电工学简明教程复习大纲

(3)戴维宁定理 戴维宁定理内容： 任意线性有源二端网络 N，可以用一个恒压源与电阻串联的支路等效代替。其 中恒压源的电动势等于有源二端网络的开路电压，串联电阻等于有源二端网络所有 独立源都不作用时由端钮看进去的等效电阻。 戴维宁定理是本章的重点之一。
戴维宁定理把复杂的二端网络用一个恒压源与电阻串联的支路等效代替，从而 使电路的分析得到简化。此法特别适用于只需求解复杂电路中某一支路的电流 (电 压)，尤其是这一支路的参数经常发生变化的情况。
U=IR U= R I I
•
XL I
•
(设电压电 流参考方向 相同)
U
•
U
I
•
•
I
•
U Z = –
XL = L
Z = j XL
XC = 1/ C
4． R、L、C 串联的交流电路
电压与电流相量关系为
阻抗模 阻抗角
U R j( X L X C ) Z I
注意： 为负载相电压与相电流的相位差。
第 4 章 电动机 复习要点
了解三相异步电动机的基本结构、转动原理、机械特性，掌握起动和反转的方法。 1．三相异步电动机的构造 三相异步电动机主要是由定子和转子组成，有笼型转子和绕线型转子。 2．三相异步电动机的转动原理 定子绕组通入对称三相电流 产生旋转磁场 旋转磁场切割转子产生感应电 动势和电流 转子电流和旋转磁场作用产生电磁转矩 电磁转矩使转子转动。
(4)电源的工作状态、开路与短路 学习时注意理解三种状态的特点及判断电路中某一元件处于电源状态还是负 载状态。
负载的大小和增减是指负载消耗的功率的大小和增减，不要误解为负载电阻 阻值的大小和增减。 在一个完整的电路中，产生的功率与消耗的功率的相等。
2．基尔霍夫定律 基尔霍夫定律适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电压 和电流。 (1)基尔霍夫电流定律(KCL)，即 I = 0，它反映了电路中某一结点各支路电 流间互相制约的关系。 KCL通常应用于结点，也可以推广应用到假设的封闭面。 (2)基尔霍夫电压定律(KVL)，即 U = 0，它反映了一回路中各段电压间互 相制约的关系。
1 T 2 I i dt 0 T
正弦交流电的有效值与最大值的关系为
I
Im 2
(3) 为初相位，它随计时起点选取的不同而改变，两个同频率正弦量的初相 位之差称为相位差。
I I m sin(t )
相位 ( t + ) 是时间函数，用来表示交流电 在不同 时刻的变化进程。
2．正弦量的表示方法
一个正弦量可以用三角函数式、正弦波形、相量图和相量式四种表示方法。
虽然用三角函数式和正弦波形表示正弦量比较直观，但是进行运算并不方便， 所以，相量图或相量表示式是分析计算正弦交流电的主要工具。 正弦量的相量表示法就是用复数来表示正弦量。
注意： 只有正弦波形的电压、电流才能用相量表示，只有同频率的正弦交流电才能进 行相量运算。 相量是表示正弦交流电的复数，正弦交流电是时间的函数，所以两者之间并 不相等。
(1)支路电流法
支路电流法是以支路电流(电压)为求解对象，直接应用 KCL 和 KVL 列出所 需方程组，而后解出各支路电流(电压)。它是计算复杂电路最基本的方法。但是， 当电路中支路数较多时，联立求解的方程数也就较多，因此计算过程一般繁。所以 只有当电路不是特别复杂而且又要求出所有支路电流 (或电压)时，才采用支路电流 法。
用支路电流法解题的步骤 * 确定支路数 b ，假定各支路电流的参考方向； * 应用 KCL 对结点 A 列方程 对于有 n 个结点的电路，只能列出 (n – 1) 个独立的 KCL 方程式。
* 应用 KVL 列出余下的 b – (n – 1) 方程；
* 解方程组，求解出各支路电流。
(2)叠加定理 叠加定理内容
转差率
n0 n s n0
3．三相异步电动机的各物理量P133-134
f 2 sf1
E2 = SE20
X 2 sX 20
I2 cos 2
4．三相异步电动机的转矩公式 电磁转矩 T = KT I2cos 2
sE 20 2 R2 ( sX 20 ) 2 R2 2 R2 ( sX 20 ) 2
Z R 2 ( X L X C )2
arctan
X L XC R
( 为电压与电流之间的相位差)
当 XL > XC , 为正，电路中电压超前电流，电路呈电感性； 当 XL < XC , 为负，则电流超前电压，电路呈电容性； 当 XL = XC， = 0，则电流与电压同相，电路呈电阻性。
1.2
1．电路的基本概念
本章小结
电路的基本概念包括电路的作用与组成、电路的状态、电路模型、电压电流的 参考方向、电位的概念及其计算等。 (1)电路模型 理想电路元件组成的电路称为实际电路的电路模型。所谓理想电路元件是指即 在一定条件下突出其主要的电磁性质，而忽略其次要因素。 (2)电压、电流的参考方向 在计算和分析电路时，必须任意选定某一方向为电压、电流的参考方向，或称 正方向。当选择的正方向与其实际方向一致时则电压或电流为正值；反之，则为负 值。 注意：参考方向选定之后，电压、电流的正、负才有意义；在讨论某个元件的电 压、电流关系时，常采用关联参考方向。 (3)电路中电位的概念 由于电路中某一点的电位是指由这一点到参考点的电压，所以电路电位的计算 与电压的计算并无本质的区别。但要注意电路中某一点的电位与参考点的选取有关， 而电路中某两点之间的电压则与参考点无关。
5．阻抗的串联与并联 阻抗串、并联等效公式与电阻串、并联等效公式形式相同。
两个阻抗串联：
两个阻抗并联：
Z Z1 Z 2
1 1 1 Z Z1 Z 2
或
Z1 Z 2 Z Z1 Z 2
1 1 1 Z Z1 Z 2
但一般
Z Z1 Z 2
6．三相电路 (1)由三相电源供电的电路称为三相电路。当三相电源星形联结有中性线时，可提 供两种电压，且线电压等于相电压的 3 倍；当三相电源作三角形联结时，其线、相电 压相等。 (2)三相负载星形联结
在多个电源共同作用的线性电路中，某一支路的电压 ( 电流 ) 等于每个电源单 独作用，在该支路上所产生的电压(电流)的代数和。
计算功率时不能应用叠加定理。在叠加过程中当电压源不作 用时应视其短路，而电流源不作用时则应视其开路。但电源内阻 仍需保留。
注意
在应用叠加定理计算复杂电路时，由于每个电源单独作用在电路中，因此使 得电路较为简单。但当原电路中电源数目较多时，计算就变得很繁琐。所以，只 有当电路的结构较为特殊时才采用叠加定理来求解。 叠加定理的重要性不在于用它计算复杂电路，而在于它是分析线性电路 的普遍原理。
(2)理想电流源(恒流源) 特点：输出电流 I 是由它本身确定的定值，而输出电压 U 是任意的，是由输 出电流和外电路决定。 注意：与理想电流源串联的元件，其电流等于理想电流源的电流。
(3)无源元件 R、L、C
在电压、电流参考方向一致的前提下， R、L、C 两端的电压、电流关系分别
为
(3)无源元件 R、L、C
I
IS =
R0
U –
RL
E = IS R0 内阻改串联
注意
电压源与电流源模型的等效变换关系仅对外电路而言，至 于电源内部则是不相等的。
第2章
2.1
正弦交流电路
基本要求
1．理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值； 2．掌握正弦交流电的各种表示方法及相互间的关系； 3．理解单一参数交流电路中电压与电流的相量关系，掌握简单交流电路的计 算方法； 4．掌握有功功率和功率因数的计算，了解瞬时功率、无功功率、视在功率的 意义； 5．掌握三相四线制电路中负载的正确连接，了解中性线的作用；
不确定
三相负载星形联结线、相电流相等。
(3)三相负载三角形联结
线、相电流之间的关系
I l 3 Ip
负载对称 线电流滞后与其相关联的两个相电 流中滞后相的相电流 30
负载不对称
三相负载三角形联结线、相电压相等。
不确定
(4)三相有功功率等于每相功率之和。当三相负载对称时，三相有功功率为
P 3U l I l cos
复习
考试范围
• • • • • • • • 第一章： 1.1-1.11 第二章： 2.1-2.5,2.8 第四章：4.1-4.5 第五章：5.1-5.5 第七章：安全用电基本概念 第九章：9.1-9.4 第十章：10.1-10.2 第十三章：13.1-13.2,13.4
第1章
电路及其分析方法
复习要点
1．了解电路模型及理想电路元件的意义；
2．理解电压、电流参考方向的意义； 3．了解电源的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额定值的意义；
4．掌握 R、L、C 电路元件的伏安关系；
5．理解基尔霍夫定律并能正确应用； 6．掌握用支路电流法、叠加定理、戴维宁定理分析电路的方法；
7．了解实际电源的两种模型及其等效变换；
KVL 除应用于闭合回路外，也可以推广应用到假想的闭合回路。 3．理想电路元件 理想电路元件 学习这部分内容要注意 掌握每一种元件的定义及其 两端的电压、电流关系。
理想电源元件
理想无源元件
理 想 电 压 源
理 想 电 流 源
电 阻 R
电 感 L
电 容 C
(1)理想电压源(恒压源) 特点：输出电压 U 是由它本身确定的定值，而输出电流 I 是任意的，是由输 出电压和外电路决定。 注意：与理想电压源并联的元件，其两端的电压等于理想电压源的电压。
R、L、C 交流电路的主要结论
R 一般 关系式
电 压 电 流 关 系
L di u=L dt
C i = C du dt
u = iR
频
率
相
同
•
同
相
•
相 同 u 超前 i 90
U = I XL U= j
•
相 同
u 滞后 i 90 U = IXC U=
•
• j XC I
相 位 有效值 相量式 相量图
6．掌握对称负载作星形和三角形联结时，线、相电压与线、相电流之间的关 系，了解三相电路的有功功率。
1．正弦量的三要素
2.2
本章小结
(1)变化快慢用频率 f、周期 T 和角频率 表示，三者之间的关系为
2 2 f T
(2)大小用有效值表示，交流电的有效值是从交流电流与直流电流具有 相等的热效应观点引出的
线、相电压之间的关系
负载对称 及不对称 但有中性 线
不对称且 无中性线
U l 3Up 线电压 超前 与其相 关 联的两 个相 电压中 超 前相的相电压 30o
中性线的作用是强迫电 源的中性点与负载中性点等 电位，从而使负载的相电压 与电源相电压相等。
注意：通常三相不对称负 载作星形联结不允许没有中性 线。
运用戴维宁定理应注意：
戴维宁定理只适用于线性电路，但对网络外的电路没有任何限制；等效是对外 部电路而言的。
(4)电源模型的等效变换 运用电压源与电流源模型的等效变换也可以简化电路的计算。
电源模型等效变换的条件如下图：
a
+ E _ U R0 _ b RL +
I E U R0 IS R0 +
内阻改并联
3． R、L、C 单一参数的交流电路
任何复杂的交流电路都是由 R、L、C 以不同的连接方式组成的，所以掌握 它们在交流电路中的电压、电流关系是非常重要的。
R、L、C 交流电路的主要结论 R 功 率 有功 功率 无功 功率 P = UI(W) Q=0 L P=0 C P=0
Q = UI (var) Q = – UI (var)
u = Ri
R是耗 能元件 4．电路分析方法
u L
di dt
du iC dt
C是储 能元件
L是储 能元件
由于电路是由各种元件以一定的连接方式组成的，每一个元件要遵循它两端的 电压电流关系伏安关系，而与结点相连的各条支路电流及回路中各部分电压分别受 (KCL) 和 (KVL) 的约束。因此，基尔霍夫定律和元件的伏安关系是分析电路的依 据。 分析电路的方法有支路电流法、叠加定理、戴维宁定理等。
R2U12 T K 2 R2 ( sX 20 ) 2
R2U 12 Tst K 2 2 R2 X 20
T 9.550 P2 n
额定转矩
Tmax
2 U1 K 2 X 20
5．三相异步电动机的起动、反转 直接起动：起动电流大，起动转矩小。 Y- 换接、自耦变压器降压起动：起动电流小，起动转矩小。 反转：改变电流通入的相序。