注冊電氣工程師考試輔導(dǎo)電路基礎(chǔ)

注冊電氣工程師考試輔導(dǎo)電路基礎(chǔ)部分一、電路的基本概念

和基本定律考試點1、掌握電阻、獨立電壓源、獨立電流源、受控源、電容、電感、耦合電感、理想變壓器諸元件的定義、性質(zhì)2、掌握電流、電壓參考方向的概念3、熟練掌握基爾霍夫定律1.1掌握諸元件的

定義、性質(zhì)電阻元件一、歐姆定律流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。根據(jù)歐姆定律，電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫成： u=±i·R在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下u=i·R在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下u=-i·RRi+_uRi+_u1、定義

G=1/R2、單位 S（西門子） 電阻的單位為Ω(歐姆)， 計量高電阻時，則以kΩ和MΩ為單位。二、電導(dǎo)三、電阻元件的伏安特性

以電壓和電流為坐標， 畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。Oui電容元件一、電容的定義+u-+q-qCi二、電容的特性方程三、電容元件的特性方程的積分式ti(t)Ot1t2t3tOu(t)tu(t)Ott1t2t3i(t)O四、電容元件儲存的能量電容元件在任何時刻t所儲存的電場能量電感元件+-ui一、線圈的磁通和磁通鏈如果u的參考方向與電流i的參考方向一致線性電感元件的自感磁通鏈與元件中電流有以下關(guān)系二、電感元件的特性方程+-uiL三、電感元件特性方程的積分形式四、電感元件儲存的磁場能量電壓源和電流源一、電壓源1、特點（1）電壓u(t)的函數(shù)是固定的，不會因它所聯(lián)接的外電路的不同而改變。（2）電流則隨與它聯(lián)接的外電路的不同而不同。2、圖形符號+-只用來表示直流OttO既可以表示直流也可以表示交流+-+-i=0+-i+-外電路3、電壓源的不同狀態(tài)空載有載4、特殊情況電壓為零的電壓源相當(dāng)于短路。伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越大斜率越大理想電壓源（恒壓源）:RO=0時的電壓源.特點：(1）輸出電壓不變，其值恒等于電動勢。即Uab

E；（2）電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性IUabE恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):

E=10VIE+_abUab2R1當(dāng)R1

R2

同時接入時：I=10AR22例當(dāng)R1接入時：I=5A則：恒壓源特性中不變的是：_____________E恒壓源特性中變化的是：_____________I_________________會引起I的變化。外電路的改變I的變化可能是_______的變化，或者是_______的變化。大小方向+_I恒壓源特性小結(jié)EUababR1、特點（1）電流i(t)的函數(shù)是固定的，不會因它所聯(lián)接的外電路的不同而改變。（2）電壓則隨與它所聯(lián)接的外電路的不同而不同。2、圖形符號二、電流源+-u=0i外電路i短路有載4、特殊情況電流為零的電流源相當(dāng)于開路。+-u3、電流源的不同狀態(tài)標準電流拐源ISROabUabIIsUabI外特性

電流源模蔽型RORO越大特性越陡理想電弊流源（恒流源注):RO=時的電流字源.特點：（1）輸鄉(xiāng)豐出電流不欲變，其值哈恒等于電流源電長流IS；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）輸停出電壓由儀外電路決真定。恒流源兩浴端電壓由慨外電路決為定IUIsR設(shè):IS=1AR=10時，U=10

VR=1時，U=1

V則:例恒流源特或性小結(jié)恒流源后特性中性不變的淘是：_種___更___仁___以___Is恒流源特集性中變化言的是：_卸____裂____遷____Uab____郊____臘____麗____狗_會遮引起Uab的變化。外電路的笨改變Uab的變化毯可能是碑__麗___窄__灘的變化失，或者是各____休___的念變化。大小方向abIUabIsR恒流源壟舉例IcIbUce當(dāng)Ib確定后，Ic就基本確合定了。在IC基本恒定的范圍困內(nèi)，Ic可視為所恒流源禮(電畢路元件里的抽象擺)。cebIb+-E+-晶體三極鏈管UceIc電壓源中的電流如何決定？電流源兩端的電壓等于多少？例IER_+abUab=?Is原則：Is不能變蛋，E不能變。電壓源中允的電流I=IS恒流源兩努端的電壓恒壓源與涂恒流源特餓性比較恒壓源恒流源不變量變化量E+_abIUabUab=E

（常數(shù)）Uab的大小、密方向均為茂恒定，外電路負叨載對Uab無影響。IabUabIsI=Is

（常數(shù)）I的大小、賞方向均為賴恒定，外電路禍負載對I無影響悔。輸出電流I可變-跪----I的大小、茅方向均由外電揀路決定端電壓Uab可變躬---模--Uab的大小蘇、方向均由外欺電路決舅定受控電臉源一、電源姨的分類電源獨立電源受控源電壓源的電壓和電流源的電流,不受外電路的影響。作為電源或輸入信號時，在電路中起“激勵”作用。受控電壓源的電壓和受控電流源的電流不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某部分的電流或電壓控制的。又稱為非獨立電源。二、以倚晶體管咸為例BEC三、受瓶控源時的類兼型１、電壓宇控制電壓楚源(VC埋VS)2、電攻壓控制感電流源冰(VC賞CS)3、電流征控制電壓裝源(CC功VS)4、電流饑控制電流輩源（CC狐CS）BECR1R2等效電路模型受控源分餡類U1壓控電壓源+-+-E壓控電流源U1I2流控電流源I2I1I1+-流控電壓源+-E含有耦稍合電感童電路的飛計算跌---宵預(yù)備知館識一、互感+_11‘22‘+_11‘22‘1、自感統(tǒng)磁通鏈線圈1融中的電浪流產(chǎn)生辟的磁通生在穿越誰自身的昨線圈時勇，所產(chǎn)究生的磁鳳通鏈。中的一搶部分或釋全部交幣鏈線圈且2時產(chǎn)速生的磁膝通鏈。2、互感裙磁通鏈磁通（鏈怪）符號中雙下標的含義：第1個梢下標表早示該磁偵通（鏈濫）所在描線圈的蟲編號，第2個下釘標表示產(chǎn)允生該磁通階（鏈）的梳施感電流神所在線圈向的編號。同樣線趕圈2中予的電流i2也產(chǎn)生靠自感磁睡通鏈ψ22和互感磁師通鏈ψ12（圖中灑未標出技）+_11‘22‘這就是彼隨此耦合的情況著。耦合線用圈中的股磁通鏈麥等于自鑰感磁通分鏈和互抹感磁通脅鏈兩部初分的代脈數(shù)和，如線圈1偽和2滾中的磁通絕鏈分別為則有+_11‘22‘二、互感謝系數(shù)當(dāng)周圍飾空間是各向同段性的線性啄磁介質(zhì)鋤時，每斬一種磁芳通鏈都連與產(chǎn)生坦它的施諷感電流及成正比跟，互感磁畏通鏈即有自感言磁通鏈：上式中M12和M21稱為互感姻系數(shù)，簡右稱互感?；ジ杏酶史朚表示，單雙位為H?？梢宰C明赴，M12=M21，所以當(dāng)姿只有兩膜個線圈圾有耦合地時，可禮以略去M的下標，即可令M=M12=M21兩個耦稱合線圈中的磁通坊鏈可表誰示為：=L1i1±Mi2=±Mi1+L2i2上式表虜明，耦而合線圈參中的磁柔通鏈與矛施感電握流成線性關(guān)系，是何各施感電蕉流獨立產(chǎn)擱生的磁通愈鏈疊加的仁結(jié)果。M前的號犁是說明孤磁耦合慕中，互詢感作用春的兩種做可能性莫?！?”號毅表示互感鑼磁通鏈與殲自感磁通峽鏈方向一枯致，稱為爽互感的“增助”作用；“-”號則猜相反，啦表示互撐感的“削弱”作用姻。為了便途于反映宏“增助荒”或“城削弱”膨作用和鳳簡化圖嗎形表示蛙，采用臘同名端企標記方艷法。三、同償名端1、同名秤端的引入ψ1=L1i1±Mi2ψ2=±Mi1+L2i22、同跡名端對兩個有寧耦合的線凍圈各取一榆個端子，盜并用相同經(jīng)的符號標還記，這一緊對端子稱獄為“同名端”。當(dāng)境一對施屢感電流搭從同名粥端流進伏（或流見出）各索自的線塌圈時，抖互感起秩增助作把用。**+_11‘22‘i1i2L1L2u1u211‘22‘Mψ1=L1i1+M謠i2ψ2=M如i1+L2i2**+_11‘22‘四、互感潤電壓如果兩個眨耦合的電扯感L1和L2中有變獻動的電粘流，各都電感中房誠的磁通巧鏈將隨軍電流變?nèi)袆佣兠雱?。設(shè)L1和L2的電壓嶼和電流災(zāi)分別為u1、i1和u2、i2，且都取孔關(guān)聯(lián)參考臺方向，互維感為M，扒則有：令自感緞電壓互感電蛛壓u12是變動挨電流i2在L1中產(chǎn)生的敘互感電壓蕩，u21是變動良電流i1在L2中產(chǎn)生的搏互感電壓者。所以耦合星電感的電毅壓是自感蒸電壓和互溪感電壓疊模加的結(jié)果引?；ジ须妷悍矍暗摹?”伶或“-”號的正確洽選取是寫旁出耦合電折感端電壓紐奉的關(guān)鍵，說明自感電壓互感電壓如果互感邊電壓“暢+”極性割端子與產(chǎn)資生它的電柔流流進的鈔端子為一踩對同名端行，互感電柜壓前應(yīng)取蝴“+”號，反之取墨“-”號。Mi2u12ML1L2u21i1選取原則可簡明地射表述如下吵：五、互乒感電壓嗚的等效蔑受控源低表示法當(dāng)施感電鍛流為同頻予正弦量時屬，在正弦北穩(wěn)態(tài)情況觸下，電壓、參電流方帳程可用相量形式表示:六、耦合滴系數(shù)工程上怪為了定訪量地描炎述兩個弓耦合線黑圈的耦處合緊疏程度，把咐兩線圈的真互感磁通稻鏈與自感湯磁通鏈的逮比值的幾攻何平均值墊定義為耦籃合因數(shù)，掛記為kk的大小與傾兩個線圈棗的結(jié)構(gòu)、叫相互位置出以及周圍末磁介質(zhì)有叔關(guān)。改變躬或調(diào)整它發(fā)們的相互丸位置有可聞能改變耦們合因數(shù)的煤大小。含有耦搬合電感克電路的演計算一、兩斜個互感盈線圈的況串聯(lián)1、反向晝串聯(lián)（互功感起“削望弱”作用懂）R1L1R2L2Mu1u2uR1L1R2L2Mu1u2uu1u2R1R2L1-ML2-Mu無互感陰等效電她路u1u2R1R2L1-ML2-Mu對正弦穩(wěn)停態(tài)電路，襪可采用相量形式表示為u1u2R1R2L1-ML2-Mu每一條耦倡合電感支互路的阻抗制和電路的小輸入阻抗糊分別為：u1u2R1R2L1-ML2-Mu反向串聯(lián)蠅時，每一車條耦合電摧感支路阻筆抗和輸入刪阻抗都比詠無互感時掘的阻抗小怎（電抗變狡?。?，這槽是由于互聞感的削弱牛作用，它梳類似于串寺聯(lián)電容的期作用，常沉稱為互感垂的“容性”效應(yīng)崗。u1u2R1R2L1-ML2-Mu2、順向鑰串聯(lián)每一耦合蠢電感支路怎的阻抗為擋：而R1L1R2L2Mu1u2u二、并聯(lián)R1R201R1R211、同側(cè)飄并聯(lián)去耦等殘效電路01×jω(L1-M)jωMjω(葬L2-M)R1R201R1R2102、異礎(chǔ)側(cè)并聯(lián)去耦等原效電路-jω性Mjω(鞠L1+M)jω(L2+M)5Ωj7.5Ω3Ωj6Ωj12.5ΩK+-例：電內(nèi)壓U=50狡V，求獲當(dāng)開關(guān)K打開和妥閉合時端的電流貓。解：當(dāng)圍開關(guān)打頁開時兩個耦西合電感到是順向識串聯(lián)=1.夠52/-7除5.96愿°A5Ωj7.損5Ω3Ωj6Ωj12.服5ΩK+-當(dāng)開關(guān)閉駛合時兩個耦合蘭電感相當(dāng)貍于異側(cè)并瞧聯(lián)利用去耦洲法，原電辭路等效為5Ω3Ω+-j13.拜5Ω-j寄6Ωj18.狗5Ω7.79/-5流1.50幸°A5Ω3Ω+-j13.5Ω-j6Ωj18.5Ω5Ωj7.5Ω3Ωj6Ωj12.5ΩK+-計算A迫B兩點摩間的電副壓ABABB理想變壓疲器空心變浙壓器一、變壓浙器的結(jié)構(gòu)變壓器敲是電工境、電子衡技術(shù)中吳常用的結(jié)電氣設(shè)杰備，它攝是由兩圍個耦合麗線圈繞仁在一個駱共同的剩心子上貢制成。1、原伸邊回路裹（或初本級回路挽）一個線圈嘩作為輸入基，接入電汗源后形成杜的一個回病路。2、副葛邊回路難（或次稅級回路擋）另一線圈燈作為輸出萬，接入負俯載后形成衫另一個回蒙路。3、心子空心變壓損器的心子助是非鐵磁材料制端成的。R1R211‘22`二、空心努變壓器的希電路模型負載設(shè)為緩電阻和電上感串聯(lián)。RLjXL+_++2、電路蹤蝶方程1、電路紀模型3、原邊混等效電路令Z11=R1+jω廳L1，稱為原貍邊回路阻浪抗Z22=R2+jω蹤蝶L2+RL+jω春XL，稱為畜副邊回殘路阻抗ZM=j花ωMY11=1/巧Z11Y22=1/姜Z22R1R211‘22`RLjXL+_Z11=R1+jω這L1Z22=R2+jω瞞L2+RL+jω爺XLZM=j怕ωM蕩Y11=1/勒Z11Y22=1騾/Z22++第一個式胳子中的分驅(qū)母是原邊的夫輸入阻抗其中稱為引入阻抗，它是副邊拍的回路阻狗抗通過互期感反映到不原邊的等憤效阻抗。情引入阻抗輝的性質(zhì)與Z22相反，即感羽性（容排性）變葡為容性凡（感性踐）。+-Z11原邊等效變電路4、從副粥邊看進去陵的含源一列端口的一修種等效電紛路得到此含果源一端口打在端子2壺-2‘的貌開路電壓戴維寧雀等效阻科抗Zeq=R2+jω漸L2+(ω夏M)2Y11RLjXL+-(ωM)2Y1122‘一、理想渣變壓器的布電路模型u1u2n:1i1i2N1N21、電路壩模型理想變壓偶器u1u2n:1i1i2N1N2N1i1+N2i2=02、原、轉(zhuǎn)副邊電壓施和電流的爹關(guān)系上式是根我據(jù)圖中所潤示參考方肺向和同名沙端列出的。n=N1/N2，稱為理猴想變壓器量的變比。二、理想掀變壓器的館功率即輸入腰理想變袖壓器的瞬時功率排等于零，所以它拜既不耗部能也不銷儲能，它將能量朱由原邊全餡部傳輸?shù)侥爿敵?，在傳輸過怪程中，僅瓣僅將電壓情電流按變飼比作數(shù)值寫變換。N1i1+N2i2=0將理想變物壓器的兩繪個方程相襖乘得u1i1+u2i2=0空心變壓荒器如同時缸滿足下列媽3個條件習(xí)，即經(jīng)“理拘想化”和靈“極限化借”就演變閥為理想變扣壓器。（1）旬空心變憂壓器本吉身無損倦耗（2）截耦合因?qū)訑?shù)k=1（3）L1、L2和M均為無獎限大，遇但保持三、空惱心變壓求器轉(zhuǎn)變欣為理想土變壓器四、阻抗套變換理想變燭壓器對傻電壓、泳電流按染變比變天換的作砌用，還膽反映在上阻抗的兄變換上蠻。在正豆弦穩(wěn)態(tài)著的情況在下，當(dāng)蓄理想變犧壓器副辰邊終端甩2-2絮’接入禁阻抗ZL時，則變媽壓器原邊裂1-1’贊的輸入阻臥抗n2ZL即為副顯邊折合許至原邊劈燕的等效格阻抗，如副邊分潑別接入R、L現(xiàn)、C時，折財合至原貪邊將為n2R、n2L、也就是病變換了婦元件的寬參數(shù)。最大功率近傳輸含源一端妙口向終端渾負載Z傳目輸功率，董當(dāng)傳輸?shù)奈补β瘦^小昂（如通訊駁系統(tǒng)，電守子電路中右），而不查必計較傳筍輸效率時塘，常常要汁研究使負片載獲得最問大功率（存有功）的淹條件。Ns+_Z11‘+_Z+_11‘戴維寧定理獲得最護大功率己的條件營為即有此時獲得播的最大功葡率為上述獲滋得最大值功率的北條件稱衣為最佳匹配。設(shè)則負載怪吸收的崇有功功怪率為1.2挑電流釣和電壓的參考稠方向任意指定一于個方向仍作為電囑流的方齊向。把電流看翠成代數(shù)量名。若電流芽的參考擇方向與尺它的實帖際方向一致，則電者流為正值；若電流理的參考死方向與闖它的實爬際方向相反，則電流京為負值。2、參男考方向蜓：1、實際腦方向：正電荷榮運動的圓方向。一、電栽流3、電桌流參考桐方向的糾表示方矩法ABi箭頭或雙脾下標二、電壓1、實倡際方向攔：高電位繭指向低墻電位的屬方向。2、參考濟方向：任意選定討一個方向速作為電壓枝的方向。當(dāng)電壓的昏參考方向搜和它的實米際方向一致時，電恰壓為正值；反之，當(dāng)末電壓的參倦考方向和墻它的實際領(lǐng)方向相反爪時，電壓插為負值。正負號u_+ABUAB（高電位壩在前，低贊電位在后訴）雙下標箭躲頭uAB3、電壓槍參考方向兆的表示方逃法：UAB=ФA-ФB電流的綠參考方欲向與電遮壓的廣參考方伙向一致，則把貸電流和何電壓的傲這種參以考方向砍稱為關(guān)聯(lián)參仆考方向;否則為非關(guān)聯(lián)參耐考方向。元件i+_u三、關(guān)聯(lián)拾參考方向1、“實際經(jīng)方向”是物理中碧規(guī)定的，而“參考為方向”是人們邀在進行臉電路分派析計算快時，任鼠意假設(shè)燭的。2、在以捐后的解題捆過程中，昌注意一定織要先假定副“正方島向”(即在陡圖中表應(yīng)明物理壇量的參吃考方向炎)，然后再列詞方程計算。缺少“吃參考方跳向”的門物理量弊是無意津義的。注意1.3潔基爾霍際夫定律用來描壯述電路皂中各部麗分電壓勵或各部稈分電流訴間的關(guān)付系，其宋中包括題基氏電亮流和基苦氏電壓袖兩個定讓律。名詞注賠釋結(jié)點(node)添：三個或尺三個以柏上支路丈的聯(lián)結(jié)危點支路(bran予ch)椅：電路中每賢一個分支回路(loop觸)：電路中任傘一閉合路弦徑支路數(shù)b=5結(jié)點數(shù)n=3回路數(shù)l=6R1R2R3R4R5+_+_uS1uS21、內(nèi)扯容：在集總妄電路中啦，任何庭時刻，喪對任一算結(jié)點，神所有與離之相連初支路電般流的代賠數(shù)和恒唯等于零嚷。2、公式炮：3、說段明：規(guī)定流入結(jié)點的丸電流前甚面取“+”號，流出結(jié)點的電央流前面取“-”號。電流是流差出結(jié)點還督是流入結(jié)挨點按電流尸的參考方被向來判斷。一、基爾驕霍夫電流選定律（K謹CL）R1R2R3R4R5+_+_uS