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电路基础知识总结(精华版)

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发表于 2021-12-24 16:08 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
* V3 k6 O! b6 N& {5 W
( J6 w7 v9 D9 `# @* E/ n' t
  电路基础  
电压电流
·电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则i›0,反之i0。
·电压的参考方向也可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则u›0反之u0。
) i8 ~( t$ h+ v! u6 a3 m
功率平衡
一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。" \' K8 @2 x) v% e1 J7 v, `) e
全电路欧姆定律
U=E-RI
% c! N% M4 [  y: @
/ D  e, c$ y0 A9 j* q$ j8 A负载大小的意义
电路的电流越大,负载越大。电路的电阻越大,负载越小。! ~) f4 x- U4 l9 T7 A* ~' D

8 o* G3 V$ l( q9 Z电路的断路与短路
电路的断路处:I=0,U≠0 电路的短路处:U=0,I≠0 。
1 X6 |: ~9 ^" j. s' X. ]
  基尔霍夫定律  
几个概念
·支路:是电路的一个分支。
·结点:三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。
·回路:由支路构成的闭合路径称为回路。
·网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。
% y. V2 T7 }9 E6 b/ M& H
基尔霍夫电流定律
·定义:任一时刻,流入一个结点的电流的代数和为零。或者说:流入的电流等于流出的电流。
·表达式:i进总和=0 或:i进=i出。
·可以推广到一个闭合面。

2 D! i0 n0 x4 F$ a2 e- p
基尔霍夫电压定律
定义:经过任何一个闭合的路径,电压的升等于电压的降。或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。或者说:在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。' n, ]- _4 A  e- V& i5 J& X3 o8 J

- q5 P, A6 O1 t, E3 C
电位的概念
  • 定义:某点的电位等于该点到电路参考点的电压。

    $ }. O- |0 H5 g8 h' ^' k% E. |' w
  • 规定参考点的电位为零。称为接地。

      f/ E6 e- y/ @- R. c
  • 电压用符号U表示,电位用符号V表示

    * b, Q# T( @$ ^
  • 两点间的电压等于两点的电位的差 。
    $ o& A9 m5 C1 ^9 A+ A( j* M
  • 注意电源的简化画法。
    : o9 g3 z! p0 m3 U& f

7 H9 o" q+ `6 F7 k
  理想电压源与理想电流源  

7 g, C% C8 r3 v7 O4 c9 i9 D' Z
理想电压源
  • 不论负载电阻的大小,不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。理想电压源的输出功率可达无穷大。
  • 理想电压源不允许短路。
    2 a5 L* G, z$ I) J

! B! s- K6 ]; M
理想电流源
  • 不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小,理想电流源的输出电流不变。理想电流源的输出功率可达无穷大。

    . {* |; W3 [7 T8 K
  • 理想电流源不允许开路。
      ?" N3 `% }, |$ f7 U

1 ~9 r  U5 f  D; ^% M0 v* W8 b
理想电压源与理想电流源的串并联
  • 理想电压源与理想电流源串联时,电路中的电流等于电流源的电流,电流源起作用。

    : c3 \3 Z) `: h9 d1 v' b9 v, l
  • 理想电压源与理想电流源并联时,电源两端的电压等于电压源的电压,电压源起作用。
    ; |& L7 C5 p, X. M' J. ~

: t1 [2 V  _9 s* L4 e' t$ R
理想电源与电阻的串并联
  • 理想电压源与电阻并联,可将电阻去掉(断开),不影响对其它电路的分析。

    3 G% p/ ^3 O6 p% j( X
  • 理想电流源与电阻串联,可将电阻去掉(短路),不影响对其它电路的分析。
    - ^2 E3 u/ K3 q' t+ t* e6 W4 F( P

+ H' e2 v, N+ g" q: q
实际应用中的电压源和电流源
! h! r, t5 s3 j' x  I$ a; _% O" J实际的电压源可由一个理想电压源和一个内电阻的串联来表示。实际的电流源可由一个理想电流源和一个内电阻的并联来表示。
支路电流法
0 `1 c. f& o$ K. z3 x( y* Z
意义用支路电流作为未知量,列方程求解的方法。$ H9 H7 |  o3 F, K! `) A
0 Q* n7 E% }# B9 T$ j
列方程的方法
1.电路中有b条支路,共需列出b个方程。
2.若电路中有n个结点,首先用基尔霍夫电流定律列出n-1个电流方程。
3.然后选b-(n-1)个独立的回路,用基尔霍夫电压定律列回路的电压方程。

1 r1 A) W  @0 y* G6 I
注意问题
若电路中某条支路包含电流源,则该支路的电流为已知,可少列一个方程(少列一个回路的电压方程)。

; b  @* l$ v$ \6 p8 f/ C. U  叠加原理  
意义
在线性电路中,各处的电压和电流是由多个电源单独作用相叠加的结果。( S/ C" F/ W5 c: O8 H, O# U4 E

* w" V: M  }! i. ]3 `! Z$ E7 v求解方法
考虑某一电源单独作用时,应将其它电源去掉,把其它电压源短路、电流源断开。
7 k8 g: A4 J! y5 x" b& l' ^
) e* ^) z0 @! D; D, a注意问题
最后叠加时,应考虑各电源单独作用产生的电流与总电流的方向问题。叠加原理只适合于线性电路,不适合于非线性电路;只适合于电压与电流的计算,不适合于功率的计算。
8 V' u4 {0 W! N3 K$ C# o
  戴维宁定理  
) c. D( N7 _# p9 O$ a5 A" _
意义
把一个复杂的含源二端网络,用一个电阻和电压源来等效。

+ b2 W. F: D( g  T% x等效电源电压的求法
把负载电阻断开,求出电路的开路电压UOC。等效电源电压UeS等于二端网络的开路电压UOC。$ K4 E. j/ G8 t/ Z
1 \) o/ t. d5 e4 p
等效电源内电阻的求法
  • 把负载电阻断开,把二端网络内的电源去掉(电压源短路,电流源断路),从负载两端看进去的电阻,即等效电源的内电阻R0。
    5 R8 i0 O: u4 d; I' _$ N! Z& g
  • 把负载电阻断开,求出电路的开路电压UOC。然后,把负载电阻短路,求出电路的短路电流ISC,则等效电源的内电阻等于UOC/ISC。
    # F4 P# X5 M' R  c! T. I) |
9 p3 q. p7 L/ a) ^1 u
  诺顿定理  
: y! D  r: B9 G) z8 c意义
把一个复杂的含源二端网络,用一个电阻和电流源的并联电路来等效。
& e2 P: ]" y" p3 g( k% a& Q* Z
/ _3 R) U; b8 B* G等效电流源电流IeS的求法
把负载电阻短路,求出电路的短路电流ISC。则等效电流源的电流IeS等于电路的短路电流ISC。
4 M% n( A: H9 L* q4 x( g
( w- X- D, K4 g8 x! I! X等效电源内电阻的求法
同戴维宁定理中内电阻的求法。+ U7 b1 \: I) t& g1 Z/ p& [# A

: n3 ]; A+ T! j5 O  换路定则  

' u* X$ n: Z$ {! Z
换路原则
换路时:电容两端的电压保持不变,Uc(o+) =Uc(o-)。电感上的电流保持不变, Ic(o+)= Ic(o-)。原因是:电容的储能与电容两端的电压有关,电感的储能与通过的电流有关。. e9 s* l+ O4 j: @7 h

6 a: I# [( |. B  m2 g* Z
换路时,对电感和电容的处理
  • 换路前,电容无储能时,Uc(o+)=0。换路后,Uc(o-)=0,电容两端电压等于零,可以把电容看作短路。
    % E% B  J- t4 ?$ n
  • 换路前,电容有储能时,Uc(o+)=U。换路后,Uc(o-)=U,电容两端电压不变,可以把电容看作是一个电压源。

    7 U; M8 m3 ~& a$ |6 {
  • 换路前,电感无储能时,IL(o-)=0。换路后,IL(o+)=0,电感上通过的电流为零,可以把电感看作开路。

    & |8 D" \; a/ u1 w3 j
  • 换路前,电感有储能时,IL(o-)=I。换路后,IL(o+)=I,电感上的电流保持不变,可以把电感看作是一个电流源。根据以上原则,可以计算出换路后,电路中各处电压和电流的初始值。
    : p  y& v6 F' J

2 m8 w" Z( _& x+ z8 ~  c9 [
  正弦量的基本概念  
正弦量的三要素
  • 表示大小的量:有效值,最大值。
    / b6 i' u6 k+ Y
  • 表示变化快慢的量:周期T,频率f,角频率ω。

    " ~/ J, H: h& @3 E4 S" R
  • 表示初始状态的量:相位,初相位,相位差。
    * x; M6 A: O- x1 _5 x2 }
( M: N& Y4 x# A; C! r% O
复数的基本知识
  • 复数可用于表示有向线段,复数A的模是r ,辐角是Ψ。
    9 i5 W$ ?3 V& E" B$ s+ y# s5 g8 l
  • 复数的表示方式:1.代数式;2.三角式;3.指数式;4.极坐标式。
    6 f5 }! R, S) d
  • 复数的加减法运算用代数式进行,复数的乘除法运算用指数式或极坐标式进行。
    4 h) z4 G4 K# Q+ a
  • 复数的虚数单位j的意义:任一向量乘以+j后,向前(逆时针方向)旋转了,乘以-j后,向后(顺时针方向)旋转了。
    ; i! ]6 {9 Z, R7 O9 c/ c( h7 A

7 ], b6 W& f  c. p! h# u6 K
  正弦量的相量表示法  

6 x+ S; v, ?8 X
相量的意义
用复数的模表示正弦量的大小,用复数的辐角来表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的复数。为与一般的复数相区别,相量的符号上加一个小圆点。
; `, ^8 ^+ |1 e& L+ p( E
最大值相量
用复数的模表示正弦量的最大值。
, r7 F% i0 s* ?* u
有效值相量
用复数的模表示正弦量的有效值。
; ?- ?5 g1 n8 z& m7 S! h; W1 ]
1 g( o8 K( u* E; F注意问题
正弦量有三个要素,而复数只有两个要素,所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位,没有表示出交流电的周期或频率。相量不等于正弦量。2 f9 q+ J4 `6 V& ^8 }

' q  b% I  N2 W4 F8 o: c0 R$ A用相量表示正弦量的意义
+ y. E, Z* E5 c0 K2 @' i用相量表示正弦后,正弦量的加减,乘除,积分和微分运算都可以变换为复数的代数运算。相量的加减法也可以用作图法实现,方法同复数运算的平行四边形法和三角形法。

/ C+ X/ S" N/ S% A
交流电路的功率
  • ·瞬时功率:p=ui=UmIm·sin(ωt+φ)·sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ)

      o8 g6 z( {! i; V6 b
  • 平均功率:P=UIcosφ平均功率又称为有功功率,其中 cosφ称为功率因数。电路中的有功功率也就是电阻上所消耗的功率。

    7 I& t% P/ |# \; u
  • 无功功率:Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ电路中的无功功率也就是电感与电容和电源之间往返交换的功率。

    & t2 D# `) ~0 M1 A9 T. t
  • 视在功率:S=UI 视在功率的单位是伏安(VA),常用于表示发电机和变压器等供电设备的容量。
    / L/ _8 _3 ^6 [3 a. p
  • 功率三角形:P、Q、S组成一个三角形,其中φ为阻抗角。
    / f2 s4 j4 ~5 i6 a& _( L1 H+ G
( }& r3 e2 \' ?1 ~' w# j
  电路的功率因数  
+ `  ^$ V; b; Z3 s" M0 O- }
功率因数的意义
功率因数就是电路的有功功率占总的视在功率的比例,从功率三角形中可以看出功率因数。功率因数高,则意味着电路中的有功功率比例大,无功功率的比例小。7 W4 h/ `8 d* z

( [8 ?, |3 W; p3 F4 I
功率因数低的原因
生产和生活中大量使用的是电感性负载异步电动机,洗衣机、电风扇、日光灯都为感性负载。
·电动机轻载或空载运行(大马拉小车),异步电动机空载时cosφ=0.2~0.3,额定负载时cosφ=0.7~0.9。

  n! W% [- L  j' \2 D2 o$ V
提高功率因数的意义
  • 在电感性负载两端并联电容可以补偿电感消耗的无功功率,提高电路的功率因数。

    4 Y3 t! |' d8 P7 L
  • 提高发电设备和变压器的利用率:发电机和变压器等供电设备都有一定的容量,称为视在功率,提高电路的功率因数,可减小无功功率输出,提高有功功率的输出,增大设备的利用率。

    9 K- |/ |6 H2 f$ K( S& [  D
  • 降低线路的损耗:当线路传送的功率一定,线路的传输电压一定时,提高电路的功率因数可减小线路的电流,从而可以降低线路上的功率损耗,降低线路上的电压降,提高供电质量,还可以使用较细的导线,节省建设成本。
    : {2 [9 I2 O! X5 Y
; s7 m! a8 H$ D( g' U3 S7 `

8 _$ \; r) y6 T# ?/ @% e( x+ H8 N" J2 i5 P3 v1 P

7 @0 a: I/ L, p( ^5 C9 E) {6 N) ?$ m
/ O* E" f* n2 Q* A

& S2 S! l: s1 j  H8 u6 Y% T$ Z2 L; z% o* \% a, j6 i

0 u2 j) m1 O( Z! K& z) J) Z
& m6 F# o# F* ]. s
1 U& h4 X& q( |( P4 w3 j' p5 x3 n1 z% @3 Z

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  • TA的每日心情
    开心
    2025-9-6 15:02
  • 签到天数: 1162 天

    [LV.10]以坛为家III

    推荐
    发表于 2021-12-27 18:11 | 只看该作者
    Very better !!!  Excellent  professional  procious datas !!!  Thanks for your sharing !!!

    该用户从未签到

    2#
    发表于 2021-12-24 17:07 | 只看该作者
    电源功率等于负载消耗的功率
  • TA的每日心情
    开心
    2022-6-14 15:53
  • 签到天数: 79 天

    [LV.6]常住居民II

    3#
    发表于 2021-12-24 17:23 | 只看该作者
    nice
    : g; F, |1 y' M:lol:lol:lol:lol:lol:lol

    该用户从未签到

    5#
    发表于 2021-12-25 22:20 | 只看该作者
    非常感谢楼主,谢谢分享!!!!

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2022-1-27 17:13 | 只看该作者
    7 i4 u) S% S, M2 s3 o; a
    非常感谢楼主,谢谢分享!!!!
  • TA的每日心情
    开心
    2025-9-6 15:02
  • 签到天数: 1162 天

    [LV.10]以坛为家III

    9#
    发表于 2022-1-28 13:59 | 只看该作者
    excellent professional precious !!!  thanks for your sharing !!!

    该用户从未签到

    10#
    发表于 2022-3-27 23:26 | 只看该作者

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2022-5-3 16:19 | 只看该作者
    楼主做的真是不错,学到了。
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