电工介绍思维导图
电工行业专业知识内容讲解
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思维导图大纲
电工思维导图模板大纲
电工学
直流电路（电流不随时间变化）
电路的作用与组成
作用
能量、信号
组成
电源、负载（元件）、导线
基本物理量
电流A
I=Q/t
电位V
接地点电位=0（参考点电位=0）
电压V
U=I*R（V）
电动势E
E(V)
与电源电压的实际方向是相反的。
电功率P
产生的电功率P=E*I;输出/消耗的电功率P=U*I
电能W
W=P*t（J）
电路状态
通路
电源有载/负载
额定值：正常工作条件
开路
空载
短路
参考方向
分析方向的一般方法：1、设定正方向2、列出代数式子 3、根据计算结果确定实际方向
正则一致
判断方向
关联参考方向
U=RI P=UI
非关联参考方向
U=-RI P=-UI
P>0负载 P<0电源
理想电路元件
理想有源元件
电压源
恒定电压Us
U =US ，定值，与Is和外电路的情况无关。Us的输出电流I与输出电压和外电路的情况有关。
P=-Us*I
电池的内电阻可以忽略不计时(干电池蓄电池)，可以用电压源来代替。其输出电压U 就等于电池的电动势E。
电流源
恒流源
I=Is，定值，与Us和外电路情况无关。Is的输出电压 U 不是定值，与输出电流和外电路的情况有关。
P=-U*Is
实际的电源（电激流）。在其内部功率损耗可以忽略不计时，便可以用电流源来代替，其输出电流 I 就等于电池的电激流。
A=a + jb
加减
A=rcosψ+j rsinψ=r(cosψ+jsinψ)
欧拉公式：cosψ=(e^jψ+e^(−jψ))/2,sinψ=(e^jψ−e^(−jψ))/2j
e^jψ=cosψ+jsinψ
A=re^jψ
乘除
A=r ψ∠
乘除
性质
并联电压相等，串联电流相等
理想无源元件
电阻元件
消耗电能，欧姆定律
P=UI=RI2=U2/R
1、实际的电阻元件不是理想电阻元件，当温度或频率变化时，电阻值会变化。 2、标称值：电阻上一般都标有电阻的数值，此外还标有电阻的误差和额定功率（或额定电流） 3、选用电阻器时，a使电阻值符合要求，b使它在实际工作中所消耗的功率或通过的电流不超过额定功率或额定电流。
电容元件
存储电场能
电感元件
存储磁场能
基尔霍夫定律
电路
结点：电路中3个及以上电路元件的连接点
支路: 两结点之间的每一条分支电路称为支路
回路：电路元件组成的闭合路径
网孔: 未被其他支路分割的单孔回路
电流定律KCL
进等于出；代数和为0
任何一个结点上的各部分电流之间相互关系的基本定律
并联等效电阻：1/R总=1/R1+1/R2+...
假想闭合面：广义结点
电压定律KVL
电位升=电位降
电路中任何一个回路中各部分电压之间相互关系的基本定律
串联等效电阻：R=R1+R2+.....
假想闭合电路
支路电流法
N条支路列出N个独立方程
1、确定支路数，选择各支路电流的参考方向2、确定结点数，列出独立的结点电流方程式（n个结点n-个KCL方程）3、确定余下所需的方程式数， 列出独立的回路电压方程式（B个支路B-N+1个KVL方程）4、联立求解
叠加定理
只有一个电源单独作用——假设将其余电源均除去，即电压源短接（电动势Us为0），电流源开路（电流Is为0）
注意事项：1、最后叠加时，一定要注意各个有源元件单独作用时的电流和电压分量的参考方向是否与总电流和电压的参考方向一致，一致时前面取正号，不一致时前面取负号。 2、叠加定理只适用于线性电路。 3、叠加定理只能用来分析和计算电流和电压，不能用来计算功率。
等效电源定理
将有源二端网络用一个等效电源代替，“等效”是指对端口外等效。即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。
戴维宁等效电源（等效电压源电压Ues)Ues ＝Us + R1Is
断开待求支路，求等效电压源的电压E
求等效电压源的内电阻R0 ，除去所有独立电源(理想电压源短路，理想电流源开路)。
画出等效电路求电流I3
诺顿等效电源(等效电流源电流Ies)Ies=Us/R1+Is
等效变换：Ies=Ues/R0
求出内阻R0
还原成戴维宁或诺顿，求出待求量
交流电路（电流随时间按照正弦规律变化）
基本概念
供电和用电的主要形式
变压器
交流电:大小和方向随时间作周期性变化、并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势。 正弦交流电: 按正弦规律变化的交流电。
i = Imsin(ωt +φ)；u=𝑈𝑚sin(𝜔𝑡+𝜑𝑢 )
正弦量的三要素：幅值、角频率、初相位
周期、频率、角频率
周期 T ：交流电变化一个循环所需要的时间（s）。
频率 f ：单位时间内，即每秒内完成的周期数（Hz）
f=1/T
角频率ω：正弦量每秒内变化的弧度数（rad/s） 。
ω = 2πf =2π/T（rad/s）
我国的工业标准频率简称工频是50Hz 欧洲：50Hz，美日：60Hz
有线通信频率：300 ~ 5000 Hz 无线电通信频率：30 kHz ~ 3×104 MHz 机械工业用的高频加热设备频率：200 ~ 300 kHz
交流电瞬时值、最大值、有效值
瞬时值：用小写字母表示（ i 、 u、e） 最大值：又称幅值，用带下标m的大写字母来表示（m、 Um、 Em）（不能用来计量交流电） 有效值：用大写字母表示（I、U、E）（计量交流电大小交流电）
有效值:𝐼=√ 1/𝑇 ∫0^𝑇(𝑖^2 d𝑡)
𝑊𝑑=𝑅𝐼^2𝑇 𝑊𝑎=∫0^𝑇(𝑅𝑖^2 d𝑡)
𝑈=𝑈𝑚/√2
交流电的相位、初相位、相位差
相位差：𝜑=(𝜔𝑡+𝜑𝑢 )−(𝜔𝑡+𝜑𝑖 )=𝜑𝑢−𝜑𝑖
应用：发电机、电力传输、变压器等
表示法
表示方法
波形图
瞬时值表达式
u，i，e
相量表示法
U ̇=U∠ψ
实质：用复数表示正弦量
代数式
三角式
指数式
极坐标式
设正弦量:u=Umsin(ωt+ψ)
电压的有效值相量
U ̇=Ue^jψ=Uψ∠
相量的模=正弦量的有效值 相量辐角=正弦量的初相位
电压的幅值相量
Um=Ume^jψ=Umψ∠
相量的模=正弦量的最大值相量辐角=正弦量的初相位
注意
相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。
只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。
只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上
相量的两种表示形式
相量式:
相量图
相量的书写方式
模用最大值表示 ，则用符号U ̇m 、 I ̇m
实际应用中，模多采用有效值，符号：U ̇、 I ̇
u=220 sin(ωt+45°)V
U ̇_m=220e^(j45°) V
U ̇=220/√2 e^(j45°) V
“j”的数学意义和物理意义
旋转90°因子： e^(±j90)°=cos90°±jsin90°=±j
设相量A ̇=re^jψ
相量 A·乘以e^(j90)°，A·将逆时针旋转90°得到B·
相量 A·乘以e^(-j90)°，A·将逆时针旋转90°得到C·
单一参数交流电路
纯电阻电路
电压、电流的关系
波形图
大小关系
i=Imsin𝜔𝑡 𝑢=RImsin𝜔𝑡=Umsin𝜔𝑡 Um=RIm 𝑈=𝑅𝐼
相量关系
𝑈 ̇m=𝑅𝐼 ̇m 𝑈 ̇=𝑅𝐼 ̇
功率关系：电阻的功率随时间不断变化，始终为正值，是耗能元件。
瞬时功率
𝑝=𝑢𝑖=𝑈𝑚sin𝜔𝑡⋅𝐼𝑚sin𝜔𝑡=𝑈𝑚𝐼𝑚sin^2𝜔 𝑡=2𝑈𝐼sin^2𝜔𝑡
平均功率
𝑃=1/𝑇 ∫_0^𝑇▒𝑝d𝑡=1/𝑇 ∫_0^𝑇▒〖2𝑈𝐼 sin^2𝜔 𝑡d𝑡〗=𝑈𝐼/𝑇 ∫_0^𝑇▒(1−2 cos2 𝜔𝑡)d𝑡=𝑈𝐼
纯电容电路
电容
电压、电流的关系
功率关系
子主题 1
子主题 2
纯电感电路
供电与用电
电子学
基本放大电路
集成运算放大器
组合逻辑电路
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