电工学基础知识大全

电工学基础知识大全 Final revision on November 26, 2020电工基础知识点1．电路的状态：通路；断路；短路。

2．电流：电荷的定向移动形成电流。

习惯上规定：正电荷定向移动的方向是电流的正方向，实际的电流方向与规定的相反。

公式：q I t= （,,A C s ） 36110,110mA A uA A --== 直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。

交流电：大小和方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期内平均值为零的电流。

3．电阻：表示物体对自由电子定向移动的阻碍作用的物理量。

公式：l R Sρ= (2,,,m m m ΩΩ*) 导体的电阻是由本身决定的，由它本身的电阻率和尺寸大小决定，还与温度有关。

对温度而言，存在正温度系数和负温度系数变化。

4．部分电路的欧姆定律：导体中的电流与两端的电压成正比，与它的电阻成反比。

公式：U I U RI R==或(导体的电阻是恒定的，变化的是电流和电压) 5．电阻的福安特性曲线：如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U-I 关系曲线。

电阻元件的福安特性曲线是过原点的直线时，叫做线性电阻。

如果不是直线，则叫做非线性电阻。

（图：P8）6．电能：W UIt = （,,,J V A s ） 实际中常以110001kW h W h *=*，简称度。

7．电功率：在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值，用P 表示。

公式：22W U I R t RP =P =或=UI=(适用于纯电阻电路) 可见，一段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。

用电器上通常标明它的电功率和电压，叫做用电器的额定功率和额定电压。

8．焦耳定律（电流热效应的规律）：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方，导体的电阻和通电的时间成正比。

公式：2Q RI t = (,,,J A s Ω)阅读P12,13页的‘阅读与应用’的三和四9．电动势：表征电源做工能力的物理量，用E 表示。

电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

它是一个标量，但规定自负极通过电源内部到正极的方向为电动势的方向。

10． 闭合电路的欧姆定律：闭合电路内的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。

公式：0E I R R =+ 0E RI R I →=+ 闭合电路由两部分组成：一部分是电源外部的电路，叫做外电路，包括用电器和导线等；另一部分是电源内部电路，叫做内电路，如发电机的线圈，电池内的溶液等。

外电路的电阻通常叫做外电阻，内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，简称内阻。

'E U U =+ ：电源的电动势等于内，外电路电压降之和。

对端电压的分析：A ．:0,R I U E →∞==B ．0R →(外电路短路) 0:,0E I U R =→ C ．:,R I U ↑↓↑ D ．:,R I U ↓↑↓11．电源向负载输出的功率：2244m E E P R R == 当电源给定而负载可变，外电路的电阻等于电源的内阻时（0R R =），电源的输出功率最大，这时叫做负载与电源的匹配。

12．电池组的基本接法：串联，并联和混联。

串联：00E nE R nR =⇔=串串 适用于：当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时，并用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。

并联：00R E E R n=⇔=并并 适用于：当用电器的额定电流比单个电池允许同过的最大电流大时，并用电器的额定电压必须低于单个电池的电动势。

混联：当电池的电动势和允许通过的最大电流都小于用电器的额定电压和额定电流时，可以先组成几个串联电池组，使用电器得到需要的额定电压，在把这几个串联的电池组并联起来，使每个电池实际通过的电流小于允许通过的最大电流。

13．电阻的串联与并联：串联：把两个或两个以上的电阻依次连接，组成一条无分支电路，这样的连接方式叫做电阻的串联。

A 特点：（1）串联电路中流过每个电阻的电流都相等，即：（2）串联电路中的总电压等于各电阻两端的分电压之和；即B 性质：（1）串联电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和。

即（2）串联电路的分压性质：在串联电路中，各电阻上分配的电压与电阻值成正比，即阻值越大的电阻分配到的电压越大；反之电压越小（3）串联电路中的功率分配: 在串联电路，各电阻上分配的功率与阻值成正比C 应用：（1）用几个电阻串联以获得较大的电阻。

（2）采用几个电阻串联构成分压器，使同一电源能供给几种不同数值的电压，如下图所示。

（3）当负载的额定电压低于电源电压时，可用串联电阻的方法将负载接入电源。

（4）限制和调节电路中电流的大小。

（5）扩大电压表量程。

（公式：g gg U R I R I -=）并联：把几个电阻并列的连接起来，就组成并联电路。

A 特点：(1) 电路中各支路两端的电压相等。

（2）电路中的总电流等于各支路的电流之和。

B 性质：（1）总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。

即（2）各支路的电流与其电阻成反比。

21121212R R I I R R R R ==++或（以两电阻的并联为例） （3）各支路电阻所消耗的功率与其电阻成反比。

C 应用：（1）凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。

这样每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其它负载使用。

（2）获得较小电阻。

（3）扩大电流表的量程。

（公式：g gg R I R I I =-）14．电阻的混联：在实际电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，叫做电阻的混联。

方法：电流法与等电位法。

（P27）15．万用表的基本原理和使用（P28）16．电阻的测量：A 伏安法：（1）电流表外接法：适用于待测电阻的阻值比电压表的内阻小得多时，测出的电阻值比实际值小些。

（P32。

图2-25。

a ）（2）电流表内接法：适用于待测电阻的阻值比电流的内阻大得多时，测出的电阻值比实际值大些。

（P32。

图2-25。

b ）B 惠斯通电桥法：电桥平衡的条件：中间的灵敏电流表读数为零。

电桥邻臂的电阻之比相等，电桥对臂的电阻乘积相等。

公式： 21X l R R l = 17．电位：电路中零电位的点规定之后，电路中任一点与零电位点之间的电压（电位差），就是该点的电位。

零电位：讲电位也要先指定一个计算电位的起点。

注：零电位的选择可以是任意的，习惯上规定大地的电位为零。

ab a b ba b a U V V U V V =-⇔=-计算：电路中各点电位，只要从这一点通过一定的路径绕到零电位的点，该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。

公式： 电源： +→-⇒+-→+⇒-或电阻： R R I I−−→⇒-−−→⇒+←−−或 18．支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。

节点：三条或三条以上支路汇聚的点。

回路：电路中任一闭合路径。

网孔：指电路回路中不含有支路的回路。

基尔霍夫电流定律（节点电流定律/KCL ）：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和，等于流出节点的电流之和。

即，在任一电路中任一节点是，电流的代数和永远等于零。

0I I I ==∑∑∑入出或基尔霍夫电压定律（回路电压定律/KVL ）：对于任意一个集中参数电路中的任意一个回路，在任何时刻，沿该回路的所有支路电压代数和等于零。

0U RI E ==∑∑∑或19．支路电流法的分析步骤：A 假定各支路电流的方向和回路方向，回路方向可以任意假设，对于具有两个以上电动势的回路，通常取值较大的电动势的方向为回路方向，电流方向也可参考此法来假设。

B 用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程式。

C 用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程式。

D 代入已知数，解联立方程式，求出各支路的电流。

E 确定各支路的电流方向（注意题上已知）。

（请把例题多看几次）20．叠加定理：由线性电阻和多个电源组成的线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各个电源单独作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。

叠加定理只能用来求电路中的电压或电流，而不能用来求功率。

步骤：A 分别作出由一个电源单独作用的分图，而其余电源只保留其内阻。

（电压源不作用时，当成一根导线{短路}；电流源不作用时，当成断开的{断路}） B 分别计算分图中每一支路电流的大小和方向。

C 求出各电动势在各个支路中产生的电流的代数和，这些电流就是各电动势共同作用时，在各支路中产生的电流。

（注意例题）21．二端网络：电路也叫电网络或网络。

如果网络具有两个引出端与外电路相连，不管其内部结构如何，这样的网络就叫二端网络。

分为有源和无源二端网络。

戴维宁定理：对外电路来说，一个含源二端网络可以用一个电源来代替，该电源的电动势0E 等于二端网络的开路电压，其内阻0R 等于含源二端网络内所有电动势为零，仅保留其内阻时，网络两端的等效电阻（输入电阻）。

步骤：A 把电路分为待求支路和含源二端网络两部分。

B 把待求支路移开，求出含源二端网络的开路电压。

C 把网络内各电源除去，仅保留电源内阻，求出网络两端的等效电阻。

D 画出含源二端网络的等效电路，把待求支路移入，进行求解。

（注意等效电源的正负极和题上待求支路的参考方向）22．电容器：如何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成一个电容器，这两个导体就是电容器的两个极。

使电容器带电的过程叫做充电，这时总是使它的一个导体带正电荷，另一个导体带负电荷。

充电后的电容器失去电荷的过程叫做放电。

电容：电容器所带的电荷量与它的两极板间的电压比值，表征了电容器的特性，这个比值叫做电容器的电容。

公式：q C U= 单位：61211010F F pF μ== 61211010pF F F μ--== 平行板电容器的电容：跟电介质的介电常数成正比，跟正对面积成正比，跟极板的距离成反比。

公式：S C dε= (2,,,F F m m m ) 00r r εεεεεε=⇔= 电介质的介电常数由介质的性质决定。

23．电容器的连接：A 串联：1每个电容器所带电荷量相等；2 串联电容器的总电容的倒数等于各个电容的倒数之和；3 每个电容器所带电压与电容成反比。

B 并联：1每个电容器所带电压相等；2 并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和；3 每个电容器所带电荷量与电容成正比。

（注意例题，这时串并联时安全电压的求法）24．电容器充电：电流由大变小，直到为零；电压由小变大。

电容器放电：电流由大变小，直到为零；电压由大变小，直到为零。

25．电容器中的电场能量：与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方成正比。

公式：21122C C C W qU CU == 电容器是储能原件。

加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，一旦超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。