電工基礎(chǔ)知識要點

1、電工基礎(chǔ)知識要點作者:日期:6電工基礎(chǔ)知識要點總綱第一章 電路基礎(chǔ)知識1庫侖定律真空中兩個靜止的點電荷之間的作用力與這兩個電荷所帶電量的乘積成正比，和它們距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線，同名電荷相斥，異名電荷相吸。公式：靜電恒量。重要的物理常數(shù)K=9.0 x 109Nnr/C22、電流和電壓(1 )、電路的組成：電源、開關(guān)、負載和導(dǎo)線。(2) 、電路的功能進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配實現(xiàn)信息的傳遞和處理(3) 、電荷的定向移動形成 電流習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向，因此電流的方向?qū)嶋H上與電子移動的方向相反_oQ(4)、電場力將單位正電荷從a點移到b點所做的功，稱為

2、 a、b兩點間的電壓，用Uab表示。電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。Uab = Ua Ub,故電壓又電路中任意兩點之間的電位差就等于這兩點之間的電壓，即 稱電位差。電路中某點的電位與參考點的選擇有關(guān)，但兩點間的電位差與參考點的選擇無關(guān)。(5)、電源將正電荷從電源負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用電動勢表示，電動勢的符號為E,單位為V。電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負極指向正極。3、電阻導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積s4、 歐姆定律U(1 )、部分電路歐姆定律I =一R(2) 、全電路歐姆定律 I =一二R + r電源電動勢等于 U外和U內(nèi)之和

3、。U = E Ir(3) 、電路的三種不同狀態(tài)：通路 U夕卜=E U內(nèi)=E Ir開路(斷路)I=0 U內(nèi)二 Ir =0 U外二 E lr=E 短路 I短 E/ r UEl短r=05、電功與電功率 (1 )、電流所做的功，簡稱 電功(即電能)W = UIt電能的另一個常用單位是 千瓦時(kW-h),即通常所說的1度電，它和焦耳的換算 關(guān)系為 1 kWh = 3.6 x 106 j(2) 、電流在單位時間內(nèi)所作的功稱為電功率，用字母P表示，單位為 W。 p = W = UIt對于純電阻電路，上式還可以寫為2U 2P = I R或P =R(3) 、電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱

4、效應(yīng)。Q = I2Rt電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài)，也稱滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過載或超載。第二章直流電路1電阻串聯(lián)(1 )電路中流過每個電阻的電流都相等。1 = 1 1=l2=In(2) 電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和，即U = Ul + U2 + + Un(3 )電路的等效電阻(即總電阻)等于各串聯(lián)電阻之和，即R = Ri + R2 + + Rn(4) 電路中各個電阻兩端的電壓與它的阻值成正比，即U1 二 U± 二二 UaRiR2Rn(5) 電路的總功率等于各電阻功率之和，即P=Pl + P2+ +Pn2、電阻

5、并聯(lián)(1 )電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓。U = Ul = U2 =Un(2)電路的總電流等于流過各電阻的電流之和，即l = l i + l 2+ + In(3 )電路的等效電阻(即總電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即丄丄RiR2(4) 電路中通過各支路的電流與支路的阻值成反比，即IR=I1R1=I2R2= I n Rn(5) 電路的總功率等于各電阻功率之和，即P=Pi + P2+ +Pn3、電阻混聯(lián) 畫等效電路的步驟：(1) 按要求在原電路中標(biāo)出字母，所求點放在最左和最右端(2 )將各點沿水平方向排列，分別畫出兩點間的電阻(3 )根據(jù)電阻的串并聯(lián)方式求出電路的等效電

6、阻4、直流電橋A電橋的平衡條件是：電橋?qū)Ρ垭娮璧某朔e相等。R1R= R2Rx5、基爾霍失定律不能用電阻串、并聯(lián)化簡求解的電路稱為復(fù)雜電路。電路中的每一個分支稱 支路。3條或3條以上支路所匯成的交點稱節(jié)點。電路中任一閉合路徑都稱回路。最簡單的回路又稱獨立回路或網(wǎng)孔?；鶢柣舴虻谝欢捎址Q 節(jié)點電流定律。它指出：在任一瞬間，流進某一節(jié)點的電流之和恒等 于流出該節(jié)點的電流之和，即刀I進=刀I出或刀I = 0基爾霍夫第二定律又稱 回路電壓定律。它指出：在任一閉合回路中， 各段電路電壓降的代數(shù) 和恒等于零。用公式表示為刀U = 0支路電流法(m條支路，n個節(jié)點)以支路電流為未知量，依據(jù)基爾霍夫定律列出節(jié)點

7、電流方程和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解的方法(1) 標(biāo)出各支路電流參考方向和獨立回路的繞行方向(2) 應(yīng)用基爾霍夫第一定律列出(n-1)個節(jié)點電流方程(3) 應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出m-(n-1)回路電壓方程(4) 聯(lián)立方程組，解方程6、疊加定理解含有幾個電源的復(fù)雜電路時，可將其分解為幾個簡單電路來研究，然后將計算結(jié)果疊加， 求得原電路的實際電流、電壓(1) 標(biāo)出各支路電流參考方向(2) 將原電路分解為電源單獨作用的幾個簡單電路(3) 分別求出各電源單獨作用時各支路電流(4) 將各支路電流疊加(即求出代數(shù)和)7、電壓源與電流源的等效變換A 不變電壓源與電流源等效變換時，應(yīng)注意：(1 ).電壓源正

8、負極參考方向與電流源電流的參考方向在變換前后應(yīng)保持一致。(2) .兩種實際電源模型等效變換是指外部等效，對外部電路各部分的計算是等效的，但 對電源內(nèi)部的計算是不等效的。(3) .理想電壓源與理想電流源不能進行等效變換。8、戴維南定理任何具有兩個引出端的電路（也稱網(wǎng)絡(luò)）都可稱為二端網(wǎng)絡(luò)。若在這部分電路中含有電源，就稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)，否則稱無源二端網(wǎng)絡(luò)。戴維南定理：任何有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個等效電壓源來代替，電壓源的電動勢等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源不起作用時，網(wǎng)絡(luò)兩端的等效電阻。步驟：（1）先移開待求支路，求開路電壓Uab（2）再求等效電阻 Rab （注意要將電源不

9、作用）（3） 畫出等效電路，并將所求支路接入，求出支路電流或電壓等負載獲得最大功率的條件是：負載電阻與電源的內(nèi)阻相等，即R=r,這時負載獲得的最大功率為P=E/4R 或 P=E/4r第三章電容器1、電容器與電容，極板間距離以及極板間電介質(zhì)的 電容器帶電多少等外部條件無關(guān)。電荷量與電壓的比值稱為電容器的 電容 ：一一 電容是電容器的固有屬性。它只與電容器的極板正對面積、 特性有關(guān)；而與外加電壓的大小， 真空中的介電常數(shù) £8.86X 10-12F/m 對介電常數(shù)，用£ r表示。2、電容器的選用與連接（1）電容器的串聯(lián) 電容串聯(lián)電荷量處處相等，即Q=Q1=Q2=Qn 串聯(lián)電容器

10、總電容的倒數(shù)等于各 電容器的電容倒數(shù)之和。 總電壓等于各電容器上的電壓之和，即U = U1 + U2 + + Un（2）電容器的并聯(lián) 電容器儲存的總電荷量等于各電容器 所帶電荷量之和，即Q = Q1 + Q2+Qn 并聯(lián)電容器的總電容等于各電容器的電容之和。即d£ 0之比，稱該介質(zhì)的相0百地世 =匚汽2唸3與ar 二。£，某種介質(zhì)的介電常數(shù)£C = C1+C2+ + CnU = Ui = U2 =U n3、電容器的充放電(1)(2)(3)(4)電容充放電時，電壓不能突變。112WC = QUc = CUc22電容器是一種儲能元件。R與C的乘積稱為RC電路的時間常數(shù)

11、，用t表示，即：t=RC電容并聯(lián)各電壓相等。第四章 磁場與電磁感應(yīng)1磁場某些物體能夠吸引鐵、 鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱為 磁性。具有磁性的物體稱為 磁體。磁體分天 然磁體和人造磁體兩大類。磁體兩端磁性最強的部分稱 磁極。指北的磁極稱北極（N）；指南的磁極稱南極（S）。 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。在磁體周圍的空間中存在著一種特殊的物質(zhì)磁場。磁感線，就是在磁場中畫出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點的切線方向就是該點的磁場方向。通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場方向可以用右手螺旋定則（也稱安培定則）來判斷。用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，則彎曲的四指的方向就是磁感線的環(huán)繞方

12、 向。2、磁場的主要物理量在磁場中，垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線長度I的乘積IL的比值稱為該處的磁感應(yīng)強度，用B表示，即FB =II磁感應(yīng)強度是個矢量，它的方向就是該點的磁場的方向。在磁感應(yīng)強度為 B的均勻磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S,我們把B與S的乘積，定義為穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。用$表示磁通，則有0 = BS磁導(dǎo)率是一個用來表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，用表示，其單位為H/m。由實驗測得真空中的磁導(dǎo)率 卩0=4 n X 10-7H/m，為一常數(shù)。該點的磁感應(yīng)強度 B與媒介質(zhì)磁導(dǎo)率 卩的比值即為磁場中某點的 磁場強度，用H表示，即：3、磁場對電

13、流的作用通常把通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為電磁力，也稱安培力。通電直導(dǎo)體在磁場內(nèi)的受力方向可用左手定則來判斷。平伸左手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入掌心， 并使四指指向電流的方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體所受電磁力的方向。電磁力的計算式變?yōu)镕 = Bllsin a4、電磁感應(yīng)利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng) 現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為 感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)電流的電動勢稱為感應(yīng)電動勢。楞次定律：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。:q = N法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感應(yīng)電動勢的大小與線圈中磁通的變化率成正比t感應(yīng)電動勢的方向可用 右手定則判斷。平伸右

14、手，大拇指與其余四指垂直，讓磁感線穿入掌心，大拇指指向?qū)w運動方向，則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢的方向。導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為 e = Blvsin a一個線圈中通過單位電流所產(chǎn)生的自感磁通稱為自感系數(shù)（簡稱電感），用L表示，即 L =RL電路過渡過程：過渡過程的快慢與 L和R的數(shù)值有關(guān)，L與R的比值稱為RL電路的時 間常數(shù)，即:LT =_R第五章單相交流電路1交流電的基本概念正弦交流電動勢的 瞬時值表達式，也稱解析式。e = Em sin 3 t(1) 正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期：交流電每重復(fù)變化一次所需的時間，用符號T表示，單位是s頻率：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，用符號f表

15、示，單位是Hz角頻率：正弦交流電1秒內(nèi)變化的電角度，用符號 3 表示，單位是 rad/s(2) 正弦交流電的最大值、有效值和平均值最大值：正弦交流電在一個周期所能達到的最大瞬時值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標(biāo) m表示，如Em、Um、 Im。有效值：加在同樣阻值的電阻上，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生與交流電作用下相等的熱量的直流 電的大小。有效值用大寫字母表示，如E、U、I。平均值：由于正弦量取一個周期時平均值為零，所以取半個周期的平均值為正弦量的平均值。正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關(guān)系為：有效值1、2X最大值 0.707 X最大值平均值與最大值之間的關(guān)系是:Up =2u mnIpIm7

16、t10(3) 正弦交流電的相位與相位差在式e二EmSi njt°) 中, 00)表示在任意時刻線圈平面與中性面所成的角度，這個角度稱為相位角，也稱相位或相角，其中,0稱為初相位，也稱初相角或初相。兩個同頻率交流電的相位之差稱為相位差，用符號0表示,即-0 t 1) 一(7 )=為最大值、角頻率和初相位稱為正弦交流電的三要素2、正弦交流電的相量圖表示法一個正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法 應(yīng)用相量圖時注意以下幾點：1同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應(yīng)相同。2同一相量圖中，相同單位的相量應(yīng)按相同比例畫出。3. 一般取直角坐標(biāo)軸的水平正方向為參考方向，逆時針轉(zhuǎn)動的

17、角度為正，反之為負。有時為了方便起見，也可在幾個相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標(biāo)軸。4.用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運算可按平行四邊形法則進行。3、純電阻電路在任一瞬間通過電阻的電流i仍可用歐姆定律計算，即U m si n t u=R 或 I =R在正弦電壓的作用下，電阻中通過的電流與加在電阻兩端的電壓相位電阻在交流電一個周期內(nèi)消耗的功率的平均值來表示功率的大小, 功率，用P表示，單位仍是 w。同相。稱為平均功率，又稱有功2 UP 二ui =i2rR在任一瞬間，電阻中電流瞬時值與同一瞬間的電阻兩端電壓的瞬時值的乘積，稱為電阻獲取的瞬時功率，用PR表示，即FRsin2 t4、純

18、電感電路電感對交流電的阻礙作用稱為 感抗，用XL表示。Xl = 2 n fL = 3 L電感對交流電的阻礙作用，可以簡單概括為: 也被稱為低通元件通直流，阻交流，通低頻，阻高頻。因此電感純電感電路歐姆定律的表達式:Xl電壓比電流超前 900即電流比電壓滯后 900純電感電路不消耗能量，它是一種儲能元件。通常用瞬時功率的最大值來反映電感與電源之間轉(zhuǎn)換能量的規(guī)模, 示，單位名稱是乏，符號為 Var，其計算式為2 U：Ql =UlI =1 Xl -Xl稱為無功功率，用QL表無功功率并不是無用功率”無功”兩字的實質(zhì)是指元件間發(fā)生了能量的互逆轉(zhuǎn)換，而原件本身沒有消耗電能。5、純電容電路電容對交流電的阻礙

19、作用稱為 容抗，用XC表示。1 1-c _2 nc電容的容抗與頻率的關(guān)系可以簡單概括為:隔直流，通交流，阻低頻，通高頻。因此電容也被稱為高通元件。純電容電路歐姆定律的表達式為:電壓比電流滯后 900即電流比電壓超前 900 純電容電路的無功功率為2Qc 二Ul =1 Xc純電容電路不消耗功率，平均功率為零。6、RLC串聯(lián)電路RLC串聯(lián)電路的總電壓瞬時值等于多個元件上電壓瞬時值之和，即U =UrULUC&二&Ul Uc，0Ul Uc，0Ul 二 Uc，二 02 2U = Ur（ Ul -Uc）U =l R2 （XL _Xc）2 =l R2 x2 =IZ式中X = XlXc，稱為電

20、抗阻抗Z =R2 X=arctanU L=arctan Xl -XcUrR1. 電感性電路（p當(dāng)Xl > Xc時，貝V Ul> Uc,阻抗角>0，電路呈電感性，電壓超前電流角。2. 電容性電路當(dāng)Xl < Xc時，貝V Ul< Uc,阻抗角<0，電路呈電容性，電壓滯后電流角。3. 電阻性電路cp當(dāng)Xl = Xc時，貝V Ul= Uc,阻抗角 =0,電路呈電阻性，且總阻抗最小，電壓和電流同 相。P 二UrI UI cosQ =Ql -Qc =（Ul -Uc）I =UI sin電壓與電流有效值的乘積定義為視在功率，用S表示，單位為伏 安（VA ）。s = p2 q

21、2P 二 Seos ： Q 二 Ssin ：cos =PS稱為功率因數(shù)，它表示電源功率被利用的程度。7、串聯(lián)諧振電路fo =-電路串聯(lián)諧振時，Xl = Xc,即 2 n LC電路串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓有可能大于電源電壓, 振。Ul或Uc與電壓U的比值稱為品質(zhì)因數(shù)，用 Q表示，即Ul Uc Xl X 二丁 二丁 =R =R通頻帶：BW=f/Q8、RLC并聯(lián)電路與并聯(lián)諧振因此串聯(lián)諧振也稱為 電壓諧在某一頻率處，總電流最小，且與電壓同相。電路的這種狀態(tài)稱為并聯(lián)諧振。12 n LC并聯(lián)諧振的特點(1 )電路呈阻性，總阻抗最大，總電流最小。(2)電感或電容支路的電流會超過總電流。XLQ化支路電

22、流與總電流之比稱為品質(zhì)因數(shù)，用Q表示RQ值可達幾十到幾百， 說明電路諧振時，電感或電容支路的電流會大大超過總電流, 聯(lián)諧振又稱為電流諧振。所以并9、提高功率因數(shù)的意義和方法(一) 、提高功率因數(shù)的意義(1) 充分利用電源設(shè)備的容量(2) 減小供電線路的功率損耗(二) 、提高功率因數(shù)的方法(1) 提高自然功率因數(shù)(2) 并接電容器補償 第六章三相交流電路1、三相交流電路三相繞組始端分別用 U1, V1, W1表示，末端用U2, V2, W2表示，分別稱為 U相，V相,W相。發(fā)電機的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃(U )、綠(V )、紅(W)三種顏色作為標(biāo)志。eu = Emsin (3 t+0 °) Vev = Ems in ( 3 t 120 °) V ew = Emsin (3 t+120 ° ) V15三個交流電動勢到達最大值（或零）的先后次序稱為相序。正序：U-V-W-U負序：U-W-V-U簡稱中線；接地的中性線稱為 零線。零線或中線所用導(dǎo)從中性點引