电工基础——电路的基本概念
电工技术第一章电路的基本概念和基本定律习题解答
第一章电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流 的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容：1电路的基本概念(1) 电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成 的系统。
(2) 电路的组成：电源、中间环节、负载。
(3) 电路的作用：①电能的传输与转换；②信号的传递与处理。
2 .电路元件与电路模型(1) 电路元件：分为独立电源和受控电源两类。
① 无源元件：电阻、电感、电容元件。
② 有源元件：分为独立电源和受控电源两类。
(2) 电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电 磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰 地反映该电路的物理本质。
(3) 电源模型的等效变换①电压源与电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源与电阻并联的电路，两种电②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持与变换前完全相同，功率也保持不变。
3.电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位(1 )电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。
(2)电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向与实际方向一致，负值则表 示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。
一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意：一个电路一旦假设了参考方向， 在电路的整个分源之间的等效变换条件为:U s I s R o 或 1SR o析过程中就不允许再作改动。
（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。
电工电子技术基础知识点
电工电子技术基础知识点一、电工技术基础1. 电路基础- 电路定义：电流的路径，由电源、导线、负载和开关组成。
- 欧姆定律：电压(V)、电流(I)和电阻(R)之间的关系，V = I * R。
- 基本电路类型：串联电路、并联电路、混合电路。
2. 电源- 直流电源(DC)：电压和电流方向恒定的电源。
- 交流电源(AC)：电压和电流方向周期性变化的电源。
- 电池、发电机、变压器等都是常见的电源设备。
3. 导线与连接- 导线材料：铜、铝等，具有低电阻率。
- 导线规格：根据负载电流选择合适截面积的导线。
- 连接方式：焊接、压接、螺栓连接等。
4. 负载- 电阻性负载：如电热器、电阻器。
- 电容性负载：如电容器。
- 感性负载：如电动机、变压器。
5. 开关与控制- 开关类型：单刀单掷、单刀双掷、三刀双掷等。
- 控制元件：继电器、接触器、定时器等。
二、电子技术基础1. 电子元件- 被动元件：电阻器、电容器、电感器。
- 主动元件：二极管、晶体管、集成电路。
- 半导体材料：硅、锗等。
2. 数字电子基础- 数字信号：二进制信号，0和1表示低电平和高电平。
- 逻辑门：与门、或门、非门、异或门等。
- 触发器：RS触发器、D触发器、JK触发器等。
3. 模拟电子基础- 放大器：运算放大器、音频放大器、功率放大器。
- 振荡器：正弦波振荡器、方波振荡器。
- 滤波器：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。
4. 电子测量与测试- 测量仪器：万用表、示波器、信号发生器。
- 测试方法：电压测量、电流测量、电阻测量。
5. 电子电路设计- 电路原理图设计：使用绘图软件绘制电路图。
- PCB布局：电路板设计，包括元件布局和走线。
- 电路仿真：使用软件模拟电路工作情况。
三、安全与维护1. 电工安全- 遵守电气安全规范。
- 使用个人防护装备。
- 定期检查电气设备。
2. 电子设备维护- 清洁电路板和元件。
- 定期更换老化元件。
- 存储环境要求：防潮、防尘、防静电。
电工基础知识
第一章电工基础知识第一节电路的基本概念1、电路电路就是电流通过的路径。
电路是由电源、负载、连接导线和开关组成。
图1-1为简单手电筒电路，其中干电池为电源、灯泡为负载，用连接导线将电源、开关、负载连接成电路。
在实际用中通常按国家统一规定的图形符号表示电路图。
如图1-2所示就是图1-1手电筒电路图。
电路通常有三种状态（1）通路：电路中的开关闭合，负载（电路）中有电流通过，这种状态一般称为正常工作状态。
（2）开路：也称为断路，是指电路中某处断开或电路中开关打开，负载（电路）中无电流通过。
（3）短路：电源两端的导线由于某种事故，而直接相连，使负载中无电流通过。
短路时，电源向导线提供的电源比正常时大几十至几百倍，因而不允许短路。
2、电流与电流强度在电路中，把电荷的定向运动叫做电流。
规定：以正电荷移动的方向作为电流的正方向。
在闭合电路中，电流的方向为：电流从电源正极流出，通过导线、开关流入负载后回到电源的负极。
电流分成直流和交流电源两大类：直流电流：是指电流的方向不随时间变化的电流，如图1-3所示交流电流：是指电流的大小和方向和方向随时间作周期性变化。
如图1-4最常见的是正弦交流电。
电流强度：由于电流所产生的效果具有不同的程度，这样就形成电流强度的概念。
电流强度也简称为电流，它是用在单位时间内通过导体横截面的电量多少来度量的。
QI=t式中I-表示电流强度，单位：安培（A）。
Q-表示t时间内，通守导体横截面电荷电量，单位：库仑（C）。
T-表示时间，单位：秒（s）。
在国际单位制中，电流强度的单位是安培，（A），简称安。
计算微小电流时以毫安（mA）或微安（μA）为单位，它们的关系是：1A=103mA 1mA=103μA3、电压与电动势（1）电压图1-5A和B表示负载两端，电流的方向由A流向B，负载灯泡发光，说明电流通过灯线时产生热和发光。
为了表示电流强度与做功的本领，引入一物理量—电压（电位差）U AB：WU AB=QQ-由A端移动到B端的电荷电量，单位：库仑。
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。
电工基础
图1-2 手电筒的电路原理图 电工基础部分第一章 电路的基本概念一、电路的基本组成1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。
2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
(3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。
(2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。
(3) 短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。
例如，图1-2所示的手电筒电路。
理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。
图1-1 简单的直流电路表1-1常用理想元件及符号三、电流1．电流的基本概念电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I 或 i (t )表示，讨论一般电流时可用符号i 。
设在 ∆t = t 2－t 1时间内，通过导体横截面的电荷量为 ∆q = q 2－q 1，则在 ∆t 时间内的电流强度可用数学公式表示为 t qt i ∆∆=)(式中，∆t 为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 ∆q 的国际单位制为库仑(C)。
电工基础第6版练习册答案
电工基础第6版练习册答案第一章：电路的基本概念1. 问：什么是欧姆定律？答：欧姆定律是描述电压、电流和电阻之间关系的定律，公式为 V = IR，其中 V 代表电压，I 代表电流，R 代表电阻。
2. 问：什么是基尔霍夫电压定律？答：基尔霍夫电压定律（KVL）指出，在一个闭合电路中，沿着任一回路的电压之和等于零。
第二章：直流电路分析1. 问：如何使用节点电压法分析电路？答：节点电压法是通过选择电路中的一个节点作为参考节点（通常接地），然后为其他节点设定电压，利用基尔霍夫电流定律列出方程组，求解电路中的节点电压。
2. 问：什么是戴维南定理？答：戴维南定理指出，任何线性双端网络都可以用一个单一的电压源和一个串联电阻来等效替代，该电压源的电压等于网络两端的开路电压，串联电阻等于从网络两端看进去的等效电阻。
第三章：交流电路1. 问：什么是交流电的瞬时值、最大值和有效值？答：瞬时值是交流电在任意时刻的电压或电流值。
最大值是交流电在一个周期内的最大瞬时值。
有效值是交流电在热效应上等效的直流电的值，通常用 RMS（均方根值）表示。
2. 问：什么是功率因数？答：功率因数是交流电路中实际功率与视在功率的比值，表示电路中电能转换效率的一个指标，用cosφ 表示。
第四章：磁路和变压器1. 问：什么是磁路？答：磁路是指导磁通通过的路径，通常由铁芯、空气隙等组成，用于描述磁场在电路中的分布和传输。
2. 问：变压器的工作原理是什么？答：变压器的工作原理基于电磁感应，通过改变线圈的匝数比来实现电压的升高或降低。
第五章：电动机和发电机1. 问：直流电动机的工作原理是什么？答：直流电动机的工作原理是通过在电动机的转子中通入直流电，产生磁场，与定子中的磁场相互作用，产生转矩，使转子转动。
2. 问：同步发电机和异步发电机有什么区别？答：同步发电机的转子转速与电网频率同步，而异步发电机的转子转速略低于同步转速，两者在结构和工作原理上有所不同。
电工基础知识
交流电流强度：大小方向随时间变化。
dq i dt
• I(i)→电流强度
Q（dq）→电荷量 t(dt)→时间
正确理解电流强度的定义： 如果1秒钟内通过导体横截面的电量是1库 仑，则导体中的电流强度就是1安培。 eg1：电路中的电流强度是2安培，那么这2安培的 物理意义是什么？ 就是说电路中导体横截面上每1秒钟有2库仑 的电量通过。 eg2: 有一只小灯泡，在半分钟内通过灯丝的电量 为6C，求通过小灯泡的电流强度 。 （答案是0.2A） 公式I=Q/t
电阻的实物图
电阻器的种类： 阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称 为电位器或可变电阻器。 电阻器的主要参数： 标称电阻：用数字或色标在电阻器上标志的设计 阻值。单位为欧（Ω）、千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 额定功率：电阻器在额定温度（最高环境温度） tR下连续工作所允许耗散的最大功率。 允许偏差：实际阻值与标称阻值间允许的最大偏 差，以百分比表示。
在实际工作中电功的单位常用千瓦· 小时（kW· h）,俗称“度”。
2、电功率：单位时间内电流（电场力）所做的功。 P = A /t P = UI = I 2R = U2/R
电功率的单位：瓦特（W）千瓦（KW）毫瓦（mW） 1kW=103W 1W=103 mW
3.电流的热效应 电流通过导体时，使导体发热的现象叫电流的热效应。 也就是说电流的热效应就是电能转换成热能的效应。 实验证明：电流通过导体时产生的热量，与电流强度 的平方、导体的电阻及通电时间成正比。这个实验定律叫 做焦耳-楞次定律 Q=I2Rt 热量Q的单位是焦耳，简称焦，用字母J表示。
UAB= VA - VB
二者联系：电压即电位差
（3） 、电动势 衡量电源将非电能转换成电能本领 的物理量，是指在电源内部，外力将单 位正电荷从电源的负极移动到电源的正 极所做的功。
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。
电工电子技术基础知识
u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
0
–Um
2
t
也可用相量表示：
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o
•
U3 120°
120°
•
U2
•
U1 120°
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U1 U 2 U 2 0
频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电压称为
平，则输出F 为低电平；只
R
有输入A、B 全为高电平时，
A
输出F 才为高电平。可见输
F 入与输出呈现与逻辑关系： B
与逻辑关系表达式
F = AB
与逻辑关系逻辑符号：
A
&
F
B
2、 二极管或门
与逻辑关系真值表：
AB F
00 0 01 0 10 0 11 1
A
只要输入A、B中一个为高
B
F 电平，则输出F 为高电平；
1、 常量之间的关系（常量：0和1）
加： 0+0=0 乘：0 ·0=0 非：0 1
0+1=1 1+1=1
0 ·1=0 1 ·1=1
1 0
2、变量和常量的关系（变量：A、B、C…）
加：A+0=A 乘: A ·0=0
A+1=1
A ·1=A
A+A=A
A ·A=A
3、与普通代数相似的定理
非：A A 0
1 电流
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动
形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义为
电工学第六版第一章电路基本概念
目录
• 电路的基本概念 • 电路的基本物理量 • 电路的基本元件 • 电路的工作状态 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法
01
CATALOGUE
电路的基本概念
电路的组成
电源
负载
开关
导线
提供电能，将其他形式 的能量转换为电能。
消耗电能，将电能转换 为其他形式的能量。
电功率
总结词
电功率是单位时间内转换、使用或耗散的电能，是衡量电气 设备工作效率的物理量。
详细描述
电功率的大小用瓦特（W）表示，其计算公式为电压与电流 的乘积。电功率可以分为有功功率和无功功率，有功功率用 于转换能量，无功功率用于建立磁场和传递能量。
电能量
总结词
电能量是电荷在电场中由于电势能而具有的总能量，是衡量电荷在电场中储存的能量的 物理量。
电感元件
总结词
电感元件是电路中用于存储磁场能量的元件，具有隔交通直的特性。
详细描述
电感元件主要用于交流电路中，其电压和电流之间的关系由电感定律描述。电感元件的单位是亨利（ H），常用的电感元件有铁氧体磁珠、空心线圈和铁芯线圈等。
04
CATALOGUE
电路的工作状态
开路
总结词
电流无法流通的状态
详细描述
实际元件
具有实际尺寸和形状，其电气 特性受物理尺寸和形状影响。
等效电路
由理想元件组成的电路，能够 模拟实际元件的电气特性。
电路图
用图形符号表示电路元件和连 接关系的图。
02
CATALOGUE
电路的基本物理量
电流
总结词
电流是电荷在导体中流动的现象，是衡量单位时间内通过导体的电荷量的物理 量。
电工基础(第五版)
电感元件
电感元件的正弦交流电路 中，电压超前电流90度相 位，且电压与电流的比值 等于感抗。
电容元件
电容元件的正弦交流电路 中，电流超前电压90度相 位，且电压与电流的比值 等于容抗。
04 三相交流电路
三相电源及其连接方式
三相电源的星形连接
将三相绕组的末端连接在一起，作为中性点，各相绕组的始端引 出，作为三相电源的三根相线。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，对于电路中的任何节点或封闭面，流入的电流总等于流 出的电流。基尔霍夫电压定律则指出，对于电路中的任何闭合回路，沿回路绕行 一圈的电压降总和为零。
叠加定理
总结词
叠加定理是线性电路分析的重要定理，它指出在多个独立源 共同作用下，任一支路的响应等于各个独立源单独作用于该 支路产生的响应之和。
变压器正常工作时的电流值。
额定容量
变压器正常工作时的视在功率 。
运行特性
包括效率特性、外特性、调整率 和负载特性等，描述了变压器在
不同工作条件下的性能表现。
06 电动机及其控制
电动机的种类和结构
交流电动机
分为异步电动机和同步电动机， 结构简单，运行可靠，维护方 便。
伺服电动机
具有快速响应和高精度的特点， 常用于需要精确控制的位置和 速度控制系统。
如果三相负载的阻抗相等，则称为对 称负载；如果阻抗不等，则称为不对 称负载。
三相负载的三角形连接
三相负载的首尾顺次相连，形成闭合 三角形，各相负载的首端分别连接到 三根相线上。
三相电路的功率
有功功率
无功功率
电路中实际消耗的功率， 用于转换和利用电能。
电路中交换的功率，用 于维持磁场和电场。
视在功率
电工第一章电路分析基础
三、 电路的工作状态
全电路欧姆定律
1、电路的负载状态
1）电压电流关系
I a S
E I R0 R
U E R0 I E
电源外特性
R
R0
c E
-
.
U
b
负载状态
2）功率关系
如果将电压电流关系两端同时乘以I则可得：
IU IE I R0
2
P=UI——负载消耗功率； PE=IE——电源产生的功率；
二、用支路电流法分析电路的一般步骤
1）在电路图上，标出电流、 电压、电动势等各物理量的参 考方向。 2）对（n-1）个独立节点列写 KCL方程 对节点a列出
c
US1
R1 I1 I3
第一章
电路分析基础
8学时
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成及作用
电源 中间环节 负载
强电电路:处理的是电 能，即实现电能的传输 与转换
信 号 源
弱电电路:处理的是信号， 即实现信号的传递与处 理
强、弱电电路中的物理量 都是电流、电压
即：电路由电源（信号源）、 负载、中间环节等组成
二、电路中的基本物理量与参考方向
任 意 电 路
I U c
任 意 电 路
I U d
任 意 电 路
P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W
相当于电源
相当于负载 相当于负载
电动势（电源）的实际方向：是由低电位指向高电位， 即电位升高的方向。正好与电压的实际方向相反。
E ——直流电动势
《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，
《电工与电子技术基础》第一章 直流电路
1—2 电路的基本物理量
1．电流的方向和大小 其中，电流大小和方向都不随
时间而变化的电流，称为稳恒直流 电（见图a）；电流大小随时间而呈 周期性变化，但方向不变的电流， 称为脉动直流电（见图b）。若电流 的大小和方向都随时间而变化，则 称其为交变电流，简称交流，用符 号AC表示（见图c）。
15
直流和交流 a）稳恒直流电 b）脉动直流电c）交流电
1—2 电路的基本物理量
2．电流的测量 （1）对交流电流、直流电流
应分别使用交流电流表（或万用表 交流电流挡）、直流电流表（或万 用表直流电流挡）测量。常用直流 电流表如图所示。
常用直流电流表 a)指针式直流电流表 b) 数字式直流电流表
16
1—2 电路的基本物理量
5
1-一例最简单的电路图 2-汽车单线制电路
1—1 电路的基本概念
二、电路图
1．电路原理图 电路原理图简称原理图，它主
要反映电路中各元器件之间的连接 关系，并不考虑各元器件的实际大 小和相互之间的位置关系。例如， 上图1和图2所示电路的原理图如图 所示。
6
上图1和图2所示电路的原理图
1—1 电路的基本概念
2．电流的测量 （2）电流表或万用表必须串
接到被测量的电路中。测量电路如 图所示。
17
直流电流测量电路
1—2 电路的基本物理量
二、电压、电位和电动势
1．电压 电路中有电流流动是电场力做功的结果。电场力将单位正电荷从a
点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压的单 位为伏特，简称伏（V）。
应分别采用交流电压表（或万用表 交流电压挡）、直流电压表（或万 用表直流电压挡）测量。常用直流 电压表如图所示。
电工基础1-电路基础
解题过程
模块一
电路基础
2．电阻的伏安特性曲线 在温度一定的条件下，通过电阻的电流随电压而变 化的关系曲线称为电阻的伏安特性曲线。
电阻的伏安特性曲线
想一想—三个电阻的伏安特性曲线
模块一
电路基础
二、全电路欧姆定律 全电路——含有电源的闭合电路，由内电路和外电路两部分组成。 全电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与 电路的总电阻成反比，数学表达式为
电路基础
二、电阻串联的应用 1. 分压作用 2. 限流作用 3. 多个电阻串联可获得较大阻值
模块一
［例2－1］
电路基础
如图所示的电阻分压器中，已知U＝300V，R1=150kΩ、 R2=100kΩ 、R3=50kΩ，求当开关在1、2、3位置时，输出 电压各为多少？
解题过程
仿真验证
模块一
电路基础
设串联电池组中每个电池的电动势都是E1，内阻都是r1，则串联 电池组的总电动势E总为: E总＝nE1 串联电动势的总内阻为：
电路基础
一、电流和电流密度
1．电流
电流——电荷有规则的定向运动。电流是一种客观 存在的物理现象。
模块一
电路基础
（1）电流的方向
规定：以正电荷运动方向为正。
电流为正值（I＞0），表明电流的实际方向与假设的参考方向相同； 电流为负值（I＜0），表明电流的实际方向与参考方向相反。
电流的方向
模块一
电路基础
E I Rr
也可整理成
E＝IR＋Ir＝U外＋U内
U内——电源内阻上的电压降； U外——外电路的电压降。
模块一
电路基础
全电路欧姆定律
闭合水路
全电路欧姆定律
模块一
电工电子技术基础知识点
电工电子技术基础知识点电工电子技术是一门研究电能的产生、传输、分配、转换和应用，以及电子器件和电路的工作原理、设计和应用的学科。
它是电气、电子、通信、自动化等工程领域的重要基础，也是现代科技和生活中不可或缺的一部分。
下面我们来一起了解一些电工电子技术的基础知识点。
一、电路的基本概念电路是电流通过的路径，它由电源、负载、导线和开关等组成。
电源是提供电能的装置，如电池、发电机等；负载是消耗电能的装置，如灯泡、电动机等；导线用于连接电源和负载，传输电流；开关用于控制电路的通断。
电流是电荷的定向移动，其单位是安培（A）。
电压是使电荷定向移动形成电流的原因，单位是伏特（V）。
电阻是导体对电流的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。
欧姆定律是描述电路中电流、电压和电阻关系的定律，即 I ＝ U ／ R，其中 I 表示电流，U 表示电压，R 表示电阻。
二、直流电路直流电路中电流的方向不随时间变化。
在简单的直流电路中，我们可以通过串联和并联的方式连接电阻。
串联电阻的总电阻等于各个电阻之和，即 R 总＝ R1 ＋ R2 ＋＋ Rn；并联电阻的总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和，即 1 ／ R 总＝ 1 ／ R1 ＋ 1 ／ R2 ＋＋ 1 ／ Rn 。
基尔霍夫定律是分析直流电路的重要工具。
基尔霍夫电流定律（KCL）指出，在任何一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和；基尔霍夫电压定律（KVL）指出，在任何一个闭合回路中，电压升之和等于电压降之和。
三、交流电路交流电路中电流的大小和方向随时间周期性变化。
交流电的基本参数包括频率、周期、幅值和有效值。
频率表示交流电在单位时间内变化的周期数，单位是赫兹（Hz）；周期是交流电完成一个完整变化所需的时间；幅值是交流电的最大值；有效值是根据电流的热效应定义的，它表示交流电在相同时间内产生的热量与直流电相等时的电流或电压值。
在交流电路中，电阻、电感和电容是常见的元件。
电阻在交流电路中的作用与直流电路相同；电感具有阻碍电流变化的作用，其感抗 XL ＝2πfL，其中 f 是频率，L 是电感值；电容具有储存电荷和阻碍电压变化的作用，其容抗 XC ＝ 1 ／（2πfC) ，其中 C 是电容值。
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第一章电路的基本概念第一节电路模型和电路中的基本物理量学习目标： 1 ．掌握电路的作用和构成及电路模型的概念。
2 ．掌握电流、电压、电位、功率的概念、表示、单位和方向。
重点：电流、电压、电位、功率的概念、表示、单位和方向。
难点： 1. 参考方向； 2 ．电压与电位的区别一、电路模型基本概念1. 电路特点：电路设备通过各种连接所组成的系统，并提供了电流通过途径。
2. 电路的作用：图 1-1 电路模型(1) 实现能量转换和电能传输及分配。
(2) 信号处理和传递。
3 ．电路模型：理想电路元件：突出实际电路元件的主要电磁性能，忽略次要因素的元件；以理想电路元件代替实际的元件组成的电路，即为实际电路的模型；例图 1-1 ：最简单的电路——手电筒电路4 ．电路的构成：电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。
（ 1 ）电源：向电路提供能量的设备，如干电池、蓄电池、发电机等。
（ 2 ）负载：用电器即各种用电设备，如电灯、电动机、电热器等。
（ 3 ）导线：把电源和负载连接成闭合回路，常用的是铜导线和铝导线。
（ 4 ）控制和保护装置：用来控制电路的通断、保护电路的安全，使电路能够正常工作，如开关，熔断器、继电器等。
二、电路的基本物理量1 ．电流(1) 定义：电荷的定向运动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电量。
(2) 电流单位：安培 (A) ， 1A ＝ 10 3 mA ＝10 6 μ A ， 1 kA ＝ 10 3 A(3) 电流方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。
电流的方向不变为直流 I ，方向和大小都变化为交流 i 。
假设的电流流向称为电流的参考方向。
（ 4 ）标定：在连接导线上用箭头表示，或用双下标表示约定：当i >0 时参考方向与实际方向一致，当i <0 时参考方向与实际方向相反，(5) 电流的测量：利用安培表，安培表应串联在电路中，直流安培表有正负端子。
2. 电压(1) 定义：电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b 点所做的功，称其为a 、b 两点间的电压。
或任意两点间的电位差称为电压。
(2) 电压单位：伏特（ V ）， 1V ＝ 10 3 mV ＝10 6 μ V ， 1kV ＝ 10 3 V(3) 电压方向：规定把电位降低的方向作为电压的实际方向。
电压的方向不变为直流电压Uab ，方向和大小都变化为交流电压u ab 。
假设的电压方向称为电压的参考方向。
（ 4 ）标定：可以采用以下几种方式，“ + ”高电位端、“－”低电位端，当U> 0 时参考方向与实际方向一致，当U <0 时参考方向与实际方向相反。
（ 5 ）电压的测量：利用伏特表，伏特表应并联在电路中，直流伏特表有正负端子。
（ 6 ）电位：正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。
电路中的电位是相对的，与参考点的选择有关，某点的电位等于该点与参考点间的电压。
电路中 a 、 b 两点间的电压等于 a 、 b 两点间的电位差。
即 U ab =V a -V b 。
所以电压是绝对的，其大小与参考点的选择无关；但电位是相对的，其大小与参考点的选择有关。
3. 能量(1) 定义：在t 1 时间内，电路所消耗的电能。
(2) 能量单位：焦耳 (J) ，电能的常用单位为度，１度＝１千瓦×１小时(3) 能量方向：吸收、释放功率4. 功率(1) 定义 : 单位时间内消耗电能即电场力在单位时间内所做的功。
dW = u ( t ) dq ， dq = i ( t ) dt∴ p ( t ) = u ( t ) i ( t ) (W)(2) 功率单位：瓦特 (W)(3) 功率方向：提供、消耗（ 4 ）功率的测量：利用功率表。
例 1-1 ：有一个电饭锅，额定功率为 1000W ，每天使用 2 小时；一台 25 寸电视机，功率为 60W ，每天使用 4 小时；一台电冰箱，输入功率为 120W ，电冰箱的压缩机每天工作8 小时。
计算每月（ 30 天）耗电多少度？解：（1kW × 2 h ＋0.06kW × 4h ＋0.12kW × 8h ）× 30 天＝（ 2 度＋ 0.24 度＋ 0.96 度）× 30 ＝ 52 度答 : 每月耗电 52 度5. 参考方向（ 1 ）定义：任意假设电压、电流的方向称为参考方向。
参考方向可任意标定，方向标定后，电流、电压、电动势之值可正可负；计算结果存在两种情况：① “ ＋” 说明参考方向与真实方向相同；② “ －” 说明参考方向与真实方向相反。
注意：①选定参考方向后，不再更改②计算结果的正、负只与图中参考方向结合起来才有物理意义。
（ 2 ）关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。
在进行功率计算时， P ＝ U I 。
非关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向不一致。
在进行功率计算时， P ＝ -U I 。
如果假设 U 、 I 参考方向一致，则当计算的 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。
作业： 1-6-2 ， 3 ， 1-2第二节欧姆定律和电阻元件学习目标： 1 ．掌握欧姆定律。
2 ．掌握电阻定律和电阻的串并联。
重点： 1 ．欧姆定律； 2 ．电阻的串并联。
难点：电阻的串并联。
一、欧姆定律：反映电阻元件上电压、电流约束1 ．描述：对于线形电阻元件，在任何时刻它两端的电压与电流成正比例关系，即或电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。
2 ．功率的计算公式：根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为：3 ．表达：在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非关联参考方向，如图 1-2 （ b ）和（ c ）欧姆定律的表达式为：或例 1-2 ：图中的电阻为6 Ω，电流为 2A ，求电阻两端的电压U 。
图 1-2 欧姆定律解：图（ a ）关联U ＝I R ＝2A × 6 Ω＝ 12V图（ b ）非关联U ＝－I R ＝－2A × 6 Ω＝－ 12V ，图（ c ）非关联U ＝－I R ＝－2A × 6 Ω＝－ 12V计算结果图（ a ）电压是正值，说明图（ a ）中的电压实际方向与所标的参考方向一致；图（ b ）、（ c ）电压为负值，说明图（ b ）、（ c ）中的电压实际方向与所标的参考方向相反。
二、电阻元件（ 1 ）定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。
（ 2 ）电阻单位：欧姆（ W ），1M Ω＝ 10 3 K W =10 6 Ω。
（ 3 ）电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。
①线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。
R = 常数；②非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。
（ 4 ）电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。
或其中为电阻率，为电导率。
（ 5 ）电导：表示元件的导电能力，是电阻的倒数，用G 表示，单位为西门子（ S ）。
（ 6 ）电阻与温度的关系：① PTC 电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。
② NTC 电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。
3. 功率：P ＝UI ＝RI 2 =U 2 /R ＞０∴ R 是耗能元件三、电阻的串联图 1-3 电阻的串联1 ．各元件流过同一电流2 ．外加电压等于各个电阻上的电压降之和。
分压公式：3 ．等效电阻：4 ．功率：各个电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率。
四、电阻的并联图 1-4 电阻的并联1 ．各支路电压相同2 ．未分支部分的电流等于各支路电流之和。
，又由于，，所以，等效电阻：，，分流公式：3 ．功率：电源供给的功率等于各电阻上消耗的功率之和。
作业： 1-3-3 ， 2-1-2 ， 3 ， 4第三节电源及电路的工作状态学习目标： 1 ．掌握电压源和电流源的概念。
2 ．掌握电压源和电流源的等效转换。
3 ．了解电路的工作状态：有载（满载、轻载、过载）、开路、短路。
重点：电压源和电流源的等效转换。
难点：电压源和电流源的等效转换。
一、电压源电路中的功能元件称为电源，，可以采用两种模型表示，即电压源和电流源。
1 ．理想电压源（恒压源）（ 1 ）符号：（ 2 ）特点：无论负载电阻如何变化，输出电压即电源端电压总保持为给定的 U S 或 u s (t) 不变，电源中的电流由外电路决定，输出功率可以无穷大，其内阻为 0 。
例 1-3 ：如图 1-5: U S =10V图 1-5 电压源则当R 1 接入时：I =5A当R 1 、 R 2 同时接入时：I =10A(3) 特性曲线2 ．实际电压源（ 1 ）符号：（ 2 ）特点：由理想电压源串联一个电阻组成， R S 称为电源的内阻或输出电阻，负载的电压 U = U S – IR S ，当 R S = 0 时，电压源模型就变成恒压源模型。
（ 3 ）特性曲线二、电流源1 ．理想电流源（恒流源）(1) 符号 :(2) 特点：无论负载电阻如何变化，总保持给定的Is 或i s (t) ，电流源的端电压由外电路决定，输出功率可以无穷大，其内阻无穷大。
例 1-4 ：如图 1-6: I S =1 A则 : 当R =1 W 时，U =1V ，R =10 W 时，U =10 V（ 3 ）特性曲线图 1-6 电流源2 ．实际电流源（ 1 ）符号：（ 2 ）特点：由理想电流源并联一个电阻组成，负载的电流为I = I S – U ab / R S ，当内阻R S = ¥ 时，电流源模型就变成恒流源模型。
（ 3 ）特性曲线：3 ．恒压源和恒流源的比较三、电压源与电流源的转换1 ．特性：电压源可以等效转换为一个理想的电流源I S 和一个电阻R S 的并联，电流源可以等效转换为一个理想电压源U S 和一个电阻R S 的串联。
即转换公式：U S =R S *I S2 ．注意：（ 1 ）转换前后U S 与I s 的方向，I s 应该从电压源的正极流出。
（ 2 ）进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换，R S 不一定是电源内阻。
（ 3 ）恒压源和恒流源不能等效互换。
（ 4 ）恒压源和恒流源并联，恒流源不起作用，对外电路提供的电压不变。
恒压源和恒流源串联，恒压源不起作用，对外电路提供的电流不变。
（ 5 ）与恒压源并联的电阻不影响恒压源的电压，电阻可除去，不影响其它电路的计算结果；与恒流源串联的电阻不影响恒流源的电流，电阻可除去，不影响其它电路的计算结果；但在计算功率时电阻的功率必须考虑。