电工技术（不全）

这是一篇关于电工技术的思维导图，主要内容包括：电路基本概念，直流电路的分析方法，介绍了电压、电动势、功率与能量等基本物理量，以及欧姆定律、基尔霍夫定律和电阻的等效变换等内容。

电工技术

• 电路基本概念
  • 电路基本物理量
    • 电压：衡量电场力对电荷做功的能力
    • 电动势：衡量电源对电荷做功的能力
  • 电压和电流的参考方向
    • 实际方向
      • 电压的实际方向：高电位指向低电位——电位降低的方向
      • 电动势的实际方向：电源的内部由低电位指向高电位——电位升高的方向
      • 方向相反
    • 电压参考方向和电流参考方向
      • 一致：关联参考方向
      • 不一致：非关联参考方向
  • 功率与能量
    • 电源与负载的判定
      • 参考方向判定：关联参考方向下
        • 功率p=ui>0:元件吸收功率，为负载
        • p=ui<0：元件发出功率，为电源
      • 实际方向判定
        • 元件电压和电流实际方向相同，为负载
        • 实际方向相反，为电源
  • 欧姆定律
    • 电压和电流为关联参考方向——U=RI
    • 电压和电流为非关联参考方向——U=-RI
  • 基尔霍夫定律
    • 基尔霍夫电流定律(KCL)——对于某一结点（也可为闭合面）：∑Ⅰ=0
    • 基尔霍夫电压定律（KVL）——回路中各段电压代数和恒等于0：∑U=0（可推广应用于任一假想闭合的一段电路）
  • 电阻的等效变换
    • 串并联等效变换
    • 星形和三角形等效变换
    • 电源的等效变换
      • 实际电源既可以用电压源表示，也可以用电流源表示。对电源外部负载而言，两种形式是等效的
      • 理想电压源和理想电流源之间不可以等效变换
• 直流电路的分析方法
  • 支路电流法（电路有b条支路，n个结点）
    • 用KCL列n-1个独立电流方程
    • 用KVL列b-(n-1)个=网孔数的回路电压方程
    • 适用支路数较少的场合
  • 结点电压法
    • 选取电路中某一结点为参考结点，确定其他各结点与此参考结点间的结点电压
    • 在每一结点处（除参考结点）用KCL列结点电流方程
    • 写出各支路电流与结点电压关系，求解各结点电压
    • 适用支路数较多，结点数较少电路
      • 两结点电压公式
      • 任意结点i电压方程
        • • G：电导，单位：西（门子）
          • 主结点电压×自导+Σ互结点电压×互导（为负）=Σ主节点电流代数和（流入为正）
  • 电路定理
    • 叠加定理
      • 线性电路中含多个独立电源，共同作用的电流或电压等于各独立电源单独作用代数和
      • 求解功率不能用叠加定理
    • 置换定理
      • 电路中任意电压U电流I的电阻R，可用电压为U的恒压源或电流为I的恒流源代替
    • 戴维宁定理
      • 任一线性有源二端网络，等效为一个电压源模型
        • 有源二端网络：除去所求支路，余下电路是一个具有两个接线端的含源电路
    • 诺顿定理
      • 任一线性有源二端网络，等效为一个电流源模型
    • 最大功率传输定理
      • 负载以外电路化简为戴维宁等效电路，负载电阻=等效电源内阻时负载获得最大功率
  • 动态电路时域分析
    • 电容元件
      • • 电容器极板上电荷量与两端所加电压成比例
      • • 电容电流与电容电压的变化率成正比
      • 瞬时功率
        • 电容储存能量
        • 电容元件并不消耗能量，是一种储能元件
      • 并联（得到较大电容）
      • 串联（提高电容承受电压）
    • 电感元件
      • 磁链
        • y：单位Wb
        • 电感L：单位H（亨[利]）
      • • 电感存储能量
        • 电感元件也是一种储能元件
      • 串联
      • 并联
    • 换路定则
      • 设电路在t=0时刻换路
        • 表示换路前的终了瞬间
        • 表示换路后的初始瞬间
      • 求初始值步骤
        • 确定储能元件
        • 用换路定则求
        • 时刻的等效电路中电容和电感分别用恒压源和恒流源代替
        • 求解各元件电压电流初始值
    • RC电路
      • 零状态响应
        • 初始状态为0，电路中响应仅由电源激励产生
          • 电容的充电过程
        • 根据KVL
          • • 为齐次微分方程通解
              • 通解
                • 时间常数t=RC
                  • R：从电容两端看进去的戴维宁等效电阻
            • 为非齐次微分方程特解
              • 特解
          • • 由初始条件
            • 得k=-U
      • 零输入响应
        • 在没有电源作用下，仅由储能元件的初始储能产生的电路响应
          • 电容的放电过程
          • 电阻R在电容放电过程中所消耗能量
        • 根据KVL
          • • 通解
              • 得
      • 全响应
        • 由电源激励和储能元件初始状态非零条件下产生的响应
        • 全响应=稳态分量+暂态分量
        • 全响应=零输入响应+零状态响应
        • 全响应中的电容电流
    • RL电路
      • 零状态响应
        • 电感元件无初始储能，由电源激励所产生的电路响应
        • 数学分析法（解微分方程）
          • 根据KVL
            • • 通解
                • R：从电感两端看进去的戴维宁等效电阻
              • 特解
            • • 初始条件
        • 三要素法
          • 初始值
            • 稳态值
              • 时间常数
          • 电感电压为
      • 零输入响应
        • 没有电源激励，由电感元件初始储能产生的电路响应
          • 电阻R在电感放电过程中所消耗能量
        • 数学分析法
          • 根据KVL
            • • • 初始条件
        • 三要素法
          • 初始值
            • 稳态值
              • 时间常数
          • 电感电压为
      • 全响应
        • 由电源激励和电感初始储能共同作用产生的响应
        • 稳态值+初始值
        • 零输入响应+零状态响应
        • 电感电压
    • 一阶电路的三要素法
      • 一阶电路：电路中只含有一个储能元件（或等效为一个储能元件）
      • 一般表达式
        • 电压或电流
        • 电路达到稳定状态时的稳态值
        • 电路换路后的初始值
        • 一阶电路的时间常数
        • 三要素
• 主题