电工学
电工学基础知识大全
电工学基础知识大全电工学是研究电力的产生、传输、变换和利用的学科。
在现代社会中，电力已经成为人们生产、生活和社会发展的基础。
掌握电工学基础知识对于从事电气工程和相关行业的人来说至关重要。
本文将全面介绍电工学的基础知识，帮助读者理解电力的基本原理和相关技术。
一、电力基础知识1. 电流和电压电流是电荷在单位时间内通过导体的量度，用安培（A）表示；电压是单位正电荷在电场中获得的电势能，用伏特（V）表示。
2. 电阻和电导电阻是导体阻碍电流流动的程度，用欧姆（Ω）表示；电导是导体容易通过电流的程度，是电阻的倒数。
3. 电阻定律欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系：电流等于电压与电阻的比值。
4. 电功和电功率电功是电能的转化或传输所做的功，用焦耳（J）表示；电功率是单位时间内的电功，用瓦特（W）表示。
5. 串联和并联电路串联电路是将多个元件按照线性排列连接在一起；并联电路是将多个元件的两端连接在一起。
二、电路分析和定理1. 基本电路定理基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压定律，用于解决复杂电路中的电流和电压问题。
2. 网络定理超定定理、戴维南定理和诺顿定理都是用于简化电路分析的重要方法。
3. 电阻网络根据电阻的连接方式，电阻网络可以分为星型网络和三角形网络，应用不同的方法进行分析。
4. 电容和电感电容器可以储存电荷，电感器可以储存磁场能量，它们在电路中有重要的应用。
5. 理想放大器模型理想放大器模型假设放大器具有无限的增益、输入电阻和输出电阻，用于分析放大器的特性。
三、电力系统和传输1. 发电厂和变电站发电厂将机械能转化为电能，变电站将发电厂产生的电能调整为适用于输送和使用的电能。
2. 输电线路输电线路将电能从发电厂输送到各个用电单位，包括高压输电线路和低压配电线路。
3. 变压器变压器是用于改变电压和电流大小的设备，包括变压器的基本原理和不同类型的应用。
4. 电力负荷电力负荷是指接受电力供应的设备和用户，包括工业、商业和居民等各种类型的负荷。
电工学
的时间（周期）。
f 1 T 表示正弦电流
每秒重复变化的次数
（频率）。
图1－1－4
1.2 元件的特性方程
元件参数：在电路中描述电阻元件、电容元 件、电感元件、电源等电路元件的电阻、电 容、电感、电动势、电激流。 元件特性方程：元件两端电压与通过其电流 之间的关系式。
1.2.1 电阻元件的特性方程 在电路中具有阻碍物质运动特性的器件称为 电阻元件，用 R 表示。 如果通过电阻元件的电流和电压成正比，这 类电阻又叫做线性电阻。否则称为非线性电 阻。
对图1－3－3，KVL的 表示式为
u1 u2 u3 u4 0
1.2.5 电流源的特性方程 1.理想电流源 理想电流源是一种能够提供确定的电流源， 输出电流不随端电压变化，也称恒流源。 图1－2－11是理想 电流源的符号，s 表 i 示电流源的输出电 流，称为电激流。 箭头表示电激流的 参考方向。
图1－2－11
2.电流源的特性方程 实际电流源的输出电流受负载变化的影响， 可用理想电流源和电阻并联组成电流源， 如图虚线方框内所示。
可能出现的两种实际情况 ： （1）电容器上极 板带正电，下极板 带负电，处于充电 状态； （2）电容器上极 板带正电，下极板 带负电，处于放电 状态。
图1－2－2
4.电容元件的特性方程 把式（l－2－3）带入式（1－2－4）可推出 电容元件的特性方程 duC （1－2－6） i C dt 电流与电压变化率成正比，这类电容称为线 性电容。 式（1－2－6）的积分表示式为 （1－2－7）方法； 网络的正弦稳态分析；三相正弦交流电路； 简化网络分析的原理和定理；受控源电路和 分析方法；电工仪表；变压器；异步电动机； 直流电机；同步发电机；配电与安全用电等。 本课程与其它专业课的学科交叉，使本课程 与专业课有机融合为一体，增强学生知识的 广度与深度。对将学生培养成为具有广博的 电工电子基础知识、扎实的实践技能、具有 工程概念和系统概念、具有很强的学习能力 和创新能力的高素质通用型人才具有重要作 用。
电工学(电学学科)
新技术
电工制造业为电能的生产和消费系统提供物质装备。随着各国对电能需求的不断增加，为满足建设大型电站 的需要，通过改进发电机的冷却技术，采用新型绝缘材料、铁磁材料，改进结构设计，使发电机的单机功率增大、 效率提高、成本降低。最大火力发电机组的功率1926年为160兆瓦，到60年代已成批生产500～600兆瓦火电机组， 1973年第一台1300兆瓦火电机组投入运行。此后，由于受到材料性能以及大型机组在设计制造上的缺陷等因素的 限制，投运后事故较多，可用率降低，使大型火电机组的发展趋势减缓。80年代，大约有四分之三的火电设备单 机功率稳定在300～700兆瓦。水力发电机组的最大功率由1942年的108兆瓦提高到1961年的230兆瓦，1978年700 兆瓦机组投入运行。核电机组的功率由1954年5兆瓦（第一台工业用试验性机组）提高到80年代的1300～1500兆 瓦。
电工学（电学学科）
电学学科
01 概要
03 发展
目录
02 历史背景 04 学说
05 理论
07 新技术
目录
06 电气化
电工学指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。电工 的发展水平是衡量社会现代化程度的重要标志，是推动社会生产和科学技术发展，促进社会文明的有力杠杆。也 是工科高等院校为各类非电专业开设的一门技术基础课。课程内容包括：电路和磁路理论、电磁测量、电机与继 电接触控制、安全用电、模拟电子电路、数字电路、自动控制系统等。1986年以来，中国有些高等院校已将电工 学课程改为电路与电机、电子技术、电路与电子技术等3门课程，以满足不同专业的需要。
电工学课件PPT课件
叠加定理是线性电路的重要性 质，通过将多个电源单独作用 时的响应叠加起来得到总响应
。
03
交流电与变压器
交流电的基本概念
交流电的定义
交流电是指电流的方向随时间作周期性变化的电流，在一个周期内 的平均值为零。
交流电的特点
交流电具有大小和方向周期性变化的特点，其电压和电流的波形呈 正弦或余弦函数。
电工学课件
目录
• 电工学简介 • 电路分析 • 交流电与变压器 • 电机与控制 • 安全用电与保护
01
电工学简介
电工学的发展历程
古代的静电和静磁现象
人类对电和磁的认识可以追溯到古代， 如闪电、静电和磁石吸引铁的现象。
电磁感应定律的发现
19世纪初，英国物理学家迈克尔·法 拉第发现了电磁感应定律，为发电机 的发明奠定了基础。
01
03
电阻
导体对电流的阻碍作用称为电阻，用 字母R表示。
电感
表示线圈产生自感电动势的本领的物 理量称为电感，用字母L表示。
05
04
电容
表示电容器容纳电荷的本领的物理量 称为电容，用字母C表示。
电工学在日常生活和工业生产中的应用
家用电器的使用
电工学在家庭生活中应用广泛，如照明、空调、冰箱、洗衣机等电器 的使用都涉及到电工学的知识。
交流电的频率
交流电的频率是指电流每秒钟周期性变化的次数，单位为赫兹（Hz）。
变压器的工作原理
01
变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理，将一种电压的电能转换为另一种电压的电
能。
02
变压器的组成
变压器由两个绕组组成，一个称为初级绕组，另一个称为次级绕组，它
们被一个共同的铁芯所环绕。
电工学(电工技术)
阻抗变换特性
变压器能够改变阻抗的性 质和大小，实现阻抗的匹 配和变换，从而优化传输 效率。
06
电工学应用
家用电器中的电工学
家用电器是人们日常生活中必不可少的设备，如电视、冰箱、空调等，其工作原 理和设计都涉及到电工学的知识。
例如，电视接收信号并将其转换为图像和声音，这涉及到信号处理和电磁场理论 ；冰箱通过制冷系统来保持食物的新鲜，这涉及到热力学和流体的知识；空调通 过调节空气的温度和湿度来提供舒适的环境，这涉及到电动机和控制系统的知识 。
功率因数
表示电路中有功功率与视在功 率的比值，用于评估电路的效 率。
谐振电路
当电路的频率与元件的固有频率 相同时，会产生谐振现象，此时
电路的阻抗最小，电流最大。
三相交流电
三相交流电的产生
通过三相发电机产生，具有三个相位差为 120度的电压和电流。
三相交流电的表示方法
采用三相坐标系或三角形表示。
三相交流电的特点
电工学的发展历程
电工学的发展始于18世纪，随着人们 对电的认识不断深入，逐渐形成了电 路理论体系。
20世纪中叶以来，随着计算机技术和 信息技术的兴起，电工学在信号处理、 控制系统等领域的应用也得到了迅速 发展。
19世纪末到20世纪初，随着电力工 业的迅速发展，电机、电力电子和电 力系统等分支领域逐渐形成。
电功率与电能
电功率
电功率是表示电流做功快慢的物理量，等于电流与电压的乘 积。
电能
电能是表示电场能形式的能量，等于电功率与时间的乘积。
03
电路分析方法基尔霍Fra bibliotek定律总结词
基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，用于确定电路中电流和电 压的约束关系。
电工学
5.电压参考方向的表示方法:
a
U
b
a
U
b
Uab
b
a
* 参考方向与实际方向的关系 在规定的参考方向下，若计算结果
U > 0 参考方向与实际方向一致 U < 0 参考方向与实际方向相反
关联参考方向
若电流和电压的参考方向取的相同，称为 关联参考方向，否则称为非关联参考方向。
三、电动势
1.定义：电源的非电场力在电源内部把单位正电 荷从负极移到正极所做的功，用E表示。
◆ 1833 年，楞次建立楞次定律。其后他致力于电机理
论的研究并阐明了电机的可逆性原理； ◆ 1834 年，雅可比制造出世界上第一台电动机，从而 证明了实际应用电能的可能性； ◆ 1838 年，用一台直流电动机拖动轮船，以4 km/h逆 流而上和顺流而下，这是最早的实用电动机； ◆ 1844 年，楞次与焦耳分别独立确定了电流热效 应定律（焦耳-楞次定律）； ◆ 1883 年，爱迪生发明了热电子效应； ◆ 19 世纪末，发明了三相同步发电机、三相变压 器、三相异步电动机以及三相输电方式。 ◆ 1904 年，佛莱明运用热电子效应制成了电子二极管
第1章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路的作用与组成部分
1.2 电路的基本物理量 1.3 电路元件 1.4 电路的基本定律
1.5 电路的工作状态
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工、电 子元件和设备按一定方式组合起来的。 1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
直流电源: 提供能源
放 大 器
直流电源
扬声器
负载
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电工学知识点汇总
电工学知识点汇总电工学是一门关于电流的应用、产生和传输的学科。
它涵盖了电路理论、电磁场理论和电力系统等内容。
以下是电工学的一些重要知识点汇总。
1.电荷和电场电荷是电流的基本单位，有正负两种类型。
电场是电荷周围的力场，其方向是由正电荷指向负电荷。
2.电位差和电动势电位差是单位正电荷在电场中移动所经过的电场力的功。
电动势是单位正电荷由低电位移动到高电位所需的能量。
3.电流和电阻电流是电荷在单位时间内通过导体截面的数量。
电阻是电流通过导体时产生的阻碍。
欧姆定律规定了电阻和电流、电压之间的关系，即U=IR（U为电压，I为电流，R为电阻）。
4.电路电路是由电源、导线和电器等组成的闭合路径。
电路可以分为串联电路和并联电路，但这些电路必须遵循基尔霍夫定律和欧姆定律。
5.电容器电容器是一种可以储存电荷的器件，由两个导体板和介质组成。
电容器的容量取决于板与介质之间的距离和面积。
6.磁场和电磁感应磁场是由磁性物质产生的力场，它可以影响周围的电荷运动。
电磁感应指的是磁场与电导体相互作用产生的感应电动势。
7.电动机和发电机电动机是将电能转化为机械能的装置，主要有直流电动机和交流电动机。
发电机则是将机械能转化为电能的装置，可以通过感应原理将旋转的磁场转化为电流。
8.传输和分配电能电力系统是将电能从发电站传输到用户的系统，包括输电、变电和配电等环节。
传输和分配电能需要考虑电压损耗、功率因数、电容和电感等因素。
9.安全与维护在使用电力时，安全是非常重要的。
电压、电流和功率超过设备标准都可能对人身安全造成威胁。
维护包括检修设备、维修和保养电力设施等工作。
10.绿色能源随着环保意识的增强，绿色能源包括太阳能、风能和水能等的应用也得到了广泛发展。
绿色能源的利用将有助于减少对传统能源的依赖和环境污染。
电工学
第一章 电路的基本概念
南京工业大学信息科学与工程学院电子系
第一章 电路的基本 概念
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 电阻、 1.3 电阻、电容和电感元件 1.4 电源元件 1.5 电路的工作状态 1.6 电路的基本定律 1.7 电路中电位的概念及计算
（7）单位：伏特（V：Volt) 单位：伏特（ 毫伏mV 微伏uV 千伏kV [毫伏mV 微伏uV 千伏kV ] 换算： 换算：1mV ＝ 10－3V 1uV ＝ 10－6V 1kV ＝ 103V
2、关联与非关联参考方向： 关联与非关联参考方向： 关联参考方向：电流和电压的参考方向一致； 关联参考方向：电流和电压的参考方向一致； 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致； 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致；
家 用 电 器
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机
电
机
电
机电一体化
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课程性质: 课程性质: 技术基础课 服务对象: 非电专业 服务对象 课程特点： 内容丰富， 课程特点： 内容丰富，
关联参考方向 关联参考方向
非关联参考方向 非关联参考方向
3、电动势： 电动势： 外力做功的能力 概念：描述了电源中外力做功的能力， （1）概念：描述了电源中外力做功的能力，它的大小等于 外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负 极移到正极所做的功。 极移到正极所做的功。 （2）实际方向：在电源内部由负极指向正极。 实际方向：在电源内部由负极指向正极。 负极指向正极 （3）单位：伏特（V：Volt) 单位：伏特（
电工学ppt课件
随着科技的不断进步，电力电子技术将朝着 更高效、更智能、更环保的方向发展，如宽 禁带半导体器件的应用、数字化控制技术的 发展等。同时，电力电子技术在新能源、智 能制造等新兴领域的应用也将不断拓展。
06 电工测量与安全用电
电工测量概述
电工测量的定义
利用电工仪器仪表对电气设备的参数进行测量，以 获取所需数据的过程。
力系统的安全、稳定运行。
变压器的原理与应用
变压器原理
变压器是利用电磁感应原理，通过改变交流电的电压和电流来实现电能传输的设备。
变压器类型
按照用途可分为电力变压器和特殊变压器，按照结构可分为单相变压器和三相变压器等。
变压器的应用
变压器在电力系统中广泛应用于电压变换、电流变换、阻抗变换等方面，是电力系统中的重 要设备之一。
电能表
用于测量电能消耗，计算电费和 功率因数等。
示波器
用于显示和分析电信号的波形， 判断信号的质量和故障。
安全用电常识与触电急救措施
安全用电常识
了解安全色标、安全距离、安全遮栏等安全标识；掌握电气设备的安全操作规程；遵守 安全用电规定。
触电急救措施
立即切断电源或用绝缘物体使触电者脱离电源；根据触电者情况，进行心肺复苏或人工 呼吸等急救措施；及时拨打急救电话。
麦克斯韦电磁场理论
描述磁单极子不存在的事 实。
描述电荷与电场之间的关 系。
描述电磁场的基本规律， 包括四个基本方程。
高斯定理 麦克斯韦方程组
高斯磁定理
麦克斯韦电磁场理论
法拉第定律
描述时变磁场产生电场的现象。
安培环路定律
描述时变电场产生磁场的现象。
电磁波
由时变电场和时变磁场相互激发而产生的在空间中传播的电磁振 荡。
(完整版)电工学基础知识大全
(完整版)电工学基础知识大全电工学基础知识大全电工学是研究电工技术和电力系统的一门学科，涉及电流、电压、电阻、电能等基础概念和技术应用。
在现代社会中，电工学的相关知识和技能不仅被广泛应用于家庭电器、通信系统和工业生产等领域，而且对于人们的日常生活和社会经济的发展都起着举足轻重的作用。
本文将全面介绍电工学的基础知识，包括电路基本原理、电路元件、电磁场理论、电力系统等内容，旨在为读者深入了解电工学提供一个全面的指南。
一、电流与电压1.1 电流电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，用字母I表示，单位是安培(A)。
根据欧姆定律，电流与电压和电阻之间存在以下关系：I = U/R，其中U代表电压，R代表电阻。
1.2 电压电压是指电荷在电场力作用下所具有的能量，也称为电势差，用字母U表示，单位是伏特(V)。
电压的存在使电子能够在电路中流动，并产生电流。
电压的大小可以通过电压表或示波器等仪器进行测量。
二、电阻与导体2.1 电阻电阻是材料抵抗电流通过的程度，用字母R表示，单位是欧姆(Ω)。
电阻的大小和物质的导电性质有关，导体的电阻较低，绝缘体的电阻较高。
电阻可以根据电阻值的大小分为固定电阻和可变电阻。
2.2 导体导体是指具有良好导电性能的材料，如金属、石墨等。
导体的特点是电阻低，可以容易地通过电流。
在电路中，常用的导体有铜线、铝线等。
导线的材料和截面积大小会影响电流的流动和电阻的大小。
三、电路基本原理3.1 简单电路简单电路是由电源、导线和负载组成的基本电路结构。
电路可以分为串联电路和并联电路两种形式。
3.2 串联电路串联电路是指电路中的元件依次连接在一起，电流只有一条路径可走。
在串联电路中，电流大小相同，电压会分配到每个元件上，并按照欧姆定律计算总电阻。
3.3 并联电路并联电路是指电路中的元件同时连接在一起，电流会分流到不同的路径中。
在并联电路中，电压相同，电流会按照各自分支的电阻来分配，并根据欧姆定律计算总电流。
电工学
1 / 121、电流所经过的路径叫做 电路 ，通常由 电源 、 负载 和 中间环节 三部分组成。
2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类，其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行 传输 、 分配 和 转换 ；电子技术的电路主要功能则是对电信号进行 传递 、 变换 、 存储 和 处理 。
3、实际电路元件的电特性 单一 而 确切 ，理想电路元件的电特性则 多元 和 复杂 。
无源二端理想电路元件包括 电阻 元件、 电感 元件和 电容 元件。
4、由 理想电路 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 电路模型 ，这类电路只适用 集总 参数元件构成的低、中频电路的分析。
5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为 稳恒直流 电，大小和方向均随时间变化的电压和电流称为 交流 电，大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为 正弦交流 电。
6、 电压 是电路中产生电流的根本原因，数值上等于电路中 两点电位 的差值。
7、 电位 具有相对性，其大小正负相对于电路参考点而言。
8、衡量电源力作功本领的物理量称为 电动势 ，它只存在于 电源 内部，其参考方向规定由 电源正极高 电位指向 电源负极低 电位，与 电源端电压 的参考方向相反。
9、电流所做的功称为 电功 ，其单位有 焦耳 和 度 ；单位时间内电流所做的功称为 电功率 ，其单位有 瓦特 和 千瓦 。
10、通常我们把负载上的电压、电流方向称作 关联 方向；而把电源上的电压和电流方向称为 非关联 方向。
11、 欧姆 定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系，与电路的连接方式无关； 基尔霍夫 定律则是反映了电路的整体规律，其中 KCL 定律体现了电路中任意结点上汇集的所有 支路电流 的约束关系， KVL 定律体现了电路中任意回路上所有 元件上电压 的约束关系，具有普遍性。
12、理想电压源输出的 电压 值恒定，输出的 电流值 由它本身和外电路共同决定；理想电流源输出的 电流 值恒定，输出的 电压 由它本身和外电路共同决定。
电工学第1章
一、 课程的性质和任务：
论
1、课程的性质：
电工学是研究电工技术和电子技术理论
和应用的技术基础课程。
电工学是非电类专业的一门重要的技术 基础课。 电工学是一门实践性很强的课程。
2、学习本课程的目的和任务：
近年来，电子技术领域发生了迅猛而巨大的变化，做为其 发展基础之一的电路、电子技术在其中起到了重大作用。
第1章 直 流 电 路
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 电路的作用和组成 电路的基本物理量 电路中的状态 电路中的参考方向 理想电路元件 基尔霍夫定律
1.7
1.8 1.9
支路电流法
叠加原理 等效电源定理
1.10 非线性电阻电路
1.1 电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
电源 ＋ US －
基尔霍夫电压定律
（一）基尔霍夫电流定律（KCL）
基尔霍夫电流定律的推广应用 ＋UCC RB
C B
RC IC IE
可将KCL推广到 电路中任何一个 假定的闭合面。 ——广义结点
IB
E
IC+ IB—IE＝0
基尔霍夫电压定律
图 1.6.2 广义节点
[例 1.6.1 ] 图示的部分电路中，已知 I1＝3 A， I4＝－5 A，I5＝8 A，试求I2、I3和I6。
返回理想电源元件
（二）理想电源元件
3．理想电源元件的两种工作状态19返回理想电源元件
实际电源的模型
[例 1.5.1 ]图示直流电路已知理想电压源的电压 US ＝3 V，理想电流源的电流 IS = 3 A，电阻 R = 1 Ω。 求（1）理想电压源的电流和理想电流源的电压； （2）讨论电路的功率平衡关系。
电工学
7
4、功率与功率平衡 功率:单位时间内所转换的电能称为电功率简称为功率。 功率:单位时间内所转换的电能称为电功率简称为功率。
设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流 则这部分电路消耗的功率为: 为 I， 则这部分电路消耗的功率为: W为瓦[特] 为瓦[ kW为千瓦 kW为千瓦
P =U ⋅I
21
1.4 电路中的参考方向
电压和电流的方向 实际方向 参考方向
实际方向： 实际方向： 物理中对电量规定的方向。 物理中对电量规定的方向。 物理量 电流I 电流 电压U 电压 电动势E 电动势 单位
A k A、 m A、 µA 、 、 V kV、mV、µV V kV、mV、µV
实际方向 正电荷移动的方向 电位降低的方向 电源驱动正电荷的方向 电位升高的方向
18
电位在电路中的表示法： 电位在电路中的表示法：
b c
R1 _ E2 +
a
+ _E1
R2 R3
+E1 -E2
R1 R2 R3
19
例题1.3.1 例题1.3.1 计算下图电路中B点的电位。 计算下图电路中 点的电位。 点的电位
C -9V R1
100 K Ω k
解 I＝（ A－VC）／（ 1＋R2） ＝（V ）／（R ＝（ －（－9） ／ （ ＝[6－（－ ）]／[（100＋50） ×103] －（－ ＋ ） ＝0.1mA UAB＝VA－VB＝R2I VB＝VA－R2I －（50 ＝6－（ ×103) ×(0.1 ×10-3) －（
16
c 4A 20 Ω
a 10A 5Ω
6A
d
c 4A 20 Ω
a 10A 5Ω
6A
d
电工学完整版全套PPT电子课件
描述系统动态特性的数学模型，表示系统输出量与输入量之间关系 的函数。
稳定性分析
判断系统是否稳定，以及稳定程度的方法。包括时域分析法、频域 分析法等。
经典控制理论的应用
在航空航天、机械制造等领域有广泛应用，如飞行器的自动驾驶仪、 机床的数控系统等。
现代控制理论简介（状态空间法、最优控制等）
状态空间法
研究电磁现象在工程中应用的技 术科学。
研究对象
电磁现象及其在工程中的应用， 包括电路、电机、电器、电力电 子、自动控制等领域。
电力系统基本概念
1 2
电力系统的组成
包括发电、输电、变电、配电和用电等环节。
电力系统中的电压等级
根据电力设备的额定电压，将电力系统划分为不 同的电压等级，如低压、中压、高压等。
单相半桥、单相全桥、三相半桥、三 相全桥等。
逆变电路应用
交流电机调速、不间断电源（UPS） 、太阳能发电等。
斩波和交流调压技术
斩波技术
斩波电路类型
将直流电转换为另一固定或可调的直流电 ，通过控制开关器件的通断时间实现电压 调节。
降压斩波、升压斩波、升降压斩波、Cuk斩 波等。
交流调压技术
交流调压电路类型
同步发电机结构和工作原理
同步发电机结构
主要由定子、转子、励磁系统、 冷却系统等部件组成。
工作原理
基于电磁感应原理，当原动机拖动 转子旋转时，励磁电流在定子绕组 中产生感应电势，进而输出交流电 能。
同步发电机应用
作为电力系统的重要组成部分，同 步发电机用于将机械能转换为电能 ，供应给各种用电设备。
特种电机简介
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电工学知识点
电工学知识点电工学是研究电流、电压、电阻等电学量及其相互关系和运用的一门学科。
电工学是电子工程的基础学科之一，主要研究电路的组成、运行原理以及电路中各元件之间的相互关系。
以下是电工学中的一些基本知识点。
1. 电压：电压是电场对电荷的作用力。
通常用V来表示，单位是伏特(V)。
电压的存在可以使电荷在电路中产生移动并进行电流的传导。
2. 电流：电流是单位时间内电荷通过一点的量。
通常用I来表示，单位是安培(A)。
电流的大小和方向决定了电路中的能量传递情况。
3. 电阻：电阻是材料对电流通过的阻力。
通常用R来表示，单位是欧姆(Ω)。
电阻的大小会影响电路的电流强度和电流的传导能力。
4. Ohm定律：Ohm定律是电流与电压、电阻之间的关系定律。
根据Ohm定律，电流等于电压除以电阻，即I=V/R。
利用Ohm定律可以计算电路中的电流强度、电压和电阻。
5. 串联电路和并联电路：串联电路是指电路中各元件按照一条路径依次连接的电路形式，电流在各电阻之间是相同的。
并联电路是指电路中各元件分别连接在电源的两端，电流在各分支之间分担的电路形式。
6. 交流电和直流电：交流电是指电流方向随时间周期性变化的电流，如家庭用电、电子产品中使用的电流。
直流电是指电流方向恒定不变的电流，如电池供电的电流。
7. 电工安全：电工安全是电工工作中应注意的重要问题。
包括正确使用工具和设备、防止触电事故的发生、合理布局电路和操作安全等。
在进行电工作业时，必须遵守电气安全操作规程，正确使用个人防护装备。
8. 电路图：电路图是用图形符号代替电路元件的一种方式。
通过电路图可以清楚地表示电路中各元件的连接关系和电流、电压流动方向。
9. 电功率：电功率表示电路中单位时间内所传递的电能量。
通常用符号P表示，单位是瓦特(W)。
电功率的大小决定了电器设备的能耗和工作效率。
10. 电容和电感：电容是指在电场作用下具有储存电荷能力的元件，通常用C表示；电感是指在磁场作用下产生感应电势的元件，通常用L表示。
第一章 电工学
B
电场力把单位正电荷从A移到B所做的功(UAB )，与外 力克服电场力把相同的单位正电荷从B经电源内部移向 A所做的功(eBA )是相同的，所以UAB= eBA。
第1章 直流电路
5、电功率：单位时间内电场力所做的功。
p dw dt
p dw dt
,
u
dw dq
,
i
dq dt
dw dq dq dt
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间 的电位之差。
第1章 直流电路
例1.2 a
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V。求 Ua；Ub；Uc；Uac
(1) 以a点为参考点，Ua=0
Uab= Ua–Ub
1.5 V
Ub = Ua –Uab= –1.5 V
Ubc= Ub–Uc Uc = Ub –Ubc= –1.5–1.5= –3 V Uac= Ua–Uc = 0 –(–3)=3 V (2) 以b点为参考点，Ub=0
1.1 电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
电源 ＋ US －
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第1章 直流电路
电路的作用
3
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第1章 直流电路
电路的组成
电源： 将非电形态的能量转 化为电能的供电设备。
负载： 将电能转化为非电 形态的能量的用电 设备。
连结导线：沟通电路、输送 电能。
兆
千
厘
毫
10–3
纳
皮
…
109 106
103 10–2
10–6 10–9
10–12 …
第1章 直流电路
电工第一章电工学
三. 短路工作状态
当电源两端由于某种原因而联 在一起时，称电源被短路。
IS a
c
短路时，可将电源外电阻视 E
R
为零，电流有捷径流过而不 通过负载。
R0
由于R0很小，所以此时电流
b
d
很大，称之为短路电流 Is 。
U=0
电路短路时的特征为
I = Is = E / R0
P = P = I2 R0
§1-6 基尔霍夫定律
大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场力把单位正电荷 从a点移到b点所作的功。也就是单位正电荷在移动过程中所 失去的电能。
方向：正电荷在电场的作用下，从高电位向低 电位移动。规定这时正电荷的的移动方向为电 压的正方向。
在分析电路之前，可以任意选择某一方向为电 压的参考方向。当实际电压方向与参考方向一 致时，电压值为正，反之为负。
为维持导体中的电流能够连续不断地流 过，且应使得导体a、b两端的电压不致 丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但 电场力的作用方向恰好与此相反，因此 就必须要有另一种力去克服电场力而使 b端的正电荷移至a端。电源中必须具有 这种力——电源力(非静电力)。
I
a+
Eab b
Uab _
电源力
大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷 从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位a端所 作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电 位端所获得的能量。
如图中的ab、acb 及adb共3条支路。
一条支路中各部分都流过一个相 同的电流，称为支路电流。
如图中的I1、 I2 及I3共3个电流。 2. 节点：电路中三条或三条以上 的支路相联结的点称为节点。
I1 c
史上最全的电工学公式
史上最全的电工学公式电工学是研究电学现象和电学装置的自然科学。
电工学公式是电工学理论和实践中广泛应用的数学方程式，用于描述电学量之间的关系。
下面是一些常见的电工学公式：1.电压公式U=I*R其中，U表示电压，单位是伏特（V）；I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）。
2.电流公式I=U/R其中，I表示电流，单位是安培（A）；U表示电压，单位是伏特（V）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）。
3.电阻公式R=U/I其中，R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；U表示电压，单位是伏特（V）；I表示电流，单位是安培（A）。
4.电功率公式P=U*I其中，P表示电功率，单位是瓦特（W）；U表示电压，单位是伏特（V）；I表示电流，单位是安培（A）。
5.电能公式E=P*t其中，E表示电能，单位是焦耳（J）；P表示电功率，单位是瓦特（W）；t表示时间，单位是秒（s）。
6.黄金法则公式P = U * I * cos(θ)其中，P表示有功功率，单位是瓦特（W）；U表示电压，单位是伏特（V）；I表示电流，单位是安培（A）；θ表示电压和电流之间的相位角。
7.安培定律公式I=∫J∙dA其中，I表示电流，单位是安培（A）；J表示电流密度，单位是安培/米²（A/m²）；dA表示垂直于电流方向的面积元素。
8.磁感应强度公式B=μ₀*(H+M)其中，B表示磁感应强度，单位是特斯拉（T）；μ₀表示真空磁导率，约等于4π×10⁻⁷（T·m/A）；H表示磁场强度，单位是安培/米（A/m）；M表示磁化强度，单位是安培/米（A/m）。
9.洛伦兹力公式F=q*(E+v×B)其中，F表示洛伦兹力，单位是牛顿（N）；q表示电荷量，单位是库仑（C）；E表示电场强度，单位是牛/库仑（N/C）；v表示速度，单位是米/秒（m/s）；B表示磁感应强度，单位是特斯拉（T）。
10.恒定电流假设下的欧姆定律公式J=σ*E其中，J表示电流密度，单位是安培/米²（A/m²）；σ表示电导率，单位是西门子/米（S/m）；E表示电场强度，单位是牛/库仑（N/C）。
电工学第1章
US Rs
RS越小越好
0
I
电工技术基础
南京理工大学
1.4 独立电源(independent source) 电流源
理想电流源
若一个二端元件输出电流恒定则称为理想电流源
电路符号
.
..
Is
.
is(t)
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1.4 独立电源(independent source)
理想电流源 基本性质
-- 瞬时值
直流
（kA，mA，A ）
电流的参考方向(reference direction) 问题的提出：
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1.2 电路的基本物理量及其参考方向 1.电流 (current)
电流参考方向： 是一种任意选定的方向
i i >0
i i <0
注意事项
约定：
i>0时，实际方向与参考方向一致 i<0时，实际方向与参考方向相反
第一章 电路的基本概念与基本定律 1.1 电路及电路模型
1. 电路 (circuit) 电路：电流的通路
–
+
电工技术基础
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1.1 电路及电路模型
1. 电路 (circuit)
电路的作用
电路的组成
能量的转换与传输 信号的传递与处理 信息的存储
电源：产生电能或提供电信号
负载：消耗电能或取用电信号
电工技术基础
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1.2 电路的基本物理量及其参考方向
例： . A +
2A .
5V
B_
解：P5210W （吸收功率）
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R1 uo 反馈电压 uf R1 RF 取自输出电压—电压反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 —串联反馈
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2. 并联电压负反馈 if R F
ii +
id
+ ui –
i1 R 1
–
R2
id
– i f
A F
uO
+
设输入电压 ui 为正， (a) 电路 各电流实际方向如图 if 削弱了净输入电流 差值电流 id = i1 – if (差值电流) —负反馈 uo 反馈电流 if 取自输出电压—电压反馈 Rf 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较 —并联反馈
3. 了解正弦波振荡电路自激振荡的条件；
4. 了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理。
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17.1 反馈的基本概念
17.1.1 负反馈与正反馈
反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。
反馈电子电路中得到广泛应用。
RB1 C1 + + ui RB2 – RC +UCC 通过RE C2 将输出电流 + 反馈到输入 + RL
设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图 差值电压 ud =ui + uf uf 增大了净输入电压 RF ——正反馈 在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激 振荡，使放大器不能正常工作。 在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。
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例3：
RB1 C1 + RB2
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1.串联电压负反馈 RF – uf + – – R1 ud + + + + RL R2 ui – (a)电路 差值电压 ud =ui – uf
ui +
ud
– u f
A
uO
+ uo –
F
(b)方框图 设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图 uf 削弱了净输入电压 (差值电压) —负反馈
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例1： – uf + – – R1 ud + + + + u + o R2 ui – –
例2： R 1 + + – +－ + d R2 u– ui uo + + uf－ – – –
RF
设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图 差值电压 ud =ui – uf uf 减小了净输入电压 (差值电压) ——负反馈
设输入电压 ui 为正， 各电流的实际方向如图 差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流 (差值电流) —负反馈
(a)电路
R io 取自输出电流—电流反馈 反馈电流 if 自输出电流 R RF 1 RF ui 因 i1 ，且 i1 if 所以 io ( 1)ui R1 R R1 特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关 ——反相输入恒流源电路
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+ ui –
– +－ + A1 uo1
－
R
– + uo + A2 RL
例2： 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 并联电流负反馈 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。
ui
i1
id
if
– + + A1 uo1
无反馈作用的放大电路，信号是单向传递，即只 有从输入端向输出端的传递信息。 有反馈作用的放大电路，信号双向传递，既有从 输入端向输出端的传递信息，又有从输出端向输入端 的传递信息。因此，反馈放大电路是一个闭环电路。
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电子电路方框图
Xi Xo Xf Xd
－
RE2
RS
+
T2 CE2 RL
+
+ i es – –
u RB2
RE1
uo
–
解：T2集电极的 反馈到T1的基极，提高了B1的交 流电位，使Ube1增大，故为正反馈； 这时RE1、RF引入越级正反馈。
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例5： (a)
C
RC1
RF1
RC2 C2
+UCC (b)
RB C1 RC1 RC2 RF CF + C2
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17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的分类
(1)根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压反馈 和电流反馈。 如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。 如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。
(2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不 同，可以分为串联反馈和并联反馈。 反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号 以电压形式作比较，称为串联反馈。 反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号 以电流形式作比较，称为并联反馈。
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例1：试判别下图放大电路中从运算放大器 A2 输出 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。 串联电压负反馈
–u + f 解：先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号； 因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出, 所 以是电压反馈； 因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相 输入端上，所以是串联反馈； 因输入信号和反馈信号的极性相同, 所以是负反馈。
– － uo +
解：因反馈电路是从运算放大器 A2 的负载电阻RL 的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈； 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上, 所以 是并联反馈; 因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差, 所 以是负反馈。
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— 输入信号 — 输出信号 — 反馈信号 — 净输入信号
比较环节
基本放大电路
Xi
i Xd
Xf
A
Xo
反馈电路
净输入信号： Xd Xi Xf
F
(b)有反馈放大电路
若三者同相，则Xd = Xi - Xf , 即Xd < Xi , 此时, 反 馈信号削弱了净输入信号, 电路为负反馈。 若 Xd > Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的 作用则为正反馈。
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运算放大器电路反馈类型的判别方法：
1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相 和反相)上的，是串联反馈；加在同一个输入端(同相 或反相)上的，是并联反馈； 3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时， 是负反馈；极性相反时，是正反馈； 4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电 流之差时，是负反馈；否则是正反馈。
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例3：判断图示电路中的负反馈类型。RB1 C1 RS RC来自 RC2+UCC
+ +
T2 RL CE2 C2
－
RF
+
+
u RB2
+ ui es – –
+ T 1
RE1
－
RE2
+
uo
–
解：T2集电极的 反馈到 T1 的发射极, 提高了E1 的 交流电位，使Ube1减小，故为负反馈；
R
+ A2
RL
例3：判断图示电路中的负反馈类型。
+UCC RB1 C1 + RS + + ui – – RC1 T1 RE1 RF RE2 RC2 T2 RL CE2 C2 + +
u RB2
uo
–
es
解: RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈； RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是交、 直流反馈。 RE1对本级引入串联电流负反馈。
反馈从T2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引 入到T1的发射极，是串联反馈。 RE1、RF引入越级串联电压负反馈。
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例4：如果RF的另一端不接在T1 的发射极，而是接在 它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈 ？
RB1 C1
+
RC1
+
－
T1 RF
RC2
+UCC C2 + +
+UCC
–
+
+ +
RE1
–
+
RE2
+
+ –
–
RE2
+RF2 R1
R2
+
CE2
+
CE2
RF1、RE1: 交直流 电压串联负反馈
RF2(R1、R2): 直流反馈 （稳定静态工作点）
RF 、CF : 交流 电压并联负反馈
RE2: 直流反馈
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(c)
470k 3.9k
(d)
RB C1 + ui – +
RE
uo RS
– e+ s –
RE
+UCC 通过RE 将输出电压 反馈到输入 C2 + + RL uo –