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硬件筆記本

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關(guān)于電路知識(shí)的總結(jié)
- u/ t, I1 ?) w* }" _* k, j
1．電壓電流
# r" |. P5 {$ G7 p
電流的參考方向可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則i＞0，反之i＜0。

+ M# r: u: S: y7 x) K電壓的參考方向也可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則u＞0反之u＜0。

; c# B3 k$ w5 `; G2 q. P2．功率平衡一個(gè)實(shí)際的電路中，電源發(fā)出的功率總是等于負(fù)載消耗的功率。
9 o. [) V8 f% l6 \
) m; A' k" I/ I! i5 q, x3．全電路歐姆定律：U＝E－RI
  s. T% H% j8 D* e. m( U& g1 o
4．負(fù)載大小的意義：電路的電流越大，負(fù)載越大。電路的電阻越大，負(fù)載越小。
1 I+ s! D) Y4 J/ u
! _, ^7 \! h$ a7 k; ?6 [5．電路的斷路與短路
( w( \2 ~' M" O7 g' N6 z" ~3 I. [
2 K4 N; s  }/ h+ w, N電路的斷路處：I＝0，U≠0 電路的短路處：U＝0，I≠0 。

6 C6 C4 X' y, s8 W2
. ^. I% B$ Q/ [) k基爾霍夫定律
2 s5 F: _8 G0 K0 y  P+ U
+ O+ \* B2 Y; L* z7 F1．幾個(gè)概念

# H5 f0 w3 W% _$ P8 Q+ _2 h

支路：是電路的一個(gè)分支。結(jié)點(diǎn)：三條（或三條以上）支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。

回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路。

網(wǎng)孔：電路中無(wú)其他支路穿過(guò)的回路稱為網(wǎng)孔。
- x, C3 H; [! M( j# q! c$ A
2 @# w% M1 V% X6 C9 V% U2．基爾霍夫電流定律
$ q3 n3 `( @+ v7 K9 i

定義：任一時(shí)刻，流入一個(gè)結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。（或者說(shuō)：流入的電流等于流出的電流）

表達(dá)式：i進(jìn)總和＝0 或：i進(jìn)＝i出

可以推廣到一個(gè)閉合面。

3．基爾霍夫電壓定律

定義：經(jīng)過(guò)任何一個(gè)閉合的路徑，電壓的升等于電壓的降。

或者說(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電壓的代數(shù)和為零。

或者說(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電阻上的電壓降之和等于電源的電動(dòng)勢(shì)之和。
3 [2 Z+ W$ S, {. y
3 r; R* X" n0 V  S1 O# k8 K* ~9 Y
3
' t# j: ^6 R7 K2 i1 A$ n% y電位的概念

1．定義：某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到電路參考點(diǎn)的電壓。
5 s# Y! T. ?1 i+ V! `
2．規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零。稱為接地。

) G* [" y" [& K7 o% @. p3．電壓用符號(hào)U表示，電位用符號(hào)V表示。
& X+ ?: y) _( p  m  H/ S
( X! Y3 F% x! u4．兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差 。

5．注意電源的簡(jiǎn)化畫(huà)法。
- i: w* X$ [* o: p5 o8 `( Y( |
4 v/ c" C+ b4 b' U$ j; Q& t$ t1 P
4
理想電壓源與理想電流源

1．理想電壓源
2 h- S8 J- u* ~( C
4 b9 ]- i4 G3 G1 S9 V  u' a

不論負(fù)載電阻的大小，不論輸出電流的大小，理想電壓源的輸出電壓不變。理想電壓源的輸出功率可達(dá)無(wú)窮大。

理想電壓源不允許短路。
$ F# k$ U, X4 [7 T
- r( W: `6 `7 L1 \2 j! I2．理想電流源
& v0 j/ P9 s, f& X
/ T0 ^  ?9 g9 n/ f9 U1 w2 c  ]' N

不論負(fù)載電阻的大小，不論輸出電壓的大小，理想電流源的輸出電流不變。理想電流源的輸出功率可達(dá)無(wú)窮大。

理想電流源不允許開(kāi)路。

1 X/ I" t. I' W3 D3 p- X3．理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)

理想電壓源與理想電流源串聯(lián)時(shí)，電路中的電流等于電流源的電流，電流源起作用。

理想電壓源與理想電流源并聯(lián)時(shí)，電源兩端的電壓等于電壓源的電壓，電壓源起作用。
% Z6 D8 i! v+ N) _0 v) O
. D( ?- P- ]# Z/ B) k# [4．理想電源與電阻的串并聯(lián)
& W' A; \5 @: F" Q2 P
4 O; {0 |7 w5 j

理想電壓源與電阻并聯(lián)，可將電阻去掉（斷開(kāi)），不影響對(duì)其它電路的分析。

理想電流源與電阻串聯(lián)，可將電阻去掉（短路），不影響對(duì)其它電路的分析。
& N; a. t+ h3 B. b" ]& {0 x2 \; W: {
5．實(shí)際的電壓源可由一個(gè)理想電壓源和一個(gè)內(nèi)電阻的串聯(lián)來(lái)表示。實(shí)際的電流源可由一個(gè)理想電流源和一個(gè)內(nèi)電阻的并聯(lián)來(lái)表示。

( N- P) s0 D* W" v8 }5
/ p2 o! o% e+ r+ V6 c- O- S/ \支路電流法
) h8 w( T/ n, ]8 a: ?
1．意義：用支路電流作為未知量，列方程求解的方法。

+ p- `+ S) G0 u3 F, C6 N; u2．列方程的方法
4 o, s. ?' m& I4 D' e
* @1 ?  q8 A4 t6 j) ^

電路中有b條支路，共需列出b個(gè)方程。

若電路中有n個(gè)結(jié)點(diǎn)，首先用基爾霍夫電流定律列出n－1個(gè)電流方程。

然后選b－（n－1）個(gè)獨(dú)立的回路，用基爾霍夫電壓定律列回路的電壓方程。
! W) j% I! G, w* o& y
3．注意問(wèn)題：若電路中某條支路包含電流源，則該支路的電流為已知，可少列一個(gè)方程（少列一個(gè)回路的電壓方程）。
  n: v9 j7 {* M6 [6 O+ i

6
疊加原理
/ \% f8 j- N4 Z1 Y3 ~0 y+ U, v
1．意義：在線性電路中，各處的電壓和電流是由多個(gè)電源單獨(dú)作用相疊加的結(jié)果。
; d  H0 c# H6 u0 L
# `) j0 G9 Q2 \/ J2．求解方法：考慮某一電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)將其它電源去掉，把其它電壓源短路、電流源斷開(kāi)。
+ V* U; w" e2 l: {
3．注意問(wèn)題：最后疊加時(shí)，應(yīng)考慮各電源單獨(dú)作用產(chǎn)生的電流與總電流的方向問(wèn)題。疊加原理只適合于線性電路，不適合于非線性電路；只適合于電壓與電流的計(jì)算，不適合于功率的計(jì)算。

7
! }& K4 ]; _. t戴維寧定理

1．意義：把一個(gè)復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)電阻和電壓源來(lái)等效。

( f" Z7 U! F: F( r+ B( h6 d" S2．等效電源電壓的求法：把負(fù)載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。等效電源電壓UeS等于二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC。

* u$ z8 b( H4 `6 S% S* x6 f( j3．等效電源內(nèi)電阻的求法

: _7 f/ R! ~/ S( v把負(fù)載電阻斷開(kāi)，把二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電源去掉（電壓源短路，電流源斷路），從負(fù)載兩端看進(jìn)去的電阻，即等效電源的內(nèi)電阻R0。
. B8 U: u5 A; {" X$ w
把負(fù)載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。然后，把負(fù)載電阻短路，求出電路的短路電流ISC，則等效電源的內(nèi)電阻等于UOC／ISC。

8
諾頓定理

1．意義：把一個(gè)復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)電阻和電流源的并聯(lián)電路來(lái)等效。
* L# o, k; S, T
2．等效電流源電流IeS的求法：把負(fù)載電阻短路，求出電路的短路電流ISC。則等效電流源的電流IeS等于電路的短路電流ISC。

3．等效電源內(nèi)電阻的求法：同戴維寧定理中內(nèi)電阻的求法。


9
- L: L1 G/ n3 l5 b' Q% O2 s換路定則

8 h. _( ~- E5 u- G& Z1．換路原則是

8 P3 b+ A5 \. k: P' \5 x換路時(shí)：電容兩端的電壓保持不變，Uc（o＋） ＝Uc（o－）。

電感上的電流保持不變， Ic（o＋）＝ Ic（o－）。
; G8 p& w; \! |8 }+ v2 C# K
原因是：電容的儲(chǔ)能與電容兩端的電壓有關(guān)，電感的儲(chǔ)能與通過(guò)的電流有關(guān)。

; O% p9 l: {& M2．換路時(shí)，對(duì)電感和電容的處理

& s( R/ I: a" ]* |  C

換路前，電容無(wú)儲(chǔ)能時(shí)，Uc（o＋）＝0。換路后，Uc（o－）＝0，電容兩端電壓等于零，可以把電容看作短路。

換路前，電容有儲(chǔ)能時(shí)，Uc（o＋）＝U。換路后，Uc（o－）＝U，電容兩端電壓不變，可以把電容看作是一個(gè)電壓源。

換路前，電感無(wú)儲(chǔ)能時(shí)，IL（o－）＝0。換路后，IL（o＋）＝0，電感上通過(guò)的電流為零，可以把電感看作開(kāi)路。

換路前，電感有儲(chǔ)能時(shí)，IL（o－）＝I。換路后，IL（o＋）＝I，電感上的電流保持不變，可以把電感看作是一個(gè)電流源。根據(jù)以上原則，可以計(jì)算出換路后，電路中各處電壓和電流的初始值。

10
正弦量的基本概念
, O0 d6 K0 G9 M" T- k, ?0 O; l( K
1．正弦量的三要素
' A+ R6 f; _* _4 z

表示大小的量：有效值，最大值

表示變化快慢的量：周期T，頻率f，角頻率ω。

表示初始狀態(tài)的量：相位，初相位，相位差。


- ?$ @& x# S& X7 Y5 T11
1 e6 H0 e' x# Q# `4 G$ Y5 X( s復(fù)數(shù)的基本知識(shí)
% ^, D2 V( c% z2 |1 t
( U) B) A1 p7 x; y5 N/ i, Y1．復(fù)數(shù)可用于表示有向線段，復(fù)數(shù)A的模是r ，輻角是Ψ。

2．復(fù)數(shù)的三種表示方式：代數(shù)式、三角式、指數(shù)式、極坐標(biāo)式。
6 x2 k* H, f, Y% c( B: n, t
3 B! [- t# Q6 S7 B3 I3．復(fù)數(shù)的加減法運(yùn)算用代數(shù)式進(jìn)行。復(fù)數(shù)的乘除法運(yùn)算用指數(shù)式或極坐標(biāo)式進(jìn)行。

4．復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位j的意義：任一向量乘以＋j后，向前（逆時(shí)針?lè)较颍┬�轉(zhuǎn)了，乘以－j后，向后（順時(shí)針?lè)较颍┬�轉(zhuǎn)了。
7 y/ Q8 C. {# O2 D, _
: @6 v( M" E0 J
9 T. b* b% e, l  [12
正弦量的相量表示法
2 D8 [8 W# Y7 N7 o* X' k
1．相量的意義：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的大小，用復(fù)數(shù)的輻角來(lái)表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的復(fù)數(shù)。為與一般的復(fù)數(shù)相區(qū)別，相量的符號(hào)上加一個(gè)小圓點(diǎn)。
8 }- N! \  n+ w1 P  a, y) r
2 j! \' Y# W5 t0 @+ ~2．最大值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值。
$ A  a: T/ v! a0 K
3．有效值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值。
' _$ l. {% V# F* l3 I
9 q5 x$ U; c+ I4．注意問(wèn)題：正弦量有三個(gè)要素，而復(fù)數(shù)只有兩個(gè)要素，所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位，沒(méi)有表示出交流電的周期或頻率。相量不等于正弦量。

5．用相量表示正弦量的意義：用相量表示正弦后，正弦量的加減，乘除，積分和微分運(yùn)算都可以變換為復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算。
+ d( _' V& H; ]6 L) ?
  w) a8 E7 H( @" ~& h) c' k6．相量的加減法也可以用作圖法實(shí)現(xiàn)，方法同復(fù)數(shù)運(yùn)算的平行四邊形法和三角形法。
1 f3 a5 @8 B: j

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; X% ~) z5 A( k; t電阻元件的交流電路
0 N8 m. V2 d4 U1 C, N* W
8 K2 J6 [# N, v- j6 \% Y4 c3 Q1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u＝Ri ，u與i同相位。
' X# O" T: ?- @
( R6 [6 r  B" @2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）

3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

( t: i- |5 R9 ?; c% r) `4．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系）相位與相位同相位。
9 L, X6 K+ a/ s/ S" v+ @2 W

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% o! W$ S3 o9 k; I# O7 W3 `& {* _電感元件的交流電路

1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u與i相位不同，u 超前i
+ u0 T/ _0 d, [7 B7 U
2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）
  j% ^9 K( f/ Y! A% z: L* a
3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）
5 C4 g3 p( n% T& J. ~3 e
  J2 p9 P0 a2 o9 H: v( a% J5 c/ ]4．電感的感抗：單位是：歐姆
4 p( \3 J# v) @8 i
5．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系） 由式1和式2 得：相位比相位的相位超前 。

6．無(wú)功功率：用于表示電源與電感進(jìn)行能量交換的大小 Q＝UI＝XL 單位是乏：Var 。
+ \1 K5 Z2 i1 k/ m# F

+ E- \, S3 `2 J. Z/ H+ r4 ^; j2 J$ x( A15
電容元件的交流電路
% D' C7 g# V& e. ~, S. p' `
1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系u與i不同相位，u 落后i 。
2 q. P* X) Y4 t2 V
$ u. @8 T- y9 j2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）

" o* M' h/ W) q  J2 a3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）
& [% \+ l, j9 a' m
4．電容的容抗：單位是：歐姆
6 d0 r+ a7 q& |6 d8 K4 o- ^
5．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系）。

6．無(wú)功功率：用于表示電源與電容進(jìn)行能量交換的大小為了與電感的無(wú)功功率相區(qū)別，電容的無(wú)功功率規(guī)定為負(fù)。Q＝－UI＝－XC 單位是乏：Var。

7．阻抗的串聯(lián)電路

各個(gè)阻抗上的電流相等。

總電壓等于各個(gè)阻抗上和電壓之和。

總的阻抗等于各個(gè)阻抗之和。

分壓公式：多個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)阻抗串聯(lián)相似的性質(zhì)。
, X7 g8 o: f6 ^0 U) ^0 z
8．阻抗的并聯(lián)電路

各個(gè)阻抗上的電壓相等。

總電流等于各個(gè)阻抗上的電流之和。

分流公式：多個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。
! o) B* B, ]# L- [% X  H7 @! W
. P, B+ x! n; v* Q1 m* X5 _) M9．復(fù)雜交流電路的計(jì)算

) S$ R0 w( J1 i# f2 `在電工學(xué)中一般不講復(fù)雜交流電路的計(jì)算，對(duì)于復(fù)雜的交流電路，仍然可以用直流電路中學(xué)過(guò)的計(jì)算方法，如：支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。


. l0 v9 L4 \, u' t7 ^2 s/ D16
交流電路的功率

7 ]: Q4 ], p( h3 T1． 瞬時(shí)功率：p＝ui＝UmIm sin（ωt＋φ） sinωt＝UIcosφ－UIcos（2ωt＋φ）。

2． 平均功率：P＝ ＝ ＝UIcosφ平均功率又稱為有功功率，其中 cosφ稱為功率因數(shù)。電路中的有功功率也就是電阻上所消耗的功率。
  j7 F* b5 Q4 P6 W1 h0 b
- ~2 g' x% m) L3． 無(wú)功功率：Q＝ULI－UCI＝ I2（XL－XC）＝UIsinφ電路中的無(wú)功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。
9 x0 T' P) H9 t+ L  W) S' l
4． 視在功率：S＝UI 視在功率的單位是伏安（VA），常用于表示發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備的容量。

5．功率三角形：P、Q、S組成一個(gè)三角形，其中φ為阻抗角。

* m4 D3 c9 I5 s
5 H( x; `4 [6 J17
電路的功率因數(shù)
1 l9 q4 M: i* o/ b% S% b. T
3 X) H/ P7 W! V; X; R1．功率因數(shù)的意義從功率三角形中可以看出，功率因數(shù)。功率因數(shù)就是電路的有功功率占總的視在功率的比例。

3 K( z( x0 W2 W5 b功率因數(shù)高，則意味著電路中的有功功率比例大，無(wú)功功率的比例小。
- k2 m' L% ?4 f6 m- ~1 ]
. t: @1 K# i# w, M  W1 V, O3 J2．功率因數(shù)低的原因
/ K8 s( a' a- q* a6 H2 b
! {& `4 {$ I/ _; c4 ~0 e1 M9 q7 y

生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負(fù)載異步電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、日光燈都為感性負(fù)載。

電動(dòng)機(jī)輕載或空載運(yùn)行（大馬拉小車）
( G9 e4 O& R* i' o  e
* }/ h% _7 G: O- F$ h' U3 n異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)cosφ＝0．2～0．3，額定負(fù)載時(shí)cosφ＝0．7～0．9。

+ d$ r  ^1 }) A* J* _3．提高功率因數(shù)的意義

提高發(fā)電設(shè)備和變壓器的利用率
/ e( `( `0 r$ i! g發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備都有一定的容量，稱為視在功率，提高電路的功率因數(shù)，可減小無(wú)功功率輸出，提高有功功率的輸出，增大設(shè)備的利用率。
" A9 g7 k8 d  b* J" Z& C: u

降低線路的損耗
當(dāng)線路傳送的功率一定，線路的傳輸電壓一定時(shí)，提高電路的功率因數(shù)可減小線路的電流，從而可以降低線路上的功率損耗，降低線路上的電壓降，提高供電質(zhì)量，還可以使用較細(xì)的導(dǎo)線，節(jié)省建設(shè)成本。

0 Y! l" c3 Z  H8 y8 ~, H9 P

并聯(lián)電容的法
在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容可以補(bǔ)償電感消耗的無(wú)功功率，提高電路的功率因數(shù)。

% D7 |) i- @/ w* r  h; G7 }. q這些電路基礎(chǔ)知識(shí)看似很簡(jiǎn)單，但是都是在日常會(huì)用到的點(diǎn)滴，想做好工程師，那么一定要夯實(shí)基礎(chǔ)后，這樣在后面的技能提升方便才能更加的輕松~