电工基础知识大全.ppt
电工基础知识电工基础知识目 录1、电流、电压、电阻2、电容、电感、电抗3、常用公式4、谐振电路 第第1 1章章 电流、电压、电阻电流、电压、电阻1.1 电流 1.1.1 串联电路21III1.1.2 并联电路R R1 1U UI IR R2 2I I1 1I I2 2IRRRI2121IRRRI2112电动势的单位： 伏 特 (V)电动势的实际方向1.2 电 压 v电动势的大小在数值上等于电源两端的开路电压. 理想电压源: E=U如何测出电动势的大小?非理想电压源:EUAO E=UAO电动势和电压有些什么区别？（1）它们描述的对象不同：电动势是电源具有的，是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量。答 电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量。（2）物理意义不同：电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电源负极移到正极的过程中，其他形式的能量转化成的电能的多少；而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时电场力作的功，就是将电能转化成的其他形式能量的多少。它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的。1.2.1 串联电路R R1 1R R2 2U U1 1U U2 2U UI IURRRU2111URRRU212221UUU1.2.2 并联电路21UUU1.3 电 阻 SLR对于一段材质和粗细都均匀的导体来说，在一定温度下：R1 1R2 2U1 1U2 2U总总R总总U总总所以所以IIU U1 1I IR R1 1= =U U2 2I IR R2 2= =且且 U U总总=U=U1 1+U+U2 2由欧姆定律可得由欧姆定律可得:U U总总I IR R总总= =U U1 1+U+U2 2= = I I= =U U1 1I I+ +U U2 2I I=R=R1 1+R+R2 2补充说明补充说明:(1):(1)串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，原串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，原因是串联后相当于增加了导体的长度。因是串联后相当于增加了导体的长度。 (2)(2)n个相同的电阻串联后的总阻值为个相同的电阻串联后的总阻值为nR R。由此推出由此推出: :串联电路的总电阻等于各分电阻之和。串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 即即:R:R总总=R=R1 1+R+R2 2R1 1R2 2UI总I1I2R总总UI总由欧姆定律可得由欧姆定律可得:U UR R1 1I I1 1= =U UR R2 2I I2 2= =且且 I I总总=I=I1 1+I+I2 2U UR R总总I I总总= =所以所以U UR R总总U UR R1 1= =+ +U UR R2 21 1R R总总1 1R R1 1= =+ +1 1R R2 2由此推出由此推出: :并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻 的倒数之和。的倒数之和。1 1R R总总1 1R R1 1= =+ +1 1R R2 2即即: :或：或：R R1 1R R2 2R R1 1+R+R2 2R R总总= =1 1R R总总1 1R R1 1= =+ +1 1R R2 21 1R R总总= =R R1 1+R+R2 2R R1 1R R2 2R R1 1R R2 2R R1 1+R+R2 2R R总总= =R R1 1R R2 2R R1 1+R+R2 2R R总总= =1 1R R总总R R1 1= =R R1 1R R2 2R R1 1+R+R2 2R R1 1= =R R2 2R R1 1+R+R2 2因为因为所以所以R R总总R R1 1同理同理R R总总R R2 2补充说明补充说明: :（1 1）并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，原因）并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，原因 是并联后相当于增加了导体的横截面积。是并联后相当于增加了导体的横截面积。 （2 2）n个相同的电阻并联后的总阻值为个相同的电阻并联后的总阻值为Rn 第第2 2章章 电容、电感、电抗电容、电感、电抗 线性电容元件线性电容元件：任何时刻，电容元件极板上的：任何时刻，电容元件极板上的电荷电荷q与电压与电压 u 成正比。成正比。2 2、电路符号、电路符号1 1、电容器、电容器C+ + + + +qq与电容有关两个变量与电容有关两个变量: C, q对于线性电容，有：对于线性电容，有： q =Cu 3. 3. 元件特性元件特性，C 称为电容器的电容称为电容器的电容电容电容 C 的单位：的单位：F (法法) (Farad，法拉，法拉) F= C/V = As/V = s/ 常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。Ciu+uqCdef4 4、伏安特性、伏安特性：线性电容的线性电容的qu 特性特性是过原点的直线是过原点的直线C= q/u tg 5 5、电压、电流关系、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向取关联参考方向Ciu+表明电流正比于电压的变化率。表明电流正比于电压的变化率。 quOdtduCdtCuddtdqi)(电容有隔直作用电容有隔直作用ttttttttiqtqiCuidCiCiCtutt000000d)(d11d1d 1)( )( )( dtduCi 由由有有结论：结论：1、电容元件是一个动态元件；、电容元件是一个动态元件；2、电容元件有、电容元件有“记忆记忆”效应。效应。6 6、电容元件的功率和能量、电容元件的功率和能量 在电压、电流关联参考方向下，电容元件吸收的功率为在电压、电流关联参考方向下，电容元件吸收的功率为 到到 t从从t - 时间内，电容元件吸收的电能为时间内，电容元件吸收的电能为 dtduCuudtduCuip 则：电容在任何时刻则：电容在任何时刻 t 所储存的电场能量所储存的电场能量Wc将将 等于其所吸收的能量。等于其所吸收的能量。0)(21)(21)(21)(21) (21ddd220)(222tqCtCuCutCuCuuCuWuttC若由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。从从t0到到 t 电容储能的变化量：电容储能的变化量：7 7 、小结：、小结：(1) i的大小与的大小与 u 的的，与，与 u 的大小无关；的大小无关；(3) 电容元件是一种记忆元件；电容元件是一种记忆元件；(2) 电容在直流电路中相当于开路，有电容在直流电路中相当于开路，有；(4) 当当 u，i为关联方向时，为关联方向时，i= Cdu/dt； u，i为为关联方向时，关联方向时，i= Cdu/dt 。)(21)(21)(21)(21022022tqCtqCtCutCuWC Li+u变量变量: 电流电流 i , 磁链磁链 1 1 、线性定常电感元件、线性定常电感元件L 称为自感系数称为自感系数L 的单位：亨（利）的单位：亨（利） 符号：符号：H (Henry）iLdef由电磁感应定律和楞次定律由电磁感应定律和楞次定律:tdNtudddi , 右螺旋右螺旋u , i 关联关联 i+u3 3 、电压、电流关系、电压、电流关系：tiLuddLi+utttuLituLi0d1)0(d1ttu0d)0(动态元件动态元件记忆元件记忆元件2 2 、韦安、韦安（ -i ）特性）特性 i04 4 、电感的储能、电感的储能也是无损元件也是无损元件L是无源元件是无源元件tiLiuipddiLiWtddd吸0)(21)(21220)(tLtLii若(1) u的大小与的大小与 ，与，与 i 的大小无关；的大小无关；(3) 电感元件是一种电感元件是一种；(2)电感在电感在电路中相当于电路中相当于；(4) 当当 u，i 为关联方向时，为关联方向时，u=L di / dt； u，i 为为关联方向时，关联方向时，u= L di / dt 。5 5 、小结小结：1.1.电容的串联电容的串联u1uC2C1u2+-itiCud)(111tiCud)(122tiCCuuud)()11(2121tiCd)(1 C 2121CCCCiu+-C等效等效u1uC2C1u2+-itiCud)(111tiCud)(122tiCud)(1uCCCuCCu21211uCCCuCCu21122iu+-Cu1uC2C1u2+-ii2i1u+-C1C2ituCidd11tuCidd22tuCCiiidd)(2121tuCdd CCC 21iu+-C等效等效2.2.电容的并联电容的并联i2i1u+-C1C2ituCidd11tuCidd22tuCiddiCCi11iCCi22iu+-Cl 3. 3. 电感的串联电感的串联tiLudd11tiLtiLLuuudddd)(212121 LLLu1uL2L1u2+-iiu+-LtiLudd22等效等效uLLLuLLtiLu211111dduLLLuLLtiLu212222ddu1uL2L1u2+-iiu+-L等效等效tuLid)(111u+-L1L2i2i1iu+-L等效等效tuLid)(122tuLLiiid)(112121tuLd)(1212121111LLLLLLL4.4.电感的并联电感的并联iLutd)(212111d)(1LLiLiLLuLit211222d)(1LLiLiLLuLitu+-L1L2i2i1iu+-L等效等效 以上虽然是关于两个电容或两个电以上虽然是关于两个电容或两个电感的串联和并联等效，但其结论可以感的串联和并联等效，但其结论可以推广到推广到 个电容或个电容或 个电感个电感的串联的串联和并联等效中和并联等效中。1.3 欧姆定律IRU IUR U UR RI IRUI U-(V ) R-() I-(A ) rREI? ?rUrIIREURrIEUR? 第第3 3章章 电学公式电学公式 第第4 4章章 谐振电路谐振电路概述：谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现概述：谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现象。由于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此象。由于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此在工程中特别是电子技术中有着广泛的应用，但在工程中特别是电子技术中有着广泛的应用，但在电力系统中却常要加以防止。在电力系统中却常要加以防止。教学内容教学内容 谐振的概念，串联与并联谐振的条件、特征等。 教学要求教学要求 1.深刻理解谐振的概念。 2.熟练掌握串联谐振与并联谐振的条件与特征。 教学重点和难点教学重点和难点 重点： RLC串联谐振的条件与特点。 难点：难点： 并联谐振电路的应用。4.1 串联谐振电路一、谐振现象 谐振概念：谐振概念：含有电感和电容的电路，如果无功功含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1 1，即：，即：u、 i 同相，称此电路处于谐振状态。同相，称此电路处于谐振状态。谐振谐振串联谐振：串联谐振：L 与与 C 串联时串联时 u、i 同相同相并联谐振：并联谐振：L 与与 C 并联时并联时 u、i 同相同相0iu此时此时阻抗角阻抗角uRLCRuLuCui二、串联电路的谐振条件二、串联电路的谐振条件01RXXtgCLZXXjRZCL因为若电路谐振01CLXXCL串联电路谐振条件：谐振条件：感抗感抗= =容抗容抗 CL1CL001谐振角频率谐振角频率 和谐振频率和谐振频率 00f谐振条件谐振条件谐振角频率谐振角频率LC10LCf210谐振频率谐振频率f2三种调谐方法：三种调谐方法： （1）调频调谐：）调频调谐：LCfLC21100或（2）调容调谐：）调容调谐：LC201（3）调感调谐：）调感调谐：CL201例例6-16-1 某个收音机串联谐振电路中，某个收音机串联谐振电路中，C=150pF，L=250H，求该电路发生谐振的频率。，求该电路发生谐振的频率。解解: :LC10因为因为所以所以kHz82014. 321016. 52600fsrad /1016. 51025010150166120有有例例6-26-2 RLC串联电路中，已知串联电路中，已知 L=500H， R=10， f=1000kHz，C在在
