电工学总复习(第七版)

电工技术课程内容绪论第1章电路的概念与定律第2章电路的分析方法第5章三相电路第6章变压器第4章正弦交流电路第7章交流电动机第10章继电接触器控制第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解电路的基本定律并能正确应用；3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；4.会计算电路中各点的电位。第1章电路的基本概念与基本定律一电路的作用与组成部分作用(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理

组成(1)电源——中间环节——负载(2)信号源——信号处理——负载二电压和电流的参考方向电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E

(电位升高的方向)

电压U(电位降低的方向)高电位

低电位

单位kA、A、mA、μA低电位

高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV2.电路基本物理量的参考方向实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分3.电源与负载的判别根据U、I的实际方向判别电源：U、I实际方向相反，即电流从“+”端流出（发出功率）

负载：U、I实际方向相同，即电流从“-”端流出（吸收功率）根据U、I的参考方向判别

U、I参考方向相同，P=UI0，负载

P=UI0，电源U、I参考方向不同，P=UI0，电源P=UI0，负载三基尔霍夫定律

支路：电路中的每一个分支，一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。ba+-E2R2+-R3R1E11.基尔霍夫电流定律(KCL定律)

在任一瞬间，流进任一结点的电流等于流出该结点的电流。

即:Ｉ入=Ｉ出或:Ｉ=0在任一瞬间，流进（流出）任一结点的电流代数和恒等于零。若规定流进前加“+”号，则流出前加“-”号；反之亦然推广：电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面ABCIAIBICIA+IB+IC=02.基尔霍夫电压定律（KVL定律)

在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。即：

U=0电压与循行方向一致，该电压前加”+”号;电压与循行方向相反，该电压前加”-”号;

对回路l1：

l1E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_l2I1I1R1I2R2E1=0+––E2+对回路l2：UBE=0–+I2R2E2+四电路中电位的概念及计算电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX”。(通常设参考点的电位为零)某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。电位的计算步骤:

(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)标出各电流参考方向并计算；(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。c20

4A6

10AE290V

E1140V5

6A

dab设a为参考点，即Va=0VVb=Uba=–10×6=

60VVc=Uca=4×20=80VVd=Uda=6×5=30V第2章电路的分析方法2.1电阻串并联联接的等效变换2.2*电阻星型联结与三角型联结的等效变换2.3电压源与电流源及其等效变换2.4支路电流法2.5结点电压法2.6叠加原理2.7戴维宁定理与诺顿定理2.8受控源电路的分析本章要求：1.熟练掌握电阻串并联等效变换、串联分压与并联分流公式。2.掌握实际电源的两种模型及其等效变换求解电路的方法。3.熟练运用支路电流法、结点电压法、叠加原理和戴维宁定理分析计算电路。第2章电路的分析方法一电阻串并联联接的等效变换1.电阻的串联串联电阻上电压的分配与电阻成正比。2.电阻的并联并联电阻上电流的分配与电阻成反比3.电阻星形联结与三角形联结的等效变换Y

Ya等效变换acbRcaRbcRabIaIbIcIaIbIcbcRaRcRb对图示电路求总电阻R12R122

122

2

1

1

1

由图：R12=2.68

R12CD12

1

1

0.4

0.4

0.8

2R1210.8

2.4

1.4

1

2122.684

二电压源与电流源的等效变换由图a：

U=E－IR0由图b：U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–电压源等效变换条件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–电流源三支路电流法支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫定律（KCL、KVL）列方程组求解。步骤：（1）在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路，标出回路循行方向。（2）应用KCL对结点列出(n－1)个独立的结点电流方程。（3）应用KVL对回路列出b－(n－1)个独立的回路电压方程.（4）联立求解b个方程，求出各支路电流。ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I2对结点a：例

：12I1+I2–I3=0对网孔1：对网孔2：I1R1+I3R3=E1I2R2+I3R3=E2四结点电压法

结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解。

在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求出各支路的电流或电压。

2个结点的结点电压方程当E与U“+”极接“+”极时，该前加“+”号，当E与U“+”极接“–”极时，该前加“–”号；当IS流进U的“+”极，该IS前加“+”号，当IS流出U的“+”极，该IS前加“–”号。baE2+–I2ISI3E1+–I1R1R2R3+–U五叠加原理

叠加原理：对于线性电路，任何一条支路的电流(或电压)，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流(或电压)的代数和。原电路+–ER1R2(a)ISI1I2IS单独作用R1R2(c)I1''I2''+ISE单独作用=+–ER1R2(b)I1'I2'六戴维宁定理任何一个有源二端线性网络对外电路都可以用一个理想电压源E和内阻R0串联的电源来等效代替。有源二端网络RLab+U–IER0+_RLab+U–I

等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均不作用（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。理想电压源E就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a、b两端之间的电压。等效电源七诺顿定理任何一个有源二端线性网络对外电路都可以用一个理想电流源IS和内阻R0并联的电源来等效代替。

等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源不作用（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。

等效电源的电流IS

就是有源二端网络的短路电流，即将

a、b两端短接后其中的电流。等效电源R0RLab+U–IIS有源二端网络RLab+U–I第4章正弦交流电路4.2正弦量的相量表示法4.1正弦电压与电流4.3电阻元件、电感元件与电容元件4.8功率因数的提高

4.5阻抗的串联与并联4.4电阻、电感与电容元件串联交流电路第4章正弦交流电路1.理解正弦量的特征及其各种表示方法；2.理解电路基本定律的相量形式及阻抗；

熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法，会画相量图。3.掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率和视在功率的概念；4.理解提高功率因数的意义和方法。本章要求一正弦电压与电流正弦量：

随时间按正弦规律做周期变化的量。Ru+_

_

_iu+_幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。正半周负半周Ru+_1.频率与周期周期T：变化一周所需的时间（s）角频率：（rad/s）频率f：（Hz）TiO2.幅值与有效值幅值：有效值：3.初相位与相位差初相位：

表示正弦量在t=0时的相角。

给出了观察正弦波的起点或参考点。:相位差

：两同频率的正弦量之间的初相位之差。若电压超前电流

电流滞后电压

uiui

ωtO二正弦量的相量表示法相量的模=正弦量的有效值

相量辐角=正弦量的初相角相量的模=正弦量的最大值

相量辐角=正弦量的初相角或：NCANB+–++-+–––用相量表示：

三单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图(参考方向)阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i同相0LC设则则u领先i90°00基本关系+-iu+-iu+-设u落后i90°四RLC串联的交流电路

RLC+_+_+_+_瞬时值表达式相量式相量图(

>0感性)XL

>

XC(

<0容性)XL

<

XCRjXL-jXC+_+_+_+_阻抗三角形、电压三角形、功率三角形SQPR五阻抗的串联与并联阻抗的串联阻抗并联2个阻抗串联的分压公式：2个阻抗并联的分流公式：六功率因数的提高1.功率因数:对电源利用程度的衡量。的意义：电压与电流的相位差，阻抗的幅角时,电路中发生能量互换,出现无功功率当+-2.提高功率因数的措施：在感性负载两端并电容电路总的有功功率不变并联电容值的计算第5章三相电路5.1三相电压5.2负载星形联结的三相电路5.3负载三角形联结的三相电路5.4三相功率第5章三相电路本章要求：

1.搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、相线电流关系。2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用。3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。一三相电压1.三相电源的星形联结XYZNBCAeA+–eC+–eB+–中性线(零线、地线)相线(火线)2.三相电源的三角形形联结–++–+BAC–二负载星形联结的三相电路+ZBZCZAN'N++–––1)负载端的线电压＝电源线电压2)负载的相电压＝电源相电压3)线电流＝相电流4)中线电流Y

联结时：三负载三角形联结的三相电路ZABZBCZCAACB+++–––负载相电压=电源线电压（3）线电流比相应的相电