《電工基礎(chǔ)》總復(fù)習(xí)

第一章電路的基本概念和基本定律

一、

電路和電路模型1、電路定義：電路是各種電氣設(shè)備按一定方式聯(lián)接起來的整體，它提供了電流流通的路徑。（由實際元器件構(gòu)成的電流的通路稱為電路）（也稱電網(wǎng)絡(luò)）

2、電路模型：由理想元件及其組合代替實際電路元件，把實際電路的本質(zhì)特征抽象出來所形成的理想化的電路，稱為實際電路的電路模型。.二、

電路的基本物理量1.電流（1）大?。海?）方向：正電荷移動的方向2.電壓

電場力把單位正電荷從電場中A點移到B點所做的功，稱其為A點到B點間的電壓。用uAB表示（1）大?。海?）方向：電場力移動正電荷的方向或從高電位指向低電位的方向.3、電流、電壓的關(guān)聯(lián)參考方向電流的參考方向為從電壓參考方向的“＋”極端流向到“－”極端。

IRURab4.電位（1）定義：（選O為參考點，）（2）電壓與電位關(guān)系：

5.電動勢（1）大?。海?）方向：電源力移動正電荷的方向（從負(fù)極到正極）（3）參考點選擇的不同，電路中同一點的電位隨之改變，但任兩點間的電壓不變。.6.功率（1）定義：（2）功率的正負(fù)號的含義：7.歐姆定律、功率計算（1）關(guān)聯(lián)參考方向：U=IR，P=UI（2）非關(guān)聯(lián)參考方向：U=-IR，P=-UI

：電路吸收功率；負(fù)載：電路發(fā)出功率；電源.

8.恒壓源和恒流源的比較.實際電壓源可以用一個理想電壓源和內(nèi)阻相串聯(lián)的電路模型來表示9、實際電壓源模型、實際電流源模型：一個好的實際電壓源要求：RS→0端口的伏安關(guān)系為：.實際電流源可用一個理想電流源與內(nèi)電導(dǎo)相并聯(lián)的電路模型來表示端口的伏安關(guān)系為：一個好的實際電流源要求：GS→0.

開路時特點：（1）實際電壓源：流過的電流I=0，端口電壓等于電壓源電壓即Uoc=Us（2）實際電流源：端電壓Uoc=Is/Gs，Gs很小，開路電壓將很大，會損壞電源設(shè)備，所以應(yīng)防止電流源開路短路時特點：（1）實際電流源：短路電流Isc=Is（2）實際電壓源：其內(nèi)阻很小，所以其短路電流將很大，會使電源發(fā)熱以致?lián)p壞，所以應(yīng)防止電壓源被短路。

10、電路的三種工作狀態(tài)：開路、短路、有載狀態(tài)有載運行狀態(tài)：滿載（額定工作狀態(tài)）、過載、輕載.11、基爾霍夫電流定律(簡稱KCL)基爾霍夫電流定律可表述為：在集中參數(shù)電路中，任一時刻流出(或流入)節(jié)點的各支路電流的代數(shù)和恒等于零。寫成數(shù)學(xué)表達(dá)式為

i=0KCL推廣：任意封閉面（廣義節(jié)點）I1I2I3I4.12、基爾霍夫電壓定律(簡稱KVL)

基爾霍夫電壓定律可表示為：在集中參數(shù)電路中，任一時刻，任一回路的各元件電壓的代數(shù)和恒等于零。用式子表示，即

u=0

.KVL推廣：假想回路.二端電路等效的概念等效電路（網(wǎng)絡(luò)）:兩個二端電路，端口具有相同的電流、電壓關(guān)系（VCR)，則稱它們是等效的電路。二端電路：網(wǎng)絡(luò)與外部電路只有一對（兩個）端鈕聯(lián)接。Aabii從一個端鈕(如a)流入的電流一定等于從另一端鈕(如b)流出的電流。等效變換的目的：化簡電路，方便分析計算。第二章電路的等效變換.1.電阻串聯(lián)電路的特點：(1)流過各電阻的電流相同(2)總電壓等于各個電阻上的電壓降之和：U=U1+U2+U3(3)等效電阻：一、電路的串、并、混聯(lián)及等效變換（4）串聯(lián)電阻具有分壓作用。各個串聯(lián)電阻的電壓與電阻值成正比。（5）n個電阻串聯(lián)吸收的總功率，等于各個電阻吸收的功率之和.2.電阻并聯(lián)特點：(1)各電阻上電壓相同；(2)總電流等于各分支電流之和，即：（3）等效電阻Req.（4）并聯(lián)電阻具有分流作用各個并聯(lián)電阻中的電流與它們各自的電阻值成反比（5）n個電阻并聯(lián)后吸收的總功率等于各個電阻吸收的功率之和兩個電阻并聯(lián)：分流公式：.Y形變?yōu)樾涡巫優(yōu)閅形2、電阻的星形與三角形聯(lián)結(jié)及等效變換.特殊情況：當(dāng)三角形（星形）連接的三個電阻阻值都相等時，變換后的三個阻值也應(yīng)相等。設(shè)三角形電阻R12=R23=R32=，則

=R1=R2=R3=

反之，=R12=R23=R31=3

.acb例：.3、兩種實際電源模型間的等效變換：電壓源變成電流源：電流源變成電壓源：iS=uS/RSuS=Is/GSGS=1/RSRS=1/GS

.uS+_i任意元件u+_uS+_iu+_對外等效一個理想電壓源與任何一條支路并聯(lián)后，對外等效為該理想電壓源（該支路視為開路）。

等效理想電壓源中的電流不等于替代前的理想電壓源的電流，而等于外部電流。.iSooiSoo任意元件u_+對外等效一個理想電流源與任何一條支路串聯(lián)后，對外等效為該理想電流源（該支路視為短路）。

等效理想電流源兩端的電壓不等于替代前的理想電流源的電壓，而等于外部電壓u。+_u’.注意事項：（1）電流源的電流方向應(yīng)是電壓源的負(fù)極指向正極的方向。（2）等效只是對其外部電路等效，而對電源內(nèi)電路是不等效的。（保證電源外部電路的電壓、電流、功率相同）（3）理想電壓源與理想電流源之間不能互相轉(zhuǎn)換。.求下列電路的電壓源模型（電壓源和電阻的串聯(lián)組合）和電流源模型（電流源和電阻的并聯(lián)組合）（P352-11題）.化簡下圖所示各電路。（P352-10題）.受控源與獨立電源的區(qū)別：獨立電源：輸出的電壓或電流是由其本身決定，而不受所連接的外電路影響，常作為激勵對電路起作用，在它們的作用下，電路才產(chǎn)生響應(yīng)。這樣的電源稱為獨立電源。受控源：輸出的電壓或電流受電路中某部分的電壓或電流控制，它本身不直接起激勵作用。也稱為非獨立電源。KCL、KVL同樣適用于含受控源的電路。受控源及含受控源電路的等效變換.u1gu1+_u2i2_i1+ri1+_u2i2_u1i1++-u2

u1i2u1i1+__++-βi1+_u2i2_u1i1+受控源的種類.第三章線性網(wǎng)絡(luò)的一般分析方法一、支路電流法

支路電流法是電路分析最基本的系統(tǒng)方法，是以各支路電流為變量，根據(jù)KCL、KVL列寫電路方程求解電路的方法。.二、支路電流法解題步驟1.標(biāo)出所求各支路電流的參考方向（可以任意選定）

。2.確定方程數(shù)，若有b條支路，則共需列寫b個方程。3.列獨立的KCL方程，若有n個節(jié)點，則可列(n-1)個獨立的節(jié)點電流方程

。4.列獨立的KVL方程，方程數(shù)為：支路數(shù)-節(jié)點方程數(shù)。即：〔b-(n-1)〕。。5.聯(lián)立求解上述b個方程，得到待求各支路電流。.例、用支路電流法求解各支路電流。已知R1=10Ω、R2=20Ω、R3=5Ω，US1=50VUS2=60V。I1I3US1US2R1R2R3ba+–+–I2.練習(xí)：求解各支路電流10V10Ω.二、回路電流法：以電路的一組獨立回路的回路電流作為變量，根據(jù)KVL列出各獨立回路的電壓方程，從而求解電路的方法稱為回路電流法。回路電流法的主要步驟：1.選定一組獨立的回路電流作為變量，標(biāo)出其參考方向，并以此方向作為回路繞行的方向。2.列寫回路電壓方程。3.聯(lián)立求解方程組，得出各回路電流。4.選定各支路電流的參考方向，由回路電流求得各支路電流或其它需求的電量。（與支路電流參考方向相同的回路電流取正，反之取負(fù)。）.用回路電流法求各支路電流.三、節(jié)點電壓法節(jié)點電壓：

選電路中某一節(jié)點為參考點，其余獨立節(jié)點（n-1個)的電位稱為這些節(jié)點的節(jié)點電壓。節(jié)點電壓法：以（n-1)個獨立節(jié)點電壓為變量，按KCL

列出相應(yīng)獨立節(jié)點的電流方程來求解電路的方法就叫節(jié)點電壓法，也稱為節(jié)點電位法。.節(jié)點電壓法主要步驟：

1.選定參考節(jié)點用“┴”符號標(biāo)注。2.以各獨立節(jié)點電壓為電路變量，按一般式列寫節(jié)點電壓方程，方程數(shù)等于獨立節(jié)點數(shù)。3.聯(lián)立求解方程組，得出各節(jié)點電壓。4.選定各支路電流的參考方向，由節(jié)點電壓求得各支路電流或其它需求的電量。.彌爾曼定理：對于只有一個獨立節(jié)點的電路一般形式.例：用節(jié)點分析法求各支路電流。.練習(xí)：用節(jié)點分析法求各支路電流。.一、疊加定理：在線性電路中，所有獨立電源共同作用產(chǎn)生的響應(yīng)(電壓或電流)，都等于各個獨立電源單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)(電壓或電流)的疊加。疊加定理示圖：第四章線性網(wǎng)絡(luò)的基本定理.應(yīng)用疊加定理的注意事項

1.疊加定理只能用來計算線性電路的電流和電壓，對非線性電路不適用。2.在各個獨立電源分別單獨作用時，對那些暫不起作用的獨立電源都應(yīng)視為零值，即電壓源用短路代替，電流源用開路代替，而其它元件的聯(lián)接方式都不應(yīng)有變動。3.各個電源單獨作用下響應(yīng)的參考方向應(yīng)選擇為與原電路中對應(yīng)響應(yīng)的參考方向相同，在疊加時應(yīng)把各部分響應(yīng)的代數(shù)值代入。.4.不能用疊加定理計算功率。5.疊加定理被用于含有受控源的電路時，由于受控源不直接起激勵作用，應(yīng)把受控源當(dāng)電路元件處理。當(dāng)獨立電源單獨作用時，受控源應(yīng)保留在每個分電路中，且其數(shù)值隨每一獨立源單獨作用時控制量數(shù)值的變化而變化。6.疊加方式是任意的，可以一次一個獨立源單獨作用，也可以一次幾個獨立源同時作用，取決于使分析計算簡便。應(yīng)用疊加定理的注意事項.練習(xí)題試用疊加原理求圖中電路12Ω電阻支路中的電流..含源網(wǎng)絡(luò)abiu＋－iabReqUOC＋－u＋－開路電壓無源網(wǎng)絡(luò)等效電阻二、戴維南定理：任何一個有源線性二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一個電壓源與一個電阻串聯(lián)組合的電路模型來等效。該電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc；電阻等于將有源二端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o源二端網(wǎng)絡(luò)后的等效電阻Req。.戴維南定理的解題步驟是：（1）將有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路分開；（2）斷開待求支路，求有源二段網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC；（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)除源（電壓源短路，電流源開路）。求無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req;（4）畫出戴維南等效電路，接上待求支路，用全電路的歐姆定律求出支路相應(yīng)的電壓或電流。等效電阻的計算：等效電阻Req為將有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨立電源全部置零（電壓源看作短路，電流源看作開路）后，所得無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。開路電壓UOC：指有源二端網(wǎng)絡(luò)端鈕電流為零時的端電壓。.a、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含有受控源時可采用電阻串、并聯(lián)和△－Y互換的方法計算等效電阻；b、外加電源法（加壓求流或加流求壓）；abAi+–uReqc、開路電壓-短路電流法。UOCab+–ReqiSCA等效電阻的計算.例3：求圖示電路的電流I。解：.諾頓定理：任何一個有源線性二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一個電流源與一個電阻并聯(lián)組合的電路模型來等效。該電流源的電流等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc；電阻等于將有源二端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o源二端網(wǎng)絡(luò)后的等效電阻Req。AababReqIsc.當(dāng)負(fù)載電阻RL與電壓源內(nèi)電阻Req相等時，負(fù)載可獲得最大功率，此即最大功率傳遞定理。RL=Req最大功率計算公式：最大功率匹配條件：最大功率傳輸定理：iUOC+–uL+–ReqRL.第五章正弦穩(wěn)態(tài)電路1、正弦交流電定義：大小、方向均隨時間按正弦規(guī)律做周期性變化的電壓、電流。2、正弦量的三要素

幅值、角頻率、初相角稱為正弦量的三要素。我國工業(yè)用電的頻率、周期、角頻率分別是：有效值與最大值之間的關(guān)系是：瞬時值表達(dá)式（解析式）:周期是：T=0.02S，頻率是：f=50HZ,角頻率是：=314rad/s.工程上，一般所說的正弦電壓、電流的大小都是指有效值。

如設(shè)備銘牌額定值、交流測量儀表的讀數(shù)等。相位：正弦交流電解析式中隨時間變化的電角度(ωt+φ)。初相位（初相角）：當(dāng)時間t=0時的相位角，叫初相位。相位差：兩個相同頻率正弦交流電的初相位的差值同頻率正弦量u和i的相位關(guān)系：同相位是：φ=φ1-φ2=0反相位是：φ=φ1-φ2=180°正交相位是：φ=φ1-φ2=±90°超前相位：φ=φ1-φ2＞0°滯后相位：φ=φ1-φ2＜0°相位差的取值范圍：初相的取值范圍：.瞬時值表達(dá)式波形圖正弦量的表示方法：uO.相量：把表示正弦量特征的復(fù)數(shù)稱為相量。相量的加減乘除運算規(guī)則是：(U1a±U2a)＋j(U1b±U2b)U1±U2

=U1÷U2

U1÷U2

=ψ1-ψ2設(shè)：

=U1ψ1=U1a+jU1b；=U2

ψ２=U2a+jU2b；ψ1＋ψ2U1×U2=U1×U2

.符號說明瞬時值---小寫u、i有效值---大寫U、I復(fù)數(shù)、相量---大寫+“.”最大值---大寫+下標(biāo)m

Um、Im

.純電阻電路電壓、電流（瞬時值、有效值、最大值）之間的關(guān)系是：遵從歐姆定律的規(guī)律。相量有兩種表示形式：相量式:

相量圖:在復(fù)平面中畫出的表示相量的有向線段①只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。②幾個同頻率的相量加減運算可利用平行四邊形法則。.相量關(guān)系：電感元件伏安關(guān)系：1.有效值關(guān)系：UL=ILL=ILXL2.相位關(guān)系：3.相量關(guān)系：感抗：XL=L=2fL電感L具有通直阻交的作用電阻元件的伏安關(guān)系：有效值關(guān)系：相位關(guān)系：UR=RI

u=

i電感元件是儲能元件電阻元件是耗能元件.電容元件及其伏安關(guān)系：電容的定義：單位電壓下聚集的電荷量定義為電容器的電容C表示一個電容器儲存電荷的能力電容元件伏安關(guān)系：1.有效值關(guān)系：IC=wCUC2.相位關(guān)系：

i=

u+π/2電容C具有隔直通交的作用3.相量關(guān)系：容抗：電容元件是儲能元件.單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系參數(shù)LCR基本關(guān)系復(fù)阻抗相量式相量圖.基爾霍夫電流定律及其相量形式：基爾霍夫電壓定律及其相量形式：R、L、C串聯(lián)電路：復(fù)阻抗阻抗：阻抗角：阻抗三角形電抗X=XL-XC.R、L、C串聯(lián)電路的性質(zhì)：當(dāng)XL>XC時，

>0，u超前i呈感性當(dāng)XL<XC時，

<0，u滯后i呈容性當(dāng)XL=XC時，

=0，u.

i同相呈阻性總電壓與分電壓的關(guān)系：電壓三角形.R、L、C并聯(lián)電路：復(fù)導(dǎo)納導(dǎo)納模導(dǎo)納角總電流與分電流關(guān)系：當(dāng)BL＞BC時，電路呈電感性質(zhì)；當(dāng)BL＜BC時，電路呈電容性質(zhì)；