以下是电工必须掌握的十大核心公式,涵盖基础理论到实际应用:
一、欧姆定律
描述电压、电流和电阻的关系: $$V = IR$$
其中:
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$V$:电压(伏特,V)
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$I$:电流(安培,A)
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$R$:电阻(欧姆,Ω)
二、电阻计算公式
用于计算导线电阻: $$R = \frac{\rho L}{S}$$
其中:
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$\rho$:电阻率(Ω·m)
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$L$:导体长度(m)
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$S$:导体截面积(m²)
三、功率计算公式
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电功率 : $$P = VI$$
适用于任何电路
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焦耳定律 (电能转化为热能): $$Q = I^2 R t$$
其中 $Q$ 为热量(焦耳,J)
四、电流与电压关系
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串联电路 :总电压等于各分电压之和,总电阻等于各电阻之和 $$U = U_1 + U_2, \quad R = R_1 + R_2$$
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并联电路 :总电流等于各支路电流之和,总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和 $$I = I_1 + I_2, \quad \frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$$
五、家庭用电计算
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电流估算 :
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白炽灯:$I = \frac{P}{U \cos\Phi}$($\cos\Phi = 1$)
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日光灯:$I = \frac{P}{U \cos\Phi}$($\cos\Phi = 0.5$)
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电缆线径选择 :
根据功率和电流计算截面积,参考铜电缆载流量表
六、安全载流量
通过公式估算导线安全载流量: $$I_{载} = \frac{P}{U \cos\Phi \cdot K}$$
其中 $K$ 为安全系数(1.1~1.5)
七、线电压与相电压关系
三相电中: $$V_{线} = \sqrt{3} V_{相}, \quad U_{线} = \sqrt{3} I_{相}$$
八、电抗计算
电感器电抗: $$X_L = 2\pi f L$$
电容器导纳: $$X_C = \frac{1}{2\pi f C}$$
九、RC时间常数
$$\tau = RC$$
用于分析电路动态响应
十、功率因数校正
实际功率: $$P' = \frac{P}{\cos\Phi}$$
用于提高电力系统效率
实际应用建议
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电机电流计算 :需结合电压、功率及功率因数,参考电缆载流量表选线。
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熔断器选择 :电流取值公式为 $I \times 1.1 \sim 1.5$,熔丝规格为 $I \times 1.1$。
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高压电路 :需注意绝缘距离和耐压等级,公式仅适用于低压分析。
以上公式需结合具体场景验证,复杂电路建议使用专业计算工具。