电工基本定律
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电工基础的基本定律1.带电粒子的定向移动形成电流。
2.习惯上将正电荷移动的方向规定为电流方向。
3.当电流的大小和方向不随时间而变化时,就成为直流电流,简称直流(DC)。
4.把单位时间内电路汲取活释放的电能定义为该电路的功率,用P表示。
5.电路中的每个分支都叫支路。
6.三个或三个以上支路的连接叫做节点。
7.电路中任何一个闭合路径都称为回路。
8.回路平面内不含有其他支路的回路就叫做网孔。
9.基尔霍夫电流定律也成基尔霍夫第肯定律,简称KCL,其内容是:在集中参数电路中,任意时刻,流入(或流出)任一节电的全部支路电流的代数和恒等于零。
(或者说任何时刻流入任一节点的电流必定等于流出该节点的电流。
)10.基尔霍夫电压定律也称基尔霍夫其次定律,简称KVL,其内容是:在集中参数电路中,任一时刻,任一回路的各段(或各元件)电压的代数和恒等于零。
11.戴维南定理:一个线性有源二端网络,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻串联组合的电路模型来等效。
该电压源的电压等于有源二端网络的开路电压Uoc,电阻等将于有源二端网络变成无源二端网络后的等效电阻Req。
12.诺顿定理:一个有源线型二端网络,可以用一个电流源和电阻并联组合的电路模型来等效替代,该电流源的电流等于有源二端网络的短路电流Isc,电阻等于将有源二端网络编程无源二端网络后的等效电阻Req。
13.沟通电,简称“沟通”。
一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。
工程中一般所说的沟通电(AC)。
通常都是指正弦沟通电。
14.线圈中由于电流的变化而产生的感应电压,称为自感电压。
15.由于一个线圈的电流变化而在另一线圈中产生护肝电压的物理现象称为互感应。
16.设电流分别从线圈1的端钮A和线圈2的端钮B流入,依据右手螺旋定则可知,两线圈中有电流产生的磁通是相互增加的,那么就称A和B是一对同名端。
反之则是异名端。
17.工业上通常在沟通发电机引出线及配电装置的三相母线上涂黄、绿、红三色区分A、B、C三相。
电工最全常见计算公式展开全文一、计算所有关于电流,电压,电阻,功率的计算公式:1、串联电路电流和电压有以下几个规律:(如:R1,R2串联)①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等);②电压:U=U1 U2(总电压等于各处电压之和);③电阻:R=R1 R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR;2、并联电路电流和电压有以下几个规律:(如:R1,R2并联)①电流:I=I1 I2(干路电流等于各支路电流之和)②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和或如果n个阻值相同的电阻并联,则有R总= R注意:并联电路的总电阻比任何一个支路电阻都小。
电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)。
3、利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W、U、I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。
4、计算电功还可用以下公式:W=I2Rt ;W=Pt;W=UQ(Q是电量);【电学部分】1、电流强度:I=Q电量/t2、电阻:R=ρL/S3、欧姆定律:I=U/R4、焦耳定律:①电压=电流*电阻即U=RI②电阻=电压/电流即R=U/I③功率=电流*电压即P=IU电能=电功率*时间即W=Pt【符号的意义及其单位】U:电压,V;R:电阻,Ω;I:电流,A;P:功率,W ;W:电能,J ;t:时间,S ;⑴Q=I2Rt普适公式)⑵Q=UIt=Pt=UQ电量=U2t/R (纯电阻公式)5、串联电路:⑴I=I1=I2⑵U=U1+U2⑶R=R1+R2⑷U1/U2=R1/R2 (分压公式)⑸P1/P2=R1/R26、并联电路:⑴I=I1+I2⑵U=U1=U2⑶1/R=1/R1+ 1/R2 [ R=R1R2/(R1+R2)]⑷I1/I2=R2/R1(分流公式)⑸P1/P2=R2/R17、定值电阻:⑴I1/I2=U1/U2⑵P1/P2=I12/I22⑶P1/P2=U12/U228、电功:⑴W=UIt=Pt=UQ (普适公式)⑵W=I^2Rt=U^2t/R (纯电阻公式)9、电功率:⑴P=W/t=UI (普适公式)⑵P=I2^R=U^2/R (纯电阻公式)二、电工计算口诀:(一)简便估算导线载流量十下五,百上二,二五三五四三界,七零九五两倍半,温度八九折,铜材升级算。
电工定律有哪些在电学领域中,电工定律是描述电流、电压和电阻之间关系的基本规律。
电工定律有许多种,它们被广泛运用于电路分析、设计和实际应用中。
以下是几条最基本的电工定律:欧姆定律欧姆定律是最基本的电工定律之一,描述了电路中电压、电阻和电流之间的关系。
欧姆定律表达了如下关系:电流等于电压与电阻的比值。
即 I = V / R。
其中,I 代表电流,V 代表电压,R 代表电阻。
这个简单又重要的关系式在电路分析和设计中被频繁应用。
基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律是描述闭合电路中电压分配的法则。
它表达了沿着闭合回路的各个分支的电压之和等于零的关系。
换句话说,一个闭合回路中电压升降等于零。
这个定律为我们分析复杂电路提供了有力的工具。
基尔霍夫电流定律(KCL)基尔霍夫电流定律描述了电路中电流的守恒。
它规定了一个节点(连接电路中不同支路的地方)的电流流入等于流出的原则。
换句话说,对于任意节点,流入该节点的电流等于流出该节点的电流之和。
基尔霍夫电流定律被广泛运用于电路分析和设计中。
狄尔克定律狄尔克定律是关于电路中功率的分配定律。
它规定了电路中每个元件所消耗或提供的功率之和等于总功率的原则。
狄尔克定律对于衡量电路中各个元件的功率分配起到重要作用,帮助我们更好地理解电路的功率特性。
诺顿定律和戴维南定律诺顿定律和戴维南定律是电路分析中常用的简化技术。
诺顿定律表明了一个线性电路中的任何两个端口电压源和串联电阻均可互相替代。
而戴维南定律则表明了一个线性电路中的任何两个端口电流源和并联电阻均可互相替代。
这两个定律为电路分析提供了便利,帮助我们简化复杂电路的分析过程。
以上所列的电工定律只是电学领域中的基础知识,深入学习和理解这些电工定律将有助于我们更好地设计和分析电路。
电工定律为电气工程提供了基本的理论框架,帮助工程师解决实际问题和挑战。
熟练掌握这些定律,不仅可以提高我们的工程能力,也有助于更好地理解电路中的电流、电压和功率等基本概念。
电工理论基础知识(汇编)一、应知应解定律、定义1、欧姆定律:在一段不含电动势只有电阻的电路中,流过电阻R 的电流 I 与电阻两端电压U 成正比,与电阻成反比,这个结论叫做部分电路欧姆定律,用公式表示为 I=U/R 或 U=IR ,欧姆定律揭示了电路中的电压、电流和电阻三个基本物理量之间的关系,实际应用中,只要知道其中任意两个量,就可以通过欧姆定律计算出第三个量,需要特别提出,欧姆定律是电工学、电子学中最基本的定律,也是最重要的定律,是维修电工必须熟练掌握的知识点,应用欧姆定律,通过电压、电流、电阻三个物理量状态来分析电路,解决维修电工在实际操作中遇到的问题,具有特别重要的指导意义。
2、电功:在负载两端接上电源,电场力使电荷移动形成电流,电场力做了功,也叫电流做功,这就是电功。
电流做功的过程就是电能转变成其他形式能量的过程,例如电流通过灯泡将电能转换成光能、热能;电流通过电动机,将电能转制成机械能等等。
如果负载电阻两端所加电压为U,在时间 t 内通过负载电阻的电量为Q,产生的电流为 I,根据电压定义式 U=W/Q 则有 W=QU ,又因为 Q=It ,所以,W=UIt ,式中, U 的单位为伏( V),I 的单位为安( A),t 的单位为秒( s),电功 W 的单位为焦( J)。
3、电功率:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
如果在时间t 内,电流通过负载所做的功为W,则电功率P=W/t,若负载电阻值为R,加在其两端的电压为U,通过的电流为 I,可得 P=UI=I 2R=U 2/R。
式中, U 的单位为伏( V ),I 的单位为安( A),R 的单位为欧(Ω),电功率 P 的单位为瓦( W)。
功率的单位还有毫瓦(mW)和千瓦(kw ),它们之间的换算关系是1W=1000mW;1kW=1000W ,在电力工程中常用的电功率单位叫做度(kWh),1 度等于 1 千瓦小时,即: 1 度=1千瓦·小时××6J。
欧姆定律I=U/R=P/U=根号下P/RR=U/I=P/I方=U方/PU=IR=P/I=根号下PRP=UI=I方R=U方/RW=PT=UIT=I方RT=U方/R*T=U*Q(电荷量)电阻一定时:P实际/P额定=(U实际/U额定)2串联电阻:R=R1+R2+R3+....+Rn I1=I2=I3= (I)P/W=P1/W1+P2/W2+P3/W3+..+Pn/Wn并联电阻:1/R=1/R1+1/R2+....+1/Rn两电阻并联:R=R1R2/(R1+R2)混联时按照串联电路和并联电路串联处理串联电路电压分配:U=U1+U2+U3+U4+....+UnU1/U2=R1/R2=P1/P2=W1/W2并联电路电压分配:U=U1=U2=U3=...=UnI1/I2=R2/R1=P2/P1=W2/W1下面是几条有用的规律:电阻一定时,电流越大,电压越大,电功率也越大额定功率一定时,额定电压越大,电阻越大额定电压一定时,额定功率越大,电阻越小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮灯泡的亮度只与实际功率有关,与其两端电压、通过电流都无关电荷量串联:Q= Q1= Q2并联:Q= Q1+ Q2针对同一导体(电阻R不变,通电时间一样)电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.均强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:W AB=qUAB=Eqd{W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)14.带电粒子在电场中的加速(V o=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)垂直电场方向:匀速直线运动L=V ot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
电工实验原理电工实验原理是电气工程专业的基础课程之一,它是电气工程技术人员必须掌握的基础知识。
电工实验原理主要包括电路基本定律、电路分析方法、电路实验技术等内容。
通过学习电工实验原理,可以帮助学生理解电路的基本工作原理,掌握电路分析和实验技术,为日后的电气工程实践打下坚实的基础。
一、电路基本定律。
电工实验原理中最基础的内容之一就是电路基本定律,它包括欧姆定律、基尔霍夫定律和基尔霍夫电流定律。
欧姆定律是最基本的电路定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
基尔霍夫定律则是描述了电路中电流和电压的分布规律,是进行电路分析的重要工具。
掌握这些基本定律对于理解电路的工作原理和进行电路分析至关重要。
二、电路分析方法。
在电工实验原理中,电路分析方法是学生需要深入掌握的内容之一。
电路分析方法包括节点分析法、网孔分析法、戴维宁定理等。
节点分析法是一种基于基尔霍夫电流定律的电路分析方法,它适用于复杂的多支路电路。
而网孔分析法则是一种基于基尔霍夫电压定律的电路分析方法,适用于复杂的多电源电路。
掌握这些电路分析方法可以帮助学生更好地理解电路的工作原理,提高电路分析的效率。
三、电路实验技术。
除了理论知识外,电工实验原理还包括电路实验技术的内容。
电路实验技术是指在实验室中进行电路实验时需要掌握的技术方法和操作技巧。
例如,如何正确使用万用表、示波器等仪器进行电路参数的测量,如何进行电路的组装和连接,如何进行电路的调试和测试等。
这些实验技术对于学生在实验中能够准确、安全地进行电路实验具有重要意义。
总结。
电工实验原理作为电气工程专业的基础课程,对于学生打下扎实的电路基础知识至关重要。
通过学习电路基本定律、电路分析方法和电路实验技术,可以帮助学生更好地理解电路的工作原理,掌握电路分析的方法,提高实验操作的技能。
因此,学生在学习电工实验原理这门课程时,应该认真对待,多进行实践操作,加强理论与实践的结合,从而更好地掌握电路基础知识,为日后的电气工程实践做好准备。
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案第一章:电路的基本概念1.1 电流定义:电流是电荷的流动,单位是安培(A)电流的产生:电压使电荷发生移动形成电流1.2 电压定义:电压是电场力推动电荷移动的能力,单位是伏特(V)电压的产生:电源提供电压,使电荷在电路中流动1.3 电阻定义:电阻是电路对电流阻碍作用的大小,单位是欧姆(Ω)电阻的计算:R = V/I,其中V为电压,I为电流第二章:电路的基本元件2.1 电源定义:电源是提供电压的装置常见电源:电池、发电机、电源适配器等2.2 负载定义:负载是电路中消耗电能的装置常见负载:电灯、电动机、电阻等2.3 开关定义:开关是控制电路通断的装置常见开关:手动开关、自动开关等第三章:基本电路定律3.1 欧姆定律定义:电流I与电压V成正比,与电阻R成反比,公式为I = V/R 应用:计算电路中的电流、电压和电阻3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)定义:电路中任意闭合回路电压的代数和等于零应用:分析电路中的电压关系,解决电压问题3.3 基尔霍夫电流定律(KCL)定义:电路中任意节点流入电流的代数和等于流出电流的代数和应用:分析电路中的电流关系,解决电流问题第四章:简单电路分析4.1 串联电路定义:电路中元件依次连接,电流相同,电压分配特点:电流相同,电压分配应用:计算串联电路中的电流、电压和电阻4.2 并联电路定义:电路中元件并行连接,电压相同,电流分配特点:电压相同,电流分配应用:计算并联电路中的电流、电压和电阻第五章:电路测量与实验5.1 测量工具电流表:测量电路中的电流电压表:测量电路中的电压电阻表:测量电路中的电阻5.2 实验步骤与方法实验设计:确定实验目的、电路连接方式等实验操作:按照实验步骤进行测量和数据记录实验分析:根据测量数据进行分析,得出结论第六章:电路的进阶概念6.1 交流电与直流电定义:交流电是电压和电流方向周期性变化的电,直流电是电压和电流方向不变的电特点:交流电有频率和相位,直流电稳定6.2 频率与周期定义:频率是单位时间内交流电变化的次数,周期是一次完整变化所需的时间关系:f = 1/T,其中f为频率,T为周期6.3 相位差定义:交流电中两个电压或电流波形的相对时间差应用:分析电路中波形的相位关系第七章:电路图的绘制7.1 电路图符号电源符号:电池、发电机等负载符号:电灯、电动机、电阻等开关符号:手动开关、自动开关等7.2 电路图绘制规则清晰:符号清晰,连线准确简洁:简化电路,删除多余部分一致:符号一致,电压方向一致7.3 电路图的解读与绘制解读:分析电路元件和连接方式,理解电路功能绘制:根据电路元件和连接方式,绘制电路图第八章:电路仿真软件的使用8.1 电路仿真软件概述定义:电路仿真软件是一种用于电路分析和设计的工具作用:模拟电路运行,验证电路设计,分析电路性能8.2 常见的电路仿真软件Multisim:功能强大,操作简单,广泛应用于电路设计和实验教学Proteus:界面友好,兼容性好,支持多种硬件描述语言LabVIEW:基于图形化编程语言,适用于复杂电路系统的研究和开发8.3 电路仿真软件的使用方法打开软件,创建新项目绘制电路图,添加元件设置参数,运行仿真分析结果,优化电路设计第九章:磁路与电磁感应9.1 磁路定义:磁力线在电路中的路径磁阻:磁路对磁力线的阻碍作用磁通量:磁场穿过磁路的面积与磁场强度之积9.2 电磁感应定义:磁通量变化时,产生感应电动势法拉第电磁感应定律:ε= -dΦ/dt,其中ε为感应电动势,Φ为磁通量,t为时间楞次定律:感应电流的方向是阻碍磁通量变化的方向第十章:电机的工作原理与控制10.1 直流电机工作原理:电流通过电枢产生磁场,与磁极相互作用产生转矩控制方式:电压控制、电流控制、转速控制等10.2 交流电机工作原理:电流通过线圈产生磁场,与磁极相互作用产生转矩控制方式:电压控制、频率控制、转速控制等10.3 电机控制系统定义:通过控制电机的工作原理和运行参数,实现对电机的控制应用:电动汽车、工业、风力发电等第十一章:电力电子技术11.1 电力电子器件定义:用于电力转换和控制的电子器件常见器件:二极管、晶体管、晶闸管、GTO、IGBT等11.2 电力电子电路定义:利用电力电子器件实现电能转换和控制的电路应用:变频调速、整流、逆变、斩波等11.3 电力电子技术的应用定义:电力电子技术在电力系统和电气设备中的应用应用领域:电源、电机控制、电力系统、可再生能源等第十二章:电气设备12.1 概述定义:用于发电、输电、变电、配电和用电的设备分类:发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备12.2 发电设备定义:将机械能、热能等转化为电能的设备常见设备:汽轮机、水轮机、风力发电机、太阳能光伏板等12.3 输电设备定义:将电能从发电站输送到用户的设备常见设备:输电线路、变压器、断路器等第十三章:电力系统分析13.1 电力系统的基本组成部分定义:电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成作用:实现电能的生产、传输、分配和消费13.2 电力系统的稳定性分析定义:分析电力系统在受到扰动时的稳定运行能力稳定性指标:暂态稳定性、静态稳定性、暂态过程中的电压稳定性等13.3 电力系统的经济性分析定义:分析电力系统的运行成本和效率经济性指标:发电成本、输电损耗、用电成本等第十四章:电力系统的保护与控制14.1 电力系统的保护定义:对电力系统进行故障检测和隔离,保护设备和人员安全保护装置:继电保护、差动保护、距离保护等14.2 电力系统的控制定义:对电力系统的运行参数进行调节和控制,保证系统稳定运行控制方法:开关控制、调节控制、最优控制等14.3 电力系统自动化定义:利用计算机技术和自动化装置实现电力系统的运行控制和管理应用:发电控制、输电控制、变电控制、配电控制等第十五章:可再生能源与电力系统15.1 可再生能源概述定义:指在自然界中不断补充的能源,如太阳能、风能、水能等优点:清洁、可再生、减少化石能源依赖等15.2 可再生能源并网技术定义:将可再生能源发电装置接入电力系统,实现电能的互补和利用技术难点:波动性、不稳定、电能质量等15.3 电力系统的可持续发展定义:在满足人类需求的保证电力系统的长期稳定和发展措施:发展可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染等重点和难点解析本文主要介绍了电工基础-电路的基本概念和基本定律,包括电路的基本概念、基本元件、基本电路定律、简单电路分析、电路测量与实验、电路的进阶概念、电路图的绘制、电路仿真软件的使用、磁路与电磁感应、电机的工作原理与控制、电力电子技术、电气设备、电力系统分析、保护与控制以及可再生能源与电力系统等方面的知识。