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國(guó)家電網(wǎng)公司招聘考試電氣工程專業(yè)知識(shí)電路部分，主要考查的知識(shí)點(diǎn)有電路基本概念與基本定律，線性電阻電路的分析，疊加定理、戴維寧定理和諾頓定理，動(dòng)態(tài)電路，正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析，耦合電感電路和諧振電路，三相電路，非正弦周期電流電路二端口網(wǎng)絡(luò)，均勻傳輸線，交/直流基本電參數(shù)的測(cè)量，靜電場(chǎng)，穩(wěn)恒電場(chǎng)合磁場(chǎng)，時(shí)變電磁場(chǎng)，變壓器，電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理等。

本章在整個(gè)電氣工程專業(yè)知識(shí)考試試卷中所占比重較大，考生需重點(diǎn)復(fù)習(xí)。另外本章根據(jù)考試題型(主要是單選題、多選題、判斷題)，精選不同的練習(xí)題，幫助考生鞏固練習(xí)。

及時(shí)節(jié)電路基本概念與基本定律

1.電阻、電容、電感、電壓源、電流源和受控電源

2.電流和電壓及二者的方向問(wèn)題

3.基爾霍夫定律中包含專有名詞電壓定律和電流定律

一、電路基本概念

(一)電路和電路模型

實(shí)際電路是為了完成某種預(yù)期的目的而設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行的，由電路器件(如晶體管)和電路部件(如電容器、電阻器等)相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號(hào)、測(cè)量、控制、計(jì)算等功能。在實(shí)際電路中，電能或電信號(hào)的發(fā)生器稱為電源，用電設(shè)備稱為負(fù)載。電壓和電流是在電源的作用下產(chǎn)生的，因此，電源又稱為激勵(lì)源。由激勵(lì)而在電路中產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。有時(shí)，根據(jù)激勵(lì)和響應(yīng)之間的因果關(guān)系，把激勵(lì)稱為輸入，響應(yīng)稱為輸出。

有些實(shí)際電路十分復(fù)雜。例如，電力的生產(chǎn)、輸送和分配是通過(guò)發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線等完成的，形成了一個(gè)龐大和復(fù)雜的電路或系統(tǒng)。當(dāng)前，集成電路的應(yīng)用已滲透到許多領(lǐng)域，集成電路芯片可能小到不大于指甲，但在上面有成千上萬(wàn)個(gè)晶體管互相連接成為一個(gè)電路或系統(tǒng)。當(dāng)今，超大規(guī)模集成電路的集成度越來(lái)越高，就是說(shuō)在同樣大小的硅片上可容納的器件數(shù)目越來(lái)越多，可達(dá)數(shù)百萬(wàn)或更多。前面所談電路，無(wú)論尺寸大小都是比較復(fù)雜的，但是有些電路非常簡(jiǎn)單。例如，手電筒就是一個(gè)很簡(jiǎn)單的電路。

用理想電路元件或它們的組合模擬實(shí)際器件就是建立其模型(簡(jiǎn)稱建模)。建模時(shí)必須考慮工作條件，并按不同度的要求把給定工作情況下的主要物理現(xiàn)象及功能反映出來(lái)。例如，在直流情況下，一個(gè)線圈的模型可以是一個(gè)電阻元件；在較低頻率下，就要用電阻元件和電感元件的串聯(lián)組合模擬；在較高頻率下，還應(yīng)計(jì)及導(dǎo)體表面的電荷應(yīng)用，即電容效應(yīng)，所以其模型還需要包含電容元件。可見(jiàn)在不同的條件下，同一實(shí)際器件可能采用不同的模型。模型取得恰當(dāng)，對(duì)電路的分析和計(jì)算結(jié)果就與實(shí)際情況接近；模型取得不恰當(dāng)，則會(huì)造成很大誤差，有時(shí)甚至導(dǎo)致自相矛盾的結(jié)果。如果模型取得太復(fù)雜就會(huì)造成分析的困難；反之，如果取得太簡(jiǎn)單，就不足以反映所需求解的真實(shí)情況，所以建模問(wèn)題很重要。

(二)電路元件

電路元件是電路中最基本的組成單位。電路元件通過(guò)其端子與外部相連接；元件的特性則通過(guò)與端子有關(guān)的物理量描述。每一種元件反映某種確定的電磁性質(zhì)。集總(參數(shù))元件假定：在任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個(gè)端子之間的電壓為單值量。由集總元件構(gòu)成的電路稱為集總電路或具有集總電路特性的電路。用集總元件及其組合模擬實(shí)際的部件和器件以及用集總電路作為實(shí)際電路的電路模型是有條件的。

按電路元件與外部連接的端子數(shù)目，可將其分為二端、三端、四端元件等。電路元件還可分為無(wú)源元件和有源元件，線性元件和非線性元件，時(shí)不變?cè)蜁r(shí)變?cè)取?/p>

(三)電阻與電導(dǎo)

在物理學(xué)中，用電阻(Resistance)來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。

電阻計(jì)算的公式

串聯(lián)：R=R1+R2+R3+…+Rn

并聯(lián)：1R=1R1+1R2+…+1Rn

定義式：R=UI

決定式：R=ρLS(ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定，L表示電阻的長(zhǎng)度，S表示電阻的橫截面積)其決定了電阻的大小，電阻元件的電阻值大小與溫度、導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積以及導(dǎo)體材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分比。多數(shù)(金屬)的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導(dǎo)體卻相反。

導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆(OHM)，簡(jiǎn)稱歐，符號(hào)是Ω(希臘字母，音譯成拼音讀作ōumīga)，1Ω=1V/A。比較大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)(兆=百萬(wàn)，即100萬(wàn))。

電阻器簡(jiǎn)稱電阻(Resistor，通常用"R"表示)，是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是將電能轉(zhuǎn)化熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它會(huì)產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用，對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。

對(duì)于純電阻線路，電導(dǎo)與電阻的關(guān)系方程為G=1R，其中G為物體電導(dǎo)，導(dǎo)體的電阻越小，電導(dǎo)就越大，數(shù)值上等于電阻的倒數(shù):G=1R。在交流電路中電導(dǎo)定義為導(dǎo)納的實(shí)部(注意：不是電阻的倒數(shù))：Y=G+jB。電導(dǎo)會(huì)隨著溫度的變化而有所變化。

歐姆定律是R=UI；其中，U是電壓，I是電流。

所以，可以得到歐姆電導(dǎo)定律的關(guān)系方程：G=IU。

電導(dǎo)是用來(lái)反映泄漏電流和空氣游離所引起的有功功率損耗的一種參數(shù)。

兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)電阻值為25Ω，串聯(lián)時(shí)電阻值為10Ω，則兩個(gè)電阻值()。

A一定都是5ΩB可能都是5Ω

C可能一個(gè)是10ΩD其值不定

[答案]A。

(四)電容

電容器雖然品種、規(guī)格各異，但就其構(gòu)成原理來(lái)說(shuō)，電容器都是由間隔以不同介質(zhì)(如云母、絕緣紙、電介質(zhì)等)的兩塊金屬極板組成。當(dāng)在極板上加以電壓后，極板上分別聚集起等電量的正、負(fù)電荷，并在介質(zhì)中建立電場(chǎng)而具有電場(chǎng)能量。將電源移去后，電荷可繼續(xù)聚集在極板上，電場(chǎng)繼續(xù)存在。所以電容器是一種能儲(chǔ)存電荷或者說(shuō)儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的部件。電容元件就是反應(yīng)這種物理現(xiàn)象的電路模型。

一個(gè)電容器，如果帶1庫(kù)的電量時(shí)兩極板間的電勢(shì)差是1伏，這個(gè)電容器的電容就是1法，即C=QU。但電容的大小不是由Q或U決定的，即C=εS/4πkd。其中，ε是一個(gè)常數(shù)，S為電容極板的正對(duì)面積，d為電容極板間的距離，k則是靜電力常量。常見(jiàn)的平行板電容器,電容為C=εS/d(ε為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為極板面積，d為極板間的距離。)

電容器的電勢(shì)能計(jì)算公式：E=CU22=QU/2

多電容器并聯(lián)計(jì)算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

多電容器串聯(lián)計(jì)算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn

一般的電容器除有儲(chǔ)能作用外，也會(huì)消耗一部分電能，這時(shí)，電容器的模型就必須是電容元件和電阻元件的組合。由于電容器消耗的電功率與所加電壓直接相關(guān)，因此其模型應(yīng)是電容與電阻的并聯(lián)組合。

電容器是為了獲得一定大小的電容特意制成的。但是，電容的效應(yīng)在許多別的場(chǎng)合也存在，這就是分布電容和雜散電容。從理論上說(shuō)，電位不相等的導(dǎo)體之間就會(huì)有電場(chǎng)，因此就有電荷聚集并有電場(chǎng)能量，即有電容效應(yīng)存在。例如，在兩根架空輸電線之間，每一根輸電線與地之間都有分布電容。在晶體三極管或二極管的電極之間，甚至一個(gè)線圈的線匝之間也存在著雜散電容。至于是否要在模型中計(jì)入這些電容，必須視工作條件下它們所起作用而定，當(dāng)工作頻率很高時(shí)，一般不應(yīng)忽略其作用，而應(yīng)以合適的方式在模型中反映出來(lái)。

(五)電感

電流與線圈的相互作用關(guān)系稱為電的感抗，也就是電感，單位是"亨利(H)"，以美國(guó)科學(xué)家約瑟夫·亨利命名。導(dǎo)線內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，電感是導(dǎo)線的磁通量與產(chǎn)生此磁通的電流之比。變化中的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其線性關(guān)系的參數(shù)，我們稱為電感。

電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。當(dāng)線圈通入非穩(wěn)態(tài)電流時(shí)，周圍就會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。通入線圈的功率越大，激勵(lì)出來(lái)的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，反之則小(磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和之前)。

電感的主要參數(shù)有電感量、允許偏差、品質(zhì)因數(shù)、分布電容及額定電流等。

1.電感量

電感量也稱自感系數(shù)，是表示電感器產(chǎn)生自感應(yīng)能力的一個(gè)物理量。電感器電感量的大小，主要取決于線圈的圈數(shù)(匝數(shù))、繞制方式、有無(wú)磁心及磁心的材料等。通常，線圈圈數(shù)越多、繞制的線圈越密集，電感量就越大；有磁心的線圈比無(wú)磁心的線圈電感量大;磁心導(dǎo)磁率越大的線圈，電感量也越大。

電感量的基本單位是亨利(簡(jiǎn)稱亨)，用字母"H"表示。常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(μH)，它們之間的關(guān)系是

1H=1000mH

1mH=1000μH

2.允許偏差

允許偏差是指電感器上標(biāo)稱的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值。

一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高，允許偏差為±02%~±05%;而用于耦合、高頻阻流等線圈的精度要求不高，允許偏差為±10%~15%。

3.品質(zhì)因數(shù)

品質(zhì)因數(shù)也稱Q值或優(yōu)值，是衡量電感器質(zhì)量的主要參數(shù)。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時(shí)，所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高，其損耗越小，效率越高。

電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。