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關(guān)于電路知識(shí)的總結(jié)
1.電壓電流
電流的參考方向可以任意**,,分析時(shí):若參考方向與實(shí)際方向一致,,則i>0,,反之i<0,。
電壓的參考方向也可以任意**,,分析時(shí):若參考方向與實(shí)際方向一致,,則u>0反之u<0,。
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(fù)載消耗的功率。
3.全電路歐姆定律:U=E-RI
4.負(fù)載大小的意義:電路的電流越大,,負(fù)載越大,。電路的電阻越大,負(fù)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(jié)點(diǎn):三條(或三條以上)支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。
回路:由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路,。
網(wǎng)孔:電路中無(wú)其他支路穿過(guò)的回路稱為網(wǎng)孔,。
2.基爾霍夫電流定律
定義:任一時(shí)刻,流入一個(gè)結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零,。(或者說(shuō):流入的電流等于流出的電流)
表達(dá)式:i進(jìn)總和=0 或:i進(jìn)=i出
可以推廣到一個(gè)閉合面,。
3.基爾霍夫電壓定律
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,。
或者說(shuō):在一個(gè)閉合的回路中,,電壓的代數(shù)和為零。
或者說(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(shì)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(guī)定參考點(diǎn)的電位為零,。稱為接地,。
3.電壓用符號(hào)U表示,電位用符號(hào)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。
理想電壓源與理想電流源
1.理想電壓源
不論負(fù)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(dá)無(wú)窮大。
理想電壓源不允許短路,。
2.理想電流源
不論負(fù)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(dá)無(wú)窮大,。
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)
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,。
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)
理想電壓源與電阻并聯(lián),,可將電阻去掉(斷開(kāi)),,不影響對(duì)其它電路的分析。
理想電流源與電阻串聯(lián),,可將電阻去掉(短路),,不影響對(duì)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(nèi)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(nèi)電阻的并聯(lián)來(lái)表示,。
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
電路中有b條支路,,共需列出b個(gè)方程。
若電路中有n個(gè)結(jié)點(diǎn),,首先用基爾霍夫電流定律列出n-1個(gè)電流方程,。
然后選b-(n-1)個(gè)獨(dú)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),。
疊加原理
1.意義:在線性電路中,,各處的電壓和電流是由多個(gè)電源單獨(dú)作用相疊加的結(jié)果。
2.求解方法:考慮某一電源單獨(dú)作用時(shí),,應(yīng)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(yīng)考慮各電源單獨(dú)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性電路,不適合于非線性電路,;只適合于電壓與電流的計(jì)算,,不適合于功率的計(jì)算。
戴維寧定理
1.意義:把一個(gè)復(fù)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(fù)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(nèi)電阻的求法
把負(fù)載電阻斷開(kāi),把二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電源去掉(電壓源短路,,電流源斷路),從負(fù)載兩端看進(jìn)去的電阻,,即等效電源的內(nèi)電阻R0,。
把負(fù)載電阻斷開(kāi),求出電路的開(kāi)路電壓UOC,。然后,,把負(fù)載電阻短路,求出電路的短路電流ISC,,則等效電源的內(nèi)電阻等于UOC/ISC,。
諾頓定理
1.意義:把一個(gè)復(fù)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(fù)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(nèi)電阻的求法:同戴維寧定理中內(nèi)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(chǔ)能與電容兩端的電壓有關(guān),,電感的儲(chǔ)能與通過(guò)的電流有關(guān),。
2.換路時(shí),對(duì)電感和電容的處理
換路前,,電容無(wú)儲(chǔ)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。
換路前,,電容有儲(chǔ)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,。
換路前,,電感無(wú)儲(chǔ)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,。
換路前,電感有儲(chǔ)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(jù)以上原則,,可以計(jì)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
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(fù)數(shù)的基本知識(shí)
1.復(fù)數(shù)可用于表示有向線段,,復(fù)數(shù)A的模是r ,輻角是Ψ,。
2.復(fù)數(shù)的三種表示方式:代數(shù)式,、三角式、指數(shù)式、極坐標(biāo)式,。
3.復(fù)數(shù)的加減法運(yùn)算用代數(shù)式進(jìn)行,。復(fù)數(shù)的乘除法運(yùn)算用指數(shù)式或極坐標(biāo)式進(jìn)行。
4.復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位j的意義:任一向量乘以+j后,,向前(逆時(shí)針?lè)较颍┬D(zhuǎn)了,,乘以-j后,向后(順時(shí)針?lè)较颍┬D(zhuǎn)了,。
正弦量的相量表示法
1.相量的意義:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的大小,,用復(fù)數(shù)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(fù)數(shù),。為與一般的復(fù)數(shù)相區(qū)別,,相量的符號(hào)上加一個(gè)小圓點(diǎn)。
2.最大值相量:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值,。
3.有效值相量:用復(fù)數(shù)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(fù)數(shù)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(yùn)算都可以變換為復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算。
6.相量的加減法也可以用作圖法實(shí)現(xiàn),,方法同復(fù)數(shù)運(yùn)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),。
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(qū)別,電容的無(wú)功功率規(guī)定為負(fù),。Q=-UI=-XC 單位是乏:Var,。
7.阻抗的串聯(lián)電路
各個(gè)阻抗上的電流相等。
總電壓等于各個(gè)阻抗上和電壓之和。
總的阻抗等于各個(gè)阻抗之和,。
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)。
8.阻抗的并聯(lián)電路
各個(gè)阻抗上的電壓相等,。
總電流等于各個(gè)阻抗上的電流之和,。
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),。
9.復(fù)雜交流電路的計(jì)算
在電工學(xué)中一般不講復(fù)雜交流電路的計(jì)算,,對(duì)于復(fù)雜的交流電路,仍然可以用直流電路中學(xué)過(guò)的計(jì)算方法,,如:支路電流法,、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理,、戴維寧定理等,。
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(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(jī)和變壓器等供電設(shè)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(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(wú)功功率的比例小,。
2.功率因數(shù)低的原因
生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負(fù)載異步電動(dòng)機(jī),,洗衣機(jī)、電風(fēng)扇,、日光燈都為感性負(fù)載,。
電動(dòng)機(jī)輕載或空載運(yùn)行(大馬拉小車)
異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)cosφ=0.2~0.3,額定負(fù)載時(shí)cosφ=0.7~0.9,。
3.提高功率因數(shù)的意義
提高發(fā)電設(shè)備和變壓器的利用率
發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)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(wú)功功率輸出,,提高有功功率的輸出,,增大設(shè)備的利用率。
降低線路的損耗
當(dāng)線路傳送的功率一定,,線路的傳輸電壓一定時(shí),,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(xì)的導(dǎo)線,,節(jié)省建設(shè)成本,。
并聯(lián)電容的法
在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容可以補(bǔ)償電感消耗的無(wú)功功率,提高電路的功率因數(shù),。
這些電路基礎(chǔ)知識(shí)看似很簡(jiǎn)單,,但是都是在日常會(huì)用到的點(diǎn)滴,想做好工程師,,那么一定要夯實(shí)基礎(chǔ)后,,這樣在后面的技能提升方便才能更加的輕松~
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