电工基础知识大全

补充说明:（1）并联电路的总电阻小于任何一个(yī ɡè)分电阻，原因
是并联后相当于增加了导体的横截面积。
（2）n个相同的电阻并联后的总阻值为
R
n
第十六页，共七十九页。
第2章
电容 、电感、电抗 (diànróng)
第十七页，共七十九页。
2.1 电容 元件 (diànróng) (capacitor)
对于一段材质和粗细(cūxì)都均匀的导体来说， 在一定温度下：
RL
S
第十三页，共七十九页。
串联电路的总电阻(diànzǔ)与分电阻(diànzǔ)的关系:
I
U1
U2
I
R总
R1 U总 R2
U总
由欧姆定律可得:
所以
(suǒyǐ)
R总=
U总 I
=
R1=
U1 I
U1+U2 I
=
R2=
U2 I
且 U总=U1+U2
：
(1) i的大小与 u 的变化率成正比，与 u 的大小无关；
(2) 电容在直流电路中相当于开路，有隔直作用；
(3) 电容元件是一种记忆元件；
(4) 当 u，i为关联方向时，i= Cdu/dt；
u，i为非关联方向时，i= –Cdu/dt 。
第二十三页，共七十九页。
2.2
件
i
+
u –
电感 元 (diàn ɡǎn)
i L
u2
-
-
di di
uu1u2(L 1L 2)dtLdt
LL1 L2
电感(diàn ɡǎn)串联求等效电感(diàn ɡǎn)与电阻串联求等效电 阻类似！
第三十三页，共七十九页。
串联(chuànlián)电感的 分压
u1L1d dtiL L1uL1L 1L2u
u2L2d dtiL L2uL1L 2L2u
i , 右螺旋
u , i 关联
由电磁感应定律和楞次定律:
udΨ NdΦ
dt
dt
1 、线性定常电感(diàn 元件 ɡǎn)
iL
变量 : (biànliàng) 电流 i , 磁
链
+
u
–
L
def
i
L 称为自感系数 L 的单位：亨（利） 符号：H (Henry）
第二十四页，共七十九页。
2 、韦安（ -i ）特性
第二十七页，共七十九页。
6.3 电容、电感元件的串联(chuànlián)与并联
电容 的串 1.
(diànróng)
联 等效(děnɡ 电 xiào)
i
+
+
容
u1
1 C1
ti(ξ)dξ
C1
u1
u
+-
C2 u2
u u2u1 C1 2 u t2 i (ξ()C 1 d1 ξC 12) ti(ξ)dξ
-
1 C
ti(ξ)dξ
第二十八页，共七十九页。
i
+
+
C1
u1
+
i
u
+-
等效 u
C2 u2
C
-
-
C C1C2 C1 C2
电容(diànróng)串联求等效电容(diànróng)与电导串联求等效 电导类似！与电阻并联求等效电阻公式类似！
第二十九页，共七十九页。
串联(chuànlián)电容的
分压
1 L
t u(ξ)dξ
L1L 11L 12L1 L1 LL 22
电感并联(bìnglián)求等效电感与电阻并联(bìnglián)求等效电 阻类似！
第三十五页，共七十九页。
并联(bìnglián)电感的分 流
+ i1 i2
+i
u L1 L2 等效 u L
-
-
tu(ξ)dξLi
i1L 11 tu(ξ)dξL L 1iL 1L 2iL2 i2L 12 tu(ξ)dξL L 2iL 1L 1iL2
电工 基础知识 (diàngōng)
第一页，共七十九页。
目录
1、电流(diànliú)、电压、电阻
2、电容(diànróng)、电感、电抗
3、常用 公式 (chánɡ yònɡ)
4、谐振电路
第二页，共七十九页。
第1章
电流 、电压、电阻 (diànliú)
第三页，共七十九页。
1.1 电流
高水位
(shuǐwèi)
(tèxìng)
3 、电压、电流(diànliú)关系：
0
i
iL +u –
u L di dt
i1
tudti(0)1
t
udt
L
L0
(0)0tudt
动态元件 记忆元件
第二十五页，共七十九页。
、电感 的 4
(diàn ɡǎn)
储能
puii Ldi dt
W吸 tLiddξi dξ
若 i( )01L2(it)1 2(t)0 L是无源元件
q(t)q(t0)tt0idξ
结论 ： ( jiélùn)
1、电容元件(yuánjiàn)是一个动态元件 ； (yuánjiàn)
2、电容元件(yuánjiàn)有“记忆”效应。
第二十一页，共七十九页。
6、电容元件的功率(gōnglǜ)和能量
在电压、电流关联参考方向下，电容元件(yuánjiàn)吸收的功率为
第二十二页，共七十九页。
从t0到 t 电容储能(chǔ nénɡ)的变化 量：
W C 1 2 C 2 ( t)u 1 2 C 2 ( t0 ) u 2 1 C q 2 ( t) 2 1 C q 2 ( t0 )
由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗(xiāohào)能
量。
、小结 7
(xiǎojié)
1、电容器 + + + + +q
– – – – –q
线性电容元件(yuánjiàn)：任何时刻，电容元件极板上
的电荷q与电压 u 成正比。
2、电路(diànlù)符
号
C
第十八页，共七十九页。
元件 特 3.
(yuánjiàn)
性
i
与电容有关两个(liǎnɡ ɡè)变量: C, q 对于线性电容，有： q =Cu
=
1 R1
+
1 R2
或：R总=
R1R2 R1+R2
第十五页，共七十九页。
111 R总 = R1 + R2
因为
(yīn wèi)
R总=
R1R2 R1+R2
所以 R总＜R1
1 R总 =
R1+R2 R1R2
R总 R1
=
R1R2 R1+R2
R1
同理 R总＜R2
R总=
R1R2 R1+R2
=
R2 R1+R2
＜1
U1 I
+
U2 I
=R1+R2
由此推出:串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 即:R总=R1+R2
补充说明:(1)串联电路(diànlù)的总电阻大于任何一个分电阻，原因是 串联后相当于增加了导体的长度。
(2)n个相同的电阻串联后的总阻值为nR。
第十四页，共七十九页。
并联电路的总电阻(diànzǔ)与分电阻(diànzǔ)的关系:
i1
C1
du dt
i2
C2
du dt
i C du dt
i1
C1 C
i
i2
C2 C
i
i
+
i1 i2
u C1 C2
-
+
i
u C
-
第三十二页，共七十九页。
3. 电感(diàn ɡǎn)的串联 i
等效
(děnɡ xiào)
电感
di u1 L1 dt
u2
L2
di dt
+
L1 u
L2
+
+
+-u1 等效 u
第三十六页，共七十九页。
注意
以上虽然是关于两个电容或两个电感 的串联和并联等效，但其结论可以(kěyǐ) 推广到 n 个电容或 n 个电感的串联和并
联等效中。
第三十七页，共七十九页。
1.3 欧姆定律
一、部分(bù fen)电路欧姆定律
UIR
I
U
R
IU R
RU I
U---(V ) R---(Ω) I---(A )
+
u
+ C
C
def
q
u
，C 称为(chēnɡ wéi)电容器的
电容
–
–
电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)
F= C/V = A•s/V = s/
常用F，nF，pF等表示。
第十九页，共七十九页。
4、伏安(fú ān)特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线
q
C= q/u tg
Ou
I
U
R1
R2
I2
R1 R1R2
I
第七页，共七十九页。
1.2 电 压
★ 电动势的单位： 伏 特 (V)
★ 电动势的实际方向(fāngxiàng)：负极
第八页，共七十九页。
正极
如何(rúhé)测出电动 势的大小?
A
E
U
E
U
O
理想(lǐxiǎng)电压源: E=U
非理想电压源:E＞U
❖电动势的大小在数值上等于电源两端的开路(kāilù)电压.
2
2L
也是无损元件
第二十六页，共七十九页。
5 、小结：
(1) u的大小(dàxiǎo)与 i 的变化率成正比，与 i 的大小无关； (2)电感在直流电路(diànlù)中相当于短路； (3) 电感元件(yuánjiàn)是一种记忆元件； (4) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt；
u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt 。
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考(cā)uCdu
+
dt dt dt
u
+ C
表明电流(diànliú)正比于电压的变化率。
–
–
电容有隔直作用
第二十页，共七十九页。
由 i C du dt
有 u(t)C 1t idξC 1t0idξC 1tt0idξ u(t0)C 1tt0idξ
E=UAO
第九页，共七十九页。
电动势和电压有些什么(shén 区 me) 别？
[答] 电动势和电压(diànyā)虽然具有相同的单位，但它们是本质 不同的两个物理量。 （1）它们描述的对象不同：电动势是电源具有的，是描述电源
将其他形式的能量转化(zhuǎnhuà)为电能本领的物理量，电压是反 映电场力做功本领的物理量。
概述：谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现象。由 于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此在工程中特别 是电子技术中有着广泛的应用(yìngyòng)，但在电力系统中 却常要加以防止。
du
du
p ui C u Cu
dt
dt
从 t- 到 t 时间内，电容元件吸收的电能为
WCt Cudduξdξ12C2u(ξ)t12C2u(t)12C2u( )
若u( )01C2u(t) 1 q2(t)0
2
2C
则：电容在任何时刻 t 所储存(chǔcún)的电场能量Wc将
等于其所吸收的能量。
i2
C2
du dt
i
+
i1 i2
u C1 C2
-
du ii1i2 (C1C2)dt
C du dt C C 1C 2
等效
+
i
u C
-
电容并联求等效(děnɡ xiào)电容与电导并联求等效(děnɡ xiào) 电导类似！与电阻串联求等效(děnɡ xiào)电阻类似！
第三十一页，共七十九页。
并联(bìnglián)电容的分 流
I1 R1
I总
U
I2 R2
U
由欧姆定律可得:
I1=
U R1
且 I总=I1+I2
所以
(suǒyǐ)
U R总 =
U R1
+
U R2
I2=
U R2
R总 I总
I总=
U R总
111 R总 = R1 + R2
由此推出:并联电路的总电阻的倒数(dǎo shù)等于各分电阻
的倒数(dǎo shù)之和。
即:
1 R总
u1
1 C1
ti(ξ)dξ
i
+
C1
++
u1
i
1
u2
C2
t i(ξ)dξ
u
C2
+- u
u2
-
-
C
uC1 ti(ξ)dξ
u1
Cu C2 C1 C1C2
u
u2
Cu C1 u C2 C1C2
第三十页，共七十九页。
电容 的并 2.
(diànróng)
联
等效(děnɡ xiào) 电容
i1
C1
du dt
i
+
L1 u
L2
+
u1
+-
等效
u2
-
+i
uL
-
第三十四页，共七十九页。
4.电感(diàn ɡǎn)的并联
等效 电 (děnɡ xiào)
感
i1
1 L1
tu(ξ)dξ
+ i1 i2
+i
u L1 L2 等效 u L
-
-
i2
1 L2
tu(ξ)dξ
ii1i2 L 11L 12 tu(ξ)dξ
I
UU 1U 2
U
U1
R1
U1
R1 R1R2
U
U2
R2
U2
R2 R1R2
U
第十一页，共七十九页。
1.2.2 并联 电路 (bìnglián)
I
U1
U2
U R1
R2
UU 1U 2
第十二页，共七十九页。
1.3 电 阻
1 兆欧 = 103 千欧 = 106 欧姆(ōu mǔ) 1 MΩ = 103 KΩ = 106 Ω
水流
水泵
(shuǐb èng)
水位(shuǐwèi) 差
第四页，共七十九页。
电位差（电压)
电流
电源
第五页，共七十九页。
水位差(水压)
水流
水泵
1.1.1 串联(chuànlián) 电路
I
I1
R1
U
II1I2
I2
R2
第六页，共七十九页。
1.1.2 并联 电 (bìnglián)
路
I
I1
I2
I1
R2 R1R2
第三十八页，共七十九页。
二、全 电 路 欧 姆 定 律
I
I E Rr
E
R E IR I r