电工技术复习

电工技术知识复习思维导图绘制模版。所有的知识点都给大家整理出来了，方便大家备考时翻阅查看，帮助大家加深记忆、提高复习效率。都是根据个人对教材的理解整理所得，大家可以根据自己的复习情况进行增减。

电工技术

• 电路元件
  • R电阻
    • 电阻是电子产品中最常用、最基本的电子元件之一， 是耗能元件
    • 电阻单位：欧姆Ω
    • 金属电阻
      • R=ρ*l/s
    • 普通色环电阻
      • 色环标记法
    • 电阻的作用：限制电流, 分压, 分流
    • RH电位器：可调节阻值的电阻,带箭头的电阻
    • G电导：与电阻互为倒数，G=1/R
  • L电感器
    • 电感器一般由骨架、绕组、铁芯、屏蔽罩等组成， 电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型
    • 电感单位：亨利H
    • 电感的作用： 通直阻交，导通直流，阻碍交流。
  • C电容器
    • 由两个导体中间隔以绝缘物质组成的，导体称为电容器的极板。 电容器加上电源后，极板聚集等量异号的电荷，带正电荷为正极板，带负电荷为负极板。电容器是能够储存电场能量的元件。
    • 电容单位：法拉F
    • 瓷片电容（无极性） 薄膜电容（无极性） 电解电容（有极性）
    • 电解电容极性的识别 ① 新出厂的电解电容有两个引脚，长脚为正极，短脚为负极。 ② 观察电解电容表面的标注，标有长条细线对应的引脚为负极，另一个引脚为正极
    • 注意： ①实际加在电容两端的电压应不超过耐压值，否则电容器将被击穿 ②电解电容的极性不能接错
    • 电容的作用： 隔直通交，隔断直流，导通交流，滤波，移相，调谐等。
• 测量
  • 数据标记法
    • ① 直标法：直接用数字与单位符号表示
    • ②文字符号法：单位符号的位置夹在数字间代表小数点的位置
    • ③数字表示法:最后的一位数字是10的次幂，单位省略，默认电阻为Ω，电容为pF
    • ④色环表示法：只用于色环电阻，用色环颜色表示阻值，从电阻头近的一端开始读，对照色环数值的表。 4位色环电阻表示法：前2位代表有效数字，第3位是倍乘，最后一位是允许误差% 5位色环电阻表示法：前3位代表有效数字，第4位是倍乘，最后一位是允许误差%
  • 误差分析
    • 测量值与理论值总是有一定的出入，称为误差
    • 测量误差
      • 任何测量结果都会有误差，而误差的大小又直接影响到测量的精确程度。不可能完全消除误差，但可以采取各种方式控制和减小误差，从而得到更精确的测量结果。
    • 绝对误差
      • 测量所得被测量的值x与被测量的真值x0之差为绝对误差Δx 绝对误差x是有纲量的代数值，其纲量与被测量的纲量相同，其大小和正负分别表示测量值偏离真值的程度和方向
      • ΔX=X-X0
    • 相对误差
      • 相对误差是绝对误差与被测量真值X0之比的百分数 相对误差越小，测量的准确度就越高
      • γ0=(ΔX/X0)×100%
      • 由于被测量值的真值无法得到，在误差越小，要求不太严格的场合，可用实际测量值x来代替，即γ0=(ΔX/X)×100%
    • 引用误差
      • 引用误差是绝对误差与测量仪器仪表的满刻度值xm之比的百分数
      • γm=(ΔХ/Хm)×100%
    • 系统误差
      • 在相同的条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定，或测试条件改变时，按一定规律随条件变化的误差
    • 随机误差
      • 在相同的条件下，多次测量同一个量时，每一次测量误差的大小和符号都是随机的，不可预知的误差
    • 粗大误差
      • 在测量时，有可能会出现与实际明显不符的测量值。使测量值明显偏离被测量值真值的误差称为粗大误差，含有粗大误差的测量值被称为坏值
• 电路组成
  • （1）是提供电能的能源，简称电源； （2）是用电装置，统称其为负载，它将电能转换为其他形式的能量； （3）是连接电源与负载传输电能的金属导线，简称导线。
  • 电流
    • 在单位时间内通过导体横截面的电荷量，其单位为安培（A）
    • DC直流电流
      • I大小与方向不随时间变化的电流
    • AC交流电流
      • i大小与方向均随时间变化的电流
  • 电压
    • 直流电压U
      • U大小与方向不随时间变化的电压
    • 交流电压u
      • u大小与方向均随时间变化的电压
    • 电压也叫电位差，Va-Vb=Uab
  • 参考方向
    • 实际方向与参考方向
      • 正电荷运动的方向规定为电流的实际方向。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。 根据参考方向计算出结果若i>0则实际方向 与参考方向一致，否则不一致
      • 电压的实际方向规定由电位高处+指向电位低处—。 与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向。
      • 电路图中所标注的均是参考方向，并以参考方向为依据列方程。 电压的参考极性用“+”、“−”标注，电流的参考方向用“→”标注。 当u（或i）＞0时，表明实际方向与参考方向一致，否则相反。
    • 关联参考方向与非关联参考方向
      • 电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定， 但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向； 如不一致，称非关联方向。若无说明默认关联。
• 电路基础概念
  • 支路: 电路中具有两个端钮且通过同一电流的每个分支（至少含一个元件），叫支路。
  • 节点: 3条或3条以上支路的连接点叫做节点。
  • 回路: 电路中由若干条支路组成的闭合路径叫做回路。
  • 网孔: 内部不含有支路的回路称为网孔。
• 功率
  • 关联参考方向
    • p = ui
  • 非关联参考方向
    • p =- ui
  • 不论u、i是否是关联参考方向，若p＞0，则该元件吸收（或消耗）功率；若p＜0，则该元件发出（或供给）功率
• 基尔霍夫定律
  • 基尔霍夫电流定律KCL
    • 任一时刻，流入电路中的任一个节点的各支路电流代数和恒等于零
    • ∑i=0
    • 以电流i的参考方向为依据列方程，流入节点的电流前取“+”，否则取“−”。
    • 源于电荷守恒
      • I流入=I流出
  • 基尔霍夫电压定律KVL
    • 任一时刻，沿电路中的任何一个回路，所有支路的电压代数和恒等于零
    • ∑u=0
    • 以电压u的参考方向为依据列方程，当u的参考方向与绕行方向一致时，该电压前取“+”，否则取“−”。
    • 源于能量守恒原理
      • U正=U负
• 电路分析方法
  • 支路电流法
    • 支路电流法是以支路电流为未知数，根据KCL和KVL列方程的一种方法。
    • （1）在电路图上标出所求支路电流参考方向，再选定回路绕行方向。 （2）根据KCL和KVL列方程组。 （3）联立方程组，求解未知量。
  • 网孔电流法
    • 以假想的网孔电流为未知数，应用KVL列出各网孔的电压方程，并联立解出网孔电流，再进一步求出各支路电流的方法称为网孔电流法。
    • 回路电流法（网孔电流法）是以回路电流作为电路的变量，利用基尔霍夫电压定律列写回路电压方程，进行回路电流的求解。然后再根据电路的要求，进一步求出待求量。
    • (1) 首先确定独立回路并设定回路电流的绕行方向。 (2) 根据KVL列出以回路电流为未知量的电压方程∑U=0 。 (3) 两个未知量, 两个方程, 联立求解出Ia和Ib。 (4) 求解出回路电流后, 再用回路电流表示各支路电流。 注意：回路电流法（网孔电流法）适用于电压源。如有电流源时应作电压源等效变换处理。
    • 写出一般式 R11Ia+R12Ib=US11 R21Ia + R22Ib = US22
      • 式中，R11 为网孔1的所有电阻之和，R22 为网孔2的所有电阻之和，并分别称为网孔1、2的自阻，自阻总是正的； R12 代表相邻1、2两网孔之间的公共支路的电阻，称为互阻，互阻的正负取决于流过公共支路的网孔电流的分析，相同为正，相反为负。 Us1为网孔1中所有电源压源电位升（从负极到正极）的代数和， Us2为网孔2中所有电源压源电位升（从负极到正极）的代数和当电压源沿本网孔电流的参考方向电位上升时（即由-到+，低电位到高电位），Us为正否则为负。
      • 求出Ia和Ib后，根据支路电流的方向与各网孔电流间的加减得出支路电流的大小。
  • 节点电压法
    • 以节点电压为未知数，应用KCL列出各节点的电流方程，并联立解出节点电压，再进一步求出各支路电流的方法称为节点电压法。
    • 节点电压法是以节点电压为求解电路的未知量，利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律导出（ｎ–１）个独立节点电压为未知量的方程，联立求解，得出各节点电压。然后进一步求出各待求量。
    • （1）电路中，任意选择一节点为参考点，其他节点与参考点之间的电压便是节点电压。 （2）设节点0为参考点，则节点①、②的电压分别为U10、U20。列出KCL方程。 （3）将电流换成电压除电阻再变为电导乘电压形式。 （4）求解出各节点的电压U10和U20，然后除于要求的支路上的电阻求出每个支路的电流。
    • 写出一般式为 G11U10+G12U20 = IS1 G21U10+G22U20 = IS2
      • 式中，G11 = G1 + G2 + G3为节点①的所有电导之和， G22=G3+G4+G5为节点②的所有电导之和， G11、G22分别称为节点①、②的自导，自导总是正的； G12=G21=−G3，G12、G21代表相邻①、②两节点之间的所有公共支路的电导之和，称为互导，互导总是负的。
      • 注意：支路相连的支路电流源串联的电阻不算！！！！
    • 弥尔曼定理
      • 弥尔曼定理是用来解仅含两个节点的电路的节点法。
      • 推广到一般情况得
• 等效变换
  • 电阻的串并联及分压分流公式
    • 具有相同电压电流关系（即伏安关系，简写为VAR）的不同电路称为等效电路，将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为等效变换。
    • 串联分压
    • 并联分流
  • 电压源与电流源的等效变换
    • 实际电源既可以用电压源模型表示,也可以用电流源模型表示。两种模型具有相同的VAR，所以二者可以等效互换。
    • 两种电源模型的等效变换 所谓外部等效, 就是要求当与外电路相连的端钮a、 b之间具有相同的电压时, 端钮上的电流必须大小相等, 参考方向相同。如图所示：
    • 等效变换公式：Us=I1Rs‘ Rs=Rs’
  • 戴维南定理
    • 对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以用一个电压源和电阻串联的支路来代替，其电压源电压等于线性有源二端网络的开路电压UOC，电阻等于线性有源二端网络除源后两端间的等效电阻Ri。这就是戴维南定理。
    • Uoc等于该二端网络的开路电压，Uab。
    • Ri等于该二端网络中所有电压源短路（电流源变成导线），所有电流源开路（连接电流源的支路都断开）时的等效电阻，Ri称为戴维南等效电阻。
    • 补充：诺顿定理（由戴维南定理变换而来）
      • 对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以用一个电流源和电阻并联的电路来代替，其电流源电流等于线性有源二端网络的短路电流ISC，电阻等于线性有源二端网络除源后两端间的等效电阻Ro。这就是诺顿定理。
  • 叠加定理
    • 在含有多个激励源的线性电路中，任一支路的电流（或电压）等于各理想激励源单独作用在该电路时，在该支路中产生的电流（或两点间产生的电压）的代数之和。这一性质称之为叠加定理。
    • (1）设电压源单独作用
      • 令电流源不作用，即等效为开路，（连接电流源的支路断开）
    • （2）设电流源单独作用
      • 令电压源不作用，即等效为短路，（连接电压源的电压源变成导线）
    • 注意： ①应用叠加定理对电路进行分析，可以分别看出各个电源对电路的影响，尤其是交、直流共同存在的电路。 ② 戴维南定理和叠加定理的应用条件是：只适用于线性电路（线性电路是指只含有线性电路元件的电路）。 ③ 由于功率不是电压或电流的一次函数，所以不能用叠加定理来计算功率。
    • (3) 在分解的电路模型中, 若电流或电压的参考方向与原电路中电流或电压的参考方向相同, 则叠加时电流或电压取正号, 否则取负号。