電工學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考第一章、第一章、 電路的基本概念和基本定律電路的基本概念和基本定律一、基本概念：1、 電路：電流的通路。作用：實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)傳輸和轉(zhuǎn)換；傳遞和處理信號(hào)。2、 電源：供應(yīng)電能的設(shè)備。將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能3、 負(fù)載：取用電能的設(shè)備。將電能轉(zhuǎn)換為其它形式的能量。4、 中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分。起傳輸和分配電能的作用。5、 電路分析：在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，討論電路的激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。6、 激勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流叫激勵(lì)。7、 響應(yīng)：由于激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流叫響應(yīng)。8、 電路模型：由一些理想電路元件所組成的電路，稱電路模

2、型，簡(jiǎn)稱電路。9、 電壓和電流的方向：（1）電流的方向： 實(shí)際方向：規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。 參考方向：在電路分析和計(jì)算時(shí)，可任意選定某一方向作為電流的方向，稱為參考方向，或稱為正方向。在電流的參考方向選定后，凡實(shí)際電流（電壓）的方向與參考方向相同時(shí)，為正值；凡實(shí)際電流（電壓）的方向與參考方向相反時(shí)，為負(fù)值 （2）電壓的實(shí)際方向：規(guī)定由高電位（“+”極）端指向低電位（“-”極）端，即為電位降低的方向。 電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向：規(guī)定在電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端，即電位升高的方向。注：電路圖上所標(biāo)的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的方向，一般都是參考方向。電流的參考方

3、向通常用箭頭表示；電壓的參考方向除用“+” 、 “”表示外，還常用雙下標(biāo)表示。例： 表示 a 點(diǎn)的參考極性為“+” ，b 點(diǎn)的參考極性為“-” 。故有： 10、1V 的含義：表示當(dāng)電場(chǎng)力把 1C 的電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功為 1J 時(shí)，這兩點(diǎn)間的電壓為 1V. 11、電位：兩點(diǎn)間的電壓就是兩點(diǎn)的電位差。計(jì)算電位時(shí)，必須選定電路中某一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，它的點(diǎn)位稱為參考電位，通常設(shè)參考電位為零。比參考電位高的為正，低點(diǎn)為負(fù)。參考點(diǎn)在電路圖上通常標(biāo)上“接地”符號(hào) 。二、基本規(guī)律：1、 .部分電路歐姆定律：流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，即：式中 R 為該段電路的電阻。利用歐姆定律列式計(jì)算時(shí)要

4、注意：（1）電壓和電流的方向（實(shí)際方向和參考方向） 。列式時(shí)注意參考方向，計(jì)算時(shí)注意實(shí)際方向。（2）遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，其伏安特性曲線為直線。abUbabaabUU UURUI 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考.閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻成反比。即：其中： R0為電源內(nèi)阻，R 負(fù)載電阻 。負(fù)載兩端的電壓為： 故有：功率平衡方程為其中： 是電源產(chǎn)生的功率 是電源輸出的功率 是電源內(nèi)阻上消耗的功率（1）當(dāng)負(fù)載電阻 R 無窮大（或開關(guān)斷開）時(shí)，電源處于開路（空載）狀態(tài)，電源不輸出電能，此時(shí)電源的端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。（2）當(dāng)負(fù)載電阻 R

5、 等于零（或電源兩端由于某種原因連在一起）時(shí)，電流不通過負(fù)載，此電流稱為短路電流，此時(shí)電源所產(chǎn)生的電能全被內(nèi)阻所消耗。（3）電源與負(fù)載的判斷電源與負(fù)載的判斷：端電壓 U 與 I 的實(shí)際方向相反，電流從“+”流出，發(fā)出功率的是電源；端電壓 U 與 I 的實(shí)際方向相同，電流從“+”流入，取用功率的是負(fù)載。如圖示 E1是電源，E2是負(fù)載。2、 .基爾霍夫電流定律：在任一瞬間，流向某一節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。如圖示：對(duì)節(jié)點(diǎn) a 有或（1）規(guī)定參考方向向著節(jié)點(diǎn)的電流取正，背著節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)。（2）電流定律通常應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)，也可應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。如圖示：以上三式相加

6、得：.基爾霍夫電壓定律：任一瞬時(shí)沿任一回路循行方向（順時(shí)鐘方向或逆時(shí)鐘方向） ，RREI0IRU 0IREU02RIIEIUIEPEIUP 02RIP 321III 0I321II0IACAABII0IBBCABII0ICCABCII0IACBII電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。如圖示：按照虛線所示方向循行一周，則根據(jù)電壓的電壓的參考方向與循行方向相同取正，相反取負(fù)參考方向與循行方向相同取正，相反取負(fù)，即： 若規(guī)定：電位降為正，電位升為負(fù)電位降為正，電位升為負(fù)，則： 或即在任一瞬時(shí)沿任一回路循行方向上，回路中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于電阻上電壓電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于

7、電阻上電壓降的代數(shù)和。降的代數(shù)和。在這里，凡是電動(dòng)勢(shì)的方向與所選回路的循行方向相反者取正號(hào)，相同者取負(fù)號(hào)；凡電流的參考方向與回路的循行方向相反者，該電阻上的電壓降取正號(hào)，相同者取負(fù)號(hào)。即升高的電壓等于降低的電壓。 電壓定律通常應(yīng)用于閉合回路，也可應(yīng)用于回路的部分電路。如圖示：t 對(duì)圖 a： 對(duì)圖 b：注：（1）基爾霍夫兩定律具有普遍性，適用于各種不同元件所構(gòu)成的電路，也適用于任一瞬間對(duì)任何變化的電流和電壓。 (2)列式時(shí)不論是應(yīng)用基爾霍夫定律還是歐姆定律，首先要在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向 0UU-U4321U0IE-E221121RRI)(EIR0UU-ABBAU0IR-EU電

8、工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考第二章第二章 電路的分析方法電路的分析方法一、電阻串并聯(lián)的等效變換：1、電阻的串聯(lián)：如圖示： 兩個(gè)串聯(lián)的電阻 R1和 R2可用一個(gè)等效電阻 R 來代替。等效的條件是：在同一電壓 U的作用下，電流 I 保持不變。從而有： （1）等效電阻等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和，即 （2）串聯(lián)電阻上電壓與電阻成正比，即 （3）串聯(lián)電阻上消耗的電功率與電阻成正比，即 2、電阻的并聯(lián)： 如圖示： 兩個(gè)并聯(lián)的電阻 R1和 R2可用一個(gè)等效電阻 R 來代替。 （1）等效電阻的倒數(shù)等于個(gè)電阻倒數(shù)之和，即 或 其中 G 稱為電導(dǎo)，是電阻的倒數(shù)，單位：西門子 (2)通過并聯(lián)電阻的電流與電阻成反

9、比，即 （3）并聯(lián)電阻上消耗的電功率與電阻成反比，即 （4）并聯(lián)的電阻越多，總電阻越小，電路中的電流和總功率越大，但每個(gè)負(fù)載的電流和功率不變。 3、電阻的星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的等效變換： 如圖示21RRRIRRUURU221122211RPIRPRP211R1R1R21GGGUIRRR2211II22211PPUPRRR電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 （1） Y 等效為時(shí)：當(dāng) （2）等效為 Y 時(shí)： 當(dāng) 二、電源的兩種模型及等效變換： 1、電壓源模型： 如圖所示：為電壓源模型，簡(jiǎn)稱電壓源。 當(dāng) ，是一定值，其中的電流由負(fù)載電阻 RL及電壓 U 本身決定，這樣的電源稱理想電壓源或恒壓源

10、。 2、電流源模型： 如圖所示：為電流源模型，簡(jiǎn)稱電流源。 當(dāng) 是一定值，其兩端的電壓由負(fù)載電阻 RL及電流 Is本身決定，這樣的電源稱理想電流源或恒流源。caccbbaabRRRRRRRRaaccbbabcRRRRRRRRbaccbbacaRRRRRRRRcabcabacbaaRRRRRRcabcabbcbabRRRRRRcabcabacbccRRRRRR時(shí)caRbRR R3R時(shí)caaRbcbRRR31R時(shí)0R0EU 時(shí)0RsII 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 3、兩種電源模型之間的等效變換： 如圖所示： 電壓源與電流源的等效關(guān)系是對(duì)外電路而言的：當(dāng)電壓源和電流源都開路時(shí)，外電路

11、電流 I=0，電壓源內(nèi)阻上不損耗功率，電流源內(nèi)阻上有功率損耗；當(dāng)電壓源和電流源都短路時(shí)，兩者對(duì)外電路是等效的：U=0， , 但電壓源內(nèi)阻上有功率損耗，電流源內(nèi)阻上無損耗， 電路分析時(shí)，與理想電壓源并聯(lián)的電阻可以除去（斷開） ，并不影響該并聯(lián)電路兩端的電壓；與理想電流源串聯(lián)的電阻可以除去（短接） ，并不影響該支路中的電流。 如圖示：0sIRE0sIRE電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考三、支路電流法：凡不能用電阻的串并聯(lián)等效變換化簡(jiǎn)的電路，稱為復(fù)雜電路，在計(jì)算復(fù)雜電路的各種方法中，支路電流法是最基本的。它是應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律對(duì)結(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程，而后求解。列方程時(shí)，必須

12、在電路圖上選定好未知支路電流及電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向。一般地說：（1）對(duì)有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，應(yīng)用電流定律只能列出 n-1 個(gè)獨(dú)立方程； （2）對(duì)有 b 個(gè)回路的電路，應(yīng)用電壓定律可對(duì)單孔回路列出 b-(n-1)個(gè)方程。即總共可列出 b 個(gè)獨(dú)立方程，解出 b 個(gè)支路電流。 例： 電壓和電流的參考方向如圖所示： 由電流定律得： 由電壓定律得：四、結(jié)點(diǎn)電壓法： 如果電路中只有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，則每個(gè)支路兩點(diǎn)的電壓就稱為結(jié)點(diǎn)電壓。只要求出結(jié)點(diǎn)電壓，就可求出各支路的電流。這種方法稱為結(jié)點(diǎn)電壓法。如圖示： 規(guī)定：電動(dòng)勢(shì)與結(jié)點(diǎn)電壓的參考方向相反時(shí)取正，相同時(shí)取負(fù)。電阻上電流參考方向與典雅參考方向相反取負(fù)。 有：

13、0I-II32133111IRIER33222IRIER111RI-EU 222RI-EU 333RIEU44RIU 0I-I-II4321電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考可得：五、疊加定理： 對(duì)于線性電路，任何一條支路中的電流，都可以看成是各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別存在時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。這就是疊加定理。如圖示：從而有： 其中：六、有源二端網(wǎng)絡(luò)：RRERRRRRERE11111REU4321332211 111III 222III 333III3232111REIRRRR132321112RI-EIIRRRR13123RRIIR313122 2REIRRRR 23

14、23 1RRIIR 2321 3RRIIR電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 有些情況下，只需要計(jì)算一個(gè)復(fù)雜電路中某一支路的電流，常應(yīng)用等效電源的方法。 1、有源二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個(gè)出線端的部分電路，其中含有電源?？梢允呛?jiǎn)單的或任意復(fù)雜的電路。 2、有源二端網(wǎng)絡(luò)一定可以簡(jiǎn)化為一個(gè)等效電源。（一） 、戴維寧定理： 任何一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效成為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為 E 的理想電壓源與一個(gè)內(nèi)阻 R0串聯(lián)的電源。等效電源的電動(dòng)勢(shì) E 就是有源二端網(wǎng)絡(luò)開路時(shí)的開路電壓 U0,等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源除去（將理想電壓源短路，將理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)之間的等效電阻

15、。這就是戴維寧定理。如圖示：例：如圖示，計(jì)算通過電阻 R3的電流。 等效電路及計(jì)算等效電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路如下所示：電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 由于： （二） 、若頓定理：任何一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效成為一個(gè)電流為 Is的理想電流源與一個(gè)內(nèi)阻 R0并聯(lián)的電源。等效電源的電流 Is就是有源二端網(wǎng)絡(luò)短路時(shí)的短路電的短路電流,等效電源的內(nèi)阻 R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源除去（將理想電壓源短路，將理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)之間的等效電阻。這就是若頓定理。如圖示：例：如圖示，計(jì)算通過電阻 R3的電流。 等效電路及計(jì)算等效電流和內(nèi)阻的電路如下所示：2121EIRRE211

16、221110EIR-EUERRRER21210RRRRRRab303EIRR 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 由于： 七、非線性電阻電路的分析： 電阻不隨電壓或電流的變化而變化的電阻稱為線性電阻，遵循歐姆定律；電阻隨電壓或電流的變化而變化的電阻稱為非線性電阻，不遵循歐姆定律；由于非線性電阻的阻值隨電壓或電流而變化，故計(jì)算時(shí)必須指明它的工作電流或工作電壓，借助于伏安特性曲線求解。非線性元件的電阻有兩種表示方法：一種稱為靜態(tài)電阻（直流電阻） ，他等于工作點(diǎn)的電壓與電流之比，即 另一種稱為動(dòng)態(tài)電阻（交流電阻） ，他等于工作點(diǎn)附近電壓微變量與電流微變量之比的極限，即 如圖所示： 解題時(shí)，先應(yīng)

17、用學(xué)過的定律（理）求出通過所要求解的非線性元件的電流與加在該元件兩端電壓的關(guān)系式，然后在該元件的伏安曲線中畫出求得的關(guān)系曲線，找出工作點(diǎn)，然后求解有關(guān)量。111EIR222EIR211221210sEIIIIRRRER 21210RRRRRRabssIRRRRRRI300330303RRIIUR IIUrlim0電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考第三章第三章 電路暫態(tài)分析電路暫態(tài)分析一、電路元件：1、 電阻元件：如圖所示：根據(jù)歐姆定律得： 從而有： R 稱為電阻，它對(duì)電流具有阻礙作用，將電能轉(zhuǎn)換成熱能。是耗能元件。 2、電感元件：如圖所示：當(dāng)電感元件中的 或 i 發(fā)生變化時(shí)，在電感中產(chǎn)生

18、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)根據(jù)基爾霍夫定律得： 當(dāng)線圈中通恒定電流時(shí)，其上電壓 u 為零，電感元件可視作短路。 L 稱為電感或自感，它對(duì)電流具有阻礙作用，阻礙電流的變化。它不消耗能量，是儲(chǔ)能元件。 3、電容元件： 如圖所示： 當(dāng)電容器上電荷量 q 或電壓 u 發(fā)生變化時(shí)，在電路中引起電流。 當(dāng)電容器兩端電壓恒定時(shí)，其中電流為零，電容元件可視作開路。RiuiuRdtRiuidttt200wdtdiLeULiiNL20021LwLiidiuidtitUqCdtdiLdtdNeLdtdCdtdqiu電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 電容元件不消耗能量，是儲(chǔ)能元件。 電阻、電感、電容都是線性元件。二、儲(chǔ)能元件

19、和換路定則：1、 換路：由于電路的接通、斷開、短路、電壓變化或參數(shù)改變等叫換路，使電路中的能量發(fā)生變化，但是不能躍變。電路的暫態(tài)過程是由于儲(chǔ)能元件的能量不能躍變而產(chǎn)生的。 2、換路定則：設(shè) t=0 為換路瞬間，從 t=0-到 t=0+瞬間，電感元件中的電流和電容元件上的電壓不能躍變，稱之?？捎霉奖硎緸椋?換路定則只適用于換路瞬間，可根據(jù)它來確定 t=0+時(shí)電路中電流和電壓之值，即暫態(tài)過程的初始值。確定各個(gè)電壓和電流的初始值時(shí)，先從 t=0-的電路求出 iL(0-)或 uC(0-)，然后由 t=0+的電路在已求得 iL(0+)或 uC(0+)的條件下求其它電壓和電流的初始值。 例：確定如圖示電

20、路中電流和電壓的初始值。設(shè)開關(guān)閉合前電容和電感均無儲(chǔ)能。 由上圖得：t=0-時(shí)，開關(guān)未閉合，此時(shí)：iL(0-)=0 ，uC(0-)=0t=0+時(shí)，開關(guān)閉合，此時(shí)：iL(0+)=0 ，uC(0+)=0 于是有其它初始條件：20021CwCuuduuidtut)0()0()0()0(CCLLuuii21)0()0(RRUiiC2122)0()0(RRURRiUL電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考三、RC 電路的響應(yīng)： 1、RC 電路的零輸入響應(yīng)： 在無電源激勵(lì)，輸入信號(hào)為零的條件下，由電容元件的初始狀態(tài) uC(0+)所產(chǎn)生的電路響應(yīng)，稱為零輸入響應(yīng)。 分析 RC 電路零輸入響應(yīng)，實(shí)際上是分析

21、它的放電過程。如圖示，t=0 時(shí)將開關(guān)斷開，輸入信號(hào)為零。此時(shí)電容元件已儲(chǔ)有能量，其上電壓的初始值為： 時(shí)，由基爾霍夫定律得電路的微分方程： 式中： 解微分方程得： 其中： 2、RC 電路的零狀態(tài)響應(yīng)： 換路前電容元件未儲(chǔ)有能量，uC(0-)=0，在電源激勵(lì)所產(chǎn)生的電路效應(yīng)。 分析 RC 電路的零狀態(tài)響應(yīng)，實(shí)際上就是分析它的充電過程。如圖示，t=0 時(shí)將開關(guān)閉合，電源開始對(duì)電容元件充電，此過程有： 時(shí)，由基爾霍夫定律得電路的微分方程： 式中： 解微分方程得：UUUC0)0(0tdtdURCRtitUCC)()(dtdUCiCtCetU0U)(RCtetiRU-)(0tReUtU0-)(0t00

22、)(tUtu0tCudtduRCuiRUCdtdUCiC)-1 (UU)(ttCeUetU電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 從而有： 3、RC 電路全響應(yīng)： RC 電路全響應(yīng)指電源激勵(lì)和電容元件的初始狀態(tài)均不為零時(shí)的狀態(tài)。是零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)兩者的疊加。 從而有：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng) 也可表示為：全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量 其中 可求出：四、一般線性電路暫態(tài)分析的三要素： 一階線性電路過程中任意變量的一般公式為： 只要求得 f(0+)、f()和 這三個(gè)要素，就能直接寫出電路的響應(yīng)（電流或電壓）例：如圖所示，開關(guān)長(zhǎng)期合在位置 1，如在 t=0 時(shí)把它合在 2 位置后，試求電

23、容元件上的電壓 uC。 (1)初始值： （2）穩(wěn)態(tài)值：tetiRU)(tRUetU)()1 (UU)(0ttCeetU)U)U()(0tCeUtURCdtdUCiCiRRUtefff_()0()(f(t)）2211u)0(RRRUC2212u)(RRRUC電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考（3）時(shí)間常數(shù)： 將理想電壓源看做短路，將理想電流源看做開路，求出電容兩端的等效電阻R0。 故有電容元件上的電壓：五、微分電路和積分電路： 1、微分電路： 在 t=t1時(shí)，輸入電壓 u1突然下降到零（輸入端短路） ，輸出電壓 u2也很快衰減到零，這種輸出尖脈沖反映了輸入矩形脈沖的躍變部分，是對(duì)矩形脈沖微

24、分的結(jié)果。因此，這種電路稱為微分電路。如圖示： 微分電路具有兩個(gè)條件：（1）時(shí)間常數(shù) （脈沖寬度）即電容器充放電很快。 （2）從電阻端輸出。2、積分電路：具有兩個(gè)條件：（1）時(shí)間常數(shù) （脈沖寬度）即電容器緩慢充放電。 （2）從電容器兩端輸出。 的電路稱為積分電路。如圖示： CC21210RRRRR2121)(u)(22222112212RRRRtCeRRRURRRURRRtUptpt電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考六、RL 電路的響應(yīng)： 1、RL 電路的零輸入響應(yīng)： 如圖所示：換路前開關(guān) s 合在 2 位置，T=0 時(shí)將開關(guān) s 從位置 2 合在位置 1，由于： 當(dāng) 時(shí)，由基爾霍夫定律

25、得： 即 解得： 其中： 時(shí)間常數(shù) 越小，暫態(tài)過程進(jìn)行的越快。 從而有： 2、 RL 電路的零狀態(tài)響應(yīng) 如圖示：換路前電感元件未有儲(chǔ)能，即： 當(dāng) 時(shí)，由基爾霍夫定律得： 即： 3、 RL 電路的全響應(yīng) 如圖示：換路前 當(dāng) 時(shí)，由基爾霍夫定律得： 從而有：RUI 0)0( t0t0URLU0dtdiLiRte0Ii(t)RLtRIiRReU0tLLIdtdiLeReU00)0( t0-）（t0tiRdtdiLURL UU)1 (i(t)tteRUeRURU)1 (UUtReiRtUeLU0-I0）（t0tiRdtdiLURL UU電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 其中：右邊第一項(xiàng)是零輸入

26、響應(yīng)，第二項(xiàng)為零狀態(tài)響應(yīng)，兩者疊加即為全響應(yīng)。即：第四章第四章 正弦交流電路正弦交流電路一、描述正弦交流電的物理量： 1、頻率和周期： （1）周期：正弦量變換一次所需要的時(shí)間稱為周期 T。 （2）頻率：每秒內(nèi)正弦量變化的次數(shù)稱為頻率 f。 2、幅值與有效值： （1）瞬時(shí)值：正弦量在任一瞬間的值稱為瞬時(shí)值，常用小寫字母表示，如電壓、電流及電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值分別用 i、u 和 e 表示。 （2）最大值：瞬時(shí)值中最大的值稱為幅值或最大值，用帶有下標(biāo)字母 m 的大寫字母表示，如電壓、電流及電動(dòng)勢(shì)的最大值分別用 Im、Um和 Em表示。 （3）有效值：讓交流電 i 和直流電 I 分別通過同一電阻 R，如果在

27、相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，那么這一直流電就是這一交流電的有效值。即 由于： 故周期性交流電的有效值為： 對(duì)于正弦交流電 有： 3、初相位： 對(duì)正弦交流電 式中角度： 和 稱為正弦量的相位角或相位。t=0 時(shí)的相位角稱為初相位。兩個(gè)頻率相同的正弦量的相位角之差稱為相位差。如)1 ()Ii(t)00ttteRUeIeRURU（tefff_()0()(f(t)）RLT1ff2T2RTIRdti2T02TdtiTI021tImsini 2ImI2UmU2EmE）（tImsinitt）（1sinitIm）（2sinutUm21電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考則 u 和 i 的相位差為 對(duì)于 u

28、 和 i，盡管初相位不同，其變化步調(diào)不一致（不能同時(shí)到達(dá)幅值或零值） ，但兩者之間的相位差保持不變。若則這時(shí)我們就說 i 比 u 超前 角，或 u 比 i 滯后 角。若 =0，則兩者同相；若 =1800，則兩者反相二、正弦量的向量表示法： 正弦量的向量表示法就是用復(fù)數(shù)表示正弦量。 設(shè)復(fù)平面內(nèi)有一個(gè)復(fù)數(shù) A，其模為 r，幅角為 ，則可以用下列三種式子表示：或或 表示正弦電壓 的向量式為：按照各正弦量的大小和相位關(guān)系，畫出若干個(gè)向量的圖形，稱為向量圖。故正弦量也可以用向量圖表示。用向量表示正弦量后，正弦量的運(yùn)算遵循向量運(yùn)算法則。即平行四邊形定則。 例：在如圖所示電路中，設(shè)求總電流 i，并畫出電流向

29、量圖。 由基爾霍夫定律得： 故：三、交流電路： 1、電阻元件的交流電路：02121)sin(cossincosAjrjrrjbajreA rA）（tUmsinuUUejUj）sin(cosUA011145tsin100sini）（）（tImA022230-tsin60sini）（）（tImAeAjjjiij02018000021129)7 .407 .122()30sin30(cos60)45sin45(cos100i)2018sin(129i0t電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 如圖示： 由歐姆定律得： 設(shè) 則 即在電阻元件交流電路中，電流和電壓同相、同頻率。 且 即在電阻元件交流電

30、路中，電壓的幅值（有效值）與電流的幅值（有效值）之比就是電阻。 若用向量表示，則或 電路中的瞬時(shí)功率： 一個(gè)周期的平均功率：2、電感元件的交流電路： 如圖所示： 設(shè) 由于： 即 在電感交流電路中，電壓和電流時(shí)同頻率的正弦量，且電流滯后電壓 900。 且 對(duì)電流具有阻礙作用，稱為感抗，用 XL表示。 即 若用向量表示，則或iRu tImsini tUtRmsinsinIumIUmmIUR0j0IeI0j0UeU00IURjeIU)2cos1 ()2cos1 (2IUuipmmtUItpRRURIUIdttUITtpTT2020)2cos1 (1dT1PtImsini 0Leu)90sin(0tU

31、dtdiLeumLmmLIULIUmmIULfLLL2X0j0IeI0j90UeULjjXeIU090IUIURIULjXtUItp2sin2sin2IUuipmmL0u90i電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 瞬時(shí)功率為： 平均功率為： 即在電感元件電路中，沒有能量消耗，只有電源與電感元件間能量的互換，這種互換的規(guī)模，用無功功率 Q 來衡量,且定義：無功功率等于瞬時(shí)功率的幅值，即 無功功率的單位是乏（var） 、千乏（kvar） 3、電容元件的交流電路： 如圖示： 設(shè) 由于 則 即在電容元件的交流電路中，電流比電壓超前 900。電位差 且對(duì)電流具有阻礙作用，稱為容抗，用 XC表示。 若

32、用向量表示，則 或 瞬時(shí)功率為： 平均功率為： 無功功率為：4、電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路： 如圖示：02sin1dT1P00TTtdtUITtp2QIXUILtUmsinu dtduCdtdqi)90sin()90sin(i00tItUCmm0u90immUCICIU1IUmmC1fCCXC2110j0UeU0j90IeIC90-IU0jXeIUjIUCjXtUItp2sin2sin2IUuipmmC02sin1dT1P00TTtdtUITtp2C-QIXUI 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 由基爾霍夫定律得： 或 從而： 式中 稱為電路的阻抗，用 Z 表示，即： 其中：稱

33、為阻抗模。即稱為阻抗的幅角，即電流和電壓的相位差。電流與電壓相量圖為：dtiCdtdiLiRuuuCLR1uIjXIjXIRUUUCLCLRU)-(IUCXXjRL)-(CXXjRLjRXXjCLLeZeXXRXXjRZcLarctan22C)()-(22221()(）CLRXXRZCL22221()(U）CLRXXRZICLRXXCL arctan0對(duì)感性元件，0對(duì)容性元件，0對(duì)阻性元件，電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 瞬時(shí)功率為： 平均功率為： 式中 稱為功率因數(shù)。 無功功率為： 視在功率為： 平均功率、無功功率和視在功率關(guān)系如下： 另外，功率、電壓和阻抗關(guān)系可用三角形表示如下：

34、四、阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)： 1、阻抗的串聯(lián)： 如圖示：)2cos(cossin)sin(UuiptUIUIttImm20costT1PRIIUUIpdRTsin)-(-IUQ2CUIIXXIULCLcos2ZUISI22PSQIZIZIUU2121ZUjkkeZXjZZRZ21電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 從而有 其中： 式 中，感抗 取正，容抗 取負(fù)。2、阻抗的并聯(lián)： 如圖所示： 從而有：五、交流電路的頻率特性： 1、低通濾波電路： 如圖示： 輸入信號(hào)： 輸出信號(hào)： 傳遞函數(shù)： 其中： 設(shè) 則：2、高通濾波電路： 如圖示：22)()(kkXRZkkRXarctankXLXCXZUZU

35、II2121ZUI2111Z1ZZ2121ZZZZZ)(U1j)(U2j)()(1111)()()(T12jTRCjCjRCjjUjUj2)(11)(RCjT)arctan()(RCRC100200arctan1111)(Tjj電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 設(shè) 則3、帶通濾波電路： 如圖示： 設(shè) 則 4、串聯(lián)諧振電路： 如圖示： 當(dāng) XL=XC時(shí)，則 即電源電壓與電路中的電流同相，稱為串聯(lián)諧振。此時(shí)：)()(11R)()()(T12jTRCjRCjCjRjUjUj2)1(11)(RCjT)1arctan()(RCRC100200arctan11-11)(TjjRC103-arcta

36、n-31-31)(T00200200）（jj0arctanRXXCLLCff210電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考稱為諧振頻率。 串聯(lián)諧振具有以下特征： （1）阻抗模最?。?（2）電路中電流達(dá)到最大： （3）電壓與電流同相， ，電源提供的電能全部被電阻消耗。（4） 與 等大反相，對(duì)電路不起作用。 （5）品質(zhì)因數(shù) Q 其中 為諧振角頻率。5、并聯(lián)諧振電路： 如圖示： 當(dāng) 時(shí)， 即 時(shí)，發(fā)生并聯(lián)諧振。 并聯(lián)諧振具有以下特征： （1）阻抗模最大： （2）電路中電流最?。?（3）電路中電壓與電流同相， ，阻抗模相當(dāng)于一個(gè)電阻。 （4）并聯(lián)各支路的電流為：RZRU0II0RUULUCURULLX

37、URUCCXURLCRUUL00C1UUQ0)1(ZCLjRCLLC10LCff210RCLZ00ZIIU0LULU02021)(RI電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 （5）品質(zhì)因數(shù) Q六、功率因數(shù)的提高： 在交流電路中，由于電流與電壓間存在相位差，電路發(fā)生能量互換，出現(xiàn)無功功率：從而使：（1）發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用； （2）增加線路及發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗 式中 P 為輸出功率，U、I 輸出電壓、電流。因此必須提高功率因數(shù)。 常用的方法是與電感性負(fù)載并聯(lián)靜電電容器（設(shè)置在用戶或變電所中） ，電路如圖示：并聯(lián)電容器后電感性負(fù)載的電流和功率因數(shù)均未變化：即但電路兩端電壓 u 與線路中電

38、流 i 之間的相位差 減小了，即電源或電網(wǎng)的功率因數(shù) cos變大了。減少了電源與負(fù)載之間的能量互換，使能量的互換主要或完全發(fā)生在電感性負(fù)載與電容器之間，減少了功率損耗（并聯(lián)電容器后有功功率并未改變，因?yàn)殡娙萜鞑粫r(shí)不消耗電能） 。 并聯(lián)電容器的電容為：七、非正弦周期電壓和電流： 設(shè)非正弦周期電壓和電流為： 1、有效值：CU0C1IRLCR00011IIQsinPUIcosPNNIUcos1rP222UPrI221UILXR 221RcosLXR )tan(tanC12UP)sin(i10kkkkmtkII)sin(u10kkkmtkUU電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 2、平均值： 3、

39、平均功率： 為方便，通常將非正弦周期電壓和電流用等效電流和電壓來代替。等效條件是：（1）等效正弦量的有效值等于已知非正弦量的有效值（2）等效正弦量的頻率等于非正弦周期量基波的頻率（3）功率等于電路的實(shí)際功率（4）等效正弦量的電壓與電流之間的相位差滿足：22212020I1IIdtiTITdtiItt2121222120201UUUdtuTUT21010000cosIU11PPpIUuidtTpdtTPkkkkTTdtuUtt2121UIPiu)cos(cos電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考第五章第五章 三相電路三相電路一、三相電壓 當(dāng)轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三相繞組上得到頻率相同、幅值相同、相

40、位差 1200的三相對(duì)稱正弦電壓。分別用 u1、u2、u3表示， （以 u1為參考量） ，則三相交流電可表示為： 也可用相量表示為：還可用相量圖表示為： （1）相序：三相交流電壓出現(xiàn)正幅值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序。 （2）中性點(diǎn)（零點(diǎn)）：三相繞組的三個(gè)末端連在一起，這一連接點(diǎn)稱之，用 N 表示。（3）星形聯(lián)接：三相繞組的三個(gè)末端連在一起的連接法叫星形聯(lián)接。（4）三角形聯(lián)接：三相繞組的始末端相連的連接法叫星形聯(lián)接。（5）中性線（零線）從中性點(diǎn)引出來的導(dǎo)線叫之。)120sin()120sin(sinu0021tUutUutUmmm)2321(120)2321(1200U030201jUUUjU

41、UUUU電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考（6）火線（相線或端線）：從始端引出來的導(dǎo)線叫之。（7）相電壓：相線與中性線之間的電壓叫之，通常用 UP表示。（8）線電壓：相線與相線之間的電壓叫之，通常用 UL表示。（9）線電壓與相電壓的關(guān)系： 當(dāng)發(fā)電機(jī)三相繞組連成星形時(shí)，相量關(guān)系如圖所示： 線電壓超前相電壓 300.二、負(fù)載的星形聯(lián)接。 如圖所示：為負(fù)載星形聯(lián)接的三相四線制電路： 負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流，即 設(shè) 則 從而有： 其中：PlU3U PlII0110UU022120UU033120UU1111011110IIZUZU2022202222120120IIZUZU303330

42、3333120120IIZUZU111ZUI 222ZUI 333ZUI 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 且 對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載，有 即中性線中無電流。中性線的作用使星形不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱，因此不應(yīng)讓中性線斷開，也不能在中性線內(nèi)接入熔斷器或閘刀開關(guān)。三、負(fù)載的三角形聯(lián)接： 負(fù)載三角形聯(lián)接時(shí)，各相負(fù)載都直接接在電源的線電壓上，所以負(fù)載的相電壓與電源線電壓相等，即但相電流與線電流不相等。各相負(fù)載的相電流有效值分別為：各相負(fù)載電壓與電流的相位差為：負(fù)載的線電流為： 負(fù)載三相聯(lián)接的電路如圖所示：對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載，線電流滯后相電流 300.。關(guān)系為：四、三相功率： 不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角

43、形聯(lián)接，總的有功功率必定等于各相有功功率之和。當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，每相的有功功率相等，故總功率為：當(dāng)負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，111tanRXart333tanRXart222tanRXart321IIIIN0II321IINPlUUUU312312U121212IZU313131IZU232323IZU121212tanRXart313131tanRXart232323tanRXart233131223231121IIIIIIIIIPII312312IIPI3ILcos33PPPPIUP plUU3plII ZZZ321Z電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考當(dāng)負(fù)載三形聯(lián)接時(shí)，故有，不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是

44、三角形聯(lián)接，總的有功功率為：式中 為相電壓與相電流之間的相位差。同理，可得三相無功功率和視在功率分別為： 第六章第六章 磁路與鐵芯線圈電路磁路與鐵芯線圈電路一、磁路及其分析方法： 1、磁場(chǎng)的基本物理量；（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，單位：T(2)磁通量（磁通密度） ,單位：Wb 或（3）磁場(chǎng)強(qiáng)度 H，單位：A/m(4)磁導(dǎo)率 ，單位：H/m 相對(duì)磁導(dǎo)率： 稱為真空中的磁導(dǎo)率。2、磁性材料的磁性能： （1）高導(dǎo)磁性：具有被強(qiáng)烈磁化的特性。 （2）磁飽和性： （3）磁滯性：磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)。 3、分類： （1）軟磁材料：具有較小的矯頑磁力，磁滯回線較窄。一般用來制作電機(jī)、電器及變壓器的鐵

45、芯。常用的有鑄鐵、硅鋼、鐵氧體等。 （2）永磁材料：具有較大的矯頑磁力，磁滯回線較寬。一般用來制作永磁體。常用的有碳鋼、鐵鎳鋁鈷合金等。 （3）矩磁材料：具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性良好。 4、磁路的分析方法： 如圖所示：根據(jù)安培環(huán)路定律得：即式中：N 是線圈的匝數(shù)；L 是磁路（閉合回路）的平均長(zhǎng)度；H 是磁路鐵芯的磁場(chǎng)強(qiáng)度 NI 稱為磁通勢(shì)，用 F 表示,即 單位：AplUU plII3cos3PllIUsin3sin3QllppIUIUllPPIUIU33SBSSBHB0rmH /10470IHdlNIHL NIF 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 將

46、代入 可得磁路的歐姆定律： 式中： 稱為磁阻，S 為磁路的截面積。在計(jì)算磁路問題時(shí)，通常 （1）應(yīng)用公式： （2）如果磁路有不同材料制成，可看成磁阻不同的幾段串聯(lián)而成，即 （3）先計(jì)算 Bi，在計(jì)算 Hi，最后列式計(jì)算 5、功率損耗： （1）銅損：線圈電阻 R 上的功率損耗。 （2）鐵損：鐵芯中由于磁滯和渦流產(chǎn)生的功率損耗。 故鐵芯線圈交流電路的有功功率為 6、交流鐵芯線圈電路： （1）電磁關(guān)系： (2)電壓、電流關(guān)系： 或或若 u 為正弦電壓時(shí)，其它各量均可看作正弦量，即：其中：設(shè)主磁通BH SBNIHL mRFslRmNIHL )(HNI2211HllHl)(NIHl2CuRIPePhFe

47、PPFe2PcosPRIUIRieeu)(uUUUedtdiLRiRtsinm)()(UUUUEEIRRIjXELX電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考則：通常情況下：線圈的電阻 R 和感抗 較小，與主磁電動(dòng)勢(shì)比較可以忽略不計(jì)，即認(rèn)為：二、變壓器： 1、工作原理： 鐵芯中的主磁通 ，穿過一次繞組和二次繞組產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)分別為 e1和 e2，一、二次繞組分別產(chǎn)生漏磁通 1、2及漏磁電動(dòng)勢(shì) e1、e2（1）電壓變換：對(duì)一次繞組：有效值對(duì)二次繞組： 為空載時(shí)二次繞組的端電壓。 從而有： （2）電流交換： 由 可見，當(dāng) U1和 f 不變時(shí)，E1和 m也都近于常數(shù)，因此，有負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主磁通的一、二次繞

48、組的合成磁通勢(shì)應(yīng)該和空載時(shí)產(chǎn)生主磁通的一次繞組的磁通勢(shì)差不多相等，即用相量表示為：由于故有： （3）變壓器的額定容量（視在功率）其中 為變壓器的額定電流。)90sin()90sin(200mtEtfdtdNemLXEU11UE11UE220UE20UKNNEE2121201UUmE111fN44. 4U012211NiNiNi012211NININI1101NINI KNN1II1221NNNNNIUIU1122SNNII12、電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 （4）阻抗變換：即直接接在電源上的阻抗模 和接在變壓器二次側(cè)的負(fù)載阻抗模 是等效的。如圖示： 2、變壓器的外特性： 當(dāng)電源電壓

49、 U1和負(fù)載功率因數(shù) cos 為常數(shù)時(shí)，對(duì)電阻和電感性負(fù)載，U2隨 I2的增加而減小。 3、變壓器的損耗與效率： 和交流線圈一樣，變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損和繞組中的銅損兩部分。 鐵損的大小與鐵芯內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值 Bm有關(guān)，與負(fù)載大小無關(guān)；銅損的大小與負(fù)載大小有關(guān)（正比于電流平方） 。 變壓器的效率為： 4、特殊變壓器： （1）自耦變壓器： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二次繞組是一次繞組的一部分，且滿足： （2）電流互感器： 電流互感器一次繞組匝數(shù)很少，使用時(shí)串聯(lián)在電路中，二次繞組匝數(shù)較多，它與電流表或其它儀表及繼電器的電流線圈相連。利用電流互感器可以將大電流變換成小電流。使用時(shí)，二次繞組電路不允許斷

50、開，為了安全，電流互感器的鐵芯及二次繞組的一端應(yīng)接地。ZNN221)(Z ZZ銅鐵PPP2212PPPKNNU2121UKNNI1I1221電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考三、電磁鐵： 利用通電的鐵芯線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件固定位置的一種電器。當(dāng)電源斷開時(shí)，電磁鐵的磁性隨著消失，銜鐵或其它零件被釋放。 在交流電磁鐵中，為了減少鐵損，鐵芯由鋼片制成；而在直流電磁鐵中，鐵芯用整塊軟鋼制成。第七章第七章 交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)一、三相異步電動(dòng)機(jī)： 1、構(gòu)造：由兩部分構(gòu)成： 定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分） 。定子由機(jī)座、和裝在機(jī)座內(nèi)的圓筒形鐵芯以及其中的三相定子繞組組成。轉(zhuǎn)子根據(jù)

51、結(jié)構(gòu)上的不同分為籠形和繞線型。 2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng): （1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：當(dāng)三相繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 （2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向：只要將同三相電源連接的三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)調(diào)位置，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就反轉(zhuǎn)了。 （3）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)：三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)。如果要產(chǎn)生 P 對(duì)極，則每相繞組必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的 P 個(gè)線圈。線圈的始端之間相差的空間角為： （4）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于磁場(chǎng)的極數(shù) P 和電流的頻率 f1，即 （5）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理：當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，在

52、電動(dòng)勢(shì)作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，這電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用從而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用而跟著磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （6）轉(zhuǎn)差率：表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0相差的程度，即二、三相異步電動(dòng)機(jī)電路分析： 三相異步電動(dòng)機(jī)每相電路如圖所示：P1200P60n10f00nsnn 電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 （1）定子電路： （2）轉(zhuǎn)子電路： 轉(zhuǎn)子頻率： 轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)： 轉(zhuǎn)子感抗： 轉(zhuǎn)子電流： 轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)：三、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 1、轉(zhuǎn)矩公式： 2、額定轉(zhuǎn)矩： 3、最大轉(zhuǎn)矩：)E()()(RU1111111111IjXIREEI222212222)()(REIjXIREEI10260)

53、(fsfnnP2022244. 4EsENf201222XsXLf2202220222222)(IsXRsEXRE220222222222)(cossXRRXRR22022212)(RTsXUsRKn2NP260T2021max2UTXK電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 4、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：四、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)： 1、起動(dòng)性能： 在剛啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流都很大，如果頻繁起動(dòng)，由于熱量的積累，可以使電動(dòng)機(jī)過熱，因此實(shí)際中應(yīng)盡可能不讓電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)。同時(shí)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流在短時(shí)間內(nèi)會(huì)在線路上造成較大的電壓降落，而使負(fù)載端的電壓降低，影響鄰近負(fù)載的正常工作；其次剛啟動(dòng)時(shí)雖然轉(zhuǎn)

54、子電流較大，但轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)很低，因此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，故不能在滿載下起動(dòng)。2、 起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)：就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到額定電壓的電源上二三十千瓦以下的電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)法。 （2）降壓起動(dòng)法：如果電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)引起線路電壓降較大，必須采用降壓起動(dòng)。就是在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流。常用： 星形-三角形換接起動(dòng)： 如果電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)其定子繞組是連接成三角形的，那么在起動(dòng)時(shí)可把它接成星形，等轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接成三角形聯(lián)接。這樣啟動(dòng)時(shí)就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的 ，使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苯悠饎?dòng)時(shí)的 。這種方法只適用于空載

55、或輕載起動(dòng)。 自耦降壓起動(dòng)法：利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的電壓降低，從而減小起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此法適用于容量較大或正常運(yùn)行時(shí)為星形聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)； 對(duì)于繞線型電動(dòng)機(jī)，只要在轉(zhuǎn)載電路中接入大小適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電阻，就可達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也提高了。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的機(jī)械上。 。五、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速： 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：故改變轉(zhuǎn)速有三種可能，即改變電源頻率 f1,、極對(duì)數(shù) P 及轉(zhuǎn)差率 s。前兩種是籠型電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法，后者為繞線型電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法。六、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)： 1、能耗制動(dòng)：即在切斷三相電源的同時(shí)，接通直流電源，是直流電源流入定子繞組。 2、反接制

56、動(dòng)：在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，可將接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根的一端對(duì)調(diào)位置，是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反相旋轉(zhuǎn)。 3、發(fā)電反饋制動(dòng)：當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)的，稱之。七、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)： 1、型號(hào)： 例： 22022212stRTXURK3131Pfsns1060)1 ()1 (n電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考2、 接法：通常自 3 千瓦以下電動(dòng)機(jī)，聯(lián)接成星形，自 4 千瓦以上電動(dòng)機(jī)，聯(lián)接成三角形。3、 電壓：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的電壓值。 4、電流：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。 5、功率和效率：功率即電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率值。效率即輸出功

57、率與輸入功率的比值。 6、功率因數(shù)：定子相電流比相電壓滯后一個(gè) 角，cos 就是功率因數(shù)。 7、轉(zhuǎn)速： 8、絕緣等級(jí)：根據(jù)使用時(shí)容許的極限溫度來分級(jí)。 9、工作方式：八、三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇： 1、功率的選擇： （1）連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇：所選電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。 拖動(dòng)車床的電動(dòng)機(jī)功率： 1為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，F(xiàn) 為切削力，P1為車床的切削功率。 拖動(dòng)水泵的電動(dòng)機(jī)功率： Q 為流量，H 為揚(yáng)程， 為液體密度，1、2為轉(zhuǎn)送機(jī)構(gòu)的效率和水泵的效率。 （2）短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的選擇：可以選用連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的額定功率可以是)(601000P111kwFvP)(102P2

58、1kwQ1電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考生產(chǎn)機(jī)械所要求的功率的 為過載系數(shù)。 2、種類和型式的選擇： 3、電壓和轉(zhuǎn)速的選擇：第十章第十章 繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)一、常用控制電器： 1、組合開關(guān)：電源引入開關(guān)，也可用來直接起動(dòng)和停止小容量電動(dòng)機(jī)或使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。 2、按鈕：接通或斷開控制電路（小電流） ?？刂齐姍C(jī)或其它電器設(shè)備的運(yùn)行。 3、交流接觸器：用來接通和斷開電動(dòng)機(jī)或其它設(shè)備的主電路。 4、中間繼電器：通常用來傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接控制小容量電動(dòng)機(jī)。 5、熱繼電器：用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)使之免受長(zhǎng)期過載的危害。接在電動(dòng)機(jī)的主電路中。觸點(diǎn)接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中。

59、 6、熔斷器：短路保護(hù)電器。 7、自動(dòng)空氣斷路器：低壓保護(hù)電器，可實(shí)現(xiàn)短路、過載和失壓保護(hù)。二、籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制電路： 1、控制電路結(jié)構(gòu)如圖示：控制電路電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考 2、控制過程：（1）先將組合開關(guān)閉合，為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做好準(zhǔn)備。（2）按下起動(dòng)按鈕 2 時(shí)，交流接觸器的線圈通電，動(dòng)鐵芯被吸合，將三個(gè)主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) M 便起動(dòng)。（3）松開 2 時(shí)，在彈簧作用下恢復(fù)到斷開狀態(tài)，但接觸器線圈電路仍接通，使接觸器觸點(diǎn)保持在閉合狀態(tài)。（4）如果將按鈕 1 按下，則線圈電路被切斷，動(dòng)鐵芯和觸點(diǎn)恢復(fù)到斷開位置。 采用上述電路還可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和零壓保護(hù)。 起短路保

60、護(hù)的是熔斷器，一旦發(fā)生短路，熔絲立刻熔斷，電機(jī)立即停車 起過載保護(hù)的是熱繼電器，當(dāng)過載時(shí)，它的熱元件發(fā)熱，將動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，使接觸器線圈斷電，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停下來。 起零壓保護(hù)的是繼電接觸器，當(dāng)電源暫時(shí)斷電或嚴(yán)重電壓不足時(shí)，接觸器的動(dòng)鐵芯釋放而使主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源切除。 控制電流可分為主電路和控制電路兩部分：主電路是：三相電源組合開關(guān) Q熔斷器 FU接觸器 KM（主觸點(diǎn)）熱元件 FR電動(dòng)機(jī) M?？刂齐娐肥牵?按鈕 SB1SB2接觸器 KM（線圈）熱繼電器 FR2 3、常用電機(jī)、電器圖形符號(hào)電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考電工學(xué)（上）復(fù)習(xí)參考3、 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路：只要將接到電源的任意兩根連