电工基础基本概念

电工基础基本概念：

电源：是一种将非电能转换为电能的装置。

负载：是将电能转换为其他形式能量的装置。

导线：是用铜、铝等良导体制成的。

联结导线：在电路中，将电源，负载，开关及控制电器等联结成一个整体构成电路，起着传输电能的作用。

在电路中的物理量：

电动势：是指非静电力在将单位正电荷从电源的负极移到正极的过程中所作的功。

电位：在电路中某点的电位，是指电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所作的功。

电压（电位差）：在电路中任意两点之间的电压，是指电场力将单位正电荷从电路的一点移动到另一点所作的功。

电流：1电荷有规则地定向移动就形成了电流。

2电流的大小：在单位时间内，通过导体横截面的电荷量。

电阻：是反映导体对电流起阻碍作用大小的物理量。

电功：在电能转化为其他形式能的过程，电流所做的功简称电功。电功率：是指一段时间内电流作功的大小。我们把在单位时间内电流所作的功，称为电功率。………………………………………………….. 在直流电路中的基本物理量：

1电源电动势---E

2端电压---U

3电流---I

4电压源---U s

5电流源---I s

6电功---W

7电功率---P

8电阻---R

9感抗---X L

10容抗---X C

11电感---jX L

12电容--- -jX C/

13复阻抗---Z---Z=R+jX

14电导---G---G=1/R

15复导纳---Y---Y=1/Z

16线圈的电感---L

17电容量：衡量电容元件储集电荷能力的物理量---C

欧姆定律:1部分电路的欧姆定律

2全电路的欧姆定律

部分电路的欧姆定律：在一段无源的支路中，流过电阻的电流，与电阻两端的大小成正比，与电阻的阻值成反比。

全电路的欧姆定律：是含有电源的闭合电路。在一个由内外电路组成的全电路中，流过电路的电流与电源的电动势成正比，与内外电路的电阻之和成反比。

电路的状态：

1短路

2断路

3通路

电阻的联结方式：

1串联

2并联

3混联

4星形联结

5三角形联结

电流的效应：

1热效应

2磁效应

3化学效应

电流的热效应：当电流通过导体时，会产生热量，这种现象称为电流的热效应。

单相交流电路：

正弦交流电：是指它的大小和方向都随时间按正弦规律变化的交流电。周期：交流电循环变化一周所需要的时间，叫做周期。

频率：在一秒内，交流电变化的周期数称为频率。

电角度：通常把正弦交流电在任一瞬间所处的角度称为电角度。每变化一周的电角度为360度。

角频率：是指在一秒内，正弦交流电变化的弧度。

初相位：就是正弦量在起始时间的相位。

相位差：是指两个同频率正弦量的相位之差。

交流电的有效值的定义：将交流电和直流电分别通过阻值相等的两个电阻R，如果在一个周期时间内，产生的热量相等，则把这个直流的数值称为交流电的有效值。

在交流电路中的功率：

1有功功率---P

2无功功率---Q

3视在功率---S

4功率因数---

5谐振回路的品质因数---

6特性阻抗---

7振幅（有效值）---A

8周期---T

9频率---f

10角频率---

11初相---

12电压的最大值（幅值）---U m

13电压的有效值---U=

14电流的最大值（幅值）---I m

15电流的有效值---I=

有功功率：在正弦交流电路中，任意二端网络消耗或产生电能的平均速率称为有功功率。

无功功率：在正弦交流电路中，任意含有储能元件或电源的二端网络与其外部电路之间往返交换能量的最大速率称为无功功率。

视在功率：在正弦交流电路中，任意二端网络的端口电压的有效值与端口电流的有效值的乘积称为该网络的视在功率。

功率因数：在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为电路的功率因数。

感抗---X L：反映电感元件对正弦交流电的抵抗能力。

容抗---X C：反映电容元件对正弦交流电的抵抗能力。

串联谐振：在串联电路中，发生的谐振称为串联谐振。如RLC串联电路发生的谐振就是串联谐振。

并联谐振：在并联电路中，发生的谐振称为并联谐振。…………………………………………………………………………….. f=w==f

i=I m=I

对电感元件来说：

i= I m X L=wL

u==L=Lw I m=U m

= U m

U m=wLI m=fLI m

= wLI m

在电感元件的交流电路中：

（1）电压与电流是两个同频率的正弦量

（2）电压与电流的有效值（或振幅）之比为X L

（3）在关联参考方向下，电压在相位上超前电流90

（4）同一电感元件，在电压有效值一定时，频率越高，电流有效值越小。电感线圈常用作高频扼流圈

（5）在任一时刻，电感元件的电压并不取决于这一时刻电流的大小，而是与这一时刻电流的变化率成正比

（6）只要电感有电流i，便会有Li2的磁场储能，与达到i的过程无关，也与电压的大小关系无关。当L一定时，电流越大，

磁场越强，储能也就越多。

在电容元件的交流电路中：

（1）电压和电流是两个同频率的正弦量

（2）电压和电流的有效值（或振幅）之比为X C

（3）在关联参考方向下，电压滞后电流90

（4）电容具有高频短路，直流开路的作用

（5）当电压的有效值一定时，频率越高，电流的有效值越大（6）当U一定时，X C越大，则电流越小。这就是说，它也就具

有阻碍电流通过的物理性能。故称X C为容抗。

（7）容抗X C与电容C，频率f成反比。这是因为当电容越大时，在同样的电压下，电容器所能容纳的电量也越大，因而电流越大。当频率越高时，电容器的充电与放电就进行得越快，在同样的电压下，在单位时间内，电荷的移动量就越多，因而电流越大。所以，电容元件对高频电流所呈现的容抗很小。而对直流（f=0）所呈现的容抗X C，可视为开路。

（7）感抗和容抗统称为电抗。

（8）感抗与频率成正比，容抗与频率成反比。……………………………………………………………………………..磁路：磁通（磁力线）集中通过的闭合路径。

磁动势：人们把线圈中的电流I与线圈的匝数N的乘积NI称为线圈的磁动势。

磁阻：当磁通通过磁路时，所受到的阻碍作用。

磁通：通过某一给定曲面的总磁感应线，称为通过该曲面的磁通量，简称磁通。

磁导率（ ）：称为磁介质的磁导率。它的大小也是由磁介质的性质决定的。它是描述磁介质磁化特性的物理量。它的大小标志着磁介质的导磁能力。

磁感应线：用来描述磁场的分布。用以描绘空间各点处磁场的强弱和方向的一些有向曲线。

磁感应强度：是表示磁场内一点的磁场强弱和方向的物理量。是一个

矢量。

磁场强度：在均匀磁介质中，某一点的磁场强度矢量的大小就等于该点磁感应强度的大小与介质磁导率的比值。

磁场中的基本物理量：

1磁动势---F m

2磁通---

3磁阻---R m

4磁导率---

5磁感应强度---B

6磁场强度---H

7磁通链（磁链）--- …………………………………………………………………………….. 动态电路的暂态分析：

稳定状态：

若电路在直流或周期性电源的作用下，所产生的各支路电压和电流都是直流或者都是幅值恒定的周期性的电压和电流，则电路的这种工作状态称为稳定状态，简称稳态。

过渡过程：

当电路结构或元件参数发生改变时，电路的工作状态随之发生改变，电路将从一种稳定状态变化到另一种稳定状态。一般来说，这种变化不是瞬间完成的，而是需要经历一个过程的。电路从一种稳定状态转变到另一种稳定状态所经历的过程称为过渡过程。

暂态：电路在过渡过程中的工作状态称为暂态。

在电路中，存在过渡过程的条件：

1电路的结构和电路元件的参数值发生了改变。

2在电路中，存在储能元件。

产生过渡过程的原因：

1内因：在电路中，含有电感电容这样的储能元件。

2外因：则是发生了所谓“换路”，即电源的突然接通、断开，联结方式或内部参数值的改变等变化。

换路定律：

无论产生过渡过程的原因是什么，在只要换路瞬间，电容中的电流或电感上的电压为有限值，则在换路后的一瞬间，电感中的电流和电容中的电压都将保持换路前一瞬间的数值而不能跃变。换路后就以此为起始值而连续变化到新的稳定值。

确定初始值的方法和步骤：

根据换路定律确定电路初始值的步骤是：

1）作出t=0-时的等效电路，求u c（0-）和i L（0-）。

2) 根据换路定律确定u c（0+）和i L（0+）的值。

3）在电路中，其他元件的电压、电流及电容电流与电感电压等初始值，可用如下方法来求得：把电容用电压源代替，其电压为u c（0+）。把电感用电流源代替，其电流为i L（0+）。然后画出t=0时刻的等效电路，在用直流电路的分析方法计算各个量的初始值。

初始状态：

储能元件的初始值u c（0+）和i L（0+）表征了电路在初始时刻的能量分布，称为初始状态。

零状态响应：

我们把换路后在没有外加激励的条件下，仅仅由电路的初始状态产生的响应称为零输入响应。

电路的输入信号为零，仅由初始状态产生的响应，称为零输入响应。

激励：能够在电路中产生响应的信号，称为激励。

响应：在电路中，所产生的电压或电流等信号，称为响应。

输入信号：独立电压源的电压和独立电流源的电流通常称为电路的输入信号。（输入信号和初始状态都是电路的激励）

零状态响应：是指在储能元件初始储能为0的条件下，仅由外加激励引起的响应。

全响应：电路的全响应是由零输入响应和零状态响应的叠加。

LC电路中的自由振荡：

1等幅振荡(无阻尼自由振荡)

2减幅振荡…………………………………………………………………………….. 单相正弦交流电路---：

常见的基本物理量：

周期---T

频率---f

角频率---

幅值---A

电压的振幅---U m

电流的振幅---

电压的有效值---U

电流的有效值---I

初相---

相位---

相位差------=-

复数---：

复数---A

实部---a---a=r

虚部---b---b=r

虚数单位---j---j=

幅角------

模---r---r=（）电压的相量---

电流的相量---

电阻---R

电感---L

电容---C

感抗---

容抗---

瞬时功率---p

平均功率（有功功率）---P

无功功率---Q

视在功率---S

复阻抗---Z

复导纳---Y---Y=1/Z

电导---G---G=1/R

感纳---B L---B L=1/

容纳---B C--- B C=

功率因数---

固有频率---

特性阻抗---

品质因数---Q

周期：正弦量完成一个循环所需要的时间，叫做周期。

频率：每秒内所经历的循环数，称为频率。

角频率：每秒内所经历的电角度。

幅值：在正弦量瞬时值中，最大的值称为幅值。

有效值：直流电流与交流电流在相等的时间内，通过同一电阻所产生的热量相等，则这个直流电流叫做这个交流的电的有效值。

初相：t=0时的相位称为初相。

相位：反映了正弦量变化的进程。

相位差：表明两个同频率的正弦量到达零点，峰值点有先有后。

电感：磁链与电流的比值。

电容：为电容元件极板上的电量与两极板间电压的比值。衡量电容元件储存电荷能力的物理量。

感抗：为电感线圈对交流电起阻碍作用的物理性质。

容抗：为电容器对交流电起阻碍作用的物理性质。

平均功率：指电路实际消耗的功率。

无功功率：反映电感与外电路之间能量互换的规模。

视在功率：用电器设备的额定电压与额定电流的乘积来表示。

功率因数：涉及电源设备的利用率。

复阻抗：把同一元件的电压相量与电流相量的比值定义为该元件的复阻抗。

复导纳：把元件的电流相量与电压相量的比值定义为该元件的复导纳。特性阻抗：

品质因数：Q=…………………………………………………………………………......