电工学复习要点.doc

第一章、 电路的基本概念和基本定律一、 基本概念：1、 电路:电流的通路作用：实现电能的转传播和转换；传递和解决信号2、 电源：供应电能的设备将其他形式的能量转换成电能3、 负载:取用电能的设备将电能转换为其他形式的能量4、 中间环节:连接电源和负载的部分起传播和分派电能的作用5、 电路分析:在已知电路构造和元件参数的条件下，讨论电路的鼓励与响应之间的关系6、 鼓励：电源或信号源的电压或电流叫鼓励7、 响应：由于鼓励在电路各部分产生的电压和电流叫响应8、 电路模型:由某些抱负电路元件所构成的电路,称电路模型,简称电路9、 电压和电流的方向：（1)电流的方向:① 实际方向:规定正电荷定向运动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的实际方向② 参照方向：在电路分析和计算时，可任意选定某一方向作为电流的方向，称为参照方向，或称为正方向在电流的参照方向选定后,凡实际电流(电压)的方向与参照方向相似时,为正值；凡实际电流(电压）的方向与参照方向相反时，为负值 　 （2）电压的实际方向:规定由高电位(“+”极）端指向低电位(“-”极）端,即为电位减少的方向　 电源电动势的实际方向:规定在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。

注：电路图上所标的电流、电压、电动势的方向,一般都是参照方向电流的参照方向一般用箭头表达;电压的参照方向除用“＋”、“—”表达外，还常用双下标表达例: 　　 　 表达　a点的参照极性为“+”,ｂ点的参照极性为“-”故有:　１０、1Ｖ的含义：表达当电场力把１Ｃ的电荷从一点移动到另一点所做的功为1Ｊ时,这两点间的电压为１Ｖ. 　 　11、电位：两点间的电压就是两点的电位差计算电位时，必须选定电路中某一点作为参照点,它的点位称为参照电位，一般设参照电位为零比参照电位高的为正，低点为负参照点在电路图上一般标上“接地”符号 　 　二、 基本规律:1、 Ⅰ.部分电路欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,即：式中R为该段电路的电阻运用欧姆定律列式计算时要注意：（1） 电压和电流的方向（实际方向和参照方向）列式时注意参照方向，计算时注意实际方向2） 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，其伏安特性曲线为直线Ⅱ．闭合电路欧姆定律:闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比即：其中:　R0为电源内阻,R负载电阻 负载两端的电压为: 　 　　 　 　故有:功率平衡方程为其中： 　 　 　　 是电源产生的功率 　　　 　 是电源输出的功率 　 　 　　 　 　　 是电源内阻上消耗的功率（1） 当负载电阻R无穷大（或开关断开)时,电源处在开路(空载）状态,电源不输出电能，此时电源的端电压等于电源电动势。

2） 当负载电阻R等于零(或电源两端由于某种因素连在一起）时,电流不通过负载,此电流称为短路电流，此时电源所产生的电能全被内阻所消耗3） 电源与负载的判断：端电压Ｕ与I的实际方向相反，电流从“+”流出，发出功率的是电源；端电压U与I的实际方向相似,电流从“+”流入,取用功率的是负载如图示E1是电源,E2是负载2、 Ⅰ.基尔霍夫电流定律:在任一瞬间，流向某一节点的电流之和应当等于由该节点流出的电流之和如图示：对节点a有或（1） 规定参照方向向着节点的电流取正,背着节点的电流取负2） 电流定律一般应用于节点,也可应用于包围部分电路的任一假设的闭合面如图示：以上三式相加得:Ⅱ.基尔霍夫电压定律：任一瞬时沿任一回路循行方向（顺时钟方向或逆时钟方向）,回路中各段电压的代数和恒等于零如图示：按照虚线所示方向循行一周,则根据电压的参照方向与循行方向相似取正，相反取负，即：　 　 若规定：电位降为正，电位升为负,则： 或即在任一瞬时沿任一回路循行方向上，回路中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和在这里,但凡电动势的方向与所选回路的循行方向相反者取正号，相同者取负号；凡电流的参照方向与回路的循行方向相反者，该电阻上的电压降取正号，相似者取负号。

即升高的电压等于减少的电压 　 电压定律一般应用于闭合回路,也可应用于回路的部分电路如图示:ｔ　　　 对图a： 　 　对图b:注：(１）基尔霍夫两定律具有普遍性,合用于多种不同元件所构成的电路，也合用于任一瞬间对任何变化的电流和电压 (2)列式时不管是应用基尔霍夫定律还是欧姆定律,一方面要在电路图上标出电流、电压或电动势的参照方向　 　第二章 电路的分析措施一、电阻串并联的等效变换：1、电阻的串联:如图示:　 两个串联的电阻R1和R2可用一种等效电阻R来替代等效的条件是:在同一电压U的作用下,电流Ｉ保持不变从而有: 　 （1)等效电阻等于各个串联电阻之和,即 (2）串联电阻上电压与电阻成正比，即 (3）串联电阻上消耗的电功率与电阻成正比，即 　 2、电阻的并联:　 　 如图示： 　 两个并联的电阻R1和Ｒ2可用一种等效电阻R来替代　 （1）等效电阻的倒数等于个电阻倒数之和，即 　 　 　 　　 或 　 其中Ｇ称为电导,是电阻的倒数，单位:西[门子] 　(２)通过并联电阻的电流与电阻成反比，即 　　 　 　（３)并联电阻上消耗的电功率与电阻成反比,即 　　 　 （4)并联的电阻越多，总电阻越小,电路中的电流和总功率越大,但每个负载的电流和功率不变。

３、电阻的星形联接与三角形联接的等效变换: 　 如图示 　 (１） Ｙ等效为△时:当 （2)△等效为Ｙ时： 　 当　 　 　 　　 　 　　 二、电源的两种模型及等效变换: １、电压源模型： 　 　　如图所示：为电压源模型,简称电压源 　 当 　 　 　 　　　 　 ，是一定值，其中的电流由负载电阻RＬ及电压U自身决定,这样的电源称抱负电压源或恒压源　　２、电流源模型： 如图所示:为电流源模型，简称电流源 当 　 　 　 　　　 是一定值,其两端的电压由负载电阻RL及电流Ｉs自身决定,这样的电源称抱负电流源或恒流源 3、两种电源模型之间的等效变换:　 　如图所示：　 电压源与电流源的等效关系是对外电路而言的：当电压源和电流源都开路时,外电路电流I=０，电压源内阻上不损耗功率，电流源内阻上有功率损耗;当电压源和电流源都短路时,两者对外电路是等效的：Ｕ=0, 　 　 ,　但电压源内阻上有功率损耗,电流源内阻上无损耗， 电路分析时,与抱负电压源并联的电阻可以除去(断开）,并不影响该并联电路两端的电压；与抱负电流源串联的电阻可以除去（短接),并不影响该支路中的电流。

如图示:三、支路电流法：凡不能用电阻的串并联等效变换化简的电路，称为复杂电路，在计算复杂电路的多种措施中，支路电流法是最基本的它是应用基尔霍夫电流定律和电压定律对结点和回路列出所需要的方程，而后求解列方程时，必须在电路图上选定好未知支路电流及电压或电动势的参照方向一般地说:（１)对有ｎ个结点的电路,应用电流定律只能列出n－1个独立方程; 　　　　 　 （2)对有ｂ个回路的电路，应用电压定律可对单孔回路列出b-（n-１)个方程即总共可列出b个独立方程，解出b个支路电流 例： 　 电压和电流的参照方向如图所示： 由电流定律得： 　　由电压定律得：四、结点电压法： 　 如果电路中只有两个结点，则每个支路两点的电压就称为结点电压只规定出结点电压，就可求出各支路的电流这种措施称为结点电压法如图示： 　　规定：电动势与结点电压的参照方向相反时取正,相似时取负电阻上电流参照方向与典雅参照方向相反取负 有:　 可得:五、叠加定理: 　对于线性电路,任何一条支路中的电流,都可以当作是各个电源（电压源或电流源）分别存在时,在此支路中所产生的电流的代数和这就是叠加定理如图示:从而有： 　 其中:六、有源二端网络：　 有些状况下,只需要计算一种复杂电路中某一支路的电流，常应用等效电源的措施。

　 １、有源二端网络:具有两个出线端的部分电路，其中具有电源可以是简朴的或任意复杂的电路 2、有源二端网络一定可以简化为一种等效电源一）　、戴维宁定理: 　 任何一种有源二端网络都可以等效成为一种电动势为E的抱负电压源与一种内阻R０串联的电源等效电源的电动势E就是有源二端网络开路时的开路电压U0,等效电源的内阻R０等于有源二端网络中所有电源除去(将抱负电压源短路,将抱负电流源开路)后所得到的无源二端网络两端点之间的等效电阻这就是戴维宁定理如图示:例：如图示,计算通过电阻R3的电流 等效电路及计算等效电动势和内阻的电路如下所示: 　 由于： 　　 　 　 （二)、若顿定理:任何一种有源二端网络都可以等效成为一种电流为Iｓ的抱负电流源与一种内阻R0并联的电源等效电源的电流Iｓ就是有源二端网络短路时的短路电的短路电流,等效电源的内阻R０等于有源二端网络中所有电源除去（将抱负电压源短路,将抱负电流源开路）后所得到的无源二端网络两端点之间的等效电阻这就是若顿定理如图示：例：如图示，计算通过电阻R3的电流 　 等效电路及计算等效电流和内阻的电路如下所示：　 由于： 　　 　　 　　　七、非线性电阻电路的分析: 　 电阻不随电压或电流的变化而变化的电阻称为线性电阻，遵循欧姆定律;电阻随电压或电流的变化而变化的电阻称为非线性电阻，不遵循欧姆定律；由于非线性电阻的阻值随电压或电流而变化,故计算时必须指明它的工作电流或工作电压,借助于伏安特性曲线求解。

非线性元件的电阻有两种表达措施:一种称为静态电阻(直流电阻），她等于工作点的电压与电流之比,即 另一种。