电工基础 基本定律
电工基础的基本定律
电工基础的基本定律1.带电粒子的定向移动形成电流。
2.习惯上将正电荷移动的方向规定为电流方向。
3.当电流的大小和方向不随时间而变化时,就成为直流电流,简称直流(DC)。
4.把单位时间内电路汲取活释放的电能定义为该电路的功率,用P表示。
5.电路中的每个分支都叫支路。
6.三个或三个以上支路的连接叫做节点。
7.电路中任何一个闭合路径都称为回路。
8.回路平面内不含有其他支路的回路就叫做网孔。
9.基尔霍夫电流定律也成基尔霍夫第肯定律,简称KCL,其内容是:在集中参数电路中,任意时刻,流入(或流出)任一节电的全部支路电流的代数和恒等于零。
(或者说任何时刻流入任一节点的电流必定等于流出该节点的电流。
)10.基尔霍夫电压定律也称基尔霍夫其次定律,简称KVL,其内容是:在集中参数电路中,任一时刻,任一回路的各段(或各元件)电压的代数和恒等于零。
11.戴维南定理:一个线性有源二端网络,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻串联组合的电路模型来等效。
该电压源的电压等于有源二端网络的开路电压Uoc,电阻等将于有源二端网络变成无源二端网络后的等效电阻Req。
12.诺顿定理:一个有源线型二端网络,可以用一个电流源和电阻并联组合的电路模型来等效替代,该电流源的电流等于有源二端网络的短路电流Isc,电阻等于将有源二端网络编程无源二端网络后的等效电阻Req。
13.沟通电,简称“沟通”。
一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。
工程中一般所说的沟通电(AC)。
通常都是指正弦沟通电。
14.线圈中由于电流的变化而产生的感应电压,称为自感电压。
15.由于一个线圈的电流变化而在另一线圈中产生护肝电压的物理现象称为互感应。
16.设电流分别从线圈1的端钮A和线圈2的端钮B流入,依据右手螺旋定则可知,两线圈中有电流产生的磁通是相互增加的,那么就称A和B是一对同名端。
反之则是异名端。
17.工业上通常在沟通发电机引出线及配电装置的三相母线上涂黄、绿、红三色区分A、B、C三相。
电工基础5.3 电路基本定律的相量形式
结论:①电容元件电压电流大小关系为:
U 1 I
C
②电容元件电压电流相量关系为:
i
u
2
或i
u
2
即电流I超前电压U π/2.
3、容抗与容纳
(1)容抗Xc:表示电容对正弦电流得
1 单位为欧【姆】()
2f C
① ω=0,Xc→∞ 电容元件相当于开路 ② ω →∞ ,Xc=0 电容元件相当于短路
3、KVL在相量图上体现为——封闭多 边形。 三、电阻元件电压电流关系的相量形式: 1、电阻元件 (1)电阻元件时域 形式的电压与电流 关系:
u = Ri
图4-18电阻元件电压电流瞬时值关系
(2)电阻元件的相量形式:
U RI
结论:①电阻元件的电压与电流关系
U=RI 或 I=GU(G=1/R)
①
电感相当于短路
② 0, X L 0 电感相当于开路
(2)感纳: 表示电, X感L 对正弦电流的导通能力。
单位西【门子】(S)
BL
1 XL
故又得:
U jX L I
I jBL U
例4-6:已知0.5H的电感两端电压为
uL 220 2 sin(314t 30)V ,求:XL、BL和IL, 并画出相量图。
2、电容元件的相量形式
I jCU
U
1
jC
或U
1
I j
1
I
jC
C
证:2I
sin(t
i )
d dt
[
电工基本定律和定则
电工基本定律和定则电工学作为一门重要的工程学科,研究电荷在导体中的运动规律和电磁场的生成、传播等现象。
在电工学中,有一些基本的定律和定则被广泛运用于电路分析和设计中,是电气工程师们日常工作的重要基础。
本文将介绍几条最基本的电工定律和定则。
基本概念在电工学中,电流、电压和电阻是最基本的概念。
电流指的是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量,单位是安培(A);电压指的是单位电荷所具有的能量,单位是伏特(V);电阻是导体阻碍电流流动的程度,单位是欧姆(Ω)。
基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电工学中最基本的定律之一,分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出在电路中,流入任意节点的电流等于流出该节点的电流之和;基尔霍夫电压定律则指出电路中任意一个封闭回路内各段电压之和等于零。
电阻定律欧姆定律是电工学中最基本的定律之一,它规定了电流、电压和电阻之间的关系。
欧姆定律表明,电流等于电压除以电阻,即I=V/R。
这是直流电路中最常用的关系之一,也为我们设计电路提供了重要的依据。
理想电压源和电流源在电路分析中,我们通常将电压源和电流源抽象为理想元件。
理想电压源具有恒定的电压输出,而理想电流源则提供恒定的电流输出。
这些理想源为我们分析电路提供了简化和便利。
戴维南-诺顿定理戴维南-诺顿定理是电工学中的重要定理,它表明任意线性电路都可以用一个电压源和一个串联电阻或一个电流源并联一个电阻来等效代替。
这一等效原理在电路分析和设计中具有重要意义。
麦克斯韦环路定理麦克斯韦环路定理是电磁学中的基本定理之一,用来描述电磁场中电场和磁场的分布和演变规律。
该定理揭示了电场和磁场之间的密切联系,对于理解电磁波传播和电磁感应现象非常重要。
总结电工基本定律和定则是电气工程师们理解电路行为和设计电路的重要基础。
通过学习和掌握这些基本定律,我们能够更好地分析和设计各种类型的电路,提高工程实践中的效率和准确性。
希望读者通过本文的介绍,对电工学的基础知识有所了解和掌握。
电工理论基础知识
电工理论基础知识(汇编)一、应知应解定律、定义1、欧姆定律:在一段不含电动势只有电阻的电路中,流过电阻R 的电流 I 与电阻两端电压U 成正比,与电阻成反比,这个结论叫做部分电路欧姆定律,用公式表示为 I=U/R 或 U=IR ,欧姆定律揭示了电路中的电压、电流和电阻三个基本物理量之间的关系,实际应用中,只要知道其中任意两个量,就可以通过欧姆定律计算出第三个量,需要特别提出,欧姆定律是电工学、电子学中最基本的定律,也是最重要的定律,是维修电工必须熟练掌握的知识点,应用欧姆定律,通过电压、电流、电阻三个物理量状态来分析电路,解决维修电工在实际操作中遇到的问题,具有特别重要的指导意义。
2、电功:在负载两端接上电源,电场力使电荷移动形成电流,电场力做了功,也叫电流做功,这就是电功。
电流做功的过程就是电能转变成其他形式能量的过程,例如电流通过灯泡将电能转换成光能、热能;电流通过电动机,将电能转制成机械能等等。
如果负载电阻两端所加电压为U,在时间 t 内通过负载电阻的电量为Q,产生的电流为 I,根据电压定义式 U=W/Q 则有 W=QU ,又因为 Q=It ,所以,W=UIt ,式中, U 的单位为伏( V),I 的单位为安( A),t 的单位为秒( s),电功 W 的单位为焦( J)。
3、电功率:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
如果在时间t 内,电流通过负载所做的功为W,则电功率P=W/t,若负载电阻值为R,加在其两端的电压为U,通过的电流为 I,可得 P=UI=I 2R=U 2/R。
式中, U 的单位为伏( V ),I 的单位为安( A),R 的单位为欧(Ω),电功率 P 的单位为瓦( W)。
功率的单位还有毫瓦(mW)和千瓦(kw ),它们之间的换算关系是1W=1000mW;1kW=1000W ,在电力工程中常用的电功率单位叫做度(kWh),1 度等于 1 千瓦小时,即: 1 度=1千瓦·小时××6J。
电工基础公式大全总结
电工基础公式大全总结电工基础公式大全在电工领域,有许多基础公式用于计算电流、电压、功率等参数。
这些公式是电工工程师的基本工具,在设计、安装和维护电气系统时非常重要。
以下是一些电工基础公式的总结。
1.欧姆定律(Ohm's Law)欧姆定律是电工领域最基础的公式之一,用于计算电流、电压和阻抗之间的关系:V = I * R其中,V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
2.瓦特定律(Watt's Law)瓦特定律是用来计算功率、电流和电压之间的关系:P = V * I其中,P表示功率,V表示电压,I表示电流。
3.电阻公式(Resistance Formula)电阻公式用于计算电阻的大小:R = V / I其中,R表示电阻,V表示电压,I表示电流。
4.电功率公式(Power Formula)电功率公式用于计算电功率的大小:P = V * I * cosθ其中,P表示电功率,V表示电压,I表示电流,θ表示功率因数。
5.串连电阻公式(Series Resistance Formula)串连电阻公式用于计算串联电路中总电阻的大小:RT = R1 + R2 + ... + Rn其中,RT表示总电阻,R1, R2, ... , Rn表示各个电阻的值。
6.并连电阻公式(Parallel Resistance Formula)并连电阻公式用于计算并联电路中总电阻的大小:1/RT = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn其中,RT表示总电阻,R1, R2, ... , Rn表示各个电阻的值。
7.电压分压公式(Voltage Divider Formula)电压分压公式用于计算并联电阻电路中的电压:Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))其中,Vout表示输出电压,Vin表示输入电压,R1和R2分别表示两个电阻的值。
8.电流分流公式(Current Divider Formula)电流分流公式用于计算并联电阻电路中的电流:Iout = Vin * (R1 / (R1 + R2))其中,Iout表示输出电流,Vin表示输入电流,R1和R2分别表示两个电阻的值。
电工基础——电路的基本概念和定律
教学方法
通过自学的方法引入参考方向的定义
思考题
1. 为什么要在电路图上规定电流的参考方向? 请说明参考方向与实际方向的关系?
2.电压参考方向都有哪些表示方法?
1.3 电功率和电能
目的与要求
或
i Gu
5.功率
在电流和电压关联参考方向下, 任何瞬
时线性电阻元件接受的电功率为
u 2 p ui Ri Gu R
2
2
线性电阻元件是耗能元件。
6.焦耳定律
如果电阻元件把接受的电能转换成热能, 则从 t0到t时间内。电阻元件的热[量] Q, 也就是 这段时间内接受的电能W为
Q W
负, 故 P=16+32-24=24W
Ⅳ、教学方法
讲授法
Ⅴ、思考题
1.当元件电流,电压选择关联参考方向时,什么情 况下元件接受功率?什么情况下元件发出功率?
2.有两个电源,一个发出的电能为1000kW.h,另一 个发出的电能为500kW.h。是否可认为前一个电源 的功率大,后一个电源的功率小?
A B A B
+
u
-
u
(a)
(b)
图1.3 电压的参考方向
1.2.2 电压及其参考方向(四)
4.若电压的参考方向与实际方向一致,电压为正。
若电压的参考方向与实际方向相反,电压为负。
5.分析电路时,首先应该规定电流电压的参考方 向。
1.2.2 电压及其参考方向(五)
6.元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。
1.1.1 电路(一)
1. 电路是电流的流通路径, 它是由一些电气设 备 和元器件按一定方式连接而成的。复杂的 电路呈网状, 又称网络。 电路和网络这两个术 语是通用的。
电工实验原理
电工实验原理电工实验原理是电气工程专业的基础课程之一,它是电气工程技术人员必须掌握的基础知识。
电工实验原理主要包括电路基本定律、电路分析方法、电路实验技术等内容。
通过学习电工实验原理,可以帮助学生理解电路的基本工作原理,掌握电路分析和实验技术,为日后的电气工程实践打下坚实的基础。
一、电路基本定律。
电工实验原理中最基础的内容之一就是电路基本定律,它包括欧姆定律、基尔霍夫定律和基尔霍夫电流定律。
欧姆定律是最基本的电路定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
基尔霍夫定律则是描述了电路中电流和电压的分布规律,是进行电路分析的重要工具。
掌握这些基本定律对于理解电路的工作原理和进行电路分析至关重要。
二、电路分析方法。
在电工实验原理中,电路分析方法是学生需要深入掌握的内容之一。
电路分析方法包括节点分析法、网孔分析法、戴维宁定理等。
节点分析法是一种基于基尔霍夫电流定律的电路分析方法,它适用于复杂的多支路电路。
而网孔分析法则是一种基于基尔霍夫电压定律的电路分析方法,适用于复杂的多电源电路。
掌握这些电路分析方法可以帮助学生更好地理解电路的工作原理,提高电路分析的效率。
三、电路实验技术。
除了理论知识外,电工实验原理还包括电路实验技术的内容。
电路实验技术是指在实验室中进行电路实验时需要掌握的技术方法和操作技巧。
例如,如何正确使用万用表、示波器等仪器进行电路参数的测量,如何进行电路的组装和连接,如何进行电路的调试和测试等。
这些实验技术对于学生在实验中能够准确、安全地进行电路实验具有重要意义。
总结。
电工实验原理作为电气工程专业的基础课程,对于学生打下扎实的电路基础知识至关重要。
通过学习电路基本定律、电路分析方法和电路实验技术,可以帮助学生更好地理解电路的工作原理,掌握电路分析的方法,提高实验操作的技能。
因此,学生在学习电工实验原理这门课程时,应该认真对待,多进行实践操作,加强理论与实践的结合,从而更好地掌握电路基础知识,为日后的电气工程实践做好准备。
电工基础电路的基本概念和基本定律教案
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案第一章:电路的基本概念1.1 电流定义:电流是电荷的流动,单位是安培(A)电流的产生:电压使电荷发生移动形成电流1.2 电压定义:电压是电场力推动电荷移动的能力,单位是伏特(V)电压的产生:电源提供电压,使电荷在电路中流动1.3 电阻定义:电阻是电路对电流阻碍作用的大小,单位是欧姆(Ω)电阻的计算:R = V/I,其中V为电压,I为电流第二章:电路的基本元件2.1 电源定义:电源是提供电压的装置常见电源:电池、发电机、电源适配器等2.2 负载定义:负载是电路中消耗电能的装置常见负载:电灯、电动机、电阻等2.3 开关定义:开关是控制电路通断的装置常见开关:手动开关、自动开关等第三章:基本电路定律3.1 欧姆定律定义:电流I与电压V成正比,与电阻R成反比,公式为I = V/R 应用:计算电路中的电流、电压和电阻3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)定义:电路中任意闭合回路电压的代数和等于零应用:分析电路中的电压关系,解决电压问题3.3 基尔霍夫电流定律(KCL)定义:电路中任意节点流入电流的代数和等于流出电流的代数和应用:分析电路中的电流关系,解决电流问题第四章:简单电路分析4.1 串联电路定义:电路中元件依次连接,电流相同,电压分配特点:电流相同,电压分配应用:计算串联电路中的电流、电压和电阻4.2 并联电路定义:电路中元件并行连接,电压相同,电流分配特点:电压相同,电流分配应用:计算并联电路中的电流、电压和电阻第五章:电路测量与实验5.1 测量工具电流表:测量电路中的电流电压表:测量电路中的电压电阻表:测量电路中的电阻5.2 实验步骤与方法实验设计:确定实验目的、电路连接方式等实验操作:按照实验步骤进行测量和数据记录实验分析:根据测量数据进行分析,得出结论第六章:电路的进阶概念6.1 交流电与直流电定义:交流电是电压和电流方向周期性变化的电,直流电是电压和电流方向不变的电特点:交流电有频率和相位,直流电稳定6.2 频率与周期定义:频率是单位时间内交流电变化的次数,周期是一次完整变化所需的时间关系:f = 1/T,其中f为频率,T为周期6.3 相位差定义:交流电中两个电压或电流波形的相对时间差应用:分析电路中波形的相位关系第七章:电路图的绘制7.1 电路图符号电源符号:电池、发电机等负载符号:电灯、电动机、电阻等开关符号:手动开关、自动开关等7.2 电路图绘制规则清晰:符号清晰,连线准确简洁:简化电路,删除多余部分一致:符号一致,电压方向一致7.3 电路图的解读与绘制解读:分析电路元件和连接方式,理解电路功能绘制:根据电路元件和连接方式,绘制电路图第八章:电路仿真软件的使用8.1 电路仿真软件概述定义:电路仿真软件是一种用于电路分析和设计的工具作用:模拟电路运行,验证电路设计,分析电路性能8.2 常见的电路仿真软件Multisim:功能强大,操作简单,广泛应用于电路设计和实验教学Proteus:界面友好,兼容性好,支持多种硬件描述语言LabVIEW:基于图形化编程语言,适用于复杂电路系统的研究和开发8.3 电路仿真软件的使用方法打开软件,创建新项目绘制电路图,添加元件设置参数,运行仿真分析结果,优化电路设计第九章:磁路与电磁感应9.1 磁路定义:磁力线在电路中的路径磁阻:磁路对磁力线的阻碍作用磁通量:磁场穿过磁路的面积与磁场强度之积9.2 电磁感应定义:磁通量变化时,产生感应电动势法拉第电磁感应定律:ε= -dΦ/dt,其中ε为感应电动势,Φ为磁通量,t为时间楞次定律:感应电流的方向是阻碍磁通量变化的方向第十章:电机的工作原理与控制10.1 直流电机工作原理:电流通过电枢产生磁场,与磁极相互作用产生转矩控制方式:电压控制、电流控制、转速控制等10.2 交流电机工作原理:电流通过线圈产生磁场,与磁极相互作用产生转矩控制方式:电压控制、频率控制、转速控制等10.3 电机控制系统定义:通过控制电机的工作原理和运行参数,实现对电机的控制应用:电动汽车、工业、风力发电等第十一章:电力电子技术11.1 电力电子器件定义:用于电力转换和控制的电子器件常见器件:二极管、晶体管、晶闸管、GTO、IGBT等11.2 电力电子电路定义:利用电力电子器件实现电能转换和控制的电路应用:变频调速、整流、逆变、斩波等11.3 电力电子技术的应用定义:电力电子技术在电力系统和电气设备中的应用应用领域:电源、电机控制、电力系统、可再生能源等第十二章:电气设备12.1 概述定义:用于发电、输电、变电、配电和用电的设备分类:发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备12.2 发电设备定义:将机械能、热能等转化为电能的设备常见设备:汽轮机、水轮机、风力发电机、太阳能光伏板等12.3 输电设备定义:将电能从发电站输送到用户的设备常见设备:输电线路、变压器、断路器等第十三章:电力系统分析13.1 电力系统的基本组成部分定义:电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成作用:实现电能的生产、传输、分配和消费13.2 电力系统的稳定性分析定义:分析电力系统在受到扰动时的稳定运行能力稳定性指标:暂态稳定性、静态稳定性、暂态过程中的电压稳定性等13.3 电力系统的经济性分析定义:分析电力系统的运行成本和效率经济性指标:发电成本、输电损耗、用电成本等第十四章:电力系统的保护与控制14.1 电力系统的保护定义:对电力系统进行故障检测和隔离,保护设备和人员安全保护装置:继电保护、差动保护、距离保护等14.2 电力系统的控制定义:对电力系统的运行参数进行调节和控制,保证系统稳定运行控制方法:开关控制、调节控制、最优控制等14.3 电力系统自动化定义:利用计算机技术和自动化装置实现电力系统的运行控制和管理应用:发电控制、输电控制、变电控制、配电控制等第十五章:可再生能源与电力系统15.1 可再生能源概述定义:指在自然界中不断补充的能源,如太阳能、风能、水能等优点:清洁、可再生、减少化石能源依赖等15.2 可再生能源并网技术定义:将可再生能源发电装置接入电力系统,实现电能的互补和利用技术难点:波动性、不稳定、电能质量等15.3 电力系统的可持续发展定义:在满足人类需求的保证电力系统的长期稳定和发展措施:发展可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染等重点和难点解析本文主要介绍了电工基础-电路的基本概念和基本定律,包括电路的基本概念、基本元件、基本电路定律、简单电路分析、电路测量与实验、电路的进阶概念、电路图的绘制、电路仿真软件的使用、磁路与电磁感应、电机的工作原理与控制、电力电子技术、电气设备、电力系统分析、保护与控制以及可再生能源与电力系统等方面的知识。
电工技术知识点总结
电工技术知识点总结一、基础知识1. 电荷与电场:电荷是物质的基本单位,有正电荷和负电荷两种。
电场是由电荷产生的,具有能量和动量。
2. 电流与电压:电流是电荷在电场中的定向移动,电压是电场中两点之间的电位差。
电流与电压有直接关系,可以用欧姆定律描述。
3. 电阻与电导:电阻是导体对电流的阻碍作用,电导是其倒数。
电阻与导体的长度、截面积和材料性质有关。
4. 电感与电容:电感是线圈在变化的磁场中储存的能量,电容是电场中储存的能量。
它们都是电路中的重要元件。
二、电路分析1. 基尔霍夫定律:基尔霍夫电流定律和电压定律是电路分析的基本定律。
前者指出电路中任意节点的电流总和为零,后者指出电路中任意回路的电压总和为零。
2. 叠加定理:叠加定理指出,多个电源共同作用下的线性电路的响应可以通过单独考虑每个电源的作用来求得。
3. 戴维南定理:戴维南定理指出,任何一个线性有源二端网络都可以用一个等效的电压源来表示,其中电压源的电压等于网络的开路电压,电阻等于网络内部所有独立源为零时的等效电阻。
三、交流电路1. 正弦交流电:正弦交流电是最常见的交流电形式,具有振幅、频率和相位三个参数。
在交流电路中,正弦交流电的分析通常使用相量法。
2. 三相交流电:三相交流电是由三个频率相同、相位差为120度的正弦交流电组成的。
三相交流电在发电、输电和配电方面具有优势。
3. 变压器:变压器是交流电路中的重要元件,主要用于改变电压或电流的大小,还可以用于隔离和变换相位。
四、电机与控制1. 电机:电机是将电能转换为机械能的装置,包括电动机、发电机和变压器等。
电机的性能参数包括电压、电流、功率、转矩和转速等。
2. 控制:控制技术是实现自动化和智能化的重要手段,包括继电器、接触器、控制器等元件的应用。
控制系统的设计需要考虑控制方式、控制精度、稳定性等方面。
高三电工基础知识点
高三电工基础知识点电工基础知识对于高三学生来说尤为重要。
在这一阶段,学生开始接触更加深入和复杂的电工知识,并为将来的职业生涯打下坚实的基础。
本文将全面介绍高三电工基础知识点,帮助学生加深对电工学科的理解。
一、电路基础知识1. 电路元件:电路由电源和电路元件组成。
电源可以是直流电源或交流电源,而电路元件包括电阻、电容和电感等。
学生需要了解不同电路元件的特性以及它们在电路中的作用。
2. 电路符号:为了简化电路图的表示,电工学科采用特定的符号来代表不同的电路元件。
学生需要掌握常见电路元件的符号,并具备正确理解电路图的能力。
二、直流电路知识1. 基本电路定律:欧姆定律、基尔霍夫定律和功率定律是直流电路的基本定律。
学生需要熟悉这些定律的表述和应用,并能够利用它们解决实际电路问题。
2. 串联和并联电路:学生需要理解串联电路和并联电路的特点和计算方法。
他们还应该能够根据实际情况判断何时使用串联电路或并联电路,并应用相应的计算方法。
三、交流电路知识1. 交流电和交流电路:与直流电不同,交流电的电流和电压方向会随时间周期性变化。
学生需要理解交流电的特点以及交流电路的工作原理。
2. 交流电路中的复数方法:复数方法是分析交流电路的一种常用方法。
学生需要了解复数表示法和复数运算方法,并能够应用它们解决交流电路问题。
四、电磁感应知识1. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的基本描述。
学生需要理解法拉第电磁感应定律的表述,并能够根据实际情况应用它解决问题。
2. 变压器原理:变压器是交流电路中常见的电器设备,学生需要理解变压器的工作原理和主要应用,并能够根据给定的数据计算变压器的参数。
五、电机基础知识1. 直流电动机:直流电动机是最基本的电机类型之一,学生需要了解直流电动机的结构、工作原理和控制方法。
2. 交流电动机:交流电动机是广泛应用于各种工业领域的电机。
学生需要了解不同类型的交流电动机(如感应电动机和同步电动机)的特点和应用。
电工基础理论知识
电工基础理论知识一、基本定律(一)欧姆定律在—段不含电动势只有电阻的电路中,如图1—1所示,流过电阻R的电流I压U成正比,与电阻成反比。
这个结论叫做部分电路欧姆定律。
用公式表示为I=UR式中,U的单位为伏(V),I的单位为安(A),R的单位为欧(Ω)。
从公式看出,如果电压U一定,那么电阻R越小,通过电阻的电流I越大;反之当电阻越大时,通过电阻的电流I越小。
欧姆定律还可以写成:U=IR从公式可以看出,电路中电阻R一定时,若电流越大则电阻两端的电压越大越小则电阻两端的电压越小。
欧姆定律揭示了电路中的电压、电流和电阻三个基本物理量之间的关系。
在实际应用中,只要知道其中任意两个量,就可以通过欧姆定律计算出第三个量。
需要特别指出,欧姆定律是电工学、电子学中最基本的定律,也是最重要的定律,是维修电工必须熟练拿握的知识点。
应用欧姆定律,通过电压、电流、电阻三个物理量状态来分析电路,解决维修电工在实际操作中通到的问题,具有特别重要的指导意义。
(二)电功、电功率1.电功:在负载两端接上电源,电场力使电荷移动形成电流,电场力做了功,也叫电流做功,这就是电功。
电流做功的过程就是电能转变成其他形式能量的过程。
电流通过灯泡、将电能转换成光能、热能;电流通过电动机,格电能转换成机械能。
W=UIt式中,U的单位为伏(V),I的单位为安(A),t的单位为秒(s),电功W的单位为焦耳(J)2、电功率电流在单位时间内所做的功叫电功率。
如果在时间t内,电流通过负载所做的功为W,则电功率P为:P=W/t若负载电阻值为R,加在其两端的电压为U,通过的电流为I,可得P=UI=I2R=U2/R式中,U的单位为伏(V),I的单位为安(A),R的单位为欧(Ωo),电功率P 的单位为瓦(W)。
(三)基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律又称节点电流定律,该定律总结了通过电路中任一节点的各个支路电流的关系。
三条或三条以上支路的连接点称为节点。
如图1—3所示,电路中a、b、c和d点,就是这个电路的四个节点。
电工基础知识公式大全
电工基础知识公式大全一、欧姆定律。
1. 部分电路欧姆定律。
- 公式:I = (U)/(R),其中I表示电流(单位:安培,A),U表示电压(单位:伏特,V),R表示电阻(单位:欧姆,Ω)。
- 由该公式变形可得U = IR和R=(U)/(I)。
2. 全电路欧姆定律。
- 公式:I=(E)/(R + r),其中E为电源电动势(单位:伏特,V),R为外电路电阻(单位:欧姆,Ω),r为电源内阻(单位:欧姆,Ω)。
- 电源端电压U = E - Ir。
二、电功率与电能公式。
1. 电功率公式。
- P = UI,这是计算电功率的基本公式,其中P表示电功率(单位:瓦特,W)。
- 根据欧姆定律I=(U)/(R),还可以得到P = I^2R=frac{U^2}{R}。
2. 电能公式。
- W = Pt,其中W表示电能(单位:焦耳,J),t表示时间(单位:秒,s)。
- 由于P = UI,所以W=UIt,又因为I=(U)/(R),则W =I^2Rt=frac{U^2t}{R}。
三、电阻串并联公式。
1. 电阻串联公式。
- 串联电路中总电阻R = R_1+R_2+R_3+·s+R_n。
- 串联电路中电流处处相等,即I = I_1=I_2=·s = I_n。
- 串联电路总电压U = U_1+U_2+·s+U_n,根据U = IR可得U =I(R_1+R_2+·s+R_n),且U_1=IR_1,U_2=IR_2等,所以frac{U_1}{U_2}=frac{R_1}{R_2}。
2. 电阻并联公式。
- 并联电路总电阻(1)/(R)=(1)/(R_1)+(1)/(R_2)+·s+(1)/(R_n),对于两个电阻并联R=frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}。
- 并联电路电压处处相等,即U = U_1=U_2=·s=U_n。
- 并联电路总电流I = I_1+I_2+·s+I_n,根据I=(U)/(R)可得I =U((1)/(R_1)+(1)/(R_2)+·s+(1)/(R_n)),且I_1=(U)/(R_1),I_2=(U)/(R_2)等,所以frac{I_1}{I_2}=frac{R_2}{R_1}。
(完整版)电工基础-基尔霍夫定律
教学目标掌握基尔霍夫定律的内容第三章复杂直流电路定义:在电子电路中,常会遇到有两个以上的有电源的支路组成的多回路电路,运用电阻串、并联的方法不能将它简化成一个单回路电路,这种电路称为复杂电路。
名词:支路、节点、回路、网孔一.基尔霍夫定律:1.基尔霍夫电流定律(节点电流定律)∑I 入=∑I 出或∑I=02.基尔霍夫电压定律(回路电压定律)∑U=0 或∑IR =∑E注: ∑U =0 中电源用电压表示∑IR=∑E 中电源用电动势表示教学程序教学内容引入课题基尔霍夫定律授课日期2002.3.2002 年月日课型新授授课时数(总第~ )教学重点基尔霍夫定律教学难点支路、节点、回路的判别板书设计教学方法与教学手段教后记教学手段教后记复杂直流电路第三章复杂直流电路定义:有两个以上的有电源支路组成的多回路电路,运用电阻的串、并联不能简化成一个单回路电路。
基本定律:基尔霍夫定律叠加原理戴维南定理名词解释:支路:由一个或几个元件首尾相接的无分支(判别)节点:三条或三条以上支路汇聚的点回路:任意的闭合电路网孔:最简单的闭合电路一、基尔霍夫定律:电流定律、电压定律1.基尔霍夫电流定律(节点电流定律):电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
(∑I 入=∑I 出)图3-1新授[例]P.48教学手段教后记还可写成:∑I=0 (规定:流入为正,流出为负)任意假定的封闭面(节点),流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。
P.49 图3-3P.49 [例]图示电路中,方框代表电源或电阻各支路上电流的参考方向如图,I3 = -4A, I4 = 2A, 则I1 = I2 =推广[例]b)图3-2教学手段教后记负-实际方向与假设方向相反2.基尔霍夫电压定律:(回路电压定律)从一点出发绕回路一周回到流点时,各段电压的代数和等于零。
(∑U =0 )练习P.65 1教学手段教后记注:(1)电压和电动势指的是代数和,必须考虑正负,当∑U=0 时,电源作电压看;当∑IR=∑E时,电源作电动势。
《电工电子技术基础》电路基本概念及基本定律
第1章 电路基本概念与定律
思政引例
千里之行,始于足下。
——老子
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第1章 电路基本概念与定律
思政引例
日常生活人们所接触实际电路很多,如家用电器:电视、洗衣 机、电饭煲、微波炉、电磁炉、电冰箱、空调等,不管内部是 交流电路还是直流电路,比如手电筒,若要弄清工作原理,必 须从电路原理上进行分析,就需要具备一定的电路基础知识。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
最简单的手电筒电路示意图 负载
电源
中间环节
干电池作电源,灯泡作负载,导线和开关作为中间环节将灯 泡和干电池连接起来,实现将电能转变为光能的功能。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
半导体扩音机的工作原理方框图
中间环节
信号源
负载
话筒(麦克风)是电源(信号源),中间环节是放大 电路,负载是扬声器。
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第1章 电路基本概念与定律——电路模型
二、电路模型 由理想化的电路元件组成的电路图。
理想电阻元件R
理想无源元件 理想电感元件L
理想电路元件
理想电容元件C
理想有源元件
理想电压源US 理想电流源IS
第1章
教学目标
1.理解电路作用与组成部分,掌握电路模型。 2.掌握电压和电流参考方向及相关性,理解元件物 理性质和外特性。 3.掌握欧姆定律,理解电路的工作状态。 4.理解基尔霍夫定律并能熟练运用。 5.理解电位概念,掌握电源与负载判断,功率平衡。
第1章 电路基本概念与定律
第一节 电路模型 第二节 电路基本物理量 第三节 基尔霍夫定律 第四节 电路元件 第五节 电路的工作状态
电工入门基础知识大全
电工入门基础知识二十五点:一、基本概念电流(I):是指电荷的定向移动,单位是安培(A)。
比如,在金属导体中,自由电子的定向移动形成电流。
1安培的电流表示1秒钟内通过导体横截面的电荷量为1库仑。
电压(U):也称作电势差,是使电荷定向移动形成电流的原因,单位是伏特(V)。
就像水需要水压才能流动一样,电荷需要电压才能在电路中移动。
例如,一节干电池的电压一般是1.5V。
电阻(R):用来衡量导体对电流阻碍作用的物理量,单位是欧姆(Ω)。
不同材料的电阻不同,例如铜的电阻较小,而铁的电阻相对较大。
电阻大小还和导体的长度、横截面积有关,长度越长、横截面积越小,电阻越大。
二、电路定律欧姆定律:I=U/R。
这个定律表明,在一个电路中,电流与电压成正比,与电阻成反比。
例如,已知电阻为10Ω,电压为20V,那么根据欧姆定律可算出电流为2A。
基尔霍夫定律电流定律(KCL):所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
例如在一个有三条支路交汇的节点,支路电流分别为2A、3A流入,5A流出,就符合该定律。
电压定律(KVL):沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。
这就好比爬山,从山脚出发最后回到山脚,高度的变化总和为零。
三、电路连接方式串联电路:把元件逐个顺次连接起来组成的电路。
其特点是电流处处相等,总电阻等于各电阻之和,总电压等于各部分电压之和。
例如,两个10Ω的电阻串联,总电阻就是20Ω。
并联电路:把元件并列地连接起来组成的电路。
其特点是各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和,总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
比如,两个10Ω的电阻并联,总电阻为5Ω。
四、电工工具与仪表万用表:可以测量电压、电流、电阻等多种电学量。
使用时要注意量程的选择,比如测电压时如果量程选小了,可能会损坏万用表。
电烙铁:用于焊接电子元件。
焊接时要注意掌握好温度和焊接时间,避免虚焊或损坏元件。
剥线钳:用来剥去电线的绝缘外皮,有不同的孔径可以适应不同线径的电线。
《电工基础(第2版)》陈菊红第01章 电路的基本概念和基本定律
用规定的电路符号表示各种理想元件而得到的电路模 型图称为电路原理图,简称电路图。
电工基础
第一节 电路和电路模型
三.实际电路的分类
实际电路可分为“集中参数电路”和“分 布参数电路”两大类。当一个实际电路的几何 尺寸远小于电路中电磁波的波长时,称为“集 中参数电路”。否则就称为“分布参数电路”。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
实用中还常用千瓦小时(KW·h)俗称“度”
的电能单位,即
1度电=1kW • h 103 W 3600 s 3.6106 J
电工基础
第三节 电阻元件和欧姆定律
一.电阻元件
1. 电阻元件的伏安特性
电阻元件是反映电路器件消耗电能这一物理性能的一 种理想元件。
它有两个端钮与外电路相联接,是一个二端元件。 描述各种理想元件的端电压与电流之间的关系称为元件约 束关系,简称VCR。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
2.特点:
uAB A B
说明: 电路中A点、B点间的电压是A点与B点电位之差,
因此,电压又叫电位差。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
三. 电动势
1.定义:电源力把单位正电荷从电源的负极移
到正极所做的功,称为电源的电动势,用e表
示,即
e dwBA dq
电动势的方向是电源力克服电场力移动正电荷 的方向,是从低电位指向高电位的方向。
电工基础
第二节 电路的基本物理量
(i>0)
(i<0)
图1-2 电流的参考方向与实际方向
图1-3 电压的参考方向与参考极性的表示方 法
电工基础
第二节 电路的基本物理量
(4)关联参考方向: 对于同一元件或同一段电路的电流和电压参考方向,
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案
《电工基础》教案任课老师:骆丽花每周4节共16节项目一电路的基本概念和基本定律 14课时实验技能训练一直流电路中电位及其电压关系的研究2课时项目一电路的基本概念和基本定律【教学目标】⑴知识目标:①了解什么是电路和电路模型,什么是电流、电压、电位、电动势、电能和电功率及如何进行计算。
②了解什么是电阻和电阻器,了解导体电阻的计算和导体电阻与温度的关系。
③了解并能识别什么是节点、支路、回路和网孔,理解基尔霍夫电流定律和电压定律,掌握应用基尔霍夫定律列出电路方程的方法,并能应用支路电流法求解两个网孔的电路。
⑵技能目标:①了解电路的基本概念及电路的基本结构,能够组成最基本的电路。
②熟悉电压表、电流表的使用及电路中各点电位、电压的测量。
⑶情感目标:以小组合作学习的形式,按项目要求进行现场操作、演练,培养了学生团结协作、共同进退的美好品德,养成了小组讨论、共同学习的良好习惯,同时增强了学生的沟通、交流能力。
⑷节能、环保目标:要求学生爱护校园、课室及室场的环境,严格按照室场要求进行实训,爱护一切公物及设备;平时节约用电,争取做一名文明的中学生。
【教学内容】⑴什么是电路和电路模型,重点讲解电路是由哪几部分组成的,电路有哪些作用;电路模型是什么,掌握常用的图形符号;电路有哪几种状态。
⑵描述电路状态的物理量:什么是电流、电压、电位以及电压与电位之间的关系。
重点讲解电压与电位,并通过技能实训掌握电压及电位的测量。
⑶怎样确定电路中的物理量:了解电阻是什么,如何确定电阻的大小,几种常作电阻的材料;电路中的电流、端电压及能量转换是怎么确定的。
⑷基尔霍夫定律有哪些内容,了解什么是节点、支路、回路及网孔;怎么运用这一定律去分析电路。
【教学重点与难点】⑴重点是掌握电流、电压、电位及电功率的概念、计算及其之间的关系;掌握电路中的电流及端电压如何确定;掌握基尔霍夫定律。
⑵难点是:如何确定电路中的电流及端电压;运用基尔霍夫定律分析电路。
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Uab US
伏安特性
US _
b 特点:(1)无论负载电阻如何变化,输出电 压不变 (2)电源中的电流由外电路决定,输出功率 可以无穷大
I
例
恒压源中的电流由外电路决定
I + U _ Uab b
设: U=10V 则: 当R1接入时 : I=5A
a R1 2 R2 2
当R1 、R2 同时接入时: I=10A
理想元件的特性 (u 与 i 的关系)
R
L
C
u = R i
di u=L dt
du i=C dt
注意 L、C 在不同电路中的作用
R1 U L R2
C
R1
U为直流电压时, 以上电路等效为
U
R2
(二) 有源元件
主要讲有源元件中的两种电源:电压源和电流源。
1.电压源 理想电压源 (恒压源)
I
+
a Uab
恒压源与恒流源特性比较
恒压源 I a Uab I Uab = U (常数) Is 恒流源 a Uab b
不 变 量
+ _U
b
I = Is (常数)
Uab的大小、方向均为恒定,
外电路负载对 Uab 无影响。
I 的大小、方向均为恒定, 外电路负载对 I 无影响。 端电压Uab 可变 ----Uab 的大小、方向 均由外电路决定
a Uab b IS
I'
a
RS'
b
Uab'
Uab = U – IRS
若 I=I' Uab = Uab' 则
U ab' = (I s I' ) RS' = I s RS' I' RS'
U – IRS = I s RS' I' RS'
U = ISRS´ RS = RS´
例:电压源与电流源的等效互换举例 IS = U / RS U = ISRS´ RS = RS´ 5A 2 = 10V
物理量的正方向:
实际正方向 假设正方向
实际正方向: 物理中对电量规定的方向。 假设正方向(参考正方向): 在分析计算时,对电量人为规定的方向。
物理量的实际正方向
物理量 单位 电流 I A、kA、mA、 μA 电动势 E V、kV、mV、 μV 电压 U V、kV、mV、 μV 实际正方向 正电荷移动的方向 电源驱动正电荷的 方向 (低电位 高电位) 电位降落的方向 (高电位 低电位)
电压源模型 由理想电压源串联一个电阻组成
I RS
+ -
伏安特性
U
US
U
RL
US I
RS越大 斜率越大
RS称为电源的内阻或输出电阻
U = US – IRS
当RS = 0 时,电压源模型就变成恒压源模型
2. 电流源 理想电流源 (恒流源) I
a
Uab I
Is
Uab
b
IS
伏 安 特 性
特点:(1)输出电流不变,其值恒等于电 流源电流 IS; (2)输出电压由外电路决定。
的使用方法, 锻炼电工方面的动手能力。
第1章 电路的基本概念与定律 1.1 电路中的物理量 1.2 电路元件 1.3 基尔霍夫定律
第2章 电路的分析方法
2.1 电压源和电流源的等效互换 2.2 支路电流法
1.1 电路中的物理量
电流 电压 电动势
I
电 池
灯 泡
+
_ E
R
U
电源
负载
电路中物理量的正方向
+ +
-
P = UI
P = –UI
电压电流正方向一致
-
电压电流正方向不一致
含源网络的功率
I
+
-
U
含源 网络
P = UI
电压电流正方向一致
I
+
U
-
含源 网络
P = –UI
电压电流正方向不一致
结 论
在进行功率计算时,如果假设 U、I 正方向一致。 当 计算的 P > 0 时, 则说明 U、I 的实际 方向一致,此部分电路消耗电功率,为负载。 当计算的 P < 0 时, 则说明 U、I 的实际方
I
2 + 10V -
a Uab
I' 2 5A
a
b
b
10V / 2 = 5A
等效变换的注意事项
(1) “等效”是指“对外”等效(等效互换前后对外伏--安 特性一致), 对内不等效。 ' I I a a RS
+ - US Is
Uab
b
RL
RS'
Uab' b RL
IS = US / RS
RS ´ = RS
10 I = =5A 2 10 I = +2=7A 2 10 4 I= =3A 2
?
?
?
1.3 基尔霍夫定律 (克希荷夫定律,克氏定律)
用来描述电路中各部分电压或各部分电流
间的关系,其中包括克氏电流定律和克氏电压
定律两个定律。
支路:电路中每一个分支 名词注释: 节点:三个或三个以上支路的联结点 回路:电路中任一闭合路径
规定正方向的情况下欧姆定律的写法
a
b
I
I与U的方向一致
R
U
U = IR
I与U的方向相反
a
b
I U R
U = – IR
规定正方向的情况下电功率的写法
功率的概念:设电路任意两点间的电压为 U ,流入此
部分电路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为: I
a
b
U
R
P =U I
如果U I方向不一 致写法如何?
电压电流正方向一致
规定正方向的情况下电功率的写法
a
b I U R
P = –UI
功率有正负?
电压电流正方向相反
功率有正负
若 P 0 吸收功率或消耗功率(起负载作用)
电阻消耗功率肯定为正
若 P0
输出功率(起电源作用)
电源的功率可能为正(吸收功率) ,也可能为负(输出功率)
电源的功率
a I U b a I U b
例
分析以下电路中应列几个电流方程?几个 电压方程? I1 + U1 R1 a I2 R3 #3
#1
I3
R2 #2
+ _ U2
-
b
I1 + U1 -
a
#1 R3 #3 b
I2 R2 #2 + _ U2
R1 I3
克氏电流方程: 节点a: 节点b:
克氏电压方程: #1 #2 #3
I1 + I 2 = I 3
已知:U1=12V, U3=16V, R1=2, R2=4, R3=4, R4=4, R5=5, IS=3A 解得:I= – 0.2A (负号表示实际方向与假设方向相反)
R5
计算 功率
+ Is
R1
+ U1 -
R2
R3 I=?
+
R4=4 IS=3A I= – 0.2A
恒流源 IS 的功率
3.电容 C
i
u
-- --
单位电压下存储的电荷
(单位:F, F, pF)
++ ++ +q
-q
q C=
u
+
电容符号
_
无极性 有极性
电容上电流、电压的关系
i
u
C
q C=
u
dq du i= =C dt dt
当u
= U (直流) 时,
du =0 dt
i=0
所以,在直流电路中电容相当于断路(开路)
无源元件小结
2.电感 L:单位电流产生的磁链
(单位:H, mH, H)
磁通
i
u
L=N
i
线圈 匝数
电感中电流、电压的关系
+
i
–
u
–
e+
d di e = N = L dt dt
L=N
当
i
di u = e = L dt
di =0 dt
i = I (直流) 时,
u=0
所以,在直流电路中电感相当于短路.
R5 R1 + U1 R2 R3 I=?
+
- U3
R4
Is
应 用 举 例
R5
U1 I1 = R1 U3 I3 = R3
R1 I1
R2
I
I3
R3 R4
Is
R5 R1 I1 R2
I
(接上页) Is
I3
R3 R4
R5
I R4 I1+I3
Is
R1//R2//R3
R5
I I1+I3 R4 R1//R2//R3
向相反,此部分电路发出电功率,为电源。 所以,从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质, 或是电源,或是负载。
1.2 电路元件
(一) 无源元件
1. 电阻 R
i
线 性 电 阻 非 线 性 电 阻
(常用单位:、k、M )
i
u i u
伏 - 安 特性
R=u
u
R
i = const
R=u
i const
(2) 注意转换前后 US 与 Is 的方向
a I +
b I'
a
RS
Is