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电工与电子技术

第1章电路的基本定律和分析方法

1.1电路的基本概念

1.1.1电路的作用与组成

电路的组成有电源、负载、中间环节三个基本部分。

电路的功能和作用有两类：第一类功能是进行能量的转换、传输和分配；

第二类功能是进行信号的传递与处理。

1.1.2电路模型

电路模型：用理想电路元件来代替实际电器元件的电路称为电路模型，简称电路。

理想电路元件的电路模型：

1.1.3电路的主要物理量及参考方向

电流：电荷的定向移动形成了电流。单位：安培（A）

2..电压：两点之间的电位差即是两点间的电压。单位：伏特(V)

3.电动势：外力克服电场力把单位正电荷由低电位端移到高电位端所做的功。单位：伏特(V)

电功率：电流通过负载时电场力在单位时间内对电荷所做的功，称为电功率。单位：瓦特(W)

1.1.4电路的工作状态：电路在工作时有三种工作状态，分别是有载、空载、短路。

1.1.5电位的计算

电场力把单位正电荷从一点移动到参考点所做的功，称为该点的电位，用V来表示,单位：伏特(V)

【例1-2】如图所示电路，若R1=5Ω，R2=10Ω，R3=15Ω，U1=180V，U2=80V，I1=12A，I2=－4A，I3=8A。若以点B为参考点，试求A、B、C、D四点的电位VA、VB、VC、VD，同时求出C、D两点之间的电压UCD，若改用点D作

为参考点再求VA、VB、VC、VD和UCD。

解：若以点B为参考点，则

1.3基尔霍夫第一定律

基本概念：

支路：电路中的每一个分支，称为支路。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点，称为节点。

回路：电路中任一闭合路径，称为回路。网孔：内部不含其它支路的回路，称为网孔。

基尔霍夫第一定律：在电路中，任何时刻对于任一节点而言，流入节点电流之和等于流出节点电流之和，

或在任何时刻任意节点上电流的代数和恒等于零。

基尔霍夫第二定律:任意时刻，沿任意闭合回路绕行一周，回路中各元器件电压的代数和恒等于零。

1.4电路的基本分析方法

支路电流法：是以支路电流为变量，通过列写电路的独立的KCL和KVL方程来求解各支路电流的方法。

【例】如图所示，Is=8A，Us=4V，R1=R2=2Ω，求I和U。

解：结点a：右侧回路：

解方程得：

节点电压法

第2章正弦交流电路

2.1.1正弦交流电的三要素

正弦电流的数学表达式为

正弦电流波形

称为正弦交流电的三要素.

1．周期、频率和角频率

周期（T）：正弦量变化一次所需的时间。单位：秒（S）

频率（f）：正弦量每秒内变化的次数。单位：赫兹（Hz）

角频率（ω）：正弦量在每秒内变化的弧度，单位：弧度/秒(rad/s)

2．瞬时值、最大值、有效值

瞬时值：正弦量在任意瞬间的值，用小写字母表示。如i、u、e

最大值：正弦量在整个变化过程中所能达到的极值，用大写字母加下标m表示。如Im、Um、Em

有效值:正弦交流电在一个周期内的方均根值。用大写字母表示，如I、U、E

正弦交流电的最大值等于其有效值的

3.相位、初相位、相位差

4.正弦量的相量表示法

用复数的模表示正弦量的大小，用复数的辐角表示正弦量的初相位，这种用来表示正弦量的复数称为正弦量的相量。

第3章三相交流电路

1/三相电压源电压的瞬时值表达式为

对称三相电源

:电压的有效值相等、角频率相同、相位互差的三相电源

三相电压依次达到最大值的先后次序叫做“相序”。上述三相电压的相序是A、B、C称为“正序”与此相反，则三相电压的相序是A、B、C称为“逆序”

2/三相电源一般有星形联接和角形联接两种联接方式

1.三相电压源的星形联接

端线（火线）：从三个电压源正极性端子A、B、C向外引出的导线。

中性点：将三个电压源负极性端子X、Y、Z联接起来所形成的节点，用N表示。

中线：从中性点引出的导线。

线电压：端线A、B、C之间（即端线之间）的电压。

相电压：每一相电源的电压。

线电流：流经端线的电流。

相电流：各相电压源中的电流。

对称三相电源做星接时相、线电压有如下关系：

Y形联接对称三相电源线电压与相电压有效值的关系是

UL——线电压的有效值，单位为V；UP——相电压的有效值，单位为V。

电源做星接时相、线电流有如下关系

IL——线电流的有效值，单位为A；IP——相电流的有效值，单位为A。

三相电源的三角形联接

三相电源作三角形联接时，线电压与相电压的关系是：

角形联接三相电源的线电压与相电压有效值的关系是：

3.2.2三相电路的联接

三相电源所接的负载一般也是三相的，即由三个负载经星形联接或三角形