電路基礎(chǔ)知識(shí)最全匯總 都在這了！

硬件筆記本

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$ v4 k& ?2 _* n關(guān)于電路知識(shí)的總結(jié)
/ G( Z" k2 J. [! H& M
: q  _- X; ?+ K9 H7 I4 r$ I! N1．電壓電流
1 a7 A% n) V% }: q, L
# V2 D% Q8 }( m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。
2 \9 z* F- H# R
, A4 n2 G- F/ }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。
3 T: `! b" \  q9 M' c
2．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。

* M: f' f2 A* _# }$ y$ }; d3．全電路歐姆定律：U＝E－RI

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。

5．電路的斷路與短路

9 ]. S5 [9 \0 }: B0 h電路的斷路處：I＝0，U≠0 電路的短路處：U＝0，I≠0 。
# ?. J. _6 f+ d* W
4 f& o3 b' i0 O! B7 G4 Y+ {7 u2
4 d) G' t& {- Y7 W% F& V基爾霍夫定律
9 U6 w! x- Y2 q2 S3 a
7 A0 ?) r) G9 t8 F9 [: j1．幾個(gè)概念
$ l7 J% L8 K' p7 Z. V! O, r

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(chēng)為結(jié)點(diǎn)。

回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑稱(chēng)為回路。

網(wǎng)孔：電路中無(wú)其他支路穿過(guò)的回路稱(chēng)為網(wǎng)孔。

2．基爾霍夫電流定律

  Q# k/ `. U) K/ 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。
) ]; R- ?6 Q- K9 u
& y1 B% J8 K( u5 e3 g# r3．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。
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. n1 O; X/ p5 L7 q
2 Q# S& F: [" g4 ^+ S2 e3
, ^( [/ f* w! r3 _8 N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。

" ~! t/ z4 e8 d9 R+ b2．規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零。稱(chēng)為接地。

4 h: _3 e, \$ ]! ~& s# A3．電壓用符號(hào)U表示，電位用符號(hào)V表示。
6 W, M: J1 E) s1 o. q0 Z5 P% A
4．兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差 。
5 v! T  Y0 i1 a; c5 O  l& B: Z
0 U7 E2 M2 c- A  X. H% [  r5．注意電源的簡(jiǎn)化畫(huà)法。
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% |  l# I8 \3 Q3 g6 ?4 @# K4
) K( t, y( R' S( l* S1 F理想電壓源與理想電流源

1．理想電壓源

! a, X6 v; z- J$ W2 k2 S

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。

2．理想電流源
& f) j; i2 X. p
# j7 J4 x4 e9 w9 ?8 @0 K& }+ P

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。

3．理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)
4 }( F2 ?3 V! T/ z

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。

4．理想電源與電阻的串并聯(lián)
6 e8 ^) l$ ]$ `" O: ?6 H

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。
( ~: V( R" f, i# i: u! m
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。
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  i5 W  ~; n/ s8 N. D0 F6 h, }/ d  `5
: F: T0 N9 `- B4 n/ w# j支路電流法

2 i3 x9 V. |. M0 ^" z8 Q0 f1．意義：用支路電流作為未知量，列方程求解的方法。

9 v9 ]1 P% I1 U8 U) Y. Z2．列方程的方法
; \: f  Y! T0 `' z. z) G8 c

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。
5 J3 o% X8 |5 [1 {* L
9 ~! R- n4 K, I' k: q9 o4 H/ g3．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）。

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疊加原理
7 R4 Y( h0 f* Y: U; |$ k
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。

2．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)。

: w( [2 [% ^1 M7 I1 y# i0 E3．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
9 C0 e; s8 N( L' D3 Y戴維寧定理

+ o' D2 |6 t5 K$ Y1 v1．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。

: b5 V& Q) e% U1 u- `$ c1 t7 ?2．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。

3．等效電源內(nèi)電阻的求法
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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。

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。
0 n+ L/ t* l! m
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5 ~4 [- {5 y$ C$ h8 l諾頓定理

3 |2 z( g; f/ ~) f; _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。
) g& j1 ?9 u& |! q4 f% R7 {
& ~* }: X# o- a" ~( m) I2．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。
2 T/ r8 T8 G% j$ a

9
& O* }' S: v, C- \# k換路定則
6 ~# e$ S1 W  D2 \+ y% s
& j2 ~  j; u( d6 V1．換路原則是

換路時(shí)：電容兩端的電壓保持不變，Uc（o＋） ＝Uc（o－）。

8 M* q, g) P/ P3 I電感上的電流保持不變， Ic（o＋）＝ Ic（o－）。
- V! x6 p/ ]1 r+ S5 @* M6 B
5 i$ c; D/ N3 t2 |% k$ X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)。

  T  X0 {0 B8 `3 ]2 l. E, L. h2．換路時(shí)，對(duì)電感和電容的處理

, z. N$ \! ^# D" B# O; b% M, q

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。

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* ?& w/ d+ G7 k% y$ [正弦量的基本概念
2 m) R% j) L2 s& @( l* E$ q# b& ]+ [
1．正弦量的三要素
  A) S: N3 S# }; _% @

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。
+ r% D2 x) M( f: q9 O
6 S2 r% p0 k7 [8 ]1 b$ U, u: w! n
1 J1 H7 }5 k- j+ P11
復(fù)數(shù)的基本知識(shí)

" }  \& `! N0 P, 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。
. Y5 p3 F7 w4 j9 N8 f
3．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。
- p5 J2 P2 J; Z! c# A) Z+ K, M: u' w
8 `4 \$ {% L8 d. f8 }7 t) H4．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。

# ^/ _  b& b4 h1 b
0 \$ c: X4 w8 y5 f1 y, {/ F2 a12
+ M! e" I( w: z- j! ~, @# q7 R正弦量的相量表示法
4 j- O, N1 [3 T: k7 q6 L. A- y
( c0 `* M% X  Y( ~" W7 A1．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)。

+ r0 U$ P4 `* \+ n, F( V# |2．最大值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值。

* c( S& K% U7 D( e2 G' b3．有效值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值。

  N, T8 k" t, z( d6 ?# ?2 N4．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。
  B& J3 t. O2 [" S  ~
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。
1 g$ O, F8 g' G" j8 T7 C  [/ q
( ^( K' p6 U9 ]2 a  E. O& q6．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。


! k- M; L2 o& y" f13
6 i3 ^* [9 M* Z% B6 s" N* H電阻元件的交流電路

- [- n3 W- _3 _; p0 W& y5 v1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u＝Ri ，u與i同相位。

# G& o' Z6 P5 j/ b1 T2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）
5 V( d6 I8 A# N+ n
# ^3 V) _: H2 ~& ]$ n- t* T) g3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

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。
  T: d6 a  j* V8 @' B* ]$ s6 {

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電感元件的交流電路

. m4 R  i$ C; X! M7 ^3 T  f. s1．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

& ]) }8 h5 c* G6 R) x2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）
4 M; N' B& |# x9 A+ [% R
! _2 h: t- r% C8 T5 b. @4 R3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

# d" _; p9 h' U! @4．電感的感抗：單位是：歐姆

3 v! i3 q) E4 @2 w& X5．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 。

/ L1 {7 r% ~% W, A3 g( _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 @: b; }# j$ P/ H5 e( _" L+ a
  K; a  T" X3 q, S15
電容元件的交流電路

1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系u與i不同相位，u 落后i 。
4 G% r; s1 r! [! B% e
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）

7 Q, I6 _) ?1 ^7 Z6 Z3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）
' W* r- J* @, }& \  m5 n) E
4．電容的容抗：單位是：歐姆

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）。

9 c& a! p$ z. I4 M) H4 e5 x6．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。
$ c3 r0 ?7 ]  O  j$ M8 \2 @
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)。

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)。

9．復(fù)雜交流電路的計(jì)算

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。
+ S0 V* A& Z0 J' S( {( U
' o. B1 M2 U# E0 |& G) b9 o
: s: F* c# i6 k1 A2 C$ ~% |16
. R: z# Y6 ^" t0 g4 T交流電路的功率
6 c$ t3 u! a( T' S; K# B
1． 瞬時(shí)功率：p＝ui＝UmIm sin（ωt＋φ） sinωt＝UIcosφ－UIcos（2ωt＋φ）。
. ]6 {( z" z; }
2． 平均功率：P＝ ＝ ＝UIcosφ平均功率又稱(chēng)為有功功率，其中 cosφ稱(chēng)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。

3． 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。

/ k; a) h4 [/ V$ G# ~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。
8 O+ X2 A. t! u
2 h. A1 U3 h1 d( J% E5．功率三角形：P、Q、S組成一個(gè)三角形，其中φ為阻抗角。

. i5 w' T: o3 }" K
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1 T+ A( q7 S9 f3 M) ^8 {電路的功率因數(shù)

1．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。

! ~$ M$ ?, A5 E. u% Y& ^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。

2．功率因數(shù)低的原因
/ m* c; I4 U, \) x% q/ G3 [% N! t$ U

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(chē)）

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。
+ M* Z4 H/ F+ W3 m" w9 U
3．提高功率因數(shù)的意義
$ F% z8 n8 C; W. M' I- ~* d

提高發(fā)電設(shè)備和變壓器的利用率
發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備都有一定的容量，稱(chēng)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。
# I; h: e% W, D# E0 m% h

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。

并聯(lián)電容的法
% {" b; J$ F8 i" n* g5 Y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)。

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~