高一直流电基本公式

电工基本概念和公式1《电工基础》基本概念和公式单相交流电一、正弦交流电基本概念和公式1.正弦交流电的三要素是：最大值、角频率、初相。2.正弦交流电的表示方法：解析法、图像法、矢量法。3.正弦交流电的频率与角频率的关系式：f2；频率与周期的关系式：T1f。4.正弦交流电流、电压的最大值与有效值的关系式：II2m。U2Um5.交流电表所测量的值是有效值。在不加说明的情况下，交流电压（流）的值均为有效值。6.判断交流电路性质的基本方法是：（1）交流电路的电压相位超前电流90°，电路为纯电感电路。（2）交流电路的电压相位滞后电流90°，电路为纯电容电路。（3）交流电路的总电压相位超前总电流，电路为感性电路。（4）交流电路的总电压相位滞后总电流，电路为容性电路。（5）交流电路的总电压相位与总电流同相，电路为阻性电路。二、两个同频率正弦量加减，画出相量图求和。解题步骤：已知：i1、i2，求i?三、单一元件交流电路元件参数RLC电压、电流的大小关系U=IRU=IXLU=IXC阻抗和频率关系R和f无关XL=2πfL电压、电流的相位关系电压与电流同相φu–φi=90°φi–φu=90°有功功率P=UI=I2R=U2/RP=0P=0无功功率Q=0Q=UI=I2XL=U2/XLQ=UI=I2XC=U2/XC视在功率S=PS=QS=QπfCXL21i=i1+i2作出Im1、Im2或I1、I2的相量图根据平行四边形法则作出Im或I的相量。用数学方法求出i的大小：Im或I；i的初相φ。i=Imsin(ωt+φ)电工基本概念和公式2四、RLC串联电路1.判断RLC串联电路是电感性、电容性或电阻性的简单方法是：RLC串联电路的感抗大于容抗，电路为感性电路；感抗小于容抗，电路为容性电路；感抗等于容抗，电路为阻性电路；又称为谐振电路。2.RLC串联电路的公式φ表示电压与电流的相位差，又称为阻抗角，公式：iu三角形名称阻抗三角形电压三角形功率三角形对边的含义电抗：X=XL-XC电抗电压：UX=UL-UC无功功率：Q=QL-QC三边关系222XRZ222XRUUU222QPS边角关系RXtanZXsinZRcosRXUUtanUUXsinUURcosPQtanSQsin功率因数：SPcos欧姆定律CCLLXRXUXUXURUZUI功率公式ZUZIUIS22RIIUPR2XIIUQX2LLLXIIUQ2CCCXIIUQ2六、谐振电路谐振类型RLC串联谐振（电压谐振）RLC并联谐振电感与电容并联谐振（电流谐振）谐振条件电压与电流同相XL=XCRCLφUURUXφSPQφZRX电工基本概念和公式3谐振频率LCf210LCf210阻抗Z0=RCRLRZ0阻抗最小阻抗最大电压电流关系RUI0RUIIR000RUZUIUL=UC=QUIL=IC=I/QIL=IC=QI特性阻抗CLCL001品质因数CLRCRRLRQ1100品质因数与选择性品质因数Q愈大，谐振曲线越尖锐，选择性愈好。通频带fffBW212)2~~2()~~(00021IIIfff品质因数与通频带QfBW0品质因数Q愈大，通频带越窄。七、提高功率因数的意义和方法无论负载如何连接，功率三角形关系均成立1.提高功率因数的意义（1）提高供电设备的能量利用率。P=Scosφ（2）减小输电线路上的能量损失。cosUPI，U线=IR线。2.提高功率因数的方法在感性负载上并联电容器提高功率因数。并联电容器后，P不变，II1，cosφ变大。ICI1IUφ1φI2uCI1I感性负载φSPQ电工基本概念和公式4三相交流电一、三相电的基本概念1.三相对称电压、电流、电动势：最大值相同，频率相同，初相互差120°。2.三相对称负载：阻抗相同；阻抗角相同。3.三相四线制电源由三根相线和一根中线组成，符号Y04.三相四线制可提供两种电压。（1）线电压：两根相线间的电压（2）相电压：相线与中线间的电压5.线电流、相电压、线电流的定义（1）线电流：流过相线的电流；（2）相电压：每相负载的电压；（3）相电流流过负载的电流。6.中线的作用：保证负载相电压对称。二、三相电的基本公式连接方式三角形星形负载对称对称不对称电源三相三线制三相三线制三相四线制线电压与相电压关系UL=UPPLUU3线电压超前相应相电压30°线电流与相电流关系PLII3线电流滞后相应相电流30°PLIIUuIIVvIIWwII欧姆定律ZUIPPZUIPPUPUZUIVPVZUIWPWZUI中线电流无中线电流中线电流为0中线电流不为0三相功率P=3PPPP=PU=PV=PWP=PU+PV+PWUL、IL表示cos3LLIUP三相功率的其他表示RIZUIUPPPPP223cos3cos3同一电源同一负载IΔL=3IYLPΔ=3PY三、安全用电1.安全用电常识电工基本概念和公式5频率为50~100Hz的电流最危险，通过人体的电流超过50mA（工频）时，有触电危险。通常规定36V以下的电压为安全电压。常见的触电方式有单相触电和两相触电。2.开关必须安装在火线上。3.电气设备的保护接地把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置连接起来，叫做保护接地。适用于电源中性点不接地的低压系统中。4.电气设备的保护接零把电气设备的金属外壳用导线与中性线连接起来叫做保护接零。适用于电源中性点接地的三相四线制系统中。5.同一供电线路上，不允许部分电气设备保护接零，部分电器设备保护接地。直流电路基础知识物理量名称符号单位名称单位符号物理量名称符号单位名称单位符号电场力F牛顿N电动势E伏特V电荷量q库仑C电流I安培A电压U伏特V电阻R欧姆Ω电功W焦耳J电热Q焦耳J功率P瓦特W电位V伏特V三、电力线：在电场中画出的一系列起始于正电荷（无穷远处）终止于负电荷（无穷远处）的一组曲线；电力线疏密表示场强大小，电力线的切线方向为该点的电场强度方向。沿电力线方向电位降低。一、电流I=tq（定义式）1、电荷的定向移动形成了电流，规定正电荷移动的方向定为电流的方向。2、电子是带负电荷的。正电荷在电场力作用下由电位高流向低电位，负电荷则相反。二、电源1、电源：把其它形式的能转换成电能的装置。2、电源力：存在于电源内部的把正电荷从低电位（负极板）移到高电位（正极板）的非静电力，叫做电源力。3、电动势：描述在电源内部的把正电荷从低电位（负极板）移到高电位（正极板）电源力做功本领的物理量。电工基本概念和公式6E=qW电源（定义式）三、电压1、在电场中把正电荷从高电位移到低电位电场力做的功与被移动电荷量的比值叫做电压。Uab=QWab（定义式）电压：描述把正电荷从高电位（正极板）移到低电位（负极板）电场力做功本领的物理量。2、电压与电位的关系Uab=Va—Vb在电路中电压的大小与参考点无关；各点电位的大小与参考点的选择有关，参考点改变了，各点电位或都变大，或都变小。四、电阻定律R=ρSL（决定式）五、部分电路欧姆定律I=RU（定义式）在部分电路中，电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。六、全电路欧姆定律在闭合电路中，电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。I=rRE或E=UR+Ur或E=UR+Ir七、电功（电场力做功、电流做功）W=Pt=UItW=UIt=I2Rt=RU2t（只适用于纯电阻）W——电流做的功等于转换的电能。八、电功率1、功与功率的关系：W=Pt2、电功率P=tW=UIP=tW=UI=I2R=RU2（只适用于纯电阻）九、焦耳定律Q=I2RtQ=W=UIt=I2Rt=RU2t（负载为纯电阻）Q——电热，电流产生的热效应。十、电路中的功率平衡P电源=PR+Pr电源发出的功率（提供的功率）P电源=EI电源的输出功率（负载消耗的功率）PR=I2R电源内阻消耗的功率PrP=I2r电工基本概念和公式7十一、电源的最大输出功率（电阻R消耗的功率）当负载电阻R=电源内阻（包括R以外的其它串联电阻）时，Pm=4RE2十二、电阻串联电路的特点1、串联电路中电流处处相等；2、U=U1+U2+…………+Un3、R=R1+R2+…………+Rn4、串联电路中各电阻两端的电压与电阻成正比I=11UR=22UR=33UR=RU5、串联电路中各电阻两端的功率与电阻成正比I2=11PR=22PR=33PR=RPP=P1+P2+P3+…十三、电阻并联电路的特点1、电路中各个电阻两端的电压相同。2、I=I1+I2+……………In3、nRRRR111121积比和公式：（两个电阻并联）R=2121RRRR4、并联电路中各支路电流与电阻成反比。U=I1R1=I2R2=I3R3=IR分流公式（两个电阻并联）：I1=212RRRII2=211RRRI5、并联电路中各支路电阻消耗功率与电阻成反比。U2=R1P1=R2P2=R3P3=RPP=P1+P2+P3分功率公式（两个电阻并联）：P1=212RRRPP2=211RRRP6、电流表改装伏特表要串联一个分压电阻；电流表改装安培表要并联一个分流电阻。十四、电阻混联电路等电位法：设等效电阻为Rab（假设a点为高电位，b点为低电位）。（1）在电路图中每个电阻两端都标上字母。（要求同电位点用相同字母表示，不同电位点用不同字母表示。）（2）在电路中至少找出2个或几个电阻的连接关系，（串联或并联）将其化简为一个电阻，画出等效电路图。（3）继续在电路中找出2个或几个电阻的连接关系，（串联或并联）将其化简为一个电阻，再画电工基本概念和公式8出等效电路图。以此类推，直至明确整个电路电阻的串、并联关系。十五、电池组当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时，可以用串联电池组供电；当用电器的额定电流比单个电池允许通过的最大电流大时，可以采用并联电池组供电。n个相同的电池串联成电池组时：E串=nE；r串=nrn个相同的电池并联成电池组时：E并=E；r并=nr十六、电路中各点电位计算根据VA=UAB=VA-VB得出VA=UAB+VB，求电位的关键就是求电压UAB。具体步骤：1、明确待求电位点（设为A）和已知电位点即参考点（设为B）。2、找到一条A点到B点的最短路径（电阻、电源最少）3、求出A、B点路径上流过电阻的电流，并标出方向。（无电阻不需求电流）4、求出A、B路径中各电阻和电源的电压代数和，即UAB=∑IR+∑E判断电压正负的原则是高电位到低电位取正值，反之取负值。电阻上电压的正负根据电流的方向确定（电流从高电位流向低电位）电源上电压的正负根据电源的正负极确定（正极为高电位，负极为低电位）。5、代入公式VA=UAB+VB。复杂电路一、基尔霍夫定律1、基尔霍夫第一定律（节点电流定律）：对任意一个节点，流入节点的各支路电流的代数和为零，数学表达式∑I=0。2、基尔霍夫第二定律（回路电压定律）：对任意一个回路，回路中各元件上电压的代数和为零，数学表达式∑U=0。二、支路电流法1、一般情况：复杂电路有m条支路，n个节点。求m条支路电流，共需要列m个方程，其中n-1个节点电流方程，m-(n-1)个回路电压方程。2、应用支路电流法求各支路电流的步骤：（两网孔三支路复杂电路）（1）任意标明各支路的电流的参考方向和网孔回路的绕行方向。（2）任意选两个节点之一列一个节点电流方程。（3）两个网孔列两个回路电压方程。（4）代入已知数据，解三元一次方程组求出各支路电流。（5）若解得支路电流为负值，需说明该支路电流的实际方向与参考方向相反。电工基本概念和公式9电容器与电容一、C=UQ（定义式）C——电容量，单位法拉（F）。电容量的大小与Q、U无关。二、C=εdS（决定式）电容C的大小由S、d、ε三者决定。ε=εrε0ε介电常数，εr相对介电常数，ε0真空介电常数三、电容器的参数1、标称容量——电容器上标明的电容量的值。2、额定工作电压（耐压）——电容器实际承受电压必须小于耐压值，即UeU。四、电容器串联电路