電路基礎(chǔ)知識(shí)最全匯總，看這一篇就夠了！

1．電壓電流

電流的參考方向可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則i＞0，反之i＜0。

電壓的參考方向也可以任意指定，分析時(shí)：若參考方向與實(shí)際方向一致，則u＞0反之u＜0。

2．功率平衡一個(gè)實(shí)際的電路中，電源發(fā)出的功率總是等于負(fù)載消耗的功率。

3．全電路歐姆定律：U＝E－RI

4．負(fù)載大小的意義：電路的電流越大，負(fù)載越大。電路的電阻越大，負(fù)載越小。

5．電路的斷路與短路

電路的斷路處：I＝0，U≠0 電路的短路處：U＝0，I≠0 。

基爾霍夫定律

1．幾個(gè)概念

• 支路：是電路的一個(gè)分支。結(jié)點(diǎn)：三條（或三條以上）支路的聯(lián)接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。

• 回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑稱(chēng)為回路。

• 網(wǎng)孔：電路中無(wú)其他支路穿過(guò)的回路稱(chēng)為網(wǎng)孔。

  
  

2．基爾霍夫電流定律

• 定義：任一時(shí)刻，流入一個(gè)結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。（或者說(shuō)：流入的電流等于流出的電流）

• 表達(dá)式：i進(jìn)總和＝0 或：i進(jìn)＝i出

• 可以推廣到一個(gè)閉合面。

3．基爾霍夫電壓定律

• 定義：經(jīng)過(guò)任何一個(gè)閉合的路徑，電壓的升等于電壓的降。

• 或者說(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電壓的代數(shù)和為零。

• 或者說(shuō)：在一個(gè)閉合的回路中，電阻上的電壓降之和等于電源的電動(dòng)勢(shì)之和。

1．定義：某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到電路參考點(diǎn)的電壓。

2．規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零。稱(chēng)為接地。

3．電壓用符號(hào)U表示，電位用符號(hào)V表示。

4．兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差 。

5．注意電源的簡(jiǎn)化畫(huà)法。

1．理想電壓源

• 不論負(fù)載電阻的大小，不論輸出電流的大小，理想電壓源的輸出電壓不變。理想電壓源的輸出功率可達(dá)無(wú)窮大。

• 理想電壓源不允許短路。

2．理想電流源

• 不論負(fù)載電阻的大小，不論輸出電壓的大小，理想電流源的輸出電流不變。理想電流源的輸出功率可達(dá)無(wú)窮大。

• 理想電流源不允許開(kāi)路。

  
  

3．理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)

• 理想電壓源與理想電流源串聯(lián)時(shí)，電路中的電流等于電流源的電流，電流源起作用。

• 理想電壓源與理想電流源并聯(lián)時(shí)，電源兩端的電壓等于電壓源的電壓，電壓源起作用。

4．理想電源與電阻的串并聯(lián)

• 理想電壓源與電阻并聯(lián)，可將電阻去掉（斷開(kāi)），不影響對(duì)其它電路的分析。

• 理想電流源與電阻串聯(lián)，可將電阻去掉（短路），不影響對(duì)其它電路的分析。

5．實(shí)際的電壓源可由一個(gè)理想電壓源和一個(gè)內(nèi)電阻的串聯(lián)來(lái)表示。實(shí)際的電流源可由一個(gè)理想電流源和一個(gè)內(nèi)電阻的并聯(lián)來(lái)表示。

1．意義：用支路電流作為未知量，列方程求解的方法。

2．列方程的方法

• 電路中有b條支路，共需列出b個(gè)方程。

• 若電路中有n個(gè)結(jié)點(diǎn)，首先用基爾霍夫電流定律列出n－1個(gè)電流方程。

• 然后選b－（n－1）個(gè)獨(dú)立的回路，用基爾霍夫電壓定律列回路的電壓方程。

3．注意問(wèn)題：若電路中某條支路包含電流源，則該支路的電流為已知，可少列一個(gè)方程（少列一個(gè)回路的電壓方程）。

疊加原理

1．意義：在線(xiàn)性電路中，各處的電壓和電流是由多個(gè)電源單獨(dú)作用相疊加的結(jié)果。

2．求解方法：考慮某一電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)將其它電源去掉，把其它電壓源短路、電流源斷開(kāi)。

3．注意問(wèn)題：最后疊加時(shí)，應(yīng)考慮各電源單獨(dú)作用產(chǎn)生的電流與總電流的方向問(wèn)題。疊加原理只適合于線(xiàn)性電路，不適合于非線(xiàn)性電路；只適合于電壓與電流的計(jì)算，不適合于功率的計(jì)算。

1．意義：把一個(gè)復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)電阻和電壓源來(lái)等效。

2．等效電源電壓的求法：把負(fù)載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。等效電源電壓UeS等于二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC。

3．等效電源內(nèi)電阻的求法

把負(fù)載電阻斷開(kāi)，把二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電源去掉（電壓源短路，電流源斷路），從負(fù)載兩端看進(jìn)去的電阻，即等效電源的內(nèi)電阻R0。

把負(fù)載電阻斷開(kāi)，求出電路的開(kāi)路電壓UOC。然后，把負(fù)載電阻短路，求出電路的短路電流ISC，則等效電源的內(nèi)電阻等于UOC／ISC。

1．意義：把一個(gè)復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)電阻和電流源的并聯(lián)電路來(lái)等效。

2．等效電流源電流IeS的求法：把負(fù)載電阻短路，求出電路的短路電流ISC。則等效電流源的電流IeS等于電路的短路電流ISC。

3．等效電源內(nèi)電阻的求法：同戴維寧定理中內(nèi)電阻的求法。

1．換路原則是

換路時(shí)：電容兩端的電壓保持不變，Uc（o＋） ＝Uc（o－）。

電感上的電流保持不變， Ic（o＋）＝ Ic（o－）。

原因是：電容的儲(chǔ)能與電容兩端的電壓有關(guān)，電感的儲(chǔ)能與通過(guò)的電流有關(guān)。

2．換路時(shí)，對(duì)電感和電容的處理

• 換路前，電容無(wú)儲(chǔ)能時(shí)，Uc（o＋）＝0。換路后，Uc（o－）＝0，電容兩端電壓等于零，可以把電容看作短路。

• 換路前，電容有儲(chǔ)能時(shí)，Uc（o＋）＝U。換路后，Uc（o－）＝U，電容兩端電壓不變，可以把電容看作是一個(gè)電壓源。

• 換路前，電感無(wú)儲(chǔ)能時(shí)，IL（o－）＝0。換路后，IL（o＋）＝0，電感上通過(guò)的電流為零，可以把電感看作開(kāi)路。

• 換路前，電感有儲(chǔ)能時(shí)，IL（o－）＝I。換路后，IL（o＋）＝I，電感上的電流保持不變，可以把電感看作是一個(gè)電流源。根據(jù)以上原則，可以計(jì)算出換路后，電路中各處電壓和電流的初始值。

1．正弦量的三要素

• 表示大小的量：有效值，最大值

• 表示變化快慢的量：周期T，頻率f，角頻率ω。

• 表示初始狀態(tài)的量：相位，初相位，相位差。

1．復(fù)數(shù)可用于表示有向線(xiàn)段，復(fù)數(shù)A的模是r ，輻角是Ψ。

2．復(fù)數(shù)的三種表示方式：代數(shù)式、三角式、指數(shù)式、極坐標(biāo)式。

3．復(fù)數(shù)的加減法運(yùn)算用代數(shù)式進(jìn)行。復(fù)數(shù)的乘除法運(yùn)算用指數(shù)式或極坐標(biāo)式進(jìn)行。

4．復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位j的意義：任一向量乘以＋j后，向前（逆時(shí)針?lè)较颍┬D(zhuǎn)了，乘以－j后，向后（順時(shí)針?lè)较颍┬D(zhuǎn)了。

1．相量的意義：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的大小，用復(fù)數(shù)的輻角來(lái)表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的復(fù)數(shù)。為與一般的復(fù)數(shù)相區(qū)別，相量的符號(hào)上加一個(gè)小圓點(diǎn)。

2．最大值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值。

3．有效值相量：用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值。

4．注意問(wèn)題：正弦量有三個(gè)要素，而復(fù)數(shù)只有兩個(gè)要素，所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位，沒(méi)有表示出交流電的周期或頻率。相量不等于正弦量。

5．用相量表示正弦量的意義：用相量表示正弦后，正弦量的加減，乘除，積分和微分運(yùn)算都可以變換為復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算。

6．相量的加減法也可以用作圖法實(shí)現(xiàn)，方法同復(fù)數(shù)運(yùn)算的平行四邊形法和三角形法。

1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u＝Ri ，u與i同相位。

2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）

3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

4．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系）相位與相位同相位。

1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系：u與i相位不同，u 超前i

2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）

3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

4．電感的感抗：單位是：歐姆

5．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系） 由式1和式2 得：相位比相位的相位超前 。

6．無(wú)功功率：用于表示電源與電感進(jìn)行能量交換的大小 Q＝UI＝XL 單位是乏：Var 。

1．電壓與電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系u與i不同相位，u 落后i 。

2．最大值形式的歐姆定律（電壓與電流最大值之間的關(guān)系）

3．有效值形式的歐姆定律（電壓與電流有效值之間的關(guān)系）

4．電容的容抗：單位是：歐姆

5．相量形式的歐姆定律（電壓相量與電流相量之間的關(guān)系）。

6．無(wú)功功率：用于表示電源與電容進(jìn)行能量交換的大小為了與電感的無(wú)功功率相區(qū)別，電容的無(wú)功功率規(guī)定為負(fù)。Q＝－UI＝－XC 單位是乏：Var。

7．阻抗的串聯(lián)電路

• 各個(gè)阻抗上的電流相等。

• 總電壓等于各個(gè)阻抗上和電壓之和。

• 總的阻抗等于各個(gè)阻抗之和。

• 分壓公式：多個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)阻抗串聯(lián)相似的性質(zhì)。

8．阻抗的并聯(lián)電路

• 各個(gè)阻抗上的電壓相等。

• 總電流等于各個(gè)阻抗上的電流之和。

• 分流公式：多個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)，具有與兩個(gè)阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。

9．復(fù)雜交流電路的計(jì)算

在電工學(xué)中一般不講復(fù)雜交流電路的計(jì)算，對(duì)于復(fù)雜的交流電路，仍然可以用直流電路中學(xué)過(guò)的計(jì)算方法，如：支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。

1． 瞬時(shí)功率：p＝ui＝UmIm sin（ωt＋φ） sinωt＝UIcosφ－UIcos（2ωt＋φ）。

2． 平均功率：P＝ ＝ ＝UIcosφ平均功率又稱(chēng)為有功功率，其中 cosφ稱(chēng)為功率因數(shù)。電路中的有功功率也就是電阻上所消耗的功率。

3． 無(wú)功功率：Q＝ULI－UCI＝ I2（XL－XC）＝UIsinφ電路中的無(wú)功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。

4． 視在功率：S＝UI 視在功率的單位是伏安（VA），常用于表示發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備的容量。

5．功率三角形：P、Q、S組成一個(gè)三角形，其中φ為阻抗角。

1．功率因數(shù)的意義從功率三角形中可以看出，功率因數(shù)。功率因數(shù)就是電路的有功功率占總的視在功率的比例。

功率因數(shù)高，則意味著電路中的有功功率比例大，無(wú)功功率的比例小。

2．功率因數(shù)低的原因

• 生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負(fù)載異步電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、日光燈都為感性負(fù)載。

• 電動(dòng)機(jī)輕載或空載運(yùn)行（大馬拉小車(chē)）

異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)cosφ＝0．2～0．3，額定負(fù)載時(shí)cosφ＝0．7～0．9。

3．提高功率因數(shù)的意義

• 提高發(fā)電設(shè)備和變壓器的利用率

發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備都有一定的容量，稱(chēng)為視在功率，提高電路的功率因數(shù)，可減小無(wú)功功率輸出，提高有功功率的輸出，增大設(shè)備的利用率。

• 降低線(xiàn)路的損耗

當(dāng)線(xiàn)路傳送的功率一定，線(xiàn)路的傳輸電壓一定時(shí)，提高電路的功率因數(shù)可減小線(xiàn)路的電流，從而可以降低線(xiàn)路上的功率損耗，降低線(xiàn)路上的電壓降，提高供電質(zhì)量，還可以使用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)，節(jié)省建設(shè)成本。

• 并聯(lián)電容的法

在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容可以補(bǔ)償電感消耗的無(wú)功功率，提高電路的功率因數(shù)。

這些電路基礎(chǔ)知識(shí)看似很簡(jiǎn)單，但是都是在日常會(huì)用到的點(diǎn)滴，想做好工程師，那么一定要夯實(shí)基礎(chǔ)后，這樣在后面的技能提升方便才能更加的輕松~