電路基礎知識總結

本文介紹電路知識的總結：

1.電壓電流

電流的參考方向可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則

i>0，反之i0。

電壓的參考方向也可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則u>0反之u0。

2.功率平衡一個(gè)實(shí)際的電路中，電源發(fā)出的功率總是等于負載消耗的功率。 3.全電路歐姆定律：U=E-RI

4.負載大小的意義：電路的電流越大，負載越大。電路的電阻越大，負載越小。

5.電路的斷路與短路

電路的斷路處：I=0，U≠0 電路的短路處：U=0，I≠0 。

基爾霍夫定律 ：

1.幾個(gè)概念：支路：是電路的一個(gè)分支。結點(diǎn)：三條(或三條以上)支路的聯(lián)接點(diǎn)稱(chēng)為結點(diǎn)?；芈罚河芍窐嫵傻拈]合路徑稱(chēng)為回路。網(wǎng)孔：電路中無(wú)其他支路穿過(guò)的回路稱(chēng)為網(wǎng)孔。

2.基爾霍夫電流定律：

(1)定義：任一時(shí)刻，流入一個(gè)結點(diǎn)的電流的代數和為零。

或者說(shuō)：流入的電流等于流出的電流。

(2)表達式：i進(jìn)總和=0 或： i進(jìn)=i出

(3)可以推廣到一個(gè)閉合面。 3.基爾霍夫電壓定律(1)定義：經(jīng)過(guò)任何一個(gè)閉合的路徑，電壓的升等于電壓的降?；蛘哒f(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電壓的代數和為零?；蛘哒f(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電阻上的電壓降之和等于電源的電動(dòng)勢之和。

電位的概念

(1)定義：某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到電路參考點(diǎn)的電壓。

(2)規定參考點(diǎn)的電位為零。稱(chēng)為接地。

(3)電壓用符號U表示,電位用符號V表示

(4)兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差 。

(5)注意電源的簡(jiǎn)化畫(huà)法。

四.理想電壓源與理想電流源

1.理想電壓源

(1)不論負載電阻的大小，不論輸出電流的大小，理想電壓源的輸出電壓不變。理想電壓源的輸出功率可達無(wú)窮大。

(2)理想電壓源不允許短路。

2.理想電流源

(1)不論負載電阻的大小，不論輸出電壓的大小，理想電流源的輸出電流不變。理想電流源的輸出功率可達無(wú)窮大。

(2)理想電流源不允許開(kāi)路。

3.理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)

(1)理想電壓源與理想電流源串聯(lián)時(shí)，電路中的電流等于電流源的電流，電流源起作用。(2)理想電壓源與理想電流源并聯(lián)時(shí)，電源兩端的電壓等于電壓源的電壓，電壓源起作用。

4.理想電源與電阻的串并聯(lián)

(1)理想電壓源與電阻并聯(lián)，可將電阻去掉(斷開(kāi))，不影響對其它電路的分析。

(2)理想電流源與電阻串聯(lián)，可將電阻去掉(短路)，不影響對其它電路的分析。

5.實(shí)際的電壓源可由一個(gè)理想電壓源和一個(gè)內電阻的串聯(lián)來(lái)表示。實(shí)際的電流源可由一個(gè)理想電流源和一個(gè)內電阻的并聯(lián)來(lái)表示。

五.支路電流法

1.意義：用支路電流作為未知量，列方程求解的方法。

2.列方程的方法：(1)電路中有b條支路，共需列出b個(gè)方程。(2)若電路中有n個(gè)結點(diǎn)，首先用基爾霍夫電流定律列出n-1個(gè)電流方程。

(3)然后選b-(n-1)個(gè)獨立的回路，用基爾霍夫電壓定律列回路的電壓方程。3.注意問(wèn)題：若電路中某條支路包含電流源，則該支路的電流為已知，可少列一個(gè)方程(少列一個(gè)回路的電壓方程)。

六.疊加原理

1.意義：在線(xiàn)性電路中，各處的電壓和電流是由多個(gè)電源單獨作用相疊加的結果。

2.求解方法：考慮某一電源單獨作用時(shí)，應將其它電源去掉，把其它電壓源短路、電流源斷開(kāi)。

3.注意問(wèn)題：最后疊加時(shí)，應考慮各電源單獨作用產(chǎn)生的電流與總電流的方向問(wèn)題。疊加原理只適合于線(xiàn)性電路，不適合于非線(xiàn)性電路;只適合于電壓與電流的計算，不適合于功率的計算。

七.戴維寧定理 1.意義：把一個(gè)復雜的含源二端網(wǎng)絡(luò )，用一個(gè)電阻和電壓源來(lái)等效。 2.等效電源電壓的求法：把負載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。等效電源電壓UeS等于二端網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)路電壓UOC。

3.等效電源內電阻的求法：

(1)把負載電阻斷開(kāi)，把二端網(wǎng)絡(luò )內的電源去掉(電壓源短路，電流源斷路)，從負載兩端看進(jìn)去的電阻，即等效電源的內電阻R0。

(2)把負載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。然后，把負載電阻短路，求出電路的短路電流ISC，則等效電源的內電阻等于UOC/ISC。

八.諾頓定理

1.意義：把一個(gè)復雜的含源二端網(wǎng)絡(luò )，用一個(gè)電阻和電流源的并聯(lián)電路來(lái)等效。

2.等效電流源電流IeS的求法：把負載電阻短路，求出電路的短路電流ISC。則等效電流源的電流IeS等于電路的短路電流ISC。

3.等效電源內電阻的求法：同戴維寧定理中內電阻的求法。

換路定則：

1.換路原則是: 換路時(shí)：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(guò)的電流有關(guān)。

2.換路時(shí)，對電感和電容的處理

(1)換路前，電容無(wú)儲能時(shí)，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(shí)，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(gè)電壓源。

(3)換路前，電感無(wú)儲能時(shí)，IL(o-)=0。換路后，IL(o+)=0，電感上通過(guò)的電流為零，可以把電感看作開(kāi)路。

(4)換路前，電感有儲能時(shí)，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(gè)電流源。根據以上原則，可以計算出換路后，電路中各處電壓和電流的初始值。

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

表示變化快慢的量：周期T，頻率f，角頻率ω。表示初始狀態(tài)的量：相位，初相位，相位差。

復數的基本知識：

1.復數可用于表示有向線(xiàn)段，復數A的模是r ，輻角是Ψ

2.復數的三種表示方式：1.代數式2.三角式3.指數式4.極坐標式

3.復數的加減法運算用代數式進(jìn)行。復數的乘除法運算用指數式或極坐標式進(jìn)行。

4.復數的虛數單位j的意義：任一向量乘以+j后，向前(逆時(shí)針?lè )较?旋轉了，乘以-j后，向后(順時(shí)針?lè )较?旋轉了。

三.正弦量的相量表示法：

1.相量的意義：用復數的模表示正弦量的大小，用復數的輻角來(lái)表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的復數。為與一般的復數相區別，相量的符號上加一個(gè)小圓點(diǎn)。

2.最大值相量：用復數的模表示正弦量的最大值。

3.有效值相量：用復數的模表示正弦量的有效值。

4.注意問(wèn)題：正弦量有三個(gè)要素，而復數只有兩個(gè)要素，所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位，沒(méi)有表示出交流電的周期或頻率。相量不等于正弦量。

5.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的代數運算。

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

電阻元件的交流電路

1.電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u=Ri ，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)

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)

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)相位與相位同相位。

電感元件的交流電路

1.電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：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)

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)

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.無(wú)功功率：用于表示電源與電感進(jìn)行能量交換的大小 Q=UI=XL 單位是乏：Var 。

電容元件的交流電路

1.電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系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)

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)

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)

相位比相位的相位落后 。

6.無(wú)功功率：用于表示電源與電容進(jìn)行能量交換的大小為了與電感的無(wú)功功率相區別，電容的無(wú)功功率規定為負。 Q=-UI=-XC 單位是乏：Var

1.阻抗的串聯(lián)電路：

(1)各個(gè)阻抗上的電流相等：

(2)總電壓等于各個(gè)阻抗上和電壓之和：

(3)總的阻抗等于各個(gè)阻抗之和：

(4)分壓公式： 多個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)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(gè)阻抗上的電壓相等：

(2)總電流等于各個(gè)阻抗上的電流之和：

(3)分流公式： 多個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。

3.復雜交流電路的計算

在電工學(xué)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(xué)過(guò)的計算方法，如：支路電流法、結點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。

十.交流電路的功率

1. 瞬時(shí)功率：p=ui=UmIm sin(ωt+φ) sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ)

2. 平均功率：P= = =UIcosφ平均功率又稱(chēng)為有功功率，其中 cosφ稱(chēng)為功率因數。電路中的有功功率也就是電阻上所消耗的功率。

3. 無(wú)功功率：Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ電路中的無(wú)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(gè)三角形，其中φ為阻抗角。

電路的功率因數

1.功率因數的意義從功率三角形中可以看出，功率因數。功率因數就是電路的有功功率占總的視在功率的比例。功率因數高，則意味著(zhù)電路中的有功功率比例大，無(wú)功功率的比例小。

2.功率因數低的原因：

(1)生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負載異步電動(dòng)機，洗衣機、電風(fēng)扇、日光燈都為感性負載。

(2)電動(dòng)機輕載或空載運行(大馬拉小車(chē))

異步電動(dòng)機空載時(shí)cosφ=0.2～0.3，額定負載時(shí)cosφ=0.7～0.9。

3.提高功率因數的意義：

(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(chēng)為視在功率，提高電路的功率因數，可減小無(wú)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(xiàn)路的損耗

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

(3).并聯(lián)電容的法，在電感性負載兩端并聯(lián)電容可以補償電感消耗的無(wú)功功率，提高電路的功率因數。