《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計 > 業(yè)界動態(tài) > 電路基礎(chǔ)知識最全匯總

電路基礎(chǔ)知識最全匯總

2020-06-27
來源:機(jī)器來電
關(guān)鍵詞: 電路 斷路 短路 電位

    關(guān)于電路知識的總結(jié):

    1.電壓電流

    電流的參考方向可以任意指定,分析時:若參考方向與實(shí)際方向一致,則

    i>0,反之i<0。

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

    2.功率平衡一個實(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。 3.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

    電路的斷路處:I=0,U≠0 電路的短路處:U=0,I≠0 。

    基爾霍夫定律 :

    1.幾個概念:支路:是電路的一個分支。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)?;芈罚河芍窐?gòu)成的閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔:電路中無其他支路穿過的回路稱為網(wǎng)孔。

    2.基爾霍夫電流定律:

    (1)定義:任一時刻,流入一個結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。

    或者說:流入的電流等于流出的電流。

    (2)表達(dá)式:i進(jìn)總和=0 或: i進(jìn)=i出

    (3)可以推廣到一個閉合面。 3.基爾霍夫電壓定律(1)定義:經(jīng)過任何一個閉合的路徑,電壓的升等于電壓的降。或者說:在一個閉合的回路中,電壓的代數(shù)和為零?;蛘哒f:在一個閉合的回路中,電阻上的電壓降之和等于電源的電動勢之和。

    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。

    (2)規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零。稱為接地。

    (3)電壓用符號U表示,電位用符號V表示

    (4)兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差 。

    (5)注意電源的簡化畫法。

    理想電壓源與理想電流源

    1.理想電壓源

    (1)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)無窮大。

    (2)理想電壓源不允許短路。

    2.理想電流源

    (1)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)無窮大。

    (2)理想電流源不允許開路。

    3.理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)

    

qqq1111.jpg

   (1)理想電壓源與理想電流源串聯(lián)時,電路中的電流等于電流源的電流,電流源起作用。     (2)理想電壓源與理想電流源并聯(lián)時,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)

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

    (2)理想電流源與電阻串聯(lián),可將電阻去掉(短路),不影響對其它電路的分析。

    5.實(shí)際的電壓源可由一個理想電壓源和一個內(nèi)電阻的串聯(lián)來表示。實(shí)際的電流源可由一個理想電流源和一個內(nèi)電阻的并聯(lián)來表示。

    支路電流法

    1.意義:用支路電流作為未知量,列方程求解的方法。

    2.列方程的方法:(1)電路中有b條支路,共需列出b個方程。(2)若電路中有n個結(jié)點(diǎn),首先用基爾霍夫電流定律列出n-1個電流方程。

    (3)然后選b-(n-1)個獨(dú)立的回路,用基爾霍夫電壓定律列回路的電壓方程。3.注意問題:若電路中某條支路包含電流源,則該支路的電流為已知,可少列一個方程(少列一個回路的電壓方程)。

    疊加原理

    1.意義:在線性電路中,各處的電壓和電流是由多個電源單獨(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,應(yīng)將其它電源去掉,把其它電壓源短路、電流源斷開。

    3.注意問題:最后疊加時,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算,不適合于功率的計算。

    戴維寧定理

    1.意義:把一個復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò),用一個電阻和電壓源來等效。 2.等效電源電壓的求法:把負(fù)載電阻斷開,求出電路的開路電壓UOC。等效電源電壓UeS等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC。

    3.等效電源內(nèi)電阻的求法:

    (1)把負(fù)載電阻斷開,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。

    (2)把負(fù)載電阻斷開,求出電路的開路電壓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。

    諾頓定理

    1.意義:把一個復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò),用一個電阻和電流源的并聯(lián)電路來等效。

    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。

    換路定則:

    1.換路原則是: 換路時: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-)。

    原因是:電容的儲能與電容兩端的電壓有關(guān),電感的儲能與通過的電流有關(guān)。

    2.換路時,對電感和電容的處理

    (1)換路前,電容無儲能時,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。

    (2)換路前,電容有儲能時,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電壓源。

    (3)換路前,電感無儲能時,IL(o-)=0。換路后,IL(o+)=0,電感上通過的電流為零,可以把電感看作開路。

    (4)換路前,電感有儲能時,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電流源。根據(jù)以上原則,可以計算出換路后,電路中各處電壓和電流的初始值。

    正弦量的基本概念

    1.正弦量的三要素(1)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。

    復(fù)數(shù)的基本知識:

    1.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:1.代數(shù)式2.三角式3.指數(shù)式4.極坐標(biāo)式

    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。

    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(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)了,乘以-j后,向后(順時針方向)旋轉(zhuǎn)了。

    正弦量的相量表示法:

    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,相量的符號上加一個小圓點(diǎn)。

    2.最大值相量:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值。

    3.有效值相量:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值。

    4.注意問題:正弦量有三個要素,而復(fù)數(shù)只有兩個要素,所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位,沒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。

    6.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。

    電阻元件的交流電路

    1.電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系:u=Ri ,u與i同相位。

    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)

    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。

    電感元件的交流電路

    1.電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系:u與i相位不同,u 超前i

    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)

    4.電感的感抗: 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) 由式1和式2 得:

    相位比相位的相位超前 。

    6.無功功率: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 。

    電容元件的交流電路

    1.電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系u與i不同相位,u 落后i 。

    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)

    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)

    相位比相位的相位落后 。

    6.無功功率: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功功率相區(qū)別,電容的無功功率規(guī)定為負(fù)。 Q=-UI=-XC 單位是乏:Var

    1.阻抗的串聯(lián)電路:

    (1)各個阻抗上的電流相等:

    (2)總電壓等于各個阻抗上和電壓之和:

    (3)總的阻抗等于各個阻抗之和:

    (4)分壓公式: 多個阻抗串聯(lián)時,具有與兩個阻抗串聯(lián)相似的性質(zhì)。

    2.阻抗的并聯(lián)電路如圖:

    (1)各個阻抗上的電壓相等:

    (2)總電流等于各個阻抗上的電流之和:

    (3)分流公式: 多個阻抗并聯(lián)時,具有與兩個阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。

    3.復(fù)雜交流電路的計算

    在電工學(xué)中一般不講復(fù)雜交流電路的計算,對于復(fù)雜的交流電路,仍然可以用直流電路中學(xué)過的計算方法,如:支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。

    交流電路的功率

    1. 瞬時功率: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。

    3. 無功功率:Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ電路中的無功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。

    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組成一個三角形,其中φ為阻抗角。

    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。功率因數(shù)高,則意味著電路中的有功功率比例大,無功功率的比例小。

    2.功率因數(shù)低的原因:

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

    (2)電動機(jī)輕載或空載運(yùn)行(大馬拉小車)

    異步電動機(jī)空載時cosφ=0.2~0.3,額定負(fù)載時cosφ=0.7~0.9。

    3.提高功率因數(shù)的意義:

    (1) 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,稱為視在功率,提高電路的功率因數(shù),可減小無功功率輸出,提高有功功率的輸出,增大設(shè)備的利用率。

    (2) 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,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。

    (3).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)償電感消耗的無功功率,提高電路的功率因數(shù)。

    

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。