始狀態(tài)的量：相位，初相位，相位差。

2．正弦量的表達式：

3．了解有效值的定義：

4．了解有效值與最大值的關(guān)系：

5．了解周期，頻率，角頻率之間的關(guān)系：

二．復數(shù)的基本知識：

1．復數(shù)可用于表示有向線段，如圖：

復數(shù)A的模是r，輻角是Ψ

2．復數(shù)的三種表示方式：

（1）代數(shù)式：

（2）三角式：

（3）指數(shù)式：

（4）極坐標式：

3．復數(shù)的加減法運算用代數(shù)式進行。

復數(shù)的乘除法運算用指數(shù)式或極坐標式進行。

4．復數(shù)的虛數(shù)單位j的意義：

任一向量乘以+j后，向前（逆時針方向）旋轉(zhuǎn)了，乘以-j后，向后（順時針方向）旋轉(zhuǎn)了。

三．正弦量的相量表示法：

1．相量的意義：用復數(shù)的模表示正弦量的大小，用復數(shù)的輻角來表示正弦量初相位。

相量就是用于表示正弦量的復數(shù)。為與一般的復數(shù)相區(qū)別，相量的符號上加一個小園點。

2．最大值相量：用復數(shù)的模表示正弦量的最大值。

3．有效值相量：用復數(shù)的模表示正弦量的有效值。

4．例題1：把一個正弦量用相量表示。

解：最大值相量為：

有效值相量為：

5．注意問題：

正弦量有三個要素，而復數(shù)只有兩個要素，所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位，沒有表示出交流電的周期或頻率。相量不等于正弦量。

6．用相量表示正弦量的意義：

用相量表示正弦后，正弦量的加減，乘除，積分和微分運算都可以變換為復數(shù)的代數(shù)運算。

7．相量的加減法也可以用作圖法實現(xiàn)，方法同復數(shù)運算的平行四邊形法和三角形法。

四．電阻元件的交流電路

1．電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系：u=Ri

式中，u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向

設：（式1）

則：（式2）

從上式中看到，u與i同相位。

2．最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)

從式2看到：

3．有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)

從式2看到：

4．相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)

由式1和式2得：

相位與相位同相位。

5．瞬時功率：

6．平均功率：

五．電感元件的交流電路

1．電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系：

式中，u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向

設：（式1）

則：（式2）

從上式中看到，u與i相位不同，u超前i

2．最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)

從式2看到：

3．有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)

從式2看到：

4．電感的感抗：

單位是：歐姆

5．相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)

由式1和式2得：

相位比相位的相位超前。

6．瞬時功率：

7．平均功率：

8．無功功率：用于表示電源與電感進行能量交換的大小

Q=UI=XL

單位是乏：Var

六．電容元件的交流電路

1．電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系：

式中，u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向

設：（式1）

則：（式2）

從上式中看到，u與i不同相位，u落后i

2．最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)

從式2看到：

3．有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)

從式2看到：

4．電容的容抗：

單位是：歐姆

5．相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)

由式1和式2：

得：

相位比相位的相位落后。

6．瞬時功率：

7．平均功率：

8．無功功率：用于表示電源與電容進行能量交換的大小

為了與電感的無功功率相區(qū)別，電容的無功功率規(guī)定為負。

Q=-UI=-XC

單位是乏：Var

七．R、L、C元件上電路與電流之間的相量關(guān)系、有效值關(guān)系和相位關(guān)系如下表所示：

元件

名稱相量關(guān)系有效值

關(guān)系相位關(guān)系相量圖

電阻R

電感L

電容C

表1電阻、電感和電容元件在交流電路中的主要結(jié)論

八．RLC串聯(lián)的交流電路

RLC串聯(lián)電路的分析

RLC串聯(lián)電路如圖所示，各個元件上的電壓相加等于總電壓：

1．相量形式的歐姆定律

上式是計算交流電路的重要公式

2．復數(shù)阻抗：

復阻抗Z的單位是歐姆。

與表示正弦量的復數(shù)（例：相量）不同，Z僅僅是一個復數(shù)。

3．阻抗模的意義：

（1）此式也稱為有效值形式的歐姆定律

（2）阻抗模與電路元件的參數(shù)之間的關(guān)系

4．阻抗角的意義：

（1）阻抗角是由電路的參數(shù)所確定的。

（2）阻抗角等于電路中總電壓與電流的相位差。

（3）當，時，為感性負載，總電壓超前電流一個角；

當，時，為容性負載，總電壓滯后電流一個角；

當,時，為阻性負載，總電壓和電流同相位；這時電路發(fā)生諧振現(xiàn)象。

5．電壓三角形：在RLC串聯(lián)電路中，電壓相量組成一個三角形如圖所示。圖中分別畫出了、和三種情況下，電壓相量與電流相量之間的關(guān)系。

6．阻抗三角形：

了解R、XL、與角之間的關(guān)系及計算公式。

九．阻抗的串并聯(lián)

1．阻抗的串聯(lián)

電路如圖：

（1）各個阻抗上的電流相等：

（2）總電壓等于各個阻抗上和電壓之和：

（3）總的阻抗等于各個阻抗之和：

（4）分壓公式：

多個阻抗串聯(lián)時，具有與兩個阻抗串聯(lián)相似的性質(zhì)。

2．阻抗的并聯(lián)

電路如圖：

（1）各個阻抗上的電壓相等：

（2）總電流等于各個阻抗上的電流之和：

（3）總的阻抗的計算公式：或

（4）分流公式：

多個阻抗并聯(lián)時，具有與兩個阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。

3．復雜交流電路的計算

在少學時的電工學中一般不講復雜交流電路的計算，對于復雜的交流電路，仍然可以用直流電路中學過的計算方法，如：支路電流法、結(jié)點電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。

十．交流電路的功率

1.瞬時功率：p=ui=UmImsin(ωt+φ)sinωt=UIcosφ－UIcos(2ωt+φ)

2.平均功率：P===UIcosφ

平均功率又稱為有功功率，其中cosφ稱為功率因數(shù)。

電路中的有功功率也就是電阻上所消耗的功率：

3.無功功率：Q=ULI－UCI=I2(XL－XC)=UIsinφ

電路中的無功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。

4.視在功率：S=UI

視在功率的單位是伏安（VA），常用于表示發(fā)電機和變壓器等供電設備的容量。

5．功率三角形：P、Q、S組成一個三角形，如圖所示。其中φ為阻抗角。

它們之間的關(guān)系如下：

十一。電路的功率因數(shù)

1．功率因數(shù)的意義

從功率三角形中可以看出，功率因數(shù)。功率因數(shù)就是電路的有功功率占總的視在功率的比例。功率因數(shù)高，則意味著電路中的有功功率比例大，無功功率的比例小。

2．功率因數(shù)低的原因：

(1)生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負載

異步電動機，洗衣機、電風扇、日光燈都為感性負載。

(2)電動機輕載或空載運行（大馬拉小車）

異步電動機空載時cosφ=0.2～0.3，額定負載時cosφ=0.7～0.9。

3．提高功率因數(shù)的意義：

(1)提高發(fā)電設備和變壓器的利用率

發(fā)電機和變壓器等供電設備都有一定的容量，稱為視在功率，提高電路的功率因數(shù)，可減小無功功率輸出，提高有功功率的輸出，增大設備的利用率。

(2)降低線路的損耗

由公式，當線路傳送的功率一定，線路的傳輸電壓一定時，提高電路的功率因數(shù)可減小線路的電流，從而可以降低線路上的功率損耗，降低線路上的電壓降，提高供電質(zhì)量，還可以使用較細的導線，節(jié)省建設成本。

4．并聯(lián)電容的求法一，從電流相量圖中導出：

在電感性負載兩端并聯(lián)電容可以補償電感消耗的無功功率，提高電路的功率因數(shù)。電路如圖：

計算公式如下：

5．并聯(lián)電容的求法二，從功率三角形圖中導出：

如圖所示，和S1是電感性負載的阻抗角和視在功率，和S是加電容后電路總的阻抗角和視在功率，QL和QC分別是電感和電容的無功功率，Q是電路總的無功功率。

計算公式如下：

十二。本章復習重點

1．概念題：關(guān)于正弦量表達式、相量表達式式、感抗、容抗、阻抗等公式判斷正誤的題目，如教材各節(jié)后面的思考題?？赡芤蕴羁疹}、判斷題的形式出現(xiàn)。

2．用相量計算交流電路

用相量計算交流電路，是本章的核心內(nèi)容，必須掌握。但由于復數(shù)的計算很費時間，所以本章不會出很復雜的電路計算題。重點應掌握簡單交流電路的計算，例如：RLC串聯(lián)電路、RL串聯(lián)電路、RL串聯(lián)后再并聯(lián)電容等電路。

3．有些電路不用相量也能計算，甚至比用相量法計算電路要簡單。只用阻抗、相位角、有功功率、無功功率、視在功率等相差公式計算電路，例如作業(yè)題3.7.1、3.7.2等。

第4章供電與用電復習指導

一、概念題：

1．星形聯(lián)結(jié)法中線電壓與相電壓的關(guān)系，線電流與相電流的關(guān)系。三角形聯(lián)結(jié)法中線電壓與相電壓的關(guān)系，線電流與相電流的關(guān)系。

基本要求是：已知一個線電壓或相電壓的表達式(三角函數(shù)式或相量表達式)，能寫出其它線電壓和相電壓的表達式。

2．三相負載故障情況(短路、斷路)下，電路的分析與簡單計算。

3．已知負載的額定相電壓，根據(jù)三相電源的電壓考慮采用何種聯(lián)結(jié)方法(星形或三角形)。

二、簡單計算題：

考察三相電路的基本知識，一般用于對稱三相電路的計算。

例1：有一電源和負載都是星形聯(lián)結(jié)的對稱三相電路,已知電源線電壓為380V,負載每相阻抗模為10Ω,試求負載的相電流和線電流。

解：負載相電壓Up=220V

負載相電流Ip=22A

負載線電流IL=22A

三、用相量進行計算的題目

一般用于計算不對稱的三相電路。

例3：已知R1=22Ω，R2=38Ω，UL=380V，求線電流的大小。

解：用相量法求解。

設U相的相電壓為

四、用功率相加的方法計算電路

求總的有功功率、無功功率和視在功率的方法是：

總的有功功率等于各個元件的有功功率之和，等于各個支路的有功功率之和，也等于各個部分電路的有功功率之和。

總的無功功率等于各個元件的無功功率之和，等于各個支路的無功功率之和，也等于各個部分電路的無功功率之和。

總的視在功率按式計算。注意：一般情況下，

用此法計算電路，有時比用相量法計算電路要簡單一些，此方法也可用于單相交流電路的計算。

第6章電動機復習指導

一．本章主要的計算公式及分類

本章公式很多，可歸納總結(jié)如下：

1．轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、極對數(shù)、頻率之間的關(guān)系

2．輸出功率、轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系

3．輸入功率、額定電壓、額定電流、額定功率因數(shù)之間的關(guān)系

4．輸入功率、輸出功率、損耗和效率之間的關(guān)系

5．Y一△起動時起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的公式

6．自耦變壓器降壓起動時起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的公式

7．其它公式

二．本章復習重點

（一）.概念題：

1．關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、極對數(shù)、頻率之間的關(guān)系的題目。

例1．日本和美國的工業(yè)標準頻率為60Hz，他們的三相電動機在p=1和p=2時轉(zhuǎn)速如何？答：分別為3600轉(zhuǎn)/分和1800轉(zhuǎn)/分。

例2．50HZ的三相異步電動機，轉(zhuǎn)速是1440r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？轉(zhuǎn)子電流的頻率是多少？

答：S＝0.04，f2=Sf1=2HZ.

2．關(guān)于電動機的聯(lián)接方式（星形或三角形）及簡單計算。

例1．額定電壓為380V/660V，星/角聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，試問當電源電壓分別為380V和660V時各采用什么聯(lián)結(jié)方式？它們的額定電流是否相同？額定相電流是否相同？額定線電流是否相同？若不同，差多少？

答：當電源電壓為380V時采用三角形聯(lián)結(jié)方式，當電源電壓為660V時采用星形聯(lián)結(jié)方式時它們的額定相電流相同，額定線電流不同。

例2：380V星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，電源電壓為何值時才能接成三角形？380V角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，電源電壓為何值時才能接成星形？

答：220V和660V。

3．關(guān)于星形一三角形起動、自耦變壓器降壓起動的問題。

例1：星形-三角形減壓起動是降低了定子線電壓還是降低了定子線電壓？自偶減壓起動呢？

答：前者是降低了定子相電壓，沒有降低線電壓，后者是降低了定子線電壓，使得相電壓也隨之降低。

4．其它

（二）。計算題：至少會作以下2類題目。

1．關(guān)于電動機的額定數(shù)據(jù)的計算。

例1：一臺4個磁極的三相異步電動機，定子電壓為380V，頻率為50Hz，三角形聯(lián)結(jié)。在負載轉(zhuǎn)矩TL=133N?m時，定子線電流為47.5A，總損耗為5kW，轉(zhuǎn)速為1440r/min。求：（1）同步轉(zhuǎn)速；（2）轉(zhuǎn)差率；（3）功率因數(shù)；（4）效率。解：（1）由題目知p＝2，所以

（2）

（3）

（4）

2．關(guān)于能否采用直接起動、星形一三角形起動、自耦變壓器降壓起動的題目。

例1：某三相異步電動機，PN＝30kW，UN＝380V，三角形聯(lián)結(jié)，IN＝63A，nN＝740r/min，KS＝1.8，KI＝6，TL＝0.9TN，由SN=200KV?A的三相變壓器供電。電動機起動時，要求從變壓器取用的電流不得超過變壓器的額定電流。試問：（1）能否直接起動？（2）能否星－三角起動？（3）能否選用KA＝0.8的自耦變壓器起動？

答：（1）

變壓器的額定電流為

雖然但由于，故不可以直接起動。

（2）

由于，故不可以采用星一三角起動。

（3）

從變壓器取用的電流為：

由于，，故可以選用KA＝0.8的自耦變壓器起動。

第7章電氣控制電路復習指導

一．復習內(nèi)容：

1．熟悉電氣控制電路中常用控制電器的結(jié)構(gòu)、工作原理。包括刀開關(guān)、空氣開關(guān)、行程開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器等。

2．必須理解、掌握并能默寫（畫）出異步電動機起停控制電路和正反轉(zhuǎn)控制電路，這是本章的核心內(nèi)容，也是能分析其它控制電路的基礎。

3．理解電氣控制電路中的各種保護環(huán)節(jié)。包括短路保護、過載保護、失壓保護、零壓保護、互鎖（聯(lián)鎖）保護等。

4．理解電氣控制電路中的其它控制功能。例：點動控制、長動控制、自鎖控制、順序控制、時間控制、行程控制等。

二．考試例題：

1．畫出異步電動機直接起動的控制電路，要求具有短路保護、過載保護、失壓保護、零壓保護功能。

2．畫出異步電動機直接起動的控制電路，要求具有短路保護、過載保護、失壓保護、零壓保護功能。并能進行點動控制和長動控制。

3．畫出異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，要求具有短路保護、過載保護、失壓保護、零壓保護、聯(lián)鎖保護功能。

4．改錯題。要求熟悉電氣控制電路的功能和各種控制電器的符號。

5．能分析和設計簡單的順序控制電路。如兩臺電動機按一定的順序起動或停止的控制電路。

6．能分析和設計簡單的行程控制電路。如實現(xiàn)自動往返的控制電路。

由于本章學時很少（只有4學時），講的內(nèi)容不是很多，在整個電工學課程（共十幾章，每章都有題）中所占比例不是很大，一般不會出難題和大題，前4個題應重點掌握。

第8章半導體器件復習指導

本章復習的重點是概念題、作圖題和判斷題。

一．概念題

1．關(guān)于半導體材料的性質(zhì)

例1：半導體材料有哪些性質(zhì)？答：光敏特性、熱敏特性、摻雜特性。

例2：P型半導體中，()是多數(shù)載流子？()是少數(shù)載流子？答：空穴、自由電子。

例3：N型半導體中，()是多數(shù)載流子？()是少數(shù)載流子？答：自由電子、空穴。

2．關(guān)于關(guān)于PN結(jié)的性質(zhì)

例1：PN結(jié)加正向電壓時，P區(qū)接電源的()極，N區(qū)接電源的()極。答：正、負。

例2：PN結(jié)加反向電壓時，P區(qū)接電源的()極，N區(qū)接電源的()極。答：負、正。

3．關(guān)于二極管的性質(zhì)

例1：硅二極管的導通電壓是()伏，鍺二極管的導通電壓是()伏？答：0.7V、0.3V。

例2：硅二極管的死區(qū)電壓是()伏，鍺二極管的死區(qū)電壓是()伏？答：0.5V、0.2V。

例3：二極管的最高反向工作電壓是否等于反向擊穿電壓？答：不相等，約為1/2到2/3。

4．關(guān)于晶閘管的性質(zhì)

例1：晶閘管的導通條件是什么？答：陽極和控制極都加正向電壓。

二．作圖題和判斷題

1．關(guān)于二極管的題目，一般要用理想二極管來判斷。

例1：輸入電壓是交流電壓，畫出輸出電壓和波形。

例2：上題中，輸入電壓改為直流電壓，求輸出電壓的大小。改變二極管和電阻的位置、改變二極管的方向、改變電源電壓的

大小，上題可變成多個題目。

例3：A、B端的電位不同，求F電位。

2．關(guān)于穩(wěn)壓二極管的題目

要了解穩(wěn)壓管的幾種工作狀態(tài)