一、直流电路基础概念

　　电是物质的，客观存在的，它和热能、风能、太阳能、核能等一样也是是一种能源，并属于二次能源，能够与其它能源相互转化;电能的生产、输送、转化一定遵守能量守恒定律、物质守恒定律。

　　电荷有两种：正电荷、负电荷，并且同性相斥，异性相吸;电荷的多少叫电量，符号Q，单位库伦(C),电荷的定向移动就形成了电流。负电荷向正电极方向移动，正电荷向负电极方向移动，二者在电压作用下的移动方向相反;电流的三大效应为：热效应、磁效应、化学效应。

　　根据物质导电性的不同分：导体、绝缘体、半导体。描述导体导电能力的一个物理量电阻率ρ,单位欧.米，银的导电能力最强，下来依次是铜、金、铝、钨、铁等，水、电解液、碳、大地等也是导体。木头、塑料、陶瓷、空气等是绝缘体;硅、锗等是半导体，也就是它们们的导电能力介于导体与半导体之间。

　　描述电的性质的物理量有电压、电流、电量(Q)。电压好比水压，电流好比水流，电量好比水滴，有了水压(电压)才会推动水流(电流)，将水滴送出去;电压(U)有方向，又高电位指向低电位，电压单位为伏特(v)，电流(I)也有方向，正电荷移动的方向就是电流方向，单位安培(A);描述电源供电能力的物理量是电动势ε,单位也是伏特

　　电流通过导体时会有阻力，用电阻表示，符号R，单位欧姆Ω，有一个非常著名的公式就是欧姆定律R=U/I，讲的是导体的电压与其电流成正比，除此之外还有一个全电路欧姆定律，指的是电源的内阻、电动势、外电阻之间的关系I=ε/(r+R)

　　导体中运输电能的物质叫载流子，金属中的载流子为自由电子，电解液中的载流子为正离子和负离子;半导体中的载流子为空穴和自由电子。

　　电既然是一种能源，那么它就会做功，描述其做功多少用电功W表示，单位焦耳，W=UIt，它与电压、电流、时间成正比，其做功的能力，用电功率表示P=UI，单位瓦特W;电流通过导体的时候会产生热量，其大小Q=I2Rt，与电流的平方、电阻、时间成正比;这个公式就叫做焦耳定律。

　　电路就是电流的通路，它是由电源、负载、中间环节组成的，电源提供能量，负载消耗能量，中间环节如导线、开关、保护等;电路的作用有两个：供电与信息处理;电阻等负载着电路中的连接方式有：串联、并联、混联。

　　电路的三种状态：开路、短路、有载工作状态。开路就是电路断开的意思，短路就是电流不经过负载直接连起来;有载工作状态就是正常的工作状态。

　　电流必须有回路才能进行，即有出必有进;电压可以独立存在，比如一节电池，没有负载它照样有电压存在;

　　支路:没有分支的一段短路;节点：三个以上支路的交点;回路：由几条支路组成的闭合电路;网孔：没有分支的回路;

　　克希荷夫电流定律(KCL)与克希荷夫电压定律(KVL)在解决电路问题中非常重要，应该掌握。KCL告诉我们流入某一节点的电流等于流出电流的和，符合物质守恒定律;KVL告诉我们，对于一个闭合回路来说，电压升高之和等于电压降低之和;

　　解决电路计算分析的方法有：支路电流法、叠加原理、节点电压法、戴维南定理、诺顿定理;

　　电路有：电路原理图、框图、PCB图、接线图、实物图，这些图侧重点不同， 优点不同，结合起来应用有助于分析、认识电路。

　　电压源以电压输出表示的电源，称为电压源，用电动势E 和内电阻r0 相串联的等效电路表示，输出电压：U=E-r0I.内电阻为零、输出电压绝对恒定的电源称为理想电压源，或恒压源;具有恒流输出的实际电源，称为电流源;用一个电流源Is和内电阻r0相并联的等效电路表示，其输出电流为I=Is-U/r0，U/r0为电源内部的分流电流。输出电流恒定不随负载变化的电源，称为理想电流源;电压源和电流源的等效关系：内电阻相同，Is=E/r0，为电压源的短路电流。注意：二者的等效关系仅仅对外电路而言，对电源内部不等效;在等效变换的过程中，电压源和电流源的方向必须保持一致;理想电压源和理想电流源之间不具备等效关系。

　　二、交流电路基本概念

　　正弦交流电的三要素：幅值、角频率、初相位;幅值反映了其大小，角频率反映了其频率变化的快慢，相位反映了其状态位置。角频率与频率不同，二者的关系为ω=2πf，周期T是交流电变化一周的时间，单位秒s，频率f是交流电每秒变化的次数，单位赫兹Hz;二者关系T=1/f;工频市电频率50Hz;不同的交流电的初相位可能相同，可能不同，它们的初相位之差叫相位差，反映了不同交流电的状态关系，按此描述关系有超前、滞后;特殊的相位差有同相(0度)、反相(180度)、正交(90度)。

　　交流电同直流电一样能够做功。热效应、磁效应、化学效应的三大效应同样存在;交流电的最大值为有效值的1.414倍;在描述、计算交流电的大小用有效值表示，比如市电220v就是有效值。

　　交流电通过电阻时其两端的电压和电流同相;通过电感时，其两端的电压超前于电流90度;通过电容时两端的电流超前于电压90度;

　　交流电通过负载的时候也要受到阻力，叫阻抗，通过电阻时的阻抗为R，也就是电阻;通过电感时的阻抗(感抗)为2πfL，通过电容时的阻抗(容抗)为1/2πfc;电阻R、电感L、电容C串联、并联电路中的电压、电流相位可能不一样，它们的相位差的余弦叫功率因数，用cosφ表示。交流电通过电阻时的功率P=UI，叫有功功率;通过电感、电容的功率Q=UI为无功功率，就是没有做功的意思，但是它们和电源之间进行着能量交换。电容、电感通入交流电在这一点上和直流电是有差别的;

　　电阻、电容、电感组成的串并联电路计算要通过矢量计算方式。和直流电的计算方法不同。

　　LC串联谐振电路具有低阻特性，LC并联谐振电路具有高阻特性;且电压与电流同相。

　　直流电通不过电容，交流电能，直流电通不过变压器，交流电能;因此我们用电容器传递信号，通过变压器传递信号，变换电压。

　　三 、磁路基本概念

　　磁场存在的方式有：磁铁、通电导体周围;通电导体的电流方向与其周围的磁场方向用右手螺旋定则判定;地球就是一个大磁场。

　　通电导体在磁场中会受力的作用，大小F=BIL(B磁感应强度，I电流强度、L导体长度)，导体受力方向、磁场方向、电流方向三者之间的关系用左手定则判定;这是电动机能够运转的基础理论;

　　磁场的强弱用磁感应强度B表示，单位特斯拉T，磁场的方向，由北极N指向南极S;磁场分北极N、南极S，磁极之间同性磁极相斥、异性相吸;通过某一界面的磁场用磁通表示φ=BS，单位韦伯Web

　　有的物质导磁性能非常好，有的很差，用磁导率μ表示，单位亨/米，H/m;据此分为铁磁物质与非磁性物质;铁磁物质分硬磁性材料、软磁性材料，矩磁材料;导磁性能较好的材料如硅钢片、坡莫合金等;铁磁物质在磁化过程中，会有剩磁现象，需要一定的反向磁场予以消除，且磁感应强度达到一定值就饱和，反复磁化过程中会有损耗，叫做磁滞损耗;铁磁物质的磁导率不为常数，为消除材料特性影响用磁场强度表达H=B/μ。

　　法拉第电磁感应定律、楞次定律合称为电磁感应定律：通过闭合导体的磁通发生变化时，会产生感应电动势和感应电流，其大小与磁通的变化率成正比;感应电流所产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。根据这两条可以判断感应电流的方向。运动导体在磁场中切割磁力线产生的电动势、磁场方向、运动方向用右手定则判断。这是发电机工作的理论基础;

　　自感电动势：通过导体的电流发生改变时，导体内会产生感生电动势，叫自感电动势，其大小与电感量、电流的变化率成正比，电感量又叫自感系数，符号L，单位亨利H;与线圈的匝数的平方成正比，与磁阻成反比。

　　涡流：是一种感应电流，是交流铁心中的一种损耗，需要设法降低损耗，采取的措施就是铁心由若干绝缘薄片组成;也可以利用它，比如电磁炉就是利用涡流加热的;涡流与磁滞损耗统称为铁损。

　　四、三相交流电

　　由三组幅值相等，相位差互为120度的对称单相电源组合而成的电源三相交流电;产生方式：三相交流发电机、三相变压器;

　　三相交流电源的接法有三角形接法、星形接法两种。星形接法就是三个对称绕组的尾端接着一起，这种接法能够输出两种电压相电压、线电压，从三个首端引出的线叫相线，也叫端线、火线，三个尾端接在一起的点叫中点，从中点引出的线叫中线;相线与相线之间的电压叫线电压，相线与中线之间的电压叫相电压，线电压是相电压的1.732倍，并且超前于30度。三角形接法就是将三个对称绕组的首尾端依次相连，输出一种电压：相电压

　　三相负载的接法有星形接法、三角形接法;星形接法若每相绕组对称，中线可以省去，此时线电压为相电压的1.732倍;三角形接法，有线电流和相电流，线电流是相电流的1.732倍，并且滞后30度;

　　三相对称负载的有功功率P=1.732ULcosφ，无功功率Q=1.732ULsinφ;视在功率S=1.732UI

　　五、变压器

　　变压器由初级绕组、次级绕组、铁芯、外壳等组成;初级匝数N1、次级匝数N2称作变压器的匝数比又叫变比k;

　　变压器能够变换电压、电流、阻抗;电压变换公式U1/U2=N1/N2，电流变换公式I1/I2=N2/N1;阻抗变换公式R1=K2R2。可以用作电源变换，音频信号的输入输出;注意变压器不仅能够降低电压，还能够升高电压，不仅能降低阻抗，也可以升高阻抗，实现阻抗匹配。

　　变压器按电源相数分有单相变压器、三相变压器;按功能分;电源变压器、音频变压器、脉冲变压器等;按绕组：多绕组变压器、单绕组变压器、多抽头变压器;按频率分高频变压器、中频变压器、低频变压器;

　　变压器的同名端、异名端：当通入相同方向的电流时，产生的磁通方向一致或者磁通变化时产生的感应电流极性相同，这两个线圈的端头就叫同名端，否则就是异名端;这是变压器特有的，应该数量掌握。

　　特殊变压器：电焊机、互感器、自耦变压器;

　　变压器的主要参数：变比、容量、效率、频率特性等;

　　六、三相异步电动机

　　电动机分类：按电源分有直流、交流电动机;直流电动机分串励、并励、复励、他励;交流电动机分单相、三相电动机;三相异步电动机按转子分鼠笼式、绕线式;单相电动机分罩极式、分相式、串激式

　　三相异步电动机的组成：定子(底座、外壳、铁芯、绕组等)、转子(转轴、转子绕组、风扇等);

　　三相异步电动机的工作原理：在三相对称绕组中通入三相对称交流电，产生旋转磁场，转子绕组切割磁力线产生感应电流，感应电流在磁场中受力而使转子转动;改变任意两根接线就可以改变转向;

　　三相绕组产生的磁极有一对极、二对极....用p表示磁极对数;磁极旋转称为旋转磁场，转速60f/p，有3000转、1500转等，又叫同步转速n1，实际转速n2;转差率s=(n1-n2)/n1

　　三相交流电遵循电动势平衡、转矩平衡规则;转矩平衡就是能适应负载的变化改变转速;

　　三相异步电动机的接法：星形接法、三角形接法;星形接法的电压是三角形接法电压的1.732倍，三角形接法电流是星形接法的1.732倍;输出功率相同;

　　三相异步电动机的功率指的是其输出的机械功率，其电压指的是其额定线电压，电流是额定线电流;效率是输出机械功率与输入电功率的百分比;

　　三相异步电动机的机械特性有4个点：启动点、过载点、额定运行点、同步点。

　　对转矩影响的主要参数是转子绕组的电阻、定子绕组电压;

　　三相异步电动机的启动电流很大，启动方法有直接启动、降压启动(星三角形启动、自耦变压器启动、串联电阻起动)。降压启动的目的是为了降低启动电流。

　　三相异步电动机的调速方法：变频、变极、变转差率

　　三相异步电动机的制动：反接制动，能耗制动。