「维修电工理论」电路基础这一篇帮你搞定，内容较多收藏后慢慢看

电路的组成及作用

电路：电流所通过的路径，由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成

电路的作用：进行电能的传输和转换，或实现信号的传递和处理

电路可分成电源、负载和中间环节三个部分

电源是提供电能的设备，是电路工作的能源；电源的作用是将非电能转换成电能。

负载是用电设备，是电路中的主要耗电器件；负载的作用是将电能转换成非电能。

中间环节是指电源与负载之间的部分。

电路的工作状态

开路状态、断路状态、短路状态

忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气图形符号表示所组成的电路，称为电路

电流的概念与分类

带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。

电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。

I＝Q/t

（取决于在一定时间内，通过导体横截面的电荷量）

I 电流强度（A） Q 电荷量（C） t 时间（S）

电流的单位

安培（A）

电流单位换算

1A＝10³mA 1mA＝10³μA， 1 kA＝10³A

电流的方向

规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向；假设的电流流向称为电流的参考方向。

分析：当参考方向与实际方向相同时，则I>0

当参考方向与实际方向相反时，则I<0，负值表示方向相反而不是负电流值

电动势定义

电动势是衡量电源力移动电荷做功能力的物理量

电动势：电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。

E=W电源力/Q

单位

字母符号：E 单位：V（伏）

电动势的方向

E的方向是从低电位（电源负极）指向高电位（电源正极）

述（多18字

电压

1）电压是衡量电场力作功率领的大小，在电场中，电场力F将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值

UAB=WAB/Q

电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。

2）电压的方向

电压方向规定为由高电位指向低电位

三种表示法：箭头表示 双下标表示 UAB

习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向

3）电压的单位 伏特（V）

1V＝10³mV 1mV＝10³μV 1kV＝10³V

电位

电位：某点与参考点之间的电压：用U（或ψ）表示 单位V

把参考点的位称为零电位。即如A点参考点则ΨA ＝0V

通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。

任意两点间的电位差：UAB＝UA-UB或ΨAB＝ΨA-ΨB

电压与电位的异同点：

电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差；

电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电压是量，不随参考点的改变而改变。

述（多18字

电阻器的概念

电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小，简称电阻“R”符号表示。

R＝ρL/S

L：导体长度（m）

S：横截面积（MM的平方）

ρ：导体的电阻率（ρ ·M）

单位

欧姆（Ω）

1KΩ=10^3Ω 1MΩ=10^6Ω

电阻器分类

固定电阻、可变电阻、碳膜电阻、线绕、金属膜电阻

主要指标

标称阻值、承受功率、允许偏差

标志方法

色环法

色标符号方法：

黑0棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9银10-2金10-1

部分电路欧姆定律：（不含电源电路）

内容：流过导体的电流与这段导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比

I=U/R

式中R为电阻，单位为欧姆Ω，

电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。

全电路欧姆定律（含源电路）

内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比　　

Ｉ＝Ｅ/（Ｒ+ｒ）

公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0

分析：由U=E-Ur=E-Ir可知：

当电阻R为无穷大，I=0 U=E（高）

当电阻R变小，I 增大 U减小

当电阻R变大，I 减小 U增大

电阻的串联： 两个或多个电阻头尾依次相连，称为电阻的串联。

电阻串联的特点：

（1）电流相等 I ＝I1=I2=……＝In ；

（2）总电压等于各个电压之和 U=U1+U2=IR1+IR2；

（3）R=R1+R2---+Rn；总电阻等于各个电阻之和，

（4）串联电阻有分压作用。

分压式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2 。

电阻并联：两个或两个以上电阻接在电路中相同的两点之间，并承受相同的电压。

电阻并联的特点：

（1）电压相同， U=U1=U2--=Un；

（2）总电流等于各个电流之和， I=I1+I2---+In；

（3）总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。

1/R=1/R1+1/R2---+1/Rn，

若只有两个电阻并联即R=R1并R2=R1R2/R1+R2；

（4）电阻并联具有分流作用，分流式：

I1=R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2

电功

电能转化为其他形式能的过程称为电流做功，

简称为电功 用字母W表示。

W=UIT

式中：W 电功 J；U 电压 V；I 电流 A； t 时间 S

W=I2Rt=U2t/R

实际中：电功的单位常用千瓦·小时（KW·h），俗称“度”

常生活电能的计算：3.6×106J=1KW.h=1度

例题：有一个电饭锅，额定功率为750W，每天使用2小时；一台25吋电视机，功率为150W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？

解：（0.75kW×2 h＋0.15kW×4h ＋0.12kW×8h）×30天

＝（1.5度＋ 0.6度 ＋0.96度）×30

＝91.8度

电功率

电流在单位时间内能做的功叫电功率，简称功率用字母P表示，单位：瓦特（W）, mW， KW；

P=W/t=IU=I2R=U2/R

式中：P 电功率 W； U 电压 V； I 电流 A；

电流的热效应

电流通过导体时，使导体发热的现象叫电流的热效应。

焦耳――楞定律

Q=I2Rt=U2t/R=UIt

单位：Q-J, I-A, R-Ω, t-S。

电容器的概念

电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有绝缘材料构成，简称电容。

电容量： C=Q/U

式中：C电容 F；Q电极上带的电荷C；U两极板间的电压V；

电容是表示电容器存储电荷能力的物理量，是固有参数：

C=εS/d

式中：S 平行板电容器的面积，m2；

d 极板间的距离 m；

ε 介质的介电常数 F/m；

电容的单位是：法拉（F） 其换算关系为：

1F=10^6F 1μF=10^12pF

电容器的种类

按结构分：固定电容器、可变电容器 半可变电容器

按介质分：空气电容器、纸介电容器、云母电容器、电解电容器（有正负极）

电容器的主要参数

标称电容、耐压值、允许误差

电容器的串联与并联

1）电容器的串联：两个或两个以上的电容器依次相连，只有一条通路的联结方式（中间无分支的连接方式）

特点：

①Q1=Q2=Q3=…=Qn

②U=U1+U2+U3+…+Un

③1/C=1/C1+1/C2+1/C3+…+/Cn

C=C1C2/C1+C2 （两个电容串联）

C=C0/n（容量相等的电容并联）

2）电容器的并联：两个或两个以上的电容器的一端连在电路中的一点，另一端

也同时连在另一点，使各电容器承受相同电压。

特点：①、 U=U1=U2=U3=…=Un

②、 Q=Q1+Q2+Q3+…+Qn

③、 C=C1+C2+C3+…+Cn

正弦交流电的基本概念

定义：交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电动势（电压或电流）。

如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。

正弦交流电的产生

在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以ω的速度顺时针旋转，根据右手定则可知，线圈中产生感应电流。

合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。

e=Emsinωt

正弦交流电的三要素

瞬时值：用小写字母表示交流瞬时值，如u、i

大值：大值电量名称必须大写,下标加 m。如：Um、Im

有效值：（交流电流 i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值）

有效值电量必须大写，如：U、I

在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。

周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒。

频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹。

角频率 ω： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒。

相位、初相位、相位差：

e=Emsin（ωt+φ）

（ωt+φ）正弦波的相位角或相位，t = 0 时的相位，称为初相位或初相角（φ）。

两个同频率正弦量间的初相之差称相位差（φ2-φ1）

正弦波的表示方法

波形图

瞬时值表达式

相量

单相正弦交流电路

纯电阻电路：交流负载中只有电阻的交流电路。如电炉、白炽灯等。

电压与电流的关系：

1、在纯电阻电路中，电流i和电压uR是同频率、同相位的正弦量。

2、电压与电流大值的关系：Im=URm/R

3、电压与电流有效值的关系：I=UR/R 或 UR=IR

电路的功率：

瞬时功率：瞬时电压与电流的乘积。有功功率：瞬时功率的平均值。

P=URI=I2R=UR2/R

纯电感电路：交流负载中只有电感的交流电路。

电感线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，故电流的变化总是滞后电压的变化。

纯电容电路：交流负载中只有电容的交流电路。

电容器不断充电和放电，形成电流。

优点：输电时节省电线；三相发电机体积小，质量轻，成本低；三相异步电动机结构简单，性能可靠；

三相对称电动势的产生

定子中放三个线圈，三线圈空间位置相差120°，转子装有磁极并以ω的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。

注意：三相对称正弦电动势频率相同，振福相等，相位相差120°

eU=Emsinωt

eV=Emsin(ωt-120°)

eW=Emsin(ωt+120°)

三相电源的星形联结

三相四线制的线电压与相电压

相电压：火线对零线间的电压。 如：UU、UV、UW

线电压：火线间的电压。如：uUV、uVW、uWU

线电压与相电压的关系:线电压为相电压的√3 倍，同时线电压的相位超前相电压30°

U线= √3U相

电动机的分类：

交流电动机

电动机有直流电动机和交流电动机两大类，直流电动机不及交流电动机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠。 常用的交流电动机有三相异步电动机（或称感应电动机）和同步电动机。异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的稳态和动态特性，因此，他是工业中使用得为广泛的一种电动机。同步电机既可作发电机使用，也可作电动机使用。

三相异步电动机

异步电动机组成部分

按结构分类：

笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。

绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。

定子：

定子由铁心、绕组与机座三部分组成。定子铁心是电动机磁路的一部分，它是由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗，定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，如图所示，槽中安放绕组，硅钢片铁心在叠压后称为一个整体，固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边，分别放在两个槽里。三相对称绕组可连接成星型或三角形。

机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座形式

转子：

异步电动机的转子绕组有鼠笼式、线绕式

转子有铁心与绕组组成。转子铁心压装在转轴上，由硅钢片叠压而成，转子硅钢片冲片如图所示，转子铁心也是电动机磁路的一部分，转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式，它是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇注而成。这不仅是以铝代铜，而且制造也快。

异步电动机的转子绕组除了鼠笼式外还有线绕式，线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里，转子绕组一般是连接成星型的三相绕组，转子绕组组成的磁极数与定子相同，绕线式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。

三相异步电动机的工作原理

三相定子绕组：通入三相交流电产生旋转磁场。

转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。

旋转方向：取决于三相电流的相序。

三相异步电动机的转动原理

对称三相正弦交流电通入对称三相定子绕组，便形成旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。载流导体在磁场中受到力的作用，并形成转矩，转子便沿着旋转磁场的转向逐步转动起来。

电动机转速和旋转磁场同步转速的关系

电动机转速（额定转速）:n，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，

但n＜n1——异步电动机

转差率：旋转磁场的同步转速n1与转子转速（电动机转速）n之差，转差与同步转速n1的比值。

用S表示： S=n1-n/n1×

三相异步电动机的铭牌

额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（ P2 ），不等于从电源吸收的功率（ P1 ）

额定频率 ：50HZ

额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压

说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5％

额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流

额定转速: 电机轴上的转速（n)。

接法 ：

Y/△接法