直流电路基本知识

电流基本概念：支路电流法：一电路中各支路电流为未知量，然后应用基尔霍夫。电流定律和电压定律分别对节点和回路列出所需要的方程组。而后解除未知之路电流。

一，直流电路基本知识

• 电路基本概念
  • 电路的组成和作用
    • 组成
      • 电源
        • 提供电能设备，如发电机，电池，信号源等是提供电能的设备 ，将其他形式的能量转换为电能，如电池，发电机，信号源
      • 负载
        • 用电设备，他将电能转化为其他形式的能量， 如电灯泡，电动机，空调，冰箱等
      • 口中间环节
        • 连接电源与负载，在电路中起着传输或分配电能，控制和保护 电器设备的作用，如导线，开关，接触器等辅助设备。
    • 作用
      • 实现能量的传输和转换
      • 实现信号的传输与处理
  • 电路的基本物理量
    • 电流
      • 在电源作用下电荷的定向移动形成
      • 电流强度Q/T
      • 电流参考方向
        • i>0，参考方向与实际方向一致
        • i<0，参考方向与实际方向相反
    • 电压
      • 电压就是电场力将单位正电荷从电路中一点一点电路另一点所做的工。
        • 实际方向——高电位指向低电位。
      • 单位：伏特简称服伏（V）
    • 电位
      • 电电路某点与参考点之间的电位称为该点的电位，参考点。电压为0。
      • 电位的单位为伏特简称V
    • 电动势
      • 电源力单位正电荷从电源负极经过电源内部移动到电源正极所做的功称为电源的电动势。
      • 单位伏特简称V,符号E
    • 电能
      • 电电流所做的功W=U/T
    • 电功率
      • 电电路中单位时间内产生或消耗的电能称为电功率，用p表示。
      • 公式：P=W/T=UI=12R=U2/R
  • 常用理想元件
    • ′伏安关系
      • 流过元件的电流和元件两端电压之间的关系就是所说的方案关系。
    • 电源元件→提供电能。
      • 伏安关系
        • 理想电压源：U=US
        • 理想电流源：i=is
    • 电阻元件→消耗电
      • R(Ω）
      • 电阻不分方向。不分正负。
      • ′伏安关系：I=U/R
    • 电容元件→储存电场能
      • f(法拉）
      • i=L du/dt
      • i=-L du/dt
    • 电感元件→储存磁场能
      • L(h享利）
      • U=L di/dt
      • U=-L di/dt
  • 欧姆定律
    • 欧姆定律: 通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比
      • 公式:I=U/R
    • 欧姆定律仅适用于线性电阻路。
      • 电阻和电阻的材料，长度，横截面积有关。
      • 如果如果电阻阻值不随通过它的电流和其两端的电压的变化而变化，这种电阻成为现线性电阻， 大多数金属导体属于线性电阻。有线性元件构成的电路叫做线行电路。
      • 如果电阻阻值水通过它的电流和其两端的电压的变化而变化。这种电阻称为非线性电阻。 如半导体，白炽灯和乌丝灯。，还有非线性原件的电路叫做非线性电路。
    • 概念：只含有一个电源的称为简单电路。，还有两个或两个以上的电路称为复杂电。
• 基尔霍夫定律人及应用
  • 电路的基木语
    • 支路：电路中流过同一电流的电路分支。→还有电源，电源元件的支路称为有源之路不含有电源元件的支路称为无源之路。支路中流过的电流称为支路电流，支路两端的电压称为支路电压。
    • 节点：三条或三条以上的支路的公共连接。
    • 回路：电路中任意一条闭合的路径。
    • 网孔：内部不在包含其他支路的回路称为网孔，也称为独立回路。
  • 基尔霍夫电流定律
    • 表述一，基本内容：任意时刻，流入任意节点的支路电流之和必定等于从该节点流出的支路电流之和。
      • 数学表达式：1入=1出
    • 表述二，任意时刻流出或流入任意节点的支路电流的代数车和恒等于0
  • 基尔霍夫电压定律
    • 表述一 →在任意瞬间，在任意回路上的电卫生纸和等于电位降之和——U升U降——所有电压均为正。
    • 表述二 →在任意瞬时延任意回路电压的代数和恒等于0 ——U=0——电压参考方向与回路绕行方向一致时，曲正好相反，时曲符号
    • 表述三 →对于电阻电路回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压，源电压的代数和
      • iR=US
        • 有有参考方向与回路绕行方向一致时，iR 前取正号。相反时取负号 电压源电压与回路绕行方向一致。Us前取负号襄樊时取正号
  • 支路电流法
    • 支路电流法
      • 一电路中各支路电流为未知量，然后应用基尔霍夫。 电流定律和电压定律分别对节点和回路列出所需要的方程组。而后解除未知之路电流。
      • 具有b条之路n个点的电路，一用KCL和KUL只能列，L=B-(n-1)个回路方程
    • 支路电流法的一般步骤
      • 在电路图上。标出所求支路电流参考方向。在选定回路绕行方向
      • 根据KCL和KUL 列出方程组——选独立的节点，列出独立的KCL 电流方程式
      • 联立方程组求解未知量。
• 电阻电路的等效变换
  • 电阻的串联电路
    • 首尾依次相连。并且留流过每一电流都相等。
    • 1串联电路中电流处处相等。 2串联电路中电流有分压的作用。
    • 电阻串联时各电阻上的电压
      • U1=1R=R1/RXU
      • U2=IR2=R2/RXU
      • Un=IRn=Rn/RXU
    • 个电阻吸收的功率为
      • PK=UKI=12RK
    • 两个两个线性电阻串联电路
      • R=R1+R2
      • U1=R1/R1+R2XU
      • U2=R2/R1+R2XU
      • P=12 R1—— P2=12R2
  • 电阻的并联电路
    • 电电路中若干个电阻首尾分别香连，各个店主承受同一电压，这种连接方式称为并联。
    • 总电=分电压3倍。
    • 等效电阻：1/R=1/R+1R2+1/R3+1/n
    • 分流公式
      • I1=R/R1ⅩI=R2/R1+R2X1
      • I2=R/R2X1=R1/R1+R2X1
    • 功率
      • P1=U/R1
  • 电阻的混联电路
    • 电电路中既有电阻的串联电路中既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种称为混联。
    • 应用欧姆定律由总电压总等效电阻求的总电流。
    • 根串联电阻的分压公式和并联电阻的分流公式，逐步求出各电阻的电压，电流及功率。
• 项目二正弦交流电路原理分析
  • 交流电的特点及表示方法
    • 正弦交流电的三要素
      • 概念：随时间按正弦律规律变化的电压，电流称为正弦电压和正弦电流。
      • 三要素：幅值，角频率初相位 最大值是有效值的根号下2倍。 同频率才能求相位差
      • 周期：T单位S 正弦量完整变化一周所需要的时间。 频率：f单位HZ 正弦量在单位时间内变化的周数。 角频率：W单位rad/s 正弦量单位时间内变化的弧度值。
    • 理解交流电有效值的概念及其最大值的关系。
      • 瞬时值是以解析式表示的i(t)=ImSin(WT+)ψⅰ 最大值就是试中的Im,Im反映了正弦量振荡复幅度 有效值：你交流电热效应相同的直流电数值。。
      • 相位：正弦量表达式中的角度 初相：t=0时的相位 相位差：指两个同频率正弦量之间的相位叉数直上的等于他们的初相之差。 有效值等于最大值除以根号2。 最大值等于根号2乘以有效值
  • 正弦交流线路
    • R,L,C元件电压与电流的相量关系
      • 纯电阻R
        • I=U/R 电压，电流关系 Ψi=ΨU
      • 纯电感L
        • XI=WL=2丌FL U=XL1单位Ω ΨU=Ψⅰ十π/2 U=L乘以di/dt 电压，电流关系
      • 纯电容C
        • Xc=1/Wc=1/2丌FC 单位Ω 在关联参考方向下，电流超前与电压90度。
  • 交流电功率功率因数
    • 交流电路瞬时功率有公功率，无功功率视在功率，功率因素等概念
      • 瞬时功率P=Ui）UmSin(Wt+90)ImsinWt =2UIsinWtCoSWtCosWt=UISinWt
      • 有有功功率P=√3UIcosψ公式里的电压U线电压。
      • 无功功率Q=UXIsinΨ
      • 1视在功率S=UI单位优安
      • 功率因素是衡量电气设备效率高低的一个系数，他的大小与电路的复合性质有关。
      • P=Ui=UmSin(Wt+90)ImSinWt =2UISinWtCoSWt=UISin2Wt
    • 功率因数提高的意义和方法
      • 工业负载多数是感性负载。此提高负载功率因数可存在其两端并联电容，提高功率因数的基本思想是减少无功功率。
  • 三相电流电源
    • 对称三相电压的特
      • 对称三项正弦电压瞬时值之和恒为0。这就是对称三相正弦电压的特点
    • 三相电源的特点
      • 三相电源的特点：对称三相正弦电压是由三项发电机产生的他们的频率相等，振幅相同。相位彼此相差120度。
    • 三相电源的相序
      • 三项分别为U相V相W相，别为黄绿红之间相差120度。
    • 三项电源的丫形联结
    • Y形电源的相电压，线电压及其关系。
  • 三线电路中负载的连接
    • 三相对称星形负责电路的特点及计算。
      • 三相负载阻抗：ZU1=ZV1=ZW1
      • 相电压与线电圧
        • 三项负载的相电压就是电源的相电压。 三项负责的连接电压就是电源的线电压。 UI=根号下3UP
      • 相电流与线电流
        • 相电流：流过每一项相负载的电流有效值。IP 线电流：通过每根相线上的电流有效值IL 线电流等于相电流IL=IP
      • 中性电流
        • 中线上通过的电流IN=IU+IV+IW
        • 三相电源对称负载也对称的情况下，三项负载电流也是对称的，此时中心线电流为0。
    • 三项对称三角形负载电路的特点及计算
      • 接负载的端电压对于电源线电压 相线上通过的电流称为线电流。I1 负载中通过的电流称为线电。IP
      • 一三相电源对称，三相三角形接负载也对称的情况下三相负载中的相电流iUV iVW也是对称的相线上通过的三个线电流iUiViW 也对称
      • 在三相对称情况下，线电流是相电流的根号下三倍。相位端后与其对应的相电流30度
      • U1=UP I1=根号下3IP