一、直流電路的基本概念
電是物質(zhì)的，是客觀存在的。 像熱能、風(fēng)能、太陽能、核能等，也是一種能源并聯(lián)電路電功率規(guī)律，屬于二次能源，可以轉(zhuǎn)化為其他能源； 電能的生產(chǎn)、傳輸和轉(zhuǎn)換必須違反能量守恒。 定理，物質(zhì)守恒定律。 電荷有正電荷和負(fù)電荷兩種，同性相斥，異性相吸； 電荷量稱為電量，符號Q，單位為庫侖（C）。 電荷的定向連接產(chǎn)生電壓。 負(fù)電荷連接到正極，正電荷連接到負(fù)極。 兩者在電流作用下反向連接； 電壓的三大效應(yīng)是：熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。 根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電性的不同：導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 內(nèi)電阻率 ρ 是描述導(dǎo)體電導(dǎo)率的數(shù)學(xué)量，單位為歐姆。 以米計，銀的導(dǎo)電性最強(qiáng)，其次是銅、金、鋁、鎢、鐵等，水、電解質(zhì)、碳、土等也是導(dǎo)體。 木材、塑料、陶瓷、空氣等都是絕緣體； 硅、鍺等是半導(dǎo)體，即導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間。 描述電的性質(zhì)的數(shù)學(xué)量是電流、電流和數(shù)量（Q）。 電流好比水壓，電壓好比水流，電好比水滴。 水壓（電流）可以推動水流（電壓）并聯(lián)電路電功率規(guī)律，將水滴送出； 電流（U）有方向，高電位指向低電位。 電流的單位是伏特（v），電壓（I）也是有方向的，正電荷交流的方向就是電壓的方向，單位是安培（A）； 描述電源容量的數(shù)學(xué)量是電動勢ε，單位也是伏特當(dāng)電壓通過導(dǎo)體時，會產(chǎn)生電阻，用內(nèi)阻表示，符號R，單位歐姆Ω，有一個特別好-已知的公式是歐姆定理R=U/I，說的是導(dǎo)體的電流與其電壓成反比，另外還有一個整個電路的歐姆定理，指的是導(dǎo)體的電阻與電阻的關(guān)系電源、電動勢、內(nèi)外電阻 I=ε/(r+R) 導(dǎo)體中傳輸電能的物質(zhì)稱為自旋，金屬中的自旋是自由電子，電解質(zhì)中的自旋是正離子和負(fù)離子； 半導(dǎo)體中的自旋是空穴和自由電子。
由于電是一種能源，它也會做功。 描述它做了多少功，用電功W表示，單位焦耳，W=UIt，與電流、電流、時間成反比，它做功的能力用電功率P=UI表示, 單位瓦 W; 電壓通過導(dǎo)體時會形成熱量，其大小Q=I2Rt，與電壓、電阻、時間的平方成反比； 這個公式叫做焦耳定理。 電路是電壓的通路，由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)組成。 電源提供能量，負(fù)載消耗能量，還有導(dǎo)線、開關(guān)、保護(hù)等中間環(huán)節(jié)； 該電路具有供電和信息處理兩個功能。 內(nèi)阻負(fù)載電路中的連接方式有：串聯(lián)、并聯(lián)、混合。 電路的三種狀態(tài)：開路、短路、負(fù)載工作狀態(tài)。 開路是指電路壞了，漏電是指電壓沒有經(jīng)過負(fù)載直接接入； 帶負(fù)載工作狀態(tài)為正常工作狀態(tài)。 電壓要有回路，即要有入口； 電流可以獨(dú)立存在，比如節(jié)電器，沒有負(fù)載，它還有電流； 大道：一段沒有分支的漏水路段； 節(jié)點(diǎn)：三個以上大道的交匯點(diǎn)； 環(huán)路：由多個環(huán)路組成的閉合電路； 網(wǎng)格：沒有分支的循環(huán)； 基爾霍夫電壓定理（KCL）和基爾霍夫電流定理（KVL）在解決電路問題中非常重要，應(yīng)該掌握。 KCL告訴我們流入某一節(jié)點(diǎn)的電壓等于流出電壓之和，符合材料守恒原理； KVL告訴我們，對于閉環(huán)，電流下降的總和等于電流增加的總和； 求解電路估算分析的方法有：東電路電壓法、疊加原理、節(jié)點(diǎn)電流法、戴維寧定律、諾頓定律； 電路包括：電路原理圖、方框圖、PCB圖、接線圖、實(shí)物圖，這種圖各有優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)缺點(diǎn)也不一樣。 將它們結(jié)合起來應(yīng)用將有助于分析和理解電路。
用電流輸出表示的電源稱為電流源，用電動勢E和內(nèi)阻r0串聯(lián)的等效電路表示，輸出電流：U=E-r0I。 內(nèi)阻為零，輸出電流絕對恒定的電源稱為理想電流源，或恒壓源； 具有恒定電流輸出的實(shí)際電源稱為電壓源； 它用電壓源Is和內(nèi)阻r0并聯(lián)的等效電路表示，其輸出電壓為I=Is-U/r0，U/r0為電源內(nèi)部的分流電壓。 輸出電壓恒定，不隨負(fù)載變化的電源稱為理想電壓源； 電流源與電壓源的等效關(guān)系：內(nèi)阻相同，Is=E/r0，即電流源的漏電壓。 注：兩者的等效關(guān)系只針對外部電路，不針對內(nèi)部電源； 在等效轉(zhuǎn)換過程中，電流源和電壓源的方向必須一致； 理想電流源和理想電壓源之間沒有區(qū)別。 具有等價關(guān)系。 二、交流電路的基本概念
余弦交流電的三要素：幅值、角頻率、初相； 振幅反映其大小，角頻率反映其頻率變化的快慢，相位反映其狀態(tài)位置。 角頻率不同于頻率，兩者的關(guān)系是ω=2πf，周期T是交流電變化一周的時間，單位是秒s，頻率f是次數(shù)每秒變化的交流電，單位為赫茲； 兩者的關(guān)系是T=1/f； 工頻市電頻率50Hz； 不同交流電的初始相位可以相同也可以不同，它們的初始相位之差稱為相位差，它反映了不同交流電的狀態(tài)關(guān)系。 根據(jù)這個描述，關(guān)系有超前和滯后； 特殊相位差有同相（0度）、反相（180度）、正交（90度）。 交流電和直流電一樣有效。 熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)三大效應(yīng)同時存在； 交流電最大值為有效值的1.414倍； 在描述和計算交流電的大小時，用有效值表示，如220v的有效值為有效值。 交流電通過內(nèi)阻時，兩端電流和電壓同相； 通過電感時，兩端電流超前電壓90度； 通過電容器時，兩端電壓超前電流90度； 交流電通過負(fù)載時，也會遇到電阻，稱為阻抗，通過內(nèi)阻時的阻抗為R，即電阻值； 通過電感時的阻抗（感抗）為2πfL，通過電容器時的阻抗（容抗）為1/2πfc； 串聯(lián)和并聯(lián)電路中的內(nèi)阻R、電感L、電容C，電流和電流的相位可能不同，它們相位差的正弦稱為功率素數(shù)，用cosφ表示。 交流電通過內(nèi)阻時的功率P=UI，稱為有功功率； 通過電感和電容的功率Q=UI為無功功率，即不做功，它們與電源之間進(jìn)行能量交換。 電容和電感在這一點(diǎn)上與直流不同； 由內(nèi)阻、電容和電感組成的串并聯(lián)電路必須用矢量估計法進(jìn)行估計。 它不同于直流電的估算方法。 LC串聯(lián)諧振電路具有低阻特性，LC并聯(lián)諧振電路具有高阻特性； 并且電流和電壓同相。 直流電不能通過電容器，交流電，直流電不能通過變壓器，交流電； 因此，我們使用電容器傳輸信號，使用變壓器傳輸信號來轉(zhuǎn)換電流。 3． 磁路基本概念
磁場的存在形式有：鐵磁鐵，繞濁體； 透濁體的電壓方向及其周圍的磁場方向可用指旋法則判斷； 月球是一個大磁場。 渾濁體在磁場中會受力，大小F=BIL（B磁感應(yīng)硬度，I電壓硬度，L導(dǎo)體寬度），導(dǎo)體受力方向，磁場方向的關(guān)系，而電流的方向則由右手判斷； 這是電機(jī)可以運(yùn)行的基本理論； 磁場強(qiáng)度用磁感應(yīng)強(qiáng)度B表示，單位為特斯拉T，磁場方向?yàn)閺哪蠘ON到北極S； 磁場分為南極N和南極S，磁鐵之間同性磁鐵相互排斥，異性磁鐵相互吸引； 通過某一界面的磁場用磁路φ=BS表示，單位韋伯Web。 有些材料的導(dǎo)磁率特別好，有些材料很差。 用磁導(dǎo)率μ表示，單位為亨/米，H/m； 據(jù)此可分為鐵磁性材料和非磁性材料； 鐵磁材料可分為硬磁材料、軟磁材料和矩磁材料； 導(dǎo)磁性能較好的材料，如硅鋼片、坡莫合金等； 鐵磁性物質(zhì)在磁化過程中會產(chǎn)生剩磁，需要一定的反向磁場去除，磁感應(yīng)硬度達(dá)到一定值時就會飽和，在反復(fù)磁化過程中會出現(xiàn)損耗，這稱為滯后損耗； 鐵磁性物質(zhì)導(dǎo)磁率不是常數(shù)，用磁場硬度表示H=B/μ，以排除材料特性的影響。 法拉第電磁感應(yīng)定理和楞次定理又稱電磁感應(yīng)定理：當(dāng)通過閉合導(dǎo)體的磁路發(fā)生變化時，會形成感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電壓，其大小與變化率成反比磁路； 路徑總是限制原磁路的變化。
根據(jù)這兩項(xiàng)可以確定感應(yīng)電壓的方向。 運(yùn)動導(dǎo)體在磁場中切割磁力線形成的電動勢，磁場的方向，運(yùn)動的方向由左手定則判斷。 這是發(fā)電機(jī)工作的理論基礎(chǔ)； 自感電動勢：當(dāng)通過導(dǎo)體的電壓發(fā)生變化時，會在導(dǎo)體中形成感應(yīng)電動勢，稱為自感電動勢，其大小與電感量和電流變化率成反比，而電感量又稱為自感系數(shù)，符號L，單位亨利H； 它與線圈電阻的平方成反比，與磁阻成正比。 渦流：是一種感應(yīng)電壓，是交流鐵芯中的一種損耗。 有必要嘗試增加損失。 采取的措施是鐵芯由幾片絕緣片組成； 也可用于電磁爐渦流加熱等； 渦流和磁滯損耗也稱為泊松比。 4、三相交流電是由三組等幅、相差120度的對稱三相電源組成。 單相交流電源； 構(gòu)成方式：單相交流發(fā)電機(jī)、三相變壓器； 單相交流電源有兩種接線方式：三角形接法和星形接法。 星形接法是將三個對稱的定子端接在一起。 這些連接可以輸出兩種電流，相電流和線電流。 端子連在一起的點(diǎn)稱為中點(diǎn)，從中點(diǎn)畫出的線稱為中性線； 地線與地線之間的電流稱為線電流，地線與中性線之間的電流稱為相電流，線電流為相電流的1.732倍，超前30度三角形接法是將三個對稱定子的首尾依次連接輸出一個電流：相電流單相負(fù)載的接法有星形接法和三角形接法； 若星形接法對每相定子對稱，則中性線可省略，則線電流為相電流的1.732倍； 三角形接法，線電壓和相電壓，線電壓是相電壓的1.732倍，滯后30度； 單相對稱負(fù)載的有功功率P=1.φ，無功功率Q=1.φ； 視在功率 S=1.732UI V. 變壓器
變壓器由中間定子、次級定子、鐵心、外殼等組成； 中間電阻N1和次級電阻N2稱為變壓器的電阻比，也稱為鐵損k； 變壓器可以變換電流、電流和阻抗； 電流轉(zhuǎn)換公式U1/U2=N1/N2，電壓轉(zhuǎn)換公式I1/I2=N2/N1； 阻抗變換公式R1=K2R2。 可用于電源轉(zhuǎn)換、音頻信號輸入輸出； 注意變壓器是否既可以增加電流，又可以減少電流。 除了降低阻抗外，還可以通過降低阻抗來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 變壓器按供電相數(shù)分為三相變壓器和三相互感器； 根據(jù)功能； 電源變壓器、音頻變壓器、脈沖變壓器等； 按定子分：多定子變壓器、單定子變壓器、多抽頭變壓器； 按頻率分高頻變壓器、中頻變壓器、低頻變壓器； 變壓器同名端和同名端：施加同向電壓時，形成的鐵損方向相同或磁路變化時形成的感應(yīng)電壓極性相同是一樣的。 終端稱為同名終端，否則為同名終端； 這是變壓器所特有的，應(yīng)在數(shù)量上加以控制。特種變壓器：電焊機(jī)、互感器、自耦變壓器； 變壓器的主要參數(shù)：鐵損、容量、效率、頻率特性等； 六相和三相異步電動機(jī)
電機(jī)分類：按電源有直流電機(jī)和交流電機(jī)； 直流電動機(jī)分為串勵、并勵、復(fù)勵和他勵； 交流電機(jī)分為三相電機(jī)和三相電機(jī)； 單相異步電動機(jī)按定子分為鼠籠式和繞組式三相電動機(jī)分為罩極式、分相式和串勵式單相異步電動機(jī)：轉(zhuǎn)子（機(jī)座、外殼、鐵芯、繞組等）、轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子定子、風(fēng)扇等）； 三相異步電動機(jī)的工作原理：將單相對稱的交流電饋入單相對稱的定子圈內(nèi)，形成旋轉(zhuǎn)磁場。 定子定子切割磁力線形成感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓在磁場中受迫，使定子旋轉(zhuǎn)； 改變?nèi)我鈨蓚€接線。 改變旋轉(zhuǎn)方向； 單相定子形成的磁體有一對磁極，兩對磁極……用p表示磁體的對數(shù)； 磁鐵的轉(zhuǎn)動稱為旋轉(zhuǎn)磁場，怠速為60f/p，有3000轉(zhuǎn)、1500轉(zhuǎn)等，也叫同步怠速n1、實(shí)際怠速n2； 轉(zhuǎn)差率s=(n1-n2)/n1 單相交流電符合電動勢平衡和轉(zhuǎn)矩平衡規(guī)律； 扭矩平衡能適應(yīng)負(fù)載變化和怠速變化； 單相異步電動機(jī)的接線方式：星形接法和三角形接法； 星形接法的電流是三角形接法的1.732倍，三角形接法的電壓是星形接法的1.732倍； 輸出功率相同； 單相異步電動機(jī)的功率是指輸出的機(jī)械功率，電流是指額定線電流，電壓是額定線電壓； 效率是輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比； 單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性有四個點(diǎn)：起動點(diǎn)、過載點(diǎn)、額定工作點(diǎn)、同步點(diǎn)。 影響力矩的主要參數(shù)有定子與定子的電阻和定子電流； 單相異步電動機(jī)的啟動電壓很大，啟動方式有直接啟動、降壓啟動（星三角啟動、自耦變壓器啟動、串聯(lián)電阻啟動）。 降糖啟動的目的是降低啟動電壓。 單相異步電動機(jī)的調(diào)速方式：變頻、變極、變轉(zhuǎn)差。 單相異步電動機(jī)制動器：反接制動器、耗煤制動器。