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电工基础教案2章
目录
直流电路基本概念与定律
复杂直流电路分析
正弦交流电路基本概念与定律
三相正弦交流电路分析
磁路与铁芯线圈电路分析
01
直流电路基本概念与定律
Chapter
电流
电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度来衡量，其单位是安培（A），1A=1000mA，1mA=1000μA。
电压
电压是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。电压的国际单位制为伏特（V），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）等。
电阻
电阻是描述导体导电性能的物理量，用R表示。电阻由导体本身的性质决定，与导体的长度、横截面积和材料有关。电阻的国际单位是欧姆（Ω）。
在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。即I=U/R。
利用欧姆定律可以求解电路中的电流、电压和电阻。例如，已知电阻和电压，可以求出电流；已知电流和电阻，可以求出电压；已知电流和电压，可以求出电阻。
欧姆定律
欧姆定律的应用
电位是相对于参考点的电压，是一个相对量。在电路中选定某一点为参考点，则该点的电位为零，其他各点的电位等于该点与参考点之间的电压。
根据电路中各点的电压和电阻关系，利用欧姆定律和基尔霍夫定律等电路分析方法，可以求解出电路中各点的电位。
电位的计算
电位的概念
电阻串联
串联电路中各电阻首尾相连，电流只有一条通路。串联电路的总电阻等于各分电阻之和，即R=R1+R2+…+Rn。
电阻并联
并联电路中各电阻的端点分别连接在一起，电流有多条通路。并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。
等效变换
在保持电路端口电压和电流关系不变的条件下，通过变换电路元件的连接方式或参数，使得电路得以简化或易于分析的方法称为等效变换。常见的等效变换有星形-三角形变换、电源等效变换等。
02
复杂直流电路分析
Chapter
03
应用举例
利用基尔霍夫定律分析电路中的电流和电压分布，计算电路中的功率和能量转换等问题。
01
基尔霍夫第一定律（节点电流定律）
在电路中，任一节点处各支路电流的代数和等于零。该定律用于确定电路中各支路电流之间的关系。
02
基尔霍夫第二定律（回路电压定律）
在任何一个闭合回路中，各段电压的代数和等于零。该定律用于确定电路中各元件上的电压和电流。
以节点电压为未知量，根据基尔霍夫定律列写方程，求解电路中的电流和电压。该方法适用于节点数较少的电路。
节点电压法
以回路电流为未知量，根据基尔霍夫定律列写方程，求解电路中的电流和电压。该方法适用于回路数较少的电路。
回路电流法
利用节点电压法或回路电流法分析复杂电路中的电流和电压分布，计算电路中的功率和能量转换等问题。
应用举例
叠加定理
在线性电路中，任一支路的电流或电压等于各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。该定理用于简化电路分析和计算过程。
戴维南定理
任何一个含独立电源的线性二端网络，对外电路而言都可以用一个等效电源来代替。该等效电源的电动势等于网络的开路电压，内阻等于网络内所有独立电源置零后网络的等效电阻。该定理用于简化复杂电路的分析和计算过程。
应用举例
利用叠加定理分析含多个独立电源的复杂电路中的电流和电压分布；利用戴维南定理将复杂电路简化为等效电源模型进行分析和计算。
03
正弦交流电路基本概念与定律
Chapter
幅值（最大值）、频率（角频率）和初相位。这三个要素决定了正弦量的基本特征。
正弦量的三要素
正弦量的有效值等于其最大值除以√2，用于描述正弦量在一段时间内的平均效果，特别在电能计算中具有重要意义。
有效值
正弦量可以用一个旋转的矢量（相量）来表示，矢量的长度等于正弦量的有效值，矢量的方向表示正弦量的相位。
相量表示法
包括相量的加法、减法、乘法和除法等，运算规则与复数运算相同。相量运算在交流电路分析中非常有用，可以简化计算过程。
相量运算
电流与电压同相位，电阻消耗电能，不储存电能。
电阻电路
电感电路
电容电路
电流滞后电压90度，电感储存磁场能，对交流电有阻碍作用。
电流超前电压90度，电容储存电场能，对交流电也有阻碍作用。
03
02
01
当电阻、电感和电容串联时，如果电源频率使得电路的阻抗最小（虚部为零），则电路发生谐振。此时，电路中的电流最大，且电感与电容的磁场能和电场能相互转换，形成振荡。
RLC串联谐振
功率因数是有功功率与视在功率之比，反映了电能利用的效率。为了提高功率因数，可以采取措施如减小电路的阻抗角、降低无功功率的消耗等。在正弦交流电路中，通过合理配置电阻、电感和电容的参数，可以实现功率因数的提高。
功率因数提高
04
三相正弦交流电路分析
Chapter
1
2
3
Y形连接（星形连接）和△形连接（三角形连接）
三相
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