最新电工技术基础与技能知识点汇总Word格式.docx
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在保持温度不变的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关。
R=ρ
6.一般金属导体,温度升高,其电阻增大。
少数合金电阻,几乎不受温度影响,用于制造标准电阻器。
超导现象:
在极低温(接近于热力学零度)状态下,有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零,这种现象叫超导现象。
7.电能:
电场力所做的功即电路所消耗的电能W=UIt。
.电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式的能的过程。
1度==3.6⨯106J
8.电功率:
在一段时间内,电路产生或消耗的电能与时间的比值。
P=或P=UI
9.焦耳定律:
电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
Q=I2Rt
10、电源的电动势:
等于电源没有接入电路时两极间的电压。
用符号E表示。
(1)电动势由电源本身决定,与外电路无关。
(2)电动势方向:
自负极通过电源内部到正极的方向。
11、电动势与外电路电阻的变化无关,但电源端电压随负载变化,随着外电阻的增加端电压增加,随着外电阻的减少端电压减小。
当外电路断开时,R趋向于无穷大。
I=0,U=E-IR0=E;
当外电路短路时,R趋近于零,I趋向于无穷大,U趋近于零。
12、当R=RO时,电源输出功率最大,但此时电源的效率仅为50%。
Pmax=这时称负载与电源匹配。
13、串联电路中电流处处相等;
电路总电压等于各部分电路两端的电压之和;
总电阻等于各个电阻之和;
各电阻消耗的功率与它的阻值成正比。
14、改装电压表:
设电流表的满偏电流为Ig,内阻为Rg,要改装成量程为U的电压表,求串入的R
R==
15、并联电路中各支路两端的电压相等;
电路中总电流等于各支路的电流之和;
并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和;
通过各个电阻的电流与它的阻值成反比;
各个电阻消耗的功率与它的阻值成反比。
16、改装电流表:
17、万用表:
测量前观察表头指针是否处于零位;
选择合适的量程:
应使表头指针偏倒满刻度三分之二左右;
无法估算测量值时可从最大量程当逐渐减少到合适量程;
测量过程中不允许拨动转换开关选择量程;
测电阻时不可带电测量;
使用结束后,要置于最高交流电压挡或off挡。
18、伏安法测电阻:
待测电阻值比电压表内阻小得多时用电流表外接法;
待测电阻阻值比电流表内阻大得多时用电流表内接法。
19、惠斯通电桥测电阻:
Rx=R
20、电位:
电路中任一点与零电位点之间的电压就是该点的电位。
电位的计算方法:
1.确定零电位点。
2.标出电路中的电流方向,确定电路中各元件两端电压的正、负极。
3.从待求点通过一定的路径绕到零电位点,则该点的电位等于此路径上全部电压降的代数和。
如果在绕行过程中从元件的正极到负极,此电压便为正的,反之,从元件的负极到正极,此电压则为负。
注意:
(1)电位与所选择的绕行路径无关。
(2)选取不同的零电位点,各电位将发生变化,但电路中任意两点间的电压将保持不变。
21、复杂直流电路常用名词:
1.支路:
电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。
2.节点:
电路中三条或三条以上支路的联接点。
3.回路:
电路中任一闭合的路径。
4.网孔:
不含有分支的闭合回路。
22、基尔霍夫电流定律(KCL节点电流定律)内容在任何时刻,电路中流入任一节点中的电流之和,恒等于从该节点流出的电流之和,即在任何时刻,电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零。
23、基夫尔霍电压定律(KVL回路电压定律):
在任何时刻,沿着电路中的任一回路绕行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。
即对于电阻电路来说,任何时刻,在任一闭合回路中,各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和。
24、支路电流法
以各支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,解出各支路电流,从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率,这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。
对于具有b条支路、n个节点的电路,可列出(n-1)个独立的电流方程和b-(n-1)个独立的电压方程。
【例3-2】 如图3-7所示电路,已知E1=42V,E2=21V,R1=12Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,试求:
各支路电流I1、I2、I3。
解:
该电路支路数b=3、节点数n=2,所以应列出1个节点电流方程和2个回路电压方程,并按照∑RI=∑E列回路电压方程的方法:
图3-7例题3-2
(1)I1=I2+I3 (任一节点)
(2)R1I1+R2I2=E1+E2 (网孔1)
(3)R3I3-R2I2=-E2 (网孔2)
代入已知数据,解得:
I1=4A,I2=5A,I3=-1A。
电流I1与I2均为正数,表明它们的实际方向与
图中所标定的参考方向相同,I3为负数,表明它们
的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
25、叠加定理
一、叠加定理的内容
当线性电路中有几个电源共同作用时,各支路的电流(或电压)等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流(或电压)的代数和(叠加)。
在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点:
(1)叠加定理只能用于计算线性电路(即电路中的元件均为线性元件)的支路电流或电压(不能直接进行功率的叠加计算);
(2)电压源不作用时应视为短路,电流源不作用时应视为开路;
(3)叠加时要注意电流或电压的参考方向,正确选取各分量的正负号。
【例3-3】如图3-8(a)所示电路,已知E1=17V,E2=17V,R1=2Ω,R2=1Ω,R3=5Ω,试应用叠加定理求各支路电流I1、I2、I3。
二、应用举例
(1)当电源E1单独作用时,将E2视为短路,设
R23=R2∥R3=0.83Ω
图3-8例题3-3
则
(2)当电源E2单独作用时,将E1视为短路,设
R13=R1∥R3=1.43Ω
(3)当电源E1、E2共同作用时(叠加),若各电流分量与原电路电流参考方向相同时,在电流分量前面选取“+”号,反之,则选取“-”号:
I1=I1′-I1″=1A,I2=-I2′+I2″=1A,I3=I3′+I3″=3A
图3-9二端网络
26、戴维宁定理
一、二端网络的有关概念
1.二端网络:
具有两个引出端与外电路相联的网络。
又叫做一端口网络。
2.无源二端网络:
内部不含有电源的二端网络。
3.有源二端网络:
内部含有电源的二端网络。
二、戴维宁定理
任何一个线性有源二端电阻网络,对外电路来说,总可以用一个电压源E0与一个电阻r0相串联的模型来替代。
电压源的电动势E0等于该二端网络的开路电压,电阻r0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。
该定理又叫做等效电压源定理。
【例3-4】如图3-10所示电路,已知E1=7V,E2=6.2V,R1=R2=0.2Ω,R=3.2Ω,试应用戴维宁定理求电阻R中的电流I。
图3-11 求开路电压Uab
图3-10 例题3-4
(1)将R所在支路开路去掉,如图3-11所示,求开路电压Uab:
,Uab=E2+R2I1=6.2+0.4=6.6V=E0
(2)将电压源短路去掉,如图3-12所示,求等效电阻Rab:
Rab=R1∥R2=0.1Ω=r0
(3)画出戴维宁等效电路,如图3-13所示,求电阻R中的电流I:
解:
(1)将R5所在支路开路去掉,如图3-15所示,求开路电压Uab:
Uab=R2I2-R4I4=5-4=1V=E0
图3-16 求等效电阻Rab
图3-17 求电阻R中的电流I
(2)将电压源短路去掉,如图3-16所示,求等效电阻Rab:
Rab=(R1∥R2)+(R3∥R4)=1.875+2=3.875Ω=r0
(3)根据戴维宁定理画出等效电路,如图3-17所示,求电阻R5中的电流
27、两种电源模型的等效变换
一、电压源
通常所说的电压源一般是指理想电压源,其基本特性是其电动势(或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t),但电压源输出的电流却与外电路有关。
实际电压源是含有一定内阻r0的电压源。
图3-18 电压源模型
二、电流源
通常所说的电流源一般是指理想电流源,其基本特性是所发出的电流固定不变(Is)或是一定的时间函数is(t),但电流源的两端电压却与外电路有关。
实际电流源是含有一定内阻rS的电流源。
图3-19 电流源模型
三、两种实际电源模型之间的等效变换
实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻r0串联的电路模型表示,也可用一个理想电流源IS和一个电阻rS并联的电路模型表示,对外电路来说,二者是相互等效的,等效变换条件是r0=rS ,E=rSIS或IS=E/r0
(1)用电压源模型计算:
,负载消耗的功率PL=I2R=5.8W,内阻的功率Pr=I2r0=0.2W
(2)用电流源模型计算:
电流源的电流IS=E/r0=30A,内阻rS=r0=0.2Ω
负载中的电流,负载消耗的功率PL=I2R=5.8W,
内阻中的电流,内阻的功率Pr=Ir2r0=168.2W
两种计算方法对负载是等效的,对电源内部是不等效的。
(1)先将两个电压源等效变换成两个电流源,
图3-21例题3-7的最简等效电路
如图3-20所示,两个电流源的电流分别为
IS1=E1/R1=4A,IS2=E2/R2=1A
(2)将两个电流源合并为一个电流源,得到最简等效
电路,如图3-21所示。
等效电流源的电流
IS=IS1-IS2=3A
其等效内阻为
R=R1∥R2=2Ω
(3)求出R3中的电流为
四、特点
1.恒压源的特点:
(1)它的电压恒定不变。
(2)通过它的电流可以是任意的,且决定于与它连接的外电路负载的大小。
2.恒流源的特点:
(1)它提供的电流恒定不变,不随外电路而改变。
(2)电源端电压是任意的,且决定于外电路。
五、电源等效变换及化简注意点:
两个并联的电流源可以直接合并成一个电流源;
两个串联的电压源可以直接合并成一个电压源;
与恒压源并联的电流源或电阻均可去除;
与恒流源串联的电压源或电阻均可去除。
28、.电容器——任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以组成电容器
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