电工电子学-电路的基本概念
电学基础电路知识点总结
电学基础电路知识点总结电学基础电路是电子工程技术的基础,是学习电子电路学科的必备知识。
在学习电子电路学科之前,我们需要了解一些电学基础电路的知识点,包括电路的基本概念、电路的基本元件、电路的基本定理等。
本文将对这些知识点进行总结和梳理,以便读者更好地理解和掌握电学基础电路知识。
一、电路的基本概念1. 电路的定义电路是指由电源、导线和负载所组成的连接通路,通过这个通路,电流可以从电源流过负载,在电路中产生磁场、电场和能量转换等现象。
2. 电路的分类(1)按照电流的方向分:直流电路和交流电路。
(2)按照电源连接方式分:串联电路、并联电路和混合电路。
(3)按照电路中元件的连接方式分:主动电路和被动电路。
(4)按照电路中元件的工作方式分:线性电路和非线性电路。
3. 电路的特性电路有许多特性,包括电阻、电流、电压等基本参量的关系、能量转换特性、响应特性、稳定性特性等。
4. 电路分析方法电路分析方法有很多种,常用的有基尔霍夫定律、节点电压法、特性方程法、频率域分析法、状态空间法等。
二、电路的基本元件1. 电压源电压源是电路中的能量供应装置,用于在电路中产生电压。
电压源的符号一般为“V”。
2. 电流源电流源是电路中的能量供应装置,用于在电路中产生电流。
电流源的符号一般为“I”。
3. 电阻电阻是电路中的一种基本元件,用于限制电流的大小。
电阻的符号一般为“R”。
4. 电感电感是电路中的一种基本元件,用于储存电磁能量。
电感的符号一般为“L”。
5. 电容电容是电路中的一种基本元件,用于储存电荷。
电容的符号一般为“C”。
6. 二极管二极管是电路中的一种主动元件,可以实现整流、开关等功能。
二极管的符号一般为“D”。
7. 晶体管晶体管是电路中的一种主动元件,可以实现放大、开关等功能。
晶体管的符号一般为“Q”。
8. 集成电路集成电路是电路中的一种集成元件,包含了多种功能,如逻辑门、放大器、计时器等。
集成电路的符号一般为“IC”。
1电路的基本概念与基本定律-电工电子学
(b) 电流从“+”流入,故为负载;
(c) 电流从“+”流入,故为负载 ;
(d) 电流从“+”流出,故为电源。
2.功率与功率平衡
功率 设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电
路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为:
P UI
W为瓦[特] KW为千瓦
功率平衡:由U=E-R0I得 UI=EI-R0I2
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物理量参考方向的表示方法
I
a
电 池
灯 泡
+ EU
_
+
R
Uab
_
b
电压
正负号 箭头 双下标
a + U_ ab b
电流:从高电位 指向低电位。
a
Uabb
I
Uab(高电位在前, + R -
低电位在后)
1.4 欧 姆 定 律
欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
+ I
U -
U=RI (a)
I1 R1
c
+ U3
E1 U1
R2 I2
a
d
- - U4 +
U1+U4=U2+U3
U2 E2 U1-U2-U3+U4=0
即 U=0
电位降取正
b
电位升取负
上式可改写为
I1 R1
c
+ U3
R2 a
- - U4
I2
d
+
E1-E2-R1I1+R2I2=0 E1
U1
或 E1-E2=R1I1-R2I2
U2 E2
U=E1-U1=E1-IR01
E1=U+R01I=220
电工电子基础知识
电工电子基础知识电工电子基础知识是电气工程和电子技术领域的入门课程,它涵盖了电路的基本理论、电子元件的工作原理以及电子系统的构建方法。
以下是电工电子基础知识的详细内容:1. 电路的基本概念电路是由电源、导线、开关和负载等元件组成的闭合路径,它使得电流能够在其中流动。
电路的基本组成部分包括:- 电源:提供电能的设备,如电池、发电机等。
- 导线:连接电路元件,传输电流的导电材料。
- 开关:控制电路通断的装置。
- 负载:消耗电能的设备,如灯泡、电动机等。
2. 电路的基本定律电路分析中常用的基本定律包括欧姆定律、基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
- 欧姆定律:描述了电阻、电流和电压之间的关系,即V=IR,其中V是电压,I是电流,R是电阻。
- KCL:指出任何节点处流入的电流总和等于流出的电流总和。
- KVL:指出任何闭合回路中,电压的代数和为零。
3. 基本电子元件电子元件是构成电子电路的基本单元,常见的电子元件包括:- 电阻器:限制电流流动的元件,其阻值用欧姆表示。
- 电容器:能够储存电荷的元件,其容量用法拉表示。
- 电感器:对电流变化产生阻碍作用的元件,其感值用亨利表示。
- 二极管:允许电流单向流动的半导体元件。
- 三极管:用于放大或开关电流的半导体元件。
4. 直流电路分析直流电路是指电流方向不随时间变化的电路。
分析直流电路时,通常采用节点电压法或环路电流法。
- 节点电压法:将电路中的节点电压作为未知量,根据KCL和欧姆定律建立方程组求解。
- 环路电流法:将电路中的环路电流作为未知量,根据KVL和欧姆定律建立方程组求解。
5. 交流电路分析交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路。
分析交流电路时,需要考虑电压和电流的相位关系。
- 正弦波交流电路:采用复数表示法,将电路元件的阻抗表示为实部和虚部的复数形式,通过欧姆定律和相量分析法求解电路。
- 谐振电路:在特定频率下,电路的阻抗达到最小,此时电路发生谐振。
电路的基本概念和基本定律
电路的基本概念和基本定律一、电路基本概述1.电流流经的路径叫电路,它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的,它的作用是A:实现电能的传输和转换;B:传递和处理信号(如扩音机、收音机、电视机)。
一般电路由电源、负载和连接导线(中间环节)组成。
(1)电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置,如:发电机、电池和各种信号源。
(2)负载是将电能或电信号转换成其它形式的能量或信号的用电装置。
如电灯、电动机、电炉等都是负载,是取用电能的设备,它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。
(3)变压器和输电线是中间环节,是连接电源和负载的部分,它起传输和分配电能的作用。
2. 电路分为外电路和内电路。
从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路,称为外电路;电源内部的通路称为内电路。
3.电路有三种状态:通路、开路和短路。
(1)通路是连接负载的正常状态;(2)开路是R→∝或电路中某处的连接导线断线,电路中的电流I=0,电源的开路电压等于电源电动势,电源不输出电能。
例如生产现场的电流互感器二次侧开路,开路电压很高,将对工作人员和设备造成很大威胁;(3)短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接,短路时,外电路的电阻可视为零,电流有捷径可通,不再流过负载。
因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻,所以这时的电流很大,此电流称为短路电流。
短路也可发生在负载端或线路的任何处。
产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎,因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。
为了防止短路事故所引起的后果,通常在电路中接入熔断器或自动断路器,以便发生短路时,能迅速将故障电路自动切除。
4、电路中产生电流的条件:(1)电路中有电源供电;(2)电路必须是闭合回路;5、电路的功能:(1)传递和分配电能。
如电力系统,它是由发电机,升压变压器,输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。
(2)传递和处理信号。
电工电子学课件_______第一章
uab
b
13
关联参考方向与非关联参考方向 对一个元件,电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定,但为了方便起见,常 常将其取为一致,称关联参考方向;如不一致, 称非关联参考方向。 i
a
i u
b a
+
−
u
+
b
(a)关联参考方向
(b)非关联参考方向
如果采用关联参考方向,在标注时标出一种即可。 如果采用非关联参考方向,则必须全部标注。
b (b)
三、电路中的功率
定义: 单位时间内元件吸收(消耗)或发出(释 放)的电能。 dw 数学表达式: p dt 单位:瓦特 W 方向:在电压、电流取关联参考方向下,p=ui 表 示的是该元件吸收(消耗)功率的大小。即为:
i i
w
+ u
w
+ u
p>0
18
p<0
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
34
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
实际电压源 I + − Rs Us
U Us
RL
0 理想电压源 实际电压源
U
I
电源内阻,表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越小 特性曲线越平坦
当Rs = 0 时,实际电压源模型就变成电压源模型
35
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
2.电流源
Uab
15
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
Uab是否表示a端的电位高 于b端的电位?
a
Uab 元件
b
Uab只表示a、b两端电位的参考 方向为由a指向b。实际两点电 位哪点高,要看是Uab>0,还是 Uab<0。若Uab>0,则a端电位高 于b端电位。反之, b 端电位高 于a端电位。
电工基础基本概念
电工基础基本概念一、电阻电路1、电路:简单地说,电路就是电流流通的路径。
2、电路图:用电路符号表示实际电路器件连接关系的图形,称为电路原理图,简称电路图。
3、电路的组成:1、电源2、负载3、导线4、控制器件4、正弦交流电路:在交流电路中,如果电压与电源平率相同,并且都按正弦规律变化,这样的电路叫正弦交流电路,简称正弦电路。
5、电路元件符号:6、回路:电路中的任意一个闭合路径称为回路。
7、支路:电路中每一分支电路称为支路。
8、节点:电路中三条或三条以上的支路相联接的点称为节点。
9、电流节点定律:由于电流的连续性,电路中任何一节点均不可能堆积电荷。
因此在任一瞬间,流向某一节点电流之和应等于由该节点流出的电流之和。
即:∑I=0 (∑-代数和符号)I1+I2=I;I1+I2—I=010、回路电压定律:如果从回路中任意一节点出发,以顺时针方向或逆时针方向沿回路循环一周,则在这个方向上电动势的代数和等于各电压降的代数和。
即:∑E=∑(IR)11、网孔:内部不含有支路的回路叫网孔。
12、五分支电路:只有一个回路,没有节点和支路的电路称为无分支电路。
13、外电路:电源以外的负载、导线、开关等叫外电路;电源内部叫内电路。
14、电流:导体中的自由电子在电场力的作用下,做有规则的定向运动,称为电流。
电流的大小(电流强度)用I表示即:I=Q/t(I—电流强度A安培;Q—电荷量C库仑;t—时间S秒)1库仑=6.25×15、直流电流:大小和方向都不随时间而变化的电流称为直流电流。
16、交流电流:大小和方向都随时间而变化的电流称为交流电流。
17、电压:电源的正、负极之间的电场力将单位正电荷从电源的正极移到电源的负极所做的功称为电压,也称两点间的电位差或电压降。
18、电动势:将单位正电荷从电源负极移到正极时所做的功,称电动势。
即:E=A/Q(E—电势V;A—电源力所做的功J;Q—正电荷的电荷量C)19、电阻:在电场力的作用下,电流在导体中流动时,所受到的阻力,称为电阻。
电路简单知识点总结
电路简单知识点总结电路是由导电线路、电源、负载和控制元件等组成的,其作用是控制电流的流动,完成特定的功能。
在现代电子科技中,电路在各个领域都有着非常广泛的应用,例如通讯、计算机、家电、汽车等。
本文将从电路的基本概念、基本元件、电路分类和电路分析等方面进行简单的知识点总结。
一、电路的基本概念1. 电路的定义电路是由导体和电子器件等组成的,能够使电流沿着某种路径流动的系统称为电路。
电路通常由电源、导线、开关和负载等元件组成。
电源提供电流、电压,导线传输电流,开关控制电路的通断,负载完成特定的功能。
2. 电流、电压和电阻电流指的是单位时间内通过导体横截面的电荷数量,通常用符号I表示,单位是安培(A)。
电压是两点之间的电势差,通常用符号U表示,单位是伏特(V)。
电阻是导体对电流的阻碍程度,通常用符号R表示,单位是欧姆(Ω)。
3. 电路的基本法则欧姆定律是电路中最基本的法则之一,它表示电压与电流成正比,电阻为常数。
即U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。
二、电路的基本元件1. 电源电源是电路的能量源,常见的有直流电源和交流电源。
直流电源的电流方向不变,交流电源的电流方向会周期性地变化。
2. 导线导线是电流在电路中传输的通道,通常用金属制成。
导线的截面积越大,电阻就会越小,电流传输的效率也越高。
3. 开关开关是用来在电路中控制电流的通断的元件,常见的有机械开关和电子开关。
4. 负载负载是电路中完成特定功能的元件,常见的有电灯、电动机、电热器等。
5. 电阻电阻是对电流的阻碍,能够限制电流大小。
电阻可以分为定值电阻和可变电阻两种,其中可变电阻可以通过调节电阻值来控制电路中的电流大小。
6. 电容电容是一种存储电荷的元件,可以将电荷储存起来并在需要时释放。
常用的电容有电解电容、陶瓷电容和电介质电容。
7. 电感电感是储存磁场能量的元件,可以将电流转化为磁场,并在需要时释放。
电感通常由线圈或者铁芯制成。
8. 二极管二极管是一种电子器件,可以使电流在一个方向上流动而阻止其反向流动。
电路基础知识点总结
电路基础知识点总结电路是电子学的基础,也是现代科技的重要组成部分。
了解电路的基础知识对于从事电子工程、通信工程、计算机科学等领域的人员来说至关重要。
本文将对电路的基础知识点进行总结,希望能够帮助读者更好地理解电路的原理和运作方式。
一、电路的基本概念电路是指由电子元件(如电阻、电容、电感等)和电源(如电池、发电机等)组成的闭合路径。
在电路中,电子元件通过导线相互连接,形成一个完整的电流通路。
电路的基本概念包括电流、电压、电阻、功率等。
1. 电流:电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量,通常用字母I表示,单位是安培(A)。
2. 电压:电压是单位电荷所具有的电势能,通常用字母U表示,单位是伏特(V)。
3. 电阻:电阻是电路对电流的阻碍程度,通常用字母R表示,单位是欧姆(Ω)。
4. 功率:功率是单位时间内能量的转移速率,通常用字母P表示,单位是瓦特(W)。
二、电路的基本分类根据电流的方向和大小,电路可以分为直流电路和交流电路两种。
1. 直流电路:直流电路中电流的方向保持不变,电压也是恒定的。
直流电路常见于电池供电的设备中,如手电筒、电子钟等。
2. 交流电路:交流电路中电流的方向和大小都是周期性变化的,电压也是随之变化的。
交流电路广泛应用于家庭用电、工业生产等领域。
三、电路中的基本元件电路中的基本元件包括电阻、电容、电感和电源等。
1. 电阻:电阻是电路中最基本的元件之一,它的作用是阻碍电流的流动。
电阻的大小取决于材料的电阻率、长度和横截面积。
2. 电容:电容是能够存储电荷的元件,它的作用是在电路中储存和释放能量。
电容的大小取决于两极板的面积、介质的介电常数和两极板之间的距离。
3. 电感:电感是由导体绕成的线圈或线圈组成的元件,它的作用是产生感应电动势。
电感的大小取决于线圈的匝数、截面积和磁性材料的磁导率。
4. 电源:电源是电路中提供电能的装置,它可以是直流电源或交流电源,如电池、发电机等。
四、电路中的基本定律电路中有一些基本的定律,如欧姆定律、基尔霍夫定律、电压分压定律和电流分流定律等。
电路的基本概念和规律
电路基本概念和规律一、电流1.电流(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)条件:①有自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
注意:形成电流的微粒有三种:自由电子、正离子和负离子。
其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子,气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
(3)公式①定义式:qIt=,q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。
注意:如果是正、负离子同时定向移动形成电流,那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。
②微观表达式:I=nSve,其中n为导体中单位体积内自由电子的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S 为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速度。
(4)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。
注意:电流既有大小又有方向,但它的运算遵循算术运算法则,是标量。
(5)单位:国际单位制中,电流的单位是安培(A),常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),1 mA=10–3 A,1 μA=10–6 A。
2.电流的分类方向不改变的电流叫直流电流;方向和大小都不改变的电流叫恒定电流;方向周期性改变的电流叫交变电流。
3.三种电流表达式的比较分析1.电源:通过非静电力做功使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:qW E =。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意:电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。
(4)方向:电动势虽然是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。
(5)电动势与电势差的比较1.电阻(1)定义式:I U R =。
(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。
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。
电路的基本概念
电路的基本概念
1.电路:为了某种目的,把电源与电子元件与负载连接起来即成为
电路。
(举例)
2.实际电路:是为完成某种预期的目的而设计、安装、运行的,由
电路器件和电路部件相互连接而成,具有特定的功能。
3.电路的功能:传输与处理信息、能量的传递、电量的测量、存贮
信息以及控制计算等功能。
4.电源和负载:在实际电路中,电能或电信号的发生器称为电源,
用电设备称为负载。
5.激励和响应:激励是对电源
..而言的,电压和电流是在电源的作用
下产生的,因此电源又称为激励源;响应是对负载
..而言的,由激励作用而在电路中产生的电压和电流称为响应。
有时,根据激励和响应之间的因果关系,把激励称为输入,响应称为输出。
6.电路模型:实际电路的电路模型是由理想电路元件
......相互连接而成的。
7.理想元件:即在一定条件下对实际元件加以理想化,忽略它的次
要的性质,并用一个足以表征其主要性能的模型来表示它。
理想电路元件是组成电路模型的最小单元,是一种理想化的模型且具有精确的数学定义。
电路 知识点总结
电路知识点总结电路是指电子器件和元件按一定规律连接起来,形成电流的路径以及能够实现特定功能的系统。
在现代科技领域中,电路是一个非常重要的概念,它涉及到了许多高科技的应用,例如数字电路、模拟电路、集成电路等等。
本文将对电路的基本概念、分类、元件以及相关知识点进行总结。
一、电路的基本概念1. 电路的定义电路是指由电子元件、电子器件通过一定方式连接而成的闭合路径,能实现电流在其中的传输和特定功能的系统。
2. 电路的特点电路是由电子元件和电子器件组成的,能够完成电流传输和特定功能的系统。
可以按照功能将电路分为数字电路和模拟电路。
电路具有连通性、输入输出特性和功能特性。
3. 电路的分类电路可以按照其功能、结构、用途进行分类,主要有数字电路、模拟电路、混合电路、集成电路等。
4. 电路的基本元件电路的基本元件包括电源、电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成电路等。
二、电路的基本法则1. 欧姆定律欧姆定律规定了电流、电压和电阻之间的关系,即电流等于电压与电阻的比值。
2. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律,用于分析和计算复杂电路中的电压和电流。
3. 电路的等效变换电路的等效变换包括电压源和电流源的等效变换,用于简化复杂电路的分析和计算。
4. 电路的戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理用于分析复杂电路中的电压、电流和阻抗。
5. 交流电路的基本理论交流电路的基本理论包括交流电压和电流的分析、交流电路中的电阻、电感和电容的特性等。
三、电路的基本元件1. 电源电源是电路中的能量来源,可以有直流电源和交流电源之分。
2. 电阻电阻是电路中的一种被动元件,用于限制电流的大小,可以分为固定电阻和变阻器。
3. 电容电容是电路中的一种被动元件,用于储存电荷,可以分为极性电容和非极性电容。
4. 电感电感是电路中的一种被动元件,用于储存能量,可以分为线圈电感和铁氧体电感。
5. 二极管二极管是一种简单的半导体器件,具有单向导电性。
电学基础必会知识点总结
电学基础必会知识点总结一、电路理论1. 电路基本概念电路是由电流源、电阻、电感和电容等元件组成的。
其中,电流源是提供电路中电流的源泉,电阻是阻碍电流通过的元件,电感是存储电能的元件,电容是存储电荷的元件。
电路中的元件通过导线互相连接构成电路的拓扑结构。
2. 电压、电流、电阻和功率电压是电路中的电势差,是指单位电荷在电路中的两点之间所具有的电势能。
电流是电荷在电路中的流动,是单位时间内通过电路横截面的电荷量。
电阻是电路中阻碍电流通过的元件,是电压和电流的比值。
功率是描述电路中能量转换效率的物理量,是电压和电流的乘积。
3. Ohm定律Ohm定律是描述电路中电压、电流和电阻之间关系的基本定律。
它可以表示为V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
根据Ohm定律,电压和电流成正比,电压和电阻成正比,电流和电阻成反比。
4. 串联电路和并联电路在电路中,电阻、电感和电容等元件可以通过串联和并联的方式组成不同的电路结构。
串联电路是指多个元件依次连接在一起,电流只有一条路径可走;并联电路是指多个元件同时连接在一起,电流可以选择不同的路径流动。
在串联电路中,电阻和电压分别求和;在并联电路中,电阻和电流分别求和。
5. 电路的戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理是描述线性电路等效变换的定理。
根据这两个定理,任意一个线性电路都可以用一个等效的电压源和电阻网络或电流源和电阻网络来代替。
这两个定理在电路分析中有着重要的应用。
6. 交流电路和直流电路交流电路和直流电路是电路中两种不同的电压类型。
交流电路中,电压随时间呈正弦变化;直流电路中,电压是恒定不变的。
交流电路和直流电路在电路分析中有着不同的特点和分析方法。
7. 电路的平衡和不平衡在电路分析中,平衡和不平衡是两种重要的电路状态。
对于线性电路,在平衡状态下,电路中的各个元件的参数不随时间变化;在不平衡状态下,电路中的各个元件的参数随时间变化。
平衡和不平衡是电路分析中需要重点关注的问题。
电路基础总结知识点
电路基础总结知识点电路基础知识是电子工程、电气工程等相关专业学生必须掌握的基础内容。
本文将从电路的基本概念、基本元件、基本定律、基本原理及常见电路类型等方面进行总结。
一、电路的基本概念1. 电路的定义:电路是指电器件按照一定的连接方式,形成能够传输电流的结构。
2. 电路的分类:根据电流的传输方式,电路可分为直流电路和交流电路;根据连接方式,电路可分为串联电路、并联电路和混合电路。
3. 电路的基本参数:电路的基本参数包括电压、电流、电阻、功率等。
4. 电路的基本元件:电路中的基本元件包括电源、电阻、电容和电感等。
二、电路的基本元件1. 电源:电路中提供电流的设备称为电源,通常分为直流电源和交流电源。
2. 电阻:电阻是电路中最基本的元件之一,用来限制电流的大小。
3. 电容:电容是能够储存电荷的元件,具有储存电荷的能力。
4. 电感:电感是具有储存能量的元件,其作用是通过互感作用储存电磁场能量。
三、电路的基本定律1. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律,用来描述电路中电压和电流的分布规律。
2. 欧姆定律:欧姆定律是电路理论中最基本的定律,描述了电压、电流和电阻之间的关系。
3. 马克斯韦尔方程组:马克斯韦尔方程组是描述电磁场的动力学规律的方程组,可用来描述电磁场中电荷和电流的分布情况。
四、电路的基本原理1. 超定原理:超定原理是指当电路中的支路电阻大于等于零时,支路电流等于零;当支路电压等于零或支路无电压源时,支路电压等于零。
2. 叠加原理:叠加原理是指一个线性电路中多个电压或电流的叠加效应等于每个电压或电流分别作用时的效应之和。
3. 置换原理:置换原理是指在电路中可以用一个等值的电路代替另一个电路而不改变电路的原有特性。
五、常见电路类型1. 直流电路:直流电路是指电流方向保持不变或变动很小的电路,主要包括串联电路和并联电路。
2. 交流电路:交流电路是指电流方向不断变化的电路,主要包括谐振电路、滤波电路和功率电路等。
电路电工知识点总结
电路电工知识点总结一、电路基础知识1. 电路的概念电路是由导体、电源、开关和负载组成的电气装置。
导体传输电流,电源提供电能,开关控制电路的通断,负载消耗电能。
2. 电流、电压、电阻电流是电荷流动的速度,单位是安培(A);电压是电荷的电势差,单位是伏特(V);电阻是阻碍电流流动的物质特性,单位是欧姆(Ω)。
3. 串联电路和并联电路串联电路是指电路中的元件依次连接在同一电路中,电流只有一条路径流动;并联电路是指电路中的元件平行连接,电流有多条路径流动。
4. 交流电路和直流电路直流电路电流方向不变,交流电路电流方向会变化。
交流电路主要由发电机产生的交流电源和变压器、开关、保护器等元器件。
5. 电路分析的基本方法电路分析的基本方法包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南定理等。
基尔霍夫定律是电流定律和电压定律,是电路分析的基础。
二、电路元件1. 电阻电阻是用来限制电流流动的元件,常用的电阻元件有固定电阻、可变电阻、热敏电阻、压敏电阻等。
2. 电容电容是用来储存电荷的元件,电容越大,电荷储存的能力越大,常用的电容元件有电解电容、陶瓷电容等。
3. 电感电感是用来储存磁能的元件,电感越大,储存磁能的能力越大,常用的电感元件有铁氧体电感、空心线圈电感等。
4. 二极管二极管是一种具有单向导电特性的元件,常用的二极管有正向导通二极管和反向截止二极管。
5. 晶体管晶体管是一种具有放大、开关、振荡等功能的元件,常用的晶体管有PNP型、NPN型晶体管。
6. 集成电路集成电路是将多个电子元件集成到一块芯片上的元件,常用的集成电路有逻辑电路、存储电路、模拟电路等。
三、电工知识1. 电动机电动机是一种将电能转换为机械能的设备,常见的电动机包括直流电动机、异步电动机、同步电动机等。
2. 变压器变压器是用来变换电压的设备,常见的变压器包括升压变压器、降压变压器、隔离变压器等。
3. 发电机发电机是一种将机械能转换为电能的设备,常见的发电机包括直流发电机、交流发电机等。
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
电路的基本概念与基本定律
电路的基本概念与基本定律1. 电路的基本概念1.1 电路是什么首先,我们得知道,电路就像是一条“水管”,不过这里流动的不是水,而是电。
想象一下你在家里打开水龙头,水顺着管道流动,电流也是如此。
电路里有很多“组件”,像是电池、导线、开关和灯泡,它们共同工作,就像一支乐队,齐心协力奏出动听的乐章。
电池就像是乐队的指挥,它提供电力,让电流得以流动。
而导线则像是乐器之间的连接,确保每一个音符都能完美地传递。
1.2 电流与电压接下来,我们得聊聊电流和电压。
电流就像是流水的速度,单位是安培(A),而电压则是推动电流流动的力量,单位是伏特(V)。
可以想象一下,如果水流的压力不足,那么水就流不动,这就是电压的重要性。
电压高,电流就能“畅通无阻”,低了就容易卡壳。
电流和电压是电路里的好伙伴,缺一不可。
2. 基本定律2.1 欧姆定律欧姆定律可是电路中的一颗明珠,它告诉我们电流、电压和电阻之间的关系。
简而言之,欧姆定律的公式是 V = I * R,其中 V 是电压,I 是电流,R 是电阻。
想象一下,电流就像是小溪,电阻则是溪流中的石头,石头越多,水流就越难过去。
这个公式就像一张“通行证”,帮助我们了解在不同情况下,电流是如何受到影响的。
2.2 基尔霍夫定律然后我们要提到的是基尔霍夫定律,它就像是电路的交通规则。
基尔霍夫有两个定律,第一个是电流定律,意思是进入某个节点的电流总和等于离开的电流总和。
第二个是电压定律,简单来说就是在一个闭合回路中,各个部分的电压总和要等于零。
听起来有点复杂,但其实就像是一个小镇的交通,所有的车辆都要遵循规则,才能保持畅通无阻。
3. 电路中的应用3.1 日常生活中的电路现在我们可以看看电路在我们日常生活中的应用。
想象一下,你在晚上打开灯,电路就开始工作,电流流动,灯泡发光,瞬间照亮整个房间。
这一切都是电路在背后默默付出。
还有那些高科技的设备,比如手机、电脑,它们的电路设计得非常复杂,却都遵循着上述的基本概念和定律。
电工电子学_电路的基本概念
1.2.3 电功率
在电路中,有的元件吸收电能,并将电能转换成其他形式的能量;有 的元件是将其他形式的能量转换成电能,即元件向电路提供电能。电 功率简称为功率,它描述电路元件中电能变换的速度,其值为单位时 间内元件所吸收或输出的电能,即
dw p ui dt
(1.2.3)
在电压和电流的关联参考方向下,计算出的功率为正值,表示该元件吸收 功率;若为负值,则表示输出功率。若在非关联参考方向下,则相反。
0
i
1 L
t
udt
W
2
Li 2
17
1.4 电源元件 1.4.1 独立电源
能够独立向外电路提供能量的电源称为独立电源。独立电源按照其特 性的不同可以分为电压源和电流源。 1.理想电源 理想电源是实际电源的理想化模型。理想电源分为理想电压源和理想 电流源两种。 理想电压源能向负载提供一个恒定值的电压——直流电压 U S或按某 一特定规律随时间变化的交流电压 U S (其幅值、频率不变),因此 又称为恒压源。如图1.4.1所示。恒压源有两个重要特点:一是恒压 源两端的电压与流过电源的电流无关;二是恒压源输出电流的大小取 决于恒压源所联结的外电路。
I
负载电阻两端的电压为 U RI 则有 U E R0 I
R0 R
(1.5.2)
23
由此可见,电源端电压小于电动势,差值为电源内阻电压降 。电流 愈大, 愈大,电源端电压下降愈多。表示电源端电压 与输出电流 之 间关系的伏安特性曲线称为电源的外特性曲线。如图1.5.2所示。
u
dw dq
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受控电源:指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。
2018/7/19
电工电子学B
1.4.1 独立电源
1.理想电源 理想电压源(恒压源)
I + US _ 特点: + U _ RL US O
U
I 外特性曲线
(1) 输出电压是一定值。 (2) 恒压源中的电流由外电路决定。
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电气设备的额定值
额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性; 2. 额定值表示电气设备的使用能力。 例: 灯泡:UN = 220V ,PN = 60W 电阻: RN = 100 ,PN =1 W
第一章
电路的基本概念
2018/7/19
电工电子学B
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 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
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本章的基本要求:
一、理解电压与电流参考方向的意义
2. 实际电源 I 实际电压源 + + 实际电压源是用理想 US 电压源和内阻串联的电路 RL U R0 模型来表示。 – U 实际电压源模型 理想电压源 U0=US 由上图电路可得: 实际电压源 U = US – IR0 若 R0 = 0 I O US 理想电压源 : U US IS RO 若 R0<< RL ,U US , 电压源的外特性 可近似认为是理想电压源。
2018/7/19
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1.2
电路的基本物理量
1.2.1 电路基本物理量的实际方向 物理中对基本物理量规定的方向 物理量 电流 I 实 际 方 向 正电荷运动的方向 高电位 低电位 (电位降低的方向) 低电位 高电位 (电位升高的方向)
电工电子学B
单
位
kA 、A、mA、 μA kV 、V、mV、 μV kV 、V、mV、 μV
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(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值; 实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。 例: a I R + U – a R b b 若 I = 5A,则电流从 a 流向 b; 若 I = –5A,则电流从 b 流向 a 。
若 U = 5V,则电压的实际方向 从 a 指向 b;
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实际电流源 实际电流源是用理 想电流源 和内阻并联的 电路模型表示。
U0=ISR0 U
实际电流源 理 想 电 流 源
I
+ IS R0 U -
RL
实际电流源模型
由上图电路可得: I
U O I IS IS R0 若 R0 = 电流源的外特性 理想电流源 : I IS 若 R0 >>RL ,I IS ,可近似认为是理想电流源。
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理想电路元件
理想电路元件
理想有源元件
理想无源元件
电 压 源
2018/7/19
电 流 源
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电 阻 元 件
电 容 元 件
电 感 元 件
几个概念: 激励:作用于电路上的电源或信号源的电压或电流, 也称为输入。 响应:由激励在电路各部分产生的电压或电流,也称 为输出。 电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,分 析电路的激励与响应之间的关系。
I = 0.28A I = – 0.28A E 3V + + U U´ 2.8V – 2.8V +
R0
电流I的参考方向 与实际方向相同, I=0.28A,由流向, 反之亦然。
2018/7/19
电工电子学B
关联参考方向与非关联参考方向
一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向是可以任 意设定的,二者可以一致,也可以不一致。当电流和电压 的参考方向一致时,称为关联参考方向;两者相反时称为 非关联参考方向。
2. 电路的组成
信号源: 提供信息
信号处理: 放大、调谐、检波等 话筒
处 理 器
扬声器
直流电源: 提供能源
负载
直流电源
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电路模型
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路 模型化,用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其 组合来模拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路 相对应的电路模型。 手电筒的电路模型 理想电路元件主要有 I S 电阻元件、电感元件、 电容元件和电源元件等。 例:手电筒 手电筒由电池、灯 泡、开关和筒体组成。
(2)实现信号的传递与处理 话筒 扬声器
电灯 电动机 电炉 ...
处 理 器
2018/7/19
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2. 电路的组成
组成 电源: 提供 电能的装置
升压 变压器 输电线
负载: 取用 电能的装置
电灯 电动机 电炉 ...
发电机
降压 变压器
中间环节:传递、分 配和控制电能的作用
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I2 + _ U 1 (a)VCVS I2 gU1 + U2
+ U2 -
电 I1 流 控 + 制 U1=0 电 压 源
I2 + _
I1
+ U2 I2
(b)CCVS
+ U2
-
电 I1 流 控 + 制 U1=0 电 流 源
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I1
-
(c) VCCS
(d) CCCS
1.5 电路的工作状态
电压 U
电动势E
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1.2.2 电路基本物理量的参考方向 (1) 参考方向 在分析与计算电路时,对 电量任意假定的方向。 (2) 参考方向的表示方法 电流: 箭 标 I 电压: + a Uab I a R
+ E _
+ U _ b
U–
a
R
Iab
b
正负极性
b
双下标
2018/7/19
双下标
I
U
IS 特点:
+ U _
RL
O
IS 外特性曲线
I
(1) 输出电流是一定值,恒等于电流 IS ; (2) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。
例2:设 IS = 10 A,接上RL 后,恒流源对外输出电流。
当 RL= 1 时, I = 10A ,U = 10 V 当 RL = 10 时, I = 10A ,U = 100V 电流恒定,电压随负载变化。
G 称为电导 单位:西门子(S:Siemens)
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2 2 功率: p ui Ri u R
能量: W pdt Ri2 dt t t
0 0
t
t
(耗能元件)
非线性电阻元件:伏安曲线不是通过坐标原点的一条直 线。
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1.3.2 电容元件
i + u + C
若 U= –5V,则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
注意: 在参考方向选定后,电流 ( 或电压 ) 值才有正负 之分。
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例: 电路如图所示。 电动势为E =3V 方向由负极指向正极; 电压U的参考方向与实际 方向相同, U = 2.8V, 方向由 指向; 电压U´的参考方向与实际 方向相反, U´= –2.8V; 即: U = – U´
1H=10-6H 1mH=10-3H
2018/7/19 电工电子学B
由电磁感应定律可得,自感电动势为:
d di e L dt dt
端电压: u L
di dt
(直流相当于短路)
磁场能量: W 1 Li 2(储能元件)
2
2018/7/19
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1.4 电源元件
独立电源: 能够独立向外电路提供能量的电源称为独立 电源。如蓄电池、发电机、稳压电源和信号源等。 电压源的电压或电流源的电流不受外电路的 控制而独立存在。
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E
+ +
–
U
开关 R
Ro
–
导线 灯泡
电池
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E
+ +
–
U
手电筒的电路模型 I S 开关 R
Ro
–
灯泡 导线 电池 今后分析的都是指电 路模型,简称电路。在 电路图中,各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
2018/7/19
电池是电源元件,其 参数为电动势 E 和内阻 Ro; 灯泡主要具有消耗电能 的性质,是电阻元件,其 参数为电阻R; 筒体用来连接电池和灯 泡,其电阻忽略不计,认 为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通 断。
电场能量: W 1 Cu 2 (储能元件) 2 非线性电容元件:库伏特性曲线在u-q平面上不是通 过原点的直线。
2018/7/19
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1.3.3 电感元件
+ u i
eL
L 称为电感器的电感
L
对线性电感元件有: Li
线性电感元件:韦安特性曲线在i-平面上为通过 原点的直线。 单位:亨利(H)[微亨H 毫亨mH ]
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E I R0 R
R0
I
电源与负载的判别
1. 根据 U、I 的实际方向判别 电源: U、I 实际方向相反,即电流从“+”端流出, (发出功率); 负载: U、I 实际方向相同,即电流从“-”端流出。 (吸收功率)。 2. 根据 U、I 的参考方向判别 U、I 参考方向相同,P =UI 0,负载; P = UI 0,电源。 U、I 参考方向不同,P = UI 0,电源; P = UI 0,负载。