《電工技術講義》PPT課件.ppt

1、電工技術復習題金色陽光南門復印社 5元,一、電壓和電流的參考方向,1、電流、電壓的參考方向,在計算電路時，有時不知道電壓或電流的實際方向，為了分析和計算，事先假定電壓或電流的方向（即參考方向,在分析和計算電路時就按照這個事先假定的方向（參考方向）進行分析和計算,參考方向就是事先假定的方向,如果計算結果為負，則實際的方向與事先假定的方向（參考方向）相反,如果計算結果為正，則實際的方向與事先假定的方向（參考方向）相同,一、電壓和電流的參考方向,2、關聯(lián)與非關聯(lián)參考方向,定義：如果指定流過元件的電流的參考方向是從標以電壓正極性的一端指向負極性的一端，則這樣設定的參考方向稱為電流與電壓是關聯(lián)參考方向。

2、 否則為非關聯(lián)參考方向,關聯(lián)參考方向,非關聯(lián)參考方向,通常設定參考方向都設定為關聯(lián)參考方向,在關聯(lián)參考方向,在非關聯(lián)參考方向,因為設定為關聯(lián)參考方向后所有公式都是“正,一、電壓和電流的參考方向,3、電源與負載的判別,根據(jù)電壓與電流的實際方向判斷,電源：電流的實際方向從低電位流向高電位,負載：電流的實際方向從高電位流向低電位,根據(jù)功率判斷,電源：P0 負載：P0,一、電壓和電流的參考方向,1、如下圖，E1=6V,E2=4V,R1=4 ,R2=2。R3=10， 計算A點電位,解,一、電壓和電流的參考方向,I30,2、習題,1.7.5、在開關S斷開和閉合時求A點電位,上圖變?yōu)?S斷開,解,S閉合,3

3、、如圖示直流電路。試求（1）S1斷開、S2閉合時的VB=？VA=？；（2） S1閉合、S2閉合時的IL=,解,1）S1斷開、S2閉合時,等效,等效,等效,2） S1閉合、S2閉合時的IL=,用戴維南定理,4例：電路如圖所示。試求（1）開關S斷開時，B點的電位。A點的電位。（2）開關S斷開時，恒流源的功率。是發(fā)出功率還是消耗功率？（3）開關S閉合時 電流IL,1）S斷開時,2）S斷開時恒流源的功率,發(fā)出功率,解,3）開關S閉合時電流IL,另解,用戴維南定理,3）開關S閉合時電流IL,例,電流源變換為電壓源,二、電源的兩種模型及其等效變換,電流源變換為電壓源,例,二、電源的兩種模型及其等效變換,二

4、、電源的兩種模型及其等效變換,1、如圖求1電阻的電流I。（P46例2.3.2,等效,二、電源的兩種模型及其等效變換,等效,二、電源的兩種模型及其等效變換,等效,二、電源的兩種模型及其等效變換,等效,三、支路電流法,支路電流法解題步驟,1）設定每個支路的電流為未知量,2) 選定各支路電流的參考方向,3) 根據(jù)KCL對結點列出( n1 )個獨立的結點電流方程,支路電流法就是以支路電流為未知量、利用基爾霍夫定律列方程求解,4）選定網(wǎng)孔繞行方向，根據(jù)KVL對回路列出獨立的回路電壓方程。（有幾個網(wǎng)孔就列幾個獨立的回路電壓方程。,5）聯(lián)立求解方程，求出各支路電流,1、習題、2.4.2,用支路電流法求各支路

5、電流,1）有2個結點， 列1個結點電流方程,結點a,解法一,2）有3個網(wǎng)孔， 列3個回路電壓方程,回路1,設電流源電壓Uab,回路2,回路3,聯(lián)立求解,解法二,1）有2個結點， 列1個結點電流方程,結點a,2）有3個網(wǎng)孔，列2個回路電壓方回路程（不包含電流源的,回路1,回路2,聯(lián)立求解,四、疊加定理,1. 疊加定理,在線性電路中，任一支路的電流(或電壓)可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和,2. 說明,疊加定理只適用于線性電路,一個電源作用，其余電源為零,電壓源為零 短路,電流源為零 開路,三個電源共同作用,is1單獨作用,us2單獨作用,us3

6、單獨作用,1、求下圖中電壓u,解,畫出分電路圖,1) 10V電壓源單獨作用， 4A電流源開路（電流源為0,2) 4A電流源單獨作用， 10V電壓源短路（電壓源為0,3）共同作用,2例、用疊加定理求電路中電流I,解,畫出分電路圖,電壓源單獨作用,2) 電流源單獨作用,3）共同作用,解,畫出分電路圖,3例、試用疊加定理求下圖電壓uAB,電壓源單獨作用,2) 電流源單獨作用,3）共同作用,4、在下圖電路中，已知,求A、B兩點間的電壓UAB,解,畫出分電路圖,電流源單獨作用,2) 其余電源共同作用,3）共同作用,電路化為,另解：在下圖電路中，已知,求A、B兩點間的電壓UAB,5、電路如圖所示。求U和I

7、,解,畫出分電路圖,電壓源單獨作用,2) 電流源單獨作用,3）共同作用,另解：電路如圖所示。求U和I,求電流時電路變換為,求電壓時電路變換為,上圖電路變換為,上圖電路變換為,上圖電路變換為,五、戴維寧定理,任何一個線性含源一端口網(wǎng)絡（二端網(wǎng)絡），對外電路來說，總可以用一個電壓源和電阻的串聯(lián)組合來等效代替；此電壓源的電壓等于外電路斷開時端口處的開路電壓uoc，而電阻等于一端口網(wǎng)絡內(nèi)電源為零時的等效電阻Req,3、利用戴維寧定理解題步驟,1）去掉要計算的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,2）求出二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC,3）將有源二端網(wǎng)絡內(nèi)的電源置為零（即電壓源短路，電流源開路）形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二

8、端網(wǎng)絡的電阻Req,4）用理想電壓源UOC，與電阻Req串聯(lián)形成的戴維寧等效電路來等效代替有源二端網(wǎng)絡。再連接上去掉的要計算的支路，形成一個等效后的簡單電路,5）對等效后的簡單電路進行計算,解：第一步：去掉RG所在的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,第二步：求開路電壓,第三步：將電壓源短路，電流源開路，形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二端網(wǎng)絡的電阻Rab,第四步：令將電壓源UOC與Rab串聯(lián)形成的戴維寧等效電路。再連接上 RG所在的支路，形成簡單的電路,第五步：對等效后的簡單電路進行計算電流IG,2、習題、2.7.8,如圖計算9電阻上的電流,解：第一步：去掉9電阻所在的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,第二步：求開路電

9、壓,第三步：將電壓源短路，電流源開路，形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二端網(wǎng)絡的電阻Rab,第四步：令將電壓源UOC與Rab串聯(lián)形成的戴維寧等效電路。再連接上 9電阻所在的支路，形成簡單的電路,第五步：對等效后的簡單電路進行計算電流I,解：第一步：去掉E2R3所在的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,第二步：求開路電壓,第三步：將電壓源短路，電流源開路，形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二端網(wǎng)絡的電阻Rab,第四步：令將電壓源UOC與Rab串聯(lián)形成的戴維寧等效電路。再連接上E2R3電阻所在的支路，形成簡單的電路,第五步：對等效后的簡單電路進行計算電流I,電路變換為,解：第一步：去掉2電阻所在的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,4

10、、習題、2.7.9,如圖（1）計算電流I。 （2）計算理想電壓源和理想電流源的功率，并說明是發(fā)出功率還是吸收功率,第二步：求開路電壓,第三步：將電壓源短路，電流源開路，形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二端網(wǎng)絡的電阻Rab,第五步：對等效后的簡單電路進行計算電流I,第四步：令將電壓源UOC與Rab串聯(lián)形成的戴維寧等效電路。再連接上 2電阻所在的支路，形成簡單的電路,4電阻的電流,5V理想電壓源的電流,理想電壓源的功率,3電阻的電流,2）計算理想電壓源和理想電流源的功率,理想電流源的電壓,理想電流源的功率,5、電路如圖所示。已知IS1=1A，IS2=5A，US=24V，R1=R3=R4=2，R2=5。用

11、戴維寧定理求電流I和電位VA,解：第一步：去掉BD的支路，形成有源二端網(wǎng)絡,第二步：求開路電壓,第三步：將電壓源短路，電流源開路，形成無源二端網(wǎng)絡，求出無源二端網(wǎng)絡的電阻Rab,第五步：對等效后的簡單電路進行計算電流I,第四步：將電壓源UOC與Rab串聯(lián)形成的戴維寧等效電路。再連接上BD的支路，形成簡單的電路,或,1、復數(shù)及其表示法,1）復數(shù)的代數(shù)表示法：表達式為：A = a+jb,2）復數(shù)的幾何表示法（相量圖,任意一個復數(shù)A=ajb與一個復平面上的矢量OA相對應，其矢量長度稱為復數(shù)A的模，矢量與實軸正方向的夾角稱為復數(shù)A的輻角，如圖所示，它們之間的關系是,3）復數(shù)的極坐標表示法,復數(shù)A=a+

12、jb也可以用極坐標形式表示,2、復數(shù)之間的轉換,代數(shù)形式轉換為極坐標形式,極坐標形式轉換為代數(shù)形式,3、復數(shù)的加 、減運算,加減運算是實部與實部加減，虛部與虛部加減,加減運算要把復數(shù)化為代數(shù)形式,乘除運算時要把復數(shù)化為極坐標形式,4、復數(shù)的乘法、除法運算,5、對于正弦量來說,規(guī)定：瞬時值小寫；幅值（最大值）大寫有下標m。有效值大寫無下標,6、正弦量的相量表示,正弦量可用矢量來表示，即用相量表示。 矢量的長度等于正弦量的有效值， 矢量與橫軸正向的夾角等于正弦量的初相位,在符號上面加“”表示相量,如：已知,用相量表示,7、“j”的物理意義,物理意義：j的相量圖為,任意一個相量乘以j，即逆時針旋轉9

13、00，乘以j（或除以j）即順時針旋轉900,1、對于電阻R有,2、對于電感L有,3、對于電容C有,相量關系,相量關系,相量關系,1、對于如圖RLC串聯(lián)電路有,Z稱為阻抗,阻抗Z變換為極坐標形式,其中,稱為阻抗的模,稱為阻抗的幅角,RLC串聯(lián)電路電壓相量與電流相量的關系為,由上式看出，RLC串聯(lián)電路的阻抗幅角就是電壓超前電流的角度,阻抗角0的電路稱為感性電路,阻抗角0的電路稱為容性電路,阻抗角=0的電路稱為阻性電路,有功功率,無功功率,視在功率,Q0，電路是感性電路， 電壓超前電流。 Q0，電路是容性電路， 電壓滯后電流,阻抗串聯(lián)：多個阻抗串聯(lián)時，其總阻抗等于各個分阻抗之和,阻抗并聯(lián)：多個阻抗并

14、聯(lián)時，其總阻抗的倒數(shù)等于各個分阻抗的倒數(shù)之和,1、已知,求,電路的,解,正弦交流電路的解題步驟,1、根據(jù)原電路圖畫出電路的相量模型。即,2、確定參考相量,3、根據(jù)相量模型，將阻抗看做電阻， 運用直流電路方法求解,4、將結果變換成要求的形式,將每一條支路用一個阻抗表示,又由相量圖可得,2、已知,求各支路電流相量，并求電路的功率P、Q和S,解,解,諧振時,串聯(lián)諧振：L和C串聯(lián)時，總電壓與總電流同相,阻抗,諧振時電感兩端電壓,諧振時電容兩端電壓,4、正弦交流電路如圖所示。已知,試求,該支路有功功率P1=,2）R1XC兩端的電壓有效值URC=,1,3）電路的總電流,4）調電容C使R1支路諧振時， 電流

15、I1=？ R1兩端電壓UR1=? 電感L兩端電壓UL1=,電路的總有功功率P=,解,諧振時,5、圖示正弦交流電路。已知,試求：電流的有效值,電壓表V的指示值,有功功率,功率因數(shù),為使電路總的功率因數(shù),應在A、B兩點并聯(lián)一個多大的電容,解,電壓表V的指示值為：170.8V,功率因數(shù),6、已知收音機輸入電路線圈L的電感L0.3mH，電阻R16。 （1）若收聽e1電臺的頻率f640KHz，應將可變電容C調到多大？ （2）如在調諧回路中電臺e1感應出的電壓 E12mV，信號在電路中產(chǎn)生的電流有多大？ 在電感或電容上產(chǎn)生的電壓是多少,解：（1,結論：當 C 調到 204 pF 時，可收聽到e1的節(jié)目,所

16、需信號被放大了78倍,三相四線制（Y0）接線及其計算,線電流：流過每相火線的電流,相電流：流過每相負載的電流,1)線電流與相電流的關系,結論,2)線電壓與相電壓的關系,由于N與N相連，每相負載與電源獨立組成回路，互不影響。所以，可將各相分別看作單相電路進行計算,3)中線電流,對于星型有中線電路，通常設相電壓為參考相量。 利用線與相的關系求出相電壓，相電壓與負載組成單相電路，求出相電流。然后，利用三相對稱性求出其余兩相,三相三線制（Y,如下圖為Y形聯(lián)結。也稱為無中線,三相三線制（Y,如下圖為Y形聯(lián)結。也稱為無中線,負載Y聯(lián)結三相電路的計算，只計算負載對稱時的三相電路,負載三角形聯(lián)接,對稱負載形聯(lián)

17、結時,且滯后相應的相電流300,負載對稱時， 三相線電流也是對稱的,三、負載三角形聯(lián)接的三相電路,負載相電壓=電源線電壓。即,各相電流,各相電流,對于三角形連接電路，通常設線電壓為參考相量。 線電壓與負載組成單相電路，求出相電流，利用線電流與相電流的關系求出線電流。 然后，利用三相對稱性求出其余兩相,四、三相功率,不論Y接還是接,對稱三相負載的有功功率,注意： 為相電壓與相電流的相位差角(相阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差,不論Y接還是接,對稱三相負載的無功功率,1、電路如圖所示。星形聯(lián)接的三相對稱負載，其中每相的功率為3KW，功率因數(shù)0.87。接于對稱的三相電源上，線電壓為UL=

18、380V。試求線電流，每相負載阻抗、電阻、電抗及視在功率,解：因為線電壓UL=380V,所以相電壓UP=220V,每相負載電抗,每相負載的視在功率,每相負載阻抗,每相負載電阻,2、三相對稱電源的線電壓為380V，對稱三相負載三角形連接，每相負載的阻抗為 試求負載的相電流和線電流,解：每相負載的阻抗為,每相負載相電流,線電流,3、習題、5.2.8,電路如圖所示。三相四線制電源電壓為380/220V，接有對稱星形聯(lián)接的白熾燈負載，其總功率為180W。此外在L3相上接有額定電壓為220V，功率為40W，功率因數(shù)Cos=0.5的日光燈一支。試求電流I1、I2、I3及IN,解：求星形聯(lián)接電路相電流,根據(jù)

19、三相電流對稱性,求日光燈電路電流,電路的總線電流為,4、圖示三相對稱交流電路，已知：線電壓,每相電阻,每相感抗,試求：相電流,線電流,總有功功率,每相負載的阻抗為,每相負載相電流,解,線電流,總有功功率,5、圖示對稱三相交流電路。已知,每相負載,求:相電流,無功功率Q,總有功功率,解,每相負載的阻抗,線電壓,總有功功率,總無功功率,用0+等效電路求解,用t的穩(wěn)態(tài)電路求解,三要素法的解題步驟,1、計算初始值f(0+) （換路前電路已穩(wěn)定,1) 畫t=0-時的電路圖，求初始狀態(tài)：電容電壓uC(0-) 、或電感電流iL（0,2)由換路定則，確定電容電壓或電感電流初始值，即,一階電路的時域分析（三要素

20、法,3)畫t=0+時的等效電路圖，求其它初始值 （用數(shù)值為uC(0+)的電壓源代替電容或用 iL(0+)的電流源代替電感）， 得到無電容或電感的電路再計算其它0+的值,2、穩(wěn)態(tài)值f()的計算,1）畫出t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路（穩(wěn)態(tài)時電容相當于開路, 電感相當于短路,2）求出穩(wěn)態(tài)下響應電流或電壓的穩(wěn)態(tài)值i()或u()，即f(,3，時間常數(shù) 的計算(t,1）畫出t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路,2）去掉電容（或電感），形成二端網(wǎng)絡,3）計算二端網(wǎng)絡的等效電阻RO。（如果二端網(wǎng)絡內(nèi)含有電源，應設為零。,4）計算出時間常數(shù),4、將f(0+)、f()和 代入三要素公式,得到響應的一般表達式,1、如圖電路，R1=1000

21、 ，R2=R3=R4=2000 , C=5F, US=20V，開關S閉合前，電路已達穩(wěn)態(tài)，t0時，S閉合。求S閉合后電容電壓UC(t,解,1)、計算初始值f(0,畫t=0-時的電路圖，求uC(0-),2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,t=時的等效電路,3）計算等效電阻,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。去掉電容，形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),5）將f(0+)、f()和 代入三要素公式,解,1)、計算初始值f(0,畫t=0-時的電路圖，求uC(0-),t=0+時電路圖,2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,t=時的等效電路,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。去掉電容，形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),3）計算等效電阻,5）將f(0+)

22、、f()和 代入三要素公式,解,1)、計算初始值f(0,畫t=0-時的電路圖， 求iL(0-),2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,t=時的等效電路,t=0+時電路圖,3）計算等效電阻,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。去掉電感，形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),5）將f(0+)、f()和 代入三要素公式,4、如圖所示，U1=3V，U2=3V，R1=1，R2=2，R3=1，L3H。換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，求開關從位置1合到位置2后，電流iL、i,解,1)、計算初始值f(0,畫t=0-時的電路圖， 求iL(0-),t=0+時電路圖,2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,t=時的等效電路,3）計算等效電阻,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。去掉電感，

23、形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),5）將f(0+)、f()和 代入三要素公式,5、如圖電路原處于穩(wěn)定狀態(tài)。求 t 0 的,和,解,1)、計算初始值f(0,畫t=0-時的電路圖， 求iL(0-),t=0+時電路圖,2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,t=時的等效電路,3）計算等效電阻,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。去掉電感，形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),5）將f(0+)、f()和 代入三要素公式,6：如圖所示，求在t0時u0和uC,并畫出它們的變化規(guī)律曲線,解,1)、計算初始值f(0,開關閉合前,t=0+時電路圖,電阻R2電壓,2）確定穩(wěn)態(tài)值f(,畫出t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路（穩(wěn)態(tài)時電容相當于開路, 電感相

24、當于短路,3）計算等效電阻,t=時的穩(wěn)態(tài)等效電路。 去掉電容，形成二端網(wǎng)絡，求R0,4）計算時間常數(shù),5）將f(0+)、f()和 代入三要素公式,uC(t)的曲線,u0(t)的曲線,三、變壓器,一二次繞組的匝數(shù)比。稱為變壓器的變比,1、電壓變換,結論：變壓器原副邊電壓比等于變壓器的變比,2、電流變換,磁勢平衡：一次側磁勢等于二次側磁勢,結論：變壓器一、二次繞組電流比等于變壓器的變比的倒數(shù),例：今有一變壓器，如圖，一次繞組的額定電壓為380V，匝數(shù)N1為760匝。二次繞組有兩個，其空載電壓分別為127V和36V，求匝數(shù)N2和N3各為多少,解,例：在上例,將兩個二次繞組分別接電阻性負載,并測得I2=2.14A。I3=1A。試求一次繞組電流和一次、二次繞組的功率,解,磁勢平衡：一次側磁勢等于二次側磁勢,一