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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 简单直流电路的基础知识【本章逻辑结构】电路组成简单直流电路基本定律电路分类电阻定律欧姆定律焦耳定律电路的三种工作状态开路短路串联电路混联电路并联电路通路简单电路的分析及计算万用表的基本原理电阻的测量电路中各点电位的计算【本章重点内容】1、电路中的主要物理量。2、基本定律。3、电路中的各点电位的计算。4、简单直流电路的分析及计算。【本章内容提要】一、电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。电路的作用是实现电能的传输和转换。二、电流：电荷的定向移动形成电流，电路中有持续电流的条件是：1. 电路为闭合通路。2. 电路两端存在电压，电源的作用是为电路提供持续
2、的电压。三、电流的大小：等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值，即：I四、电阻：表示元件对电流呈现阻碍作用大小的物理量，在一定温度下，导体的电阻和它的长度成正比，而和它的横截面积成反比，即：R式中，是反映材料导电性能的物理量，称为电阻率。此外，导体的电阻还与温度有关。五、部分电路欧姆定律：反映电流，电压，电阻三者之间的关系，其规律为：I=六、电流通过用电器时，将电能转化为其他形式的能。转换电能的计算： W=UIt电功率的计算： P=UI电热的计算： Q=I2Rt七、闭合电路的欧姆定律：闭合电路内的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比，即： I=式中E代表电源电动势、
3、R代表外电路电阻、r代表外电源内电阻。电路参数的变化将使电路中的电流、电压分配关系以及功率消耗等发生改变。八、电源的外特性：在闭合电路中，电源端电压随负载电流变化的规律，即U=E-Ir九、串联电路的基本特点：电路中各处的电流相等；电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和。十、并联电路的基本特点是：电路中各支路两端的电压相等；电路的总电流等于各支路的电流之和；并联电路的总电阻的倒数，等于各个导体的电阻的倒数之和。十一、电阻测量：可采用欧姆表，伏安法和惠斯通电桥，要注意它们的测量方法和适用条件。十二、电位：电路中某点的电位就是该点与零电位之间的电压（电位
4、差）。计算某点的电位，可以从这点出发通过一定的路径绕到零电位点，该点的电位即等于此路程上全部电压降的代数和。第二章 复杂直流电路【本章逻辑结构】复杂直流电路基尔霍夫定律叠加原理电压源电流源等效变换戴维宁定理支路电流法回路电流法节点电位法两节点复杂电路多节点复杂电路【本章重点内容】1、基尔霍夫定律的应用、叠加原理、戴维宁定理的应用。2、电压源与电流源的等效变换。【本章内容提要】一、基尔霍夫定律：是电路的基本定律，它阐明了电路中各部分电流和各部分电压之间的相互关系，其内容包括：1、节点电流定律：对电路中任一节点，在任一时刻有I0。2、回路电压定律：对电路中的回路，在任一时刻，沿任一回路绕行一周有U
5、0。二、支路电流法：是计算复杂电路最基本的方法，它以支路电流为未知量，依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，然后解联立方程求出各支路电流。如果复杂电路有b条支路n个节点，那么可列出（n1）个独立节点方程和b-(n-1)个独立回路方程。三、叠加原理：在线性电路中，各支路的电流（或电压）等于各个电源单独作用时，在该支路产生的电流（或电压）的代数和所谓恒压源不作用，就是该恒压源用短接线替代。所谓恒流源不作用，就是该恒流源处用开路替代。四、戴维宁定理：任何一个含源二端网络总可以用一个等效电源来代替，这个电源的电动势等于网络的开路电压，这个电源的内阻等于网络的输入电阻。五、实际电源的两种模型：
6、一种是恒压源与电阻串联组合；另一种是恒流源与电阻并联组合电压源：为提供一定电压的电源。恒压源：如果电压源内阻为零，电源将提供一个恒定不变的电压。电流源：为电路提供一定电流的电源。恒流源：如果电流源内阻为无穷大，电源将提供一个恒定不变的电流。两种电源模型之间等效变换的条件是：r0=rs Is=E/r0=E/rs这种等效变换仅是指外电路等效，而对电源内部是不等效的，且在等效变换时Is与E的方向应该一致。第三章 电容【本章逻辑结构】电容器串联平行板电容器的电容电容器并联电容器的连接电容器的充放电电容器中电场能电容器和电容【本章重点内容】1、电容器容量电容的概念，影响平行板电容器容量大小的因素。2、电
7、容器串联、并联的工作特性，等效电容及安全性计算。3、对电容器质量的判别。4、电容器中电场能的计算。【本章内容提要】一、电容器：任何两个相互靠近又彼此绝缘的导体，都可以看成是一个电容器。二、电容：电容器所带电荷量与它的两极板间的电压的比值叫电容，用字母C表示，即C (1F=1c/v)三、平行板电容器的电容：是由两极板的正对面积、两极板间的距离以及两极板间的介质决定的。即C =四、电容器的连接（一）电容器的串联1、在电容器的串联电路中，电荷量处处相等，即Q =Q1=Q2=Q3=Qn2、在电容器的串联电路中，端口总电压等于各电容器两端电压之和，即U=U1+U2+U3+Un3、在电容器的串联电路中，电
8、压的分配与电容的容量成反比，即U1U2C2C1分压公式：U1 U24、在电容器串联电路中，总等效电容等于各被串电容器容量的倒数和的倒数，即C=若是只有两只电容器串联，则C若是n只相同电容器串联，则C（二）电容器并联1、在电容器的并联电路中，各电容器两端电压相等，且等于端口电压，即UU1U2U3Un2、在电容器的并联电路中，所储存的总电荷量等于各被并电容器中各自储存电荷量之和，即QQ1Q2Q3Qn3、在电容器的并联电路中，电荷量的分配与被并电容器的容量成正比，即Q1Q2C1C2分电量公式：Q1 Q2=4、在电容器的并联电路中，总等效电容等于各被并电容器的容量之和，即CC1C2C3+Cn若是n个相
9、同电容器并联，则CnC1五、电容器的充、放电：电容器是储能元件，充电时把能量储存起来，放电时把储存的能量释放出去，储存在电容器中的电场能量为WC=若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变，则电路中就没有电流流过，当电容器极板上所储存的电荷量发生变化时，电路中就有电流流过，电路中的电流为i= =六、电容器的安全电压：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，电容器将损坏，这个极限电压叫击穿电压，电容器的安全工作应低于击穿电压，一般电容器均标有电容量、允许误差和额定电压。第四章 磁场、磁路及电磁感应【本章逻辑结构】左手定则电磁感应定律电场及磁场磁场磁通的变化电流的磁场
10、磁现象磁路安培法则右手法则磁场对电流的作用安培力力偶矩洛仑兹力磁性材料电磁感应感生电流感生电压感生电动势电磁感应现象自感现象互感现象大小方向楞次定律【本章重点内容】1、磁场的主要物理量。2、安培力、洛仑兹力、力偶矩，电磁感应的有关分析及计算。3、电磁感应、左手定则、楞次定律、电磁感应定律。4、自感现象和互感现象。5、互感线圈的同名端及判定。6、磁场能量的计算。【本章内容提要】一、电流的磁效应1、通电导线的周围和磁铁的周围一样，存在着磁场，磁场具有力和能的特性，它和电场一样是一种特殊的物质，磁场可以用磁力线来描述它的强弱和方向。2、通电导线周围的磁场方向与电流方向之间的关系可用安培定则（也叫右手
11、螺旋定则）来判定，要特别注意大拇指与四指方向的意义。二、磁场的主要物理量1、磁感应强度B是描述磁场力的效应的，当通电导线与磁场方向垂直时，其大小为：2、在匀强磁场中，通过与磁感线方向垂直的某一截面的磁感线的总数，叫做穿过这个面的磁通，即=BS3、磁导率是用来表示媒介质导磁性能的物理量，任一媒介质的磁导率与真空磁导率的比值叫做相对磁导率，即, 0=410-7H/m4、磁场强度为 或 三、磁场对电流的作用力：磁场力的方向可用左手定则确定，其大小为F=BIlsin通电线圈放在匀强磁场中将受到力矩作用，常用的电流表就是根据这一原理制作的。四、铁磁性物质都能够磁化1、铁磁物质在反复磁化过程中，有饱和、剩
12、磁、磁滞现象，而且还有磁滞损耗。所谓磁滞现象，就是B的变化总是落后于H的变化；所谓剩磁现象，就是当H为零时B不等于零。2、磁化曲线：铁磁物质的B随H而变化的曲线，它表示了铁磁物质的磁性能。3、磁滞回线的形状常被用来判断铁磁物质的性质和作为选择材料的依据。五、磁路：磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路中的磁通、磁动势和磁阻之间的关系，可用磁路欧姆定律表示，即其中 由于铁磁物质的磁导率不是常数，所以，磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算。由磁路的欧姆定律推导出全电流定律，即其中Hl的乘积称为磁位差，用Um表示，即六、电磁感应1、感应电流：穿过电路的磁通发生变化时，电路中就有感应电动势产生，如果电路
13、是闭合的，则在电路中形成感应电流。电路中感应电流的方向可用右手定则或楞次定律判定。2、感应电动势：其大小可用如下公式进行计算： 或 E=线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的变化率成正比，这叫做法拉第电磁感应定律。七、自感现象由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，称为自感现象，由自感现象产生的感应电动势叫自感电动势，它的大小为：式中，L是线圈的自感磁链与电流的比值，叫做线圈的自感，而线圈的自感是由线圈本身的特性决定的，即与线圈的尺寸、匝数和媒介质的磁导率有关，而与线圈中是否有电流或电流的大小无关，即八、互感现象两个靠得很近的线圈，当一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生电磁
14、感应现象，称为互感现象，互感电动势的大小为 式中，M是互感磁链与产生此磁链的电流的比值，叫做这两个线圈的互感，即互感只和这两个线圈的结构、相互位置和媒介质的磁导率有关，而与线圈中是否有电流或电流的大小无关，即九、磁场能量1、磁场能量和电场能量在电路中的转化是可逆的。2、电感线圈是电路中的储能元件，磁场能量的大小可按下式计算：十、互感线圈的同名端和串联1、在同一变化磁通的作用下，感应电动势极性相同的端点叫同名端，感应电动势极性相反的端点叫异名端。利用同名端判别互感电动势的方向是既实用又简便的方法。2、互感线圈串联：把两个有互感的线圈串联起来有两种不同的接法，异名端相接称为顺串，同名端相接称为反串
15、，顺串、反串后的等效电感分别为：L顺=L1+L2+2ML反=L1+L2-2M十一、涡流和磁屏蔽1、涡流：当铁芯电感中通以交变电流时，穿过铁芯（块状金属）的交变磁通会在铁芯中产生闭合的、旋涡状的感应电流，这种感应电流叫做涡流。涡流具有电磁阻尼作用，电磁驱动作用，去磁作用和热效应等。2、磁屏蔽：对于低频磁场的干扰，常用铁磁材料做屏蔽罩令磁通旁路；对于高频磁场的干扰，则应采用电阻率小的导体做屏蔽罩，以增大涡流，利用涡流的去磁作用来达到磁屏蔽的目的。实践中，互感的用途很多，但有时相邻的两个电感元件会造成相互干扰，可采用互相垂直放置的方法以消除干扰。第五章 单相正弦交流电路【本章逻辑结构】单相正弦交流电
16、三要素表示法解析式相量图波形图交流电路纯电阻电路纯电感电路纯电容电路RLC串联电路RLC并联电路线圈与C并联串联谐振并联谐振功率及功率因数【本章重点内容】1、单相正弦交流电的三要素及电压与电流间的相位关系分析。2、正弦交流电的表示法。3、RLC串联电路及RLC串联谐振的分析和计算。4、功率及功率因数的概念及计算。【本章内容提要】一、交流电的产生1、交流发电机2、正弦交流电的正弦函数式e=Emsin(t+e0) (V) u=Umsin(t+u0) (V) i=Imsin(t+i0) (A)二、正弦交流电的三要素描述交流电的物理量有瞬时值、最大值、有效值、周期、角频率、频率、相位和初相等。其中有效
17、值（或最大值）、频率（或周期、角频率）、初相称为正弦交流电的三要素，交流电的有效值和最大值之间的关系为角频率.频率和周期三间的关系为两个交流电的相位之差叫做相位差。如果它们的频率相同，相位差就等于初相之差，即相位差确立了两个正弦量之间的相位关系，一般的相位关系是超前、滞后；特殊的相位关系有同相、反相和正交。三、正弦交流电的表示法1、解析式表示法2、波形图表示法3、相量图表示法四、纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路的比较.电路形式项目纯电阻电路纯电感电路纯电容电路对电流的阻碍作用电阻R感抗容抗电流与电压间的关系大小相位电压电流同相电压超前电流90电流超前电压90有功功率00无功功率0电阻是耗能元
18、件，电感、电容是储能元件。五、串联电路中的电压、电流和功率的关系比较电路项目RL串联电路RC串联电路RLC串联电路阻抗电流和电压间的关系大小相位电压超前电流电压滞后电流XLXC，电压超前电流XLXC时，端电压超前电流，电路呈现电感性；当XLXC时，端电压滞后电流，电路呈现电容性；当XL=XC时，端电压与电流同相，电路呈现电阻性，即串联谐振。六、并联电路中的电压、电流和功率关系的比较路电目项RL并联电路RC并联电路RLC并联电路阻抗电流和电压间的关系大小相位电压超前电流电压滞后电流XLXC，电流超前电压XL=XC，电压电流同相有功功率无功功率视在功率在RLC并联电路中，当XLXC时，端电压滞后总
19、电流，电路呈现电容性；当XLXC时，端电压超前总电流，电路呈现电感性；当XL=XC时，端电压与总电流同相，电路呈现电阻性，即并联谐振。七、串联与并联谐振电路不同特点比较RLC串联谐振线路电感线圈与电容器并联谐振线路谐振条件谐振频率谐振阻抗（最小）（最大）谐振电流（最大）（最小）品质因数元件上电压或电流通频带失谐时阻抗性质，感性，容性，容性，感性对电源要求适用于低内阻信号源适用于高内阻信号源八、电路的功率及功率因数1、纯电阻电路的功率2、纯电容电路的功率无功功率为QC，即 3、纯电感电路的功率 无功功率为QL，即 4、RLC串联电路功率电路中有功功率：电路中的无功功率：电路中的视在功率：由功率三
20、角形得：5、功率因数：电路中的有功功率与视在功率的比值称为电路的功率因数，即为提高发电设备的利用率，减少电能损耗，提高经济效益，必须提高电路的功率因数，方法是在电感负载两端并联一只电容量适当的电容器。第六章 三相正弦交流电路【本章逻辑结构】三相交流电路三相交流电源的连接安全用电三相交流负载的连接星形联结三角形联结三相交流电路的功率星形联结【本章重点内容】1、三相电源的相电压、线电压的大小与相位关系及相序。2、三相负载的连接方法及分析。3、三相电路功率的计算。【本章内容提要】一、三相交流电源由三相电源供电的电路叫三相交流电路。如果三相交流电源的最大值相等，频率相同，相位互差120，则称为三相对称
21、电源，其线电压与相电压的关系为：二、三相负载的连接方式：星形联接和三角形联接对于任何一个电气设备都要求每相负载所承受的电压等于它的额定电压，所以当负载的额定电压为三相电源的线电压的时，负载应采用星形联结，当负载的额定电压等于三相电源的线电压时，负载应采用三角形联结。三、三相负载的计算：当三相负载对称时，则不论它是星形联结，还是三角形联结，负载的三相电流、电压均对称，所以，三相电路的计算可归结为单相电路的计算，即 1、当负载作星形连结时：线电压与相电压的关系：；UL在相位上比各对应的UP超前30。线电流与相电流之间的关系：IL=IP。2、当负载作三角形联结时：线电压与相电压之间的关系：线电流与相
22、电流之间的关系：；IL在相位上比对应的IP滞后30。四、中性线作用：在负载作星形联结时，若三相负载对称，则中性线电流为零，可采用三相三线制供电；若三相负载不对称，则中性线电流不等于零，只能采用三相四线制供电。这时要特别注意中性线上不能安装开关和保险丝，如果中性线断开，将造成各相负载两端电压不对称，负载不能正常工作，甚至产生严重事故，同时在连接三相负载时，应尽量使其对称，以减小中性线电流。五、三相电路的功率对于三相对称负载：有功功率：无功功率：视在功率：其中，每相负载的功率因数为 在相同的线电压下，负载作三角形联结的有功功率是星形联结的有功功率的三倍，这是因为三角形联结时的线电流是星形联结时的线
23、电流的三倍，对于无功功率和视在功率也有同样的结论。六、安全用电1、触电：人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以至引起死亡或局部受伤的现象称为触电，规定36V以下的电压为安全电压。2、常用的安全措施正确安装用电设备。电气设备的保护接地：把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置连接起来。保护接地适用于中性点不接地的低压系统中。电气设备的保护接零：就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性线连接起来。使用漏电保护装置。第七章 变压器和交流电动机【本章逻辑结构】变压器和交流电动机变压器指标参数工作原理交流电动机单相异步电动机三相异步电动机工作原理三相异步电机的控制构造、
24、种类【本章内容提要】1、变压器原理：变压器是根据电磁感应原理制成的，它由铁心和绕组组成。铁心是变压器的磁路通道，线圈是变压器的电路部分。2、变压器电压、电流、阻抗之间满足下列关系：3、变压器的效率：实际变压器的损耗有铜损和铁损。变压器的功率损耗即输入功率和输出功率之差，输出功率和输入功率的百分比就是变压器的效率，公式为：PP1P2PCuPFe4、三相异步电动机原理：根据电磁感应原理，把电能转化为机械能，输出机械转矩。它由定子和转子组成。定子由机座、铁心、和定子绕组组成，作用是产生旋转磁场；转子由转轴、铁心和转子绕组组成，作用输出机械转矩。5、电动机的转速：旋转磁场的转速取决于交流电的频率和磁极
25、对数，而磁极对数又决定于三相绕组的排列，即6、电动机的转差率：电动机的转速略小于旋转磁场的转速，这是异步电动机工作的必要条件，它们之间的相差程度用转差率表示，即 7、三相异步电动机的启动：常采用全压启动和降压启动8、三相异步电动机的调速：采用变频调速、变转差率调速和变极调速9、三相异步电动机的制动：采用反接制动和能耗制动10、单相异步电动机启动：常采用电容分相法。第七章 变压器和交流电动机【单元练习】一、 填空题1、变压器可以变换 _ 、_、 _ 、 _、_ 。常用的变压器有输入配电用的_变压器，电解用的 变压器，实验用的_变压器。2、变压器主要由铁心和线圈两部分组成。铁心是变压器的_，线圈是
26、变压器的 _ 。因此，变压器是按_ 工作的。3、电动机是利用_原理，把电能转换为_ 能，输出机械 的原动机。它由定子和转子组成。定子是由_、_和_ 组成。作用是产生_；转子是由_、_和_组成。作用是输出_。4、电风扇、洗衣机、电冰箱上的电动机叫做_异步电动机。通常采用 分相法使单相异步电动机启动。5、异步电动机定子绕组的极对数为P，电源频率为f 。则旋转磁场的转速为_。二、计算题1、有一台电压为220/36v的降压变压器，副边接一盏“36v.40w”的灯泡。试求：1）、若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组应是多少匝？2）、灯泡点亮后，原副边电流个为多少？2、变压器的副边电压U2=20v，在接有电阻性负载时，测得副边电流I2=5.5A变压器的输入功率为132W，试求变压器的效率及损耗的功率。专心-专注-专业