电工电子技术基础核心知识点总结
电工电子技术基础主要分为两大块：电工技术（侧重于强电、电路分析、电机等）和电子技术（侧重于弱电、半导体器件、放大电路、数字逻辑等）。
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第一部分：电工技术基础
电路的基本概念与基本定律
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基本物理量
- 电流：电荷的定向移动，单位：安培。
- 直流电：大小和方向不随时间变化。
- 交流电：大小和方向随时间周期性变化（通常指正弦交流电）。
- 电压：衡量电场力做功本领的物理量，单位：伏特。
- 电位：电路中某一点到参考点（通常为“地”）的电压。
- 电动势：电源将其他形式能量转换为电能的能力，单位：伏特。
- 功率：单位时间内电路吸收或发出能量的速率，单位：瓦特。
- 关联参考方向：电流从电压的“+”极流入，“-”极流出。
P = U * I，若P > 0，表示吸收功率（负载）；P < 0，表示发出功率（电源）。
- 关联参考方向：电流从电压的“+”极流入，“-”极流出。
- 电能：一段时间内电路消耗或发出的能量，单位：焦耳 或 千瓦时（度）。
- 电流：电荷的定向移动，单位：安培。
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基本元件
- 电阻：消耗电能，阻碍电流流动，符号
R，单位：欧姆。- 欧姆定律：
U = I * R(关联方向下)。 - 功率计算：
P = I²R = U²/R。
- 欧姆定律：
- 电容：储存电场能，符号
C，单位：法拉。- 特性：通交流、隔直流；通高频、阻低频。
- 储能公式：
W_C = ½CU²。 - 伏安关系：
i = C * (du/dt)。
- 电感：储存磁场能，符号
L，单位：亨利。- 特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频。
- 储能公式：
W_L = ½Li²。 - 伏安关系：
u = L * (di/dt)。
- 电阻：消耗电能，阻碍电流流动，符号
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基本定律
- 欧姆定律：
U = I * R。 - 基尔霍夫电流定律：在任一瞬时，流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
ΣI_入 = ΣI_出或ΣI = 0。 - 基尔霍夫电压定律：在任一瞬时，沿任一回路绕行一周，各部分电压的代数和恒等于零。
ΣU = 0。
- 欧姆定律：
直流电路的分析方法
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电阻的连接
（图片来源网络，侵删）- 串联：电流相同，总电阻
R_总 = R1 + R2 + ...，总电压U_总 = U1 + U2 + ...。 - 并联：电压相同，总电阻
1/R_总 = 1/R1 + 1/R2 + ...，总电流I_总 = I1 + I2 + ...。
- 串联：电流相同，总电阻
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等效变换
- 电源等效变换：
- 电压源模型：理想电压源
E与内阻R_0串联。 - 电流源模型：理想电流源
I_S与内阻R_0并联。 - 变换条件：
I_S = E / R_0，R_0不变，对外电路等效。
- 电压源模型：理想电压源
- 电源等效变换：
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电路分析方法
- 支路电流法：以支路电流为未知数，根据 KCL 和 KVL 列方程求解。
- 节点电压法：以节点电压为未知数，根据 KCL 列方程求解，适用于节点少的电路。
- 叠加定理：在线性电路中，多个电源共同作用时，任一支路的电流（或电压）等于各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和。注意：不作用的电压源视为短路，不作用的电流源视为开路。
- 戴维南定理：任何一个线性有源二端网络，对外部电路来说，都可以用一个理想电压源
E和一个电阻R_0串联的等效电源来代替。E是开路电压，R_0是网络中所有电源置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻。
正弦交流电路
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正弦量的三要素
- 幅值：正弦量的最大值（如
U_m,I_m）。 - 角频率：
ω = 2πf = 2π/T，表示单位时间内变化的弧度数。 - 初相位：
t=0时的相位角。
- 幅值：正弦量的最大值（如
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正弦量的表示法
（图片来源网络，侵删）- 瞬时值表达式：
u(t) = U_m * sin(ωt + φ)。 - 相量表示法：用复数表示正弦量的大小和相位，有效值相量
U = U∠φ。相量法是分析正弦稳态电路的核心工具。
- 瞬时值表达式：
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电路元件的相量模型
- 电阻：电压与电流同相。
U_R = I * R。 - 电感：电压超前电流 90°。
U_L = jωLI = jX_L I，X_L = ωL为感抗。 - 电容：电流超前电压 90°。
U_C = I / (jωC) = -jX_C I，X_C = 1 / (ωC)为容抗。
- 电阻：电压与电流同相。
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功率
- 瞬时功率：
p = u * i。 - 有功功率：消耗在电阻上的平均功率，单位：瓦特。
P = U * I * cosφ。 - 无功功率：电感、电容与电源进行能量交换的功率，单位：乏。
Q = U * I * sinφ。 - 视在功率：总电压与总电流的乘积，单位：伏安。
S = U * I。 - 功率因数：
cosφ = P / S，提高功率因数的方法：并联电容器。
- 瞬时功率：
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谐振电路
- 串联谐振：电路总阻抗最小，电流最大。
f_0 = 1 / (2π√(LC))。 - 并联谐振：电路总阻抗最大，总电流最小。
f_0 ≈ 1 / (2π√(LC))。
- 串联谐振：电路总阻抗最小，电流最大。
三相电路
- 三相电源：三个频率相同、幅值相等、相位互差 120° 的正弦电压源。
- 连接方式：
- 星形连接：有中性线，可提供两种电压：相电压
U_p和线电压U_L。U_L = √3 * U_p。 - 三角形连接：无中性线，线电压等于相电压
U_L = U_p。
- 星形连接：有中性线，可提供两种电压：相电压
- 三相功率：
- 总有功功率：
P = √3 * U_L * I_L * cosφ。 - 总无功功率：
Q = √3 * U_L * I_L * sinφ。 - 总视在功率：
S = √3 * U_L * I_L。
- 总有功功率：
第二部分：电子技术基础
半导体器件
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半导体基础知识
- 本征半导体、P型半导体、N型半导体。
- PN结：P型区和N型区的结合面，具有单向导电性（加正向电压导通，加反向电压截止）。
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二极管
- 结构：一个PN结。
- 特性：单向导电性。
- 主要参数：最大整流电流
I_F，最高反向工作电压U_RM。 - 应用：
