2018年國家電網考試備考電氣工程類之電路

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　　一、電路基本知識

　　1、定義：由電器設備和元器件按一定方式聯接起來，為電流流通提供路徑的總體稱為電路，也叫網絡。

　　例：最簡單的電路：手電筒的電路。

　　實際電路和等效電路圖。

　　2、電路的組成

　　A、電源：提供電能的設備或器件;

　　B、載：將電能轉換成其他形式能量的元器件或設備;

　　C、中間環節：導線、開關等。

　　3、電路的作用

　　A、傳輸、分配、使用電能;如電力電路。

　　B、傳遞、處理電信號。如收音機、電視機、衛星通信等電路。

　　二、各種電路類型

　　(1)線性電路：由線性無源元件、線性受控源和獨立電源組成的電路，稱為線性電路。

　　(2)電阻電路：如果構成電路的線性無源元件均為線性電阻，電路則稱為線性電阻性電路(簡稱電阻電路)。

　　(3)直流電路：當電路中的獨立電源都是直流電源時，這類電路稱為直流電路。電感在直流電路中相當於短路，電容在直流電路中相當於開路。

　　三、等效變換

　　(1)等效的條件：如果兩個一埠網絡的伏安特性完全相同，則這兩個一埠網絡等效。

　　(2)等效變換的特點：對外等效。

　　電壓源並聯和電流源串聯需滿足基爾霍夫定律。

　　(3)兩種電源電路模型進行等效變換的方法步驟：(A)畫出對應的電源電路模型，注意參考方向(B)確定電阻值(C)根據公式 確定電源電路模型中獨立源的源電壓、源電流。

　　四、電阻電路的一般分析

　　KCL和KVL的獨立方程數

　　(A)KCL的獨立方程數：對具有n個節點的電路，在任意(n-1)個節點上可以得出(n-1)個獨立的KCL方程。

　　(B)KVL的獨立方程數：利用「樹」的概念確定獨立迴路組，對具有n個節點b條支路的電路，可以得出(b-n+1)個獨立的KVL方程。

　　五、疊加定理

　　1、疊加定理：線性電阻電路中，任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處產生的電壓或電流的疊加。

　　(1)疊加定理是體現線性電路本質的最重要的定理。

　　2、應用疊加定理時需要注意的幾個問題

　　(1)疊加定理研究的對象是獨立電源。(2)受控電源的控制量是受控電源所在電路的元件上的電壓或電流。(3)在各分電路中，將不作用的獨立電壓源置零，要在獨立電壓源處用短路代替;將不作用的獨立電流源置零，要在獨立電流源處用開路代替。 (4)原電路的功率不等於按各分電路計算所得功率的疊加。(5)疊加定理適用於線性電路，不適用於非線性電路。

　　六、戴維寧定理

　　(1)戴維寧等效是電路簡化方法，戴維寧定理適用於線性電路。

　　(2)戴維寧定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一埠，對外電路來說，可以用一個電壓源和電阻的串聯組合等效置換，此電壓源的源電壓等於該一埠的開路電壓，電阻等於把該一埠的全部獨立電源置零後的輸入電阻。

　　七、諾頓定理

　　(1)諾頓等效是電路簡化方法，諾頓定理適用於線性電路。

　　(2)利用電源等效變換，可以簡單地從戴維寧等效電路得到諾頓等效電路。

　　(3)諾頓定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一埠，對外電路來說，可以用一個電流源和電導的並聯組合等效置換，電流源的源電流等於該一埠的短路電流，電導等於把該一埠的全部獨立電源置零後的輸入電導(對於同一個一埠，其戴維寧等效電路的輸入電阻與諾頓等效電路的輸入電導相同)。

　　(4)最大功率傳輸：含源一埠外接可調電阻 (負載)，當滿足 負載電阻等於一埠的輸入電阻的條件時，電阻 將獲得最大功率，此時稱電阻與一埠的輸入電阻匹配。

　　八、一階電路和二階電路的時域分析

　　含有動態元件的電路稱為動態電路。動態電路的特徵是電路出現換路時，將出現過渡過程。一階電路通常含有一個動態元件，可以列寫電壓或電流的一階微分方程來描述。二階電路通常含有二個動態元件，可以列寫電壓或電流的二階微分方程來描述。

　　零狀態響應：是指換路後電路無外加電源，其響應由儲能元件的初始值引起，稱暫態電路的零輸入響應。

　　零狀態響應：是指儲能元件的初始值為零，換路後電路的響應是由外加電源引起的響應，稱暫態電路的零狀態響應。

　　全響應：換路後的響應由儲能元件初始值和外加電源共同產生的響應，稱為暫態電路的全響應。

　　九、相量法

　　相量分析/相量法：對於含有L、C的正弦電路，基本的描述方程應是微一積分方程。雖然正弦量的微、積分還是正弦量，但直接進行三角函數運算仍然是十分麻煩的。在正弦穩態電路中，電流和電壓等都是同頻率的正弦時間函數，我們的任務僅在於分析和確定這些物理量的有效值(或最大值)與初相。相量正是包含模與輻角兩個要素，我們引入正弦量的相量表示法、向量圖，通過相量這一數學工具可以用分析正弦穩態電路。這種分析法，稱之為相量分析/相量法。

　　相量法的實質：是一種數學變換，將時域(正弦時間函數)的運算轉換成頻域中複數運算。

　　十、三相電路

　　對稱的三相電壓源是由三相發電機提供的(我國三相系統電源頻率為50Hz　入戶電壓為220V，入戶線為三相中的一相和地線，而美歐等國為60Hz，110V日本有50Hz，60Hz兩種，110V)

　　實際三相電路中，電源是對稱的，三相負載不一定對稱。

　　十一、非正弦周期電流電路和信號的頻譜

　　非正弦周期電流的有效值等於恆定分量的平方與各次諧波有效值的平方之和的平方根，此結論可推廣用於其他非正弦周期量。

　　十二、正弦量的相量表示法：

　　1、 相量的意義：用複數的模表示正弦量的大小，用複數的輻角來表示正弦量初相位。

　　相量就是用於表示正弦量的複數。為與一般的複數相區別，相量的符號上加一個小園點。

　　2、 最大值相量：用複數的模表示正弦量的最大值。

　　3、 有效值相量：用複數的模表示正弦量的有效值。

　　4、正弦量的三要素

　　(1) 表示大小的量：有效值，最大值

　　(2) 表示變化快慢的量：周期T，頻率f，角頻率ω.

　　(3) 表示初始狀態的量：相位，初相位，相位差。

　　5、 注意問題：

　　正弦量有三個要素，而複數只有兩個要素，所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位，沒有表示出交流電的周期或頻率。相量不等於正弦量。

　　6、 用相量表示正弦量的意義：

　　用相量表示正弦後，正弦量的加減，乘除，積分和微分運算都可以變換為複數的代數運算。

　　7、 相量的加減法也可以用作圖法實現，方法同複數運算的平行四邊形法和三角形法。

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（編輯：劉然）