電工學(xué)知識(shí)點(diǎn)

1、1. 電源與負(fù)載的判別電源：U和I的實(shí)際方向相反，電流從“+”端流出，發(fā)出功率；負(fù)載：U與I實(shí)際方向相同，電流從”+”端流入，取用功率。2. 額定值：各種電氣設(shè)備的電壓，電流及功率都有一個(gè)額定值。額定值是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常容許值。使用時(shí)，電壓，電流和功率的實(shí)際值不一定等于他們的額定值。3. 耗能元件：電路中的純電阻電器稱為耗能元件。轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定理。非耗能元件：4. 基爾霍夫電流定律：此定律是用來確定連接在同一結(jié)點(diǎn)上各支路電流間關(guān)系的。在任一瞬時(shí)，流入某一結(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。 在任一瞬時(shí)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零。基爾霍

2、夫電壓定律：此定律是用來確定回路中各段電壓間關(guān)系的。就是在任一瞬時(shí)，沿任一回路循行方向(順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向)，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。戴維寧定理：等效電源的電動(dòng)勢(shì)E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將負(fù)載斷開后a，b兩端之間的電壓。等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（將各個(gè)理想電壓源短路，即其電動(dòng)勢(shì)為零；將各個(gè)理想電流源開路，即其電流為零）后所得到的無源網(wǎng)絡(luò)a，b兩端之間的等效電阻。電源等效：電壓源的外特性和電流源的外特性是相同的。因此，兩者相互間是等效的，可以等效變換。電壓源與電流源的等效關(guān)系只是對(duì)外電路而言，至于對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的。等效條件E=RoIs E/

3、Ro=Is 理想電壓源和理想電流源連著之間不存在等效變換的條件。疊加原理：對(duì)于線性電路，任何一條支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。換路定律：從t=0-到t=0+瞬間，電感元件中的電流和電容元件上的電壓不能躍變，這稱為換路定則。如果公式表示，則為 ，換路定則僅適用于換路瞬間，可根據(jù)它來確定t=0+時(shí)電路中電壓和電流之值，即暫態(tài)過程的初始值。5. 正弦交流電路：一個(gè)正弦量可以由頻率（或周期），幅值（或有效值）和初相位三個(gè)特征或稱要素來確定 。 感抗：具有對(duì)交流電流起阻礙作用的物理性質(zhì)稱為感抗，用XL=L=2 Fl。電感線圈對(duì)高頻電流阻礙作用很大，

4、而對(duì)直流可視作短路，即對(duì)直流講，XL=0(注意，不是L=0，而是f=0)感抗只與電壓與電流的幅值或有效值之比，而不是他們的瞬時(shí)值之比。在電感元件電路中，平均功率p= ,也可叫有功功率。無功功率Q=UI=XLI2-容抗：對(duì)電流起阻礙作用的物理性質(zhì)，用XC代表。XC=I/C=1/2 fC。電容元件對(duì)高頻電流所呈現(xiàn)的容抗很小，而對(duì)直流（f=0）所呈現(xiàn)的容抗XC ，可視作開路。電容元件有隔斷直流的作用。 平均功率P= 無功功率Q=將電壓與電流的有效值相乘則得視在功率S=UI= 6. 變壓器：與電源相連的稱為一次繞組，與負(fù)載相連的稱為二次繞組。電壓變換：一次二次繞組的電壓之比為：U1/U20=E1/E2

5、=NI/N2=K 電流變換：電流之比：I1/I2=N2/N1=1/K 穩(wěn)壓二極管： 二極管的工作狀態(tài)：穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。由于它在電路中與適當(dāng)?shù)碾娮枧浜虾竽芷鸱€(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與普通二極管類似，其差異是穩(wěn)壓二極管的反向特性曲線比較陡。穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)。反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反向電流很小。當(dāng)反向電流增高到擊穿電壓時(shí)，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓二極管反向擊穿。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓二極管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓二極管在電路中能起穩(wěn)壓的作用。穩(wěn)壓二極管與一般二極管不一樣，它的反向擊穿是可逆的。

6、當(dāng)去掉反向電壓之后 ，穩(wěn)壓二極管又恢復(fù)正常。但是，如果反向電流超過允許范圍，穩(wěn)壓二極管將會(huì)發(fā)生熱擊穿而損壞。主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓，電壓溫度系數(shù)，動(dòng)態(tài)電阻，穩(wěn)定電流，最大允許耗散功率。 電壓比較器：7. 反向比例遠(yuǎn)算：輸出電壓與輸入電壓是比例運(yùn)算關(guān)系，或則說是比例反大關(guān)系。如果R1和RF的阻值足夠精確，而且運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，就可認(rèn)為u0與u1間的關(guān)系只取決于R1和RF的比值而與運(yùn)算放大器本身的參數(shù)無關(guān)。這就保證了比例運(yùn)算的精度和穩(wěn)定性。8. 觸發(fā)器：基本RS觸發(fā)器有兩個(gè)與非門交叉連接而成。9. 可控RS觸發(fā)器：與非門G1和G2,組成基本觸發(fā)器，與非門G3和G4組成導(dǎo)引電路。JK觸發(fā)

7、器：有兩個(gè)可控RS觸發(fā)器串聯(lián)而成，還有一個(gè)非門將兩個(gè)觸發(fā)器聯(lián)系起來。1.變壓器銘牌上標(biāo)出的額定容量是”千伏安”而不是“千瓦”，為什么？額定容量是指什么？解：變壓器二次繞組額定電壓與額定電流的乘積稱為變壓器的額定容量，即SN=U2NI2NU1NI1N（單相）變壓器是按額定電壓與額定電流設(shè)計(jì)的，而變壓器所接負(fù)載的功率因數(shù)不同，則輸出的有功功率不同，因此一般不標(biāo)“千瓦”。2.用一只額定值為110V100W的白熾燈和一只額定值為110V40W的白熾燈串聯(lián)后接到220V的電源上，當(dāng)將開關(guān)閉合時(shí)，（40W的燈絲燒毀）3.在圖中所示電路中，穩(wěn)壓二極管Dz1和DZ2的穩(wěn)定電壓分別為5V和7V，其正向壓降可忽略

8、不計(jì)，則Uo為（5V）4.功率因數(shù)提高后，線路電流減小了，瓦時(shí)計(jì)會(huì)走得慢些（省電）嗎？瓦時(shí)計(jì)是計(jì)量電能消耗的儀表，與電感性負(fù)載并聯(lián)電容器后，有功率并未改變，因?yàn)殡娙萜魇遣幌碾娔艿摹慕滩膱D的相量圖也可以看出，并聯(lián)電容器前后電路的有功功率P=UIcos=UI1cos1,并未改變，而電能和有功功率成正比，所以瓦時(shí)計(jì)不會(huì)走的慢些。5.在圖1.4.7中，方框代表電源或負(fù)載，已知U=220V，I=-1A，試問哪些方框是電源，哪些是負(fù)載？(a)在圖中，U的參考極性與實(shí)際極性相同，因?yàn)閁=220V; I的參考方向與實(shí)際方向相反，因?yàn)镮=-1A.U和I的實(shí)際方向相反。電流從“+”端流出，故為電源。（b）U和

9、I的實(shí)際方向相同，電流從“+”端流入，故為負(fù)載。（c）同（b），（d）同（a）6.在電阻，電感與電容元件串聯(lián)的交流電路中，已知R=30,L=127mH,C=40f,電源電壓u=2202sin(314t+20)V.(1)求電流i及各部分電壓Ur,Ul,uC;作相量圖；（3）求功率P和Q解：（1）Xl=l=31412710-3=40Xc=1C1(3144010-6) =80Z=R+j(Xl-Xc)=30+j(40-80) =(30-j40) =50-53 U=22020V于是得I=UZ=(22020)/(50-53)A=4,.47.3A i=4.42sin(314t+73)AUR=RI=304.4

10、73V=13273V uR=1322sin(314t+73)VUl=jXlI=j404.473V=176163V Ul=1762sin(314t+163)VUc=-jXcI=-j804.473V=352-17V Uc=3522sin(314-17)V(3)P=UIcos=2204.4cos(-53)W=2204.40.6W=580.8WQ=UIsin=2204.4sin(-53)var=2204.4(-0.8)var=-774.4var7.在上列，（1）L1相短路時(shí)，(2)L1相短路而中性線又?jǐn)嚅_時(shí)，試求各相負(fù)載上的電壓解（1）此時(shí)L1相短路電流很大，將L1相中的熔斷器熔斷，而L2相和L3相未

11、受影響，其相電壓仍為220V .(2)此時(shí)，負(fù)載中性點(diǎn)N即為L1，因此負(fù)載各項(xiàng)電壓為U1=0 U1=0 U2=U21 U2=380V U3=U31 U3=380V 在這種情況下，L2相與L3相的點(diǎn)燈組上所加的電壓都超過電燈的額定電壓（220V），這是不容許的。8.在上列，（1）L1相斷開時(shí)。（2）L1相斷開而中性線也斷開時(shí)，試求各相負(fù)載上的電壓解:（1）L2相和L3相未受影響（2）這時(shí)電路已成為單相電路，即L2相的電燈組和L3相的電燈組串聯(lián)，接在線電壓U23=380V的電源上，兩相電流相同，至于兩相電壓如何分配，決定于兩相的電燈組電阻。如果L2組的電阻比L3相的電阻小，則其相電壓低于電燈的額定

12、電壓。這是不容許的9.在圖9.2.4中，輸入端電位VA=3V,VB=0V,求輸出端電位VY.電阻R接負(fù)電源-12V解：因?yàn)閂A高于VB,所以二極管DA優(yōu)先導(dǎo)通。如果二極管的正向壓降是0.3V，則VY=2.7V.當(dāng)DA導(dǎo)通后，DB上加的是反向電壓，因而截止。在這里，DA起鉗位作用，把輸出端的電位鉗住在2.7V.10.在某電路中，i=100sin(6280t-/4)Ma,(1)試指出它的頻率，周期，角頻率，幅值，有效值及初相位各為多少？（2）畫出波形圖（3）如果i的參考方向選的相反，寫出它的三角函數(shù)式，畫出波形圖，并問（1）中各項(xiàng)有無改變？解：f=/2=6280/(23.14)Hz=1000Hz

13、T=1/f=1/1000s=0.001s Im=100mAI=100/(2)mA=70.7mA =-4/rad=-45 (3)i=100sin(6280t-4/)mA=100sin(6280t3/4)mA(1)中各項(xiàng)除初相位外，其余均未改變，初相位為3/4rad簡答題1. 中性線的作用：在于使星形聯(lián)結(jié)的不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱，就不應(yīng)讓中性線斷開。因此，中性線內(nèi)不接熔斷器或閘刀開關(guān)。2. 日關(guān)燈為什么接地？這樣是為了安全用電，接地保護(hù)線（PE）接到燈這外殼上，是當(dāng)燈管漏電時(shí)，電流可以通過它回流到大地的，它走的路徑和零線是一樣的，都是直接接到燈上的。3. 共發(fā)射極放大電路

14、的組成：晶體管T,集電極電源電壓Ucc,集電極負(fù)載電阻Rc,偏執(zhí)電阻R-B,耦合電容C1和C24. 日常生活中，你的開關(guān)接在火線還是零線上？答：火線上，由于開關(guān)接在火線上，當(dāng)拉開開關(guān)斷開電路時(shí)，燈座或其它用電器就脫離了火線，這時(shí)人接觸燈座或其它用電器時(shí)就不會(huì)觸電。5. 填空題：1、電源和負(fù)載的本質(zhì)區(qū)別是：電源是把 其它形式的 能量轉(zhuǎn)換成 電 能的設(shè)備，負(fù)載是把 電 能轉(zhuǎn)換成 其它形式 能量的設(shè)備。2、對(duì)電阻負(fù)載而言，當(dāng)電壓一定時(shí)，負(fù)載電阻越小，則負(fù)載 越大 ，通過負(fù)載的電流和負(fù)載上消耗的功率就 越大 ；反之，負(fù)載電阻越大，說明負(fù)載 越小 。3、實(shí)際電路中的元器件，其電特性往往 多元 而 復(fù)雜

15、，而理想電路元件的電特性則是 單一 和 確切 的。 5、常見的無源電路元件有 電阻元件 、 電感元件 和 電容元件 ；常見的有源電路元件是 電壓源元件 和 電流源元件 。6、元件上電壓和電流關(guān)系成正比變化的電路稱為 線性 電路。此類電路中各支路上的 電壓 和 電流 均具有疊加性，但電路中的 功率 不具有疊加性。8、電源向負(fù)載提供最大功率的條件是 電源內(nèi)阻 與 負(fù)載電阻 的數(shù)值相等，這種情況稱為電源與負(fù)載相 匹配 ，此時(shí)負(fù)載上獲得的最大功率為 US2/4RS 。9、 電壓 是產(chǎn)生電流的根本原因。電路中任意兩點(diǎn)之間電位的差值等于這兩點(diǎn)間 電壓 。電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)間的 電壓 稱為該點(diǎn)的電位，電位具

16、有 相對(duì) 性。10、線性電阻元件上的電壓、電流關(guān)系，任意瞬間都受 歐姆 定律的約束；電路中各支路電流任意時(shí)刻均遵循 KCL 定律；回路上各電壓之間的關(guān)系則受 KVL 定律的約束。這三大定律是電路分析中應(yīng)牢固掌握的 三大基本 規(guī)律。1、正弦交流電的三要素是 最大值 、 角頻率 和 初相 。 有效 值可用來確切反映交流電的作功能力，其值等于與交流電 熱效應(yīng) 相同的直流電的數(shù)值。2、已知正弦交流電壓，則它的最大值是 380 V，有效值是380 V，頻率為50 Hz，周期是0.02 s，角頻率是 314 rad/s，相位為 314t-60，初相是 60 度，合 /3 弧度。3、實(shí)際電氣設(shè)備大多為 感

17、性設(shè)備，功率因數(shù)往往 較低 。若要提高感性電路的功率因數(shù)，常采用人工補(bǔ)償法進(jìn)行調(diào)整，即在 感性線路（或設(shè)備）兩端并聯(lián)適當(dāng)電容 。4、電阻元件正弦電路的復(fù)阻抗是 R ；電感元件正弦電路的復(fù)阻抗是 jXL ；電容元件正弦電路的復(fù)阻抗是 jXC ；多參數(shù)串聯(lián)電路的復(fù)阻抗是 R+j(XL-XC) 。伏安關(guān)系瞬時(shí)值表達(dá)式為 ，電容元件上伏安關(guān)系瞬時(shí)值表達(dá)式為 ，因此把它們稱之為 動(dòng)態(tài) 元件。7、能量轉(zhuǎn)換過程不可逆的電路功率常稱為 有功 功率；能量轉(zhuǎn)換過程可逆的電路功率叫做 無功 功率；這兩部分功率的總和稱為 視在 功率。8、電網(wǎng)的功率因數(shù)越高，電源的利用率就越 越充分 ，無功功率就越 越小 。9、只有電

18、阻和電感元件相串聯(lián)的電路，電路性質(zhì)呈 感 性；只有電阻和電容元件相串聯(lián)的電路，電路性質(zhì)呈 容 性。1、對(duì)稱三相交流電是指三個(gè) 最大值 相等、 角頻率 相同、 相位 上互差的三個(gè) 單相正弦交流電 的組合。2、三相四線制供電系統(tǒng)中，負(fù)載可從電源獲取 線電壓 和 相電壓 兩種不同的電壓值。其中 線電壓 是 相電壓 的倍，且相位上超前與其相對(duì)應(yīng)的 相電壓 。3、由發(fā)電機(jī)繞組首端引出的輸電線稱為 火線 ，由電源繞組尾端中性點(diǎn)引出的輸電線稱為 零線 。 火線 與 火線 之間的電壓是線電壓， 火線 與 零線 之間的電壓是相電壓。電源繞組作 Y 接時(shí)，其線電壓是相電壓的 倍；電源繞組作 接時(shí)，線電壓是相電壓的 1 倍。對(duì)稱三相Y接電路中，中線電流通常為 零 。4、有一對(duì)稱三相負(fù)載Y接，每相阻抗均為22，功率因數(shù)為0.8，測(cè)出負(fù)載中的電流是10A，那么