電工學(xué)復(fù)習(xí)范圍

1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4歐姆定律1.5電源有載工作、開路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計算第1章電路的基本概念與基本定律本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義；2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；4.會計算電路中各支路電流及各點的電位。第1章電路的基本概念與基本定律1.3電壓與電流的參考方向電路的基本物理量：電流、電壓、電動勢、功率電路基本物理量的實際方向物理量實際方向電流I正電荷運動的方向電動勢E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μVabRI電流的參考方向電流的實際方向電流的實際方向與參考方向一致時，I是正值abRI電流的參考方向電流的實際方向電流的實際方向與參考方向相反時，I是負(fù)值參考電流選定之后，電流才有正負(fù)之分。若I=5A，則電流從a流向b；例1：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V，則電壓的實際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實際方向從b指向a。電壓參考方向的表示形式：(1).用極性“+”、“-”表示(2).用雙下標(biāo)表示

上圖中，a、b兩點間的電壓Uab,其參考方向是由a指向b；若參考方向選擇為由b指向a，則為Uba。Uab=-Uba注意：

在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。電壓、電流的關(guān)聯(lián)參考方向RU+–IRU+–I

關(guān)聯(lián)參考方向：I的參考方向由電壓參考方向所表示的高電位點指向低電位點，即U、I參考方向相同。(關(guān)聯(lián))(非關(guān)聯(lián))1.4歐姆定律歐姆定律：電阻兩端的電壓和流經(jīng)電阻的電流成正比。RU+–IU、I參考方向相同時，U=IRU、I參考方向相反時，RU+–I

U=–IR上式中有兩套正負(fù)號：1.式前的正負(fù)號由U、I參考方向的關(guān)系確定；2.U、I值本身的正負(fù)則說明實際方向與參考方向之間的關(guān)系。

通常取U、I參考方向相同。3.電源與負(fù)載的判別U、I參考方向不同，P=UI

0，電源；P=UI

0，負(fù)載。U、I參考方向相同，P=UI0，負(fù)載；

P=UI

0，電源。

(1)根據(jù)U、I的實際方向判別(2)根據(jù)U、I的參考方向判別電源：U、I實際方向相反，即電流從“+”端流出，（發(fā)出功率）負(fù)載：

U、I實際方向相同，即電流從“-”端流出。（吸收功率）1.6基爾霍夫定律支路：電路中的每一個分支。一條支路流過一個電流，稱為支路電流。結(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。回路：由支路組成的閉合路徑。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1123cdef網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。1.6.1基爾霍夫電流定律(KCL定律)1．定義

在任一瞬間，流入某一結(jié)點的電流總和等于流出該結(jié)點的電流總和。即:Ｉ入=Ｉ出實質(zhì):體現(xiàn)了電流連續(xù)性。KCL定律還可表述為：在任一瞬時，流經(jīng)任一節(jié)點的電流代數(shù)和為0。I1I2I3aR2R3R1對結(jié)點a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0即:Ｉ=0電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。2．推廣I=?例:廣義結(jié)點I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V

②在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。1.6.2基爾霍夫電壓定律（KVL定律)1．定義即：U=0①在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和?；芈罚?/p>

E1+

U2=E2+

U1或E2-E1+

U1

-

U2=0I1I2ba+-E2R2+-R1E1++--U1U2E2-E1+I1R1-

I2R2=0

二、推廣--KVL可應(yīng)用于回路的部分電路U=UA-UB-UAB=0或UAB=UA-UBE-U-RI=0或U=E-RI注：列方程時，要先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動勢的參考方向。ER+-+-UI1.7電路中電位的概念及計算電壓（電位差）——電路中任意兩點間的電位差，是一絕對量。RE2E1abcE1=10VE2=6V根據(jù)KVL：Uac+E1+E2=0Uac=-16VVa?Vc?1.電位的概念電位：電路中某點至參考點的電壓，記為“VX”

。

通常設(shè)參考點的電位為零。+-+-電位的計算步驟:(1)任選電路中某一點為參考點，設(shè)其電位為零；(2)標(biāo)出各電流參考方向并計算；(3)計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負(fù)，說明該點電位比參考點低。各點電位的高低是相對的，而兩點間的電壓值是絕對的。2.舉例求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V設(shè)b為參考點，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90VUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V第2章電路的分析方法2.1電阻串并聯(lián)連接的等效變換2.2電阻星型聯(lián)結(jié)與三角型聯(lián)結(jié)的等效變換2.3電源的兩種模型及其等效變換2.4支路電流法2.5結(jié)點電壓法2.6疊加原理2.7戴維寧定理與諾頓定理2.8受控源電路的分析2.9非線性電阻電路的分析目錄本章要求：1.掌握支路電流法、疊加原理和戴維寧定理等電路的基本分析方法;2.了解實際電源的兩種模型及其等效變換;第2章電路的分析方法將Y形聯(lián)接等效變換為形聯(lián)結(jié)時若Ra=Rb=Rc=RY時，有Rab=Rbc=Rca=R=3RY；

將形聯(lián)接等效變換為Y形聯(lián)結(jié)時若Rab=Rbc=Rca=R時，有Ra=Rb=Rc=RY=R/32.2

電阻星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換Y-等效變換電阻Y形聯(lián)結(jié)aCbRcaRbcRab電阻形聯(lián)結(jié)IaIbIcIaIbIcbCRaRcRba2.3.3電源兩種模型之間的等效變換由圖a：

U=E－IR0由圖b：U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–電壓源等效變換條件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–電流源(2)等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。(3)理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。(1)電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言，對電源內(nèi)部則是不等效的。

注意事項：例：當(dāng)RL=時，電壓源的內(nèi)阻R0中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻R0中則損耗功率。R0+–EabISR0abR0–+EabISR0abIS的參考方向由E的負(fù)極指向正極(4)任何一個電動勢E和某個電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個電流為IS和這個電阻并聯(lián)的電路。(5)串聯(lián)的理想電壓源可以合并，并聯(lián)的理想電流源可以合并。8V6V4V+--+-+6V+-4A2A1A3A2.4支路電流法支路電流法：以支路電流為未知量、應(yīng)用基爾霍夫定律（KCL、KVL）列方程組求解。對上圖電路支路數(shù)：b=3結(jié)點數(shù)：n=2123回路數(shù)=3單孔回路（網(wǎng)孔）=2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I21.在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向，對選定的回路標(biāo)出回路循行方向。2.應(yīng)用KCL對結(jié)點列出

(n－1)個獨立的結(jié)點電流方程。3.應(yīng)用KVL對回路列出

b－(n－1)

個獨立的回路電壓方程(通?？扇【W(wǎng)孔列出)。4.聯(lián)立求解b個方程，求出各支路電流。對結(jié)點a：例1

：12I1+I2–I3=0對網(wǎng)孔1：對網(wǎng)孔2：I1R1+I3R3=E1I2R2+I3R3=E2支路電流法的解題步驟:ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I22.5結(jié)點電壓法結(jié)點電壓的概念：任選電路中某一結(jié)點為零電位參考點(用表示)，其它各結(jié)點對參考點的電壓，稱為結(jié)點電壓。

結(jié)點電壓的參考方向從結(jié)點指向參考結(jié)點。結(jié)點電壓法適用于支路數(shù)較多，結(jié)點數(shù)較少的電路。結(jié)點電壓法：以結(jié)點電壓為未知量，列方程求解。在求出結(jié)點電壓后，可應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律求出各支路的電流或電壓。在左圖電路中只含有兩個結(jié)點，若設(shè)b為參考結(jié)點，則電路中只有一個未知的結(jié)點電壓。baI2I3E+–I1RR2ISR3注意：(1)上式僅適用于兩個結(jié)點的電路。(2)分母是各支路電導(dǎo)之和,恒為正值；分子中各項可以為正，也可以可負(fù)。(3)當(dāng)電動勢E與結(jié)點電壓的參考方向相反時取正號，相同時則取負(fù)號，而與各支路電流的參考方向無關(guān)。即結(jié)點電壓公式baE2+–I2I4E1+–I1R1R2R4+–UE3+–R3I32.6疊加原理

疊加原理：對于線性電路，任何一條支路的電流，都可以看成是由電路中各個電源（電壓源或電流源）分別作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。原電路+=

疊加原理I′1I′2E1

單獨作用R1(b)R3I′3E1+–R2R1(a)R3I1I3E1+–+–R2I2E2E2單獨作用R2(c)R3E2+–R1I1I2I3①疊加定理只適用于線性電路，而且只能對電流和電壓疊加，功率不能疊加；②所謂某個電源單獨作用，就是令其余電源為零。

E=0，即將E短路；Is=0，即將Is開路.即：理想電壓源短路，理想電流源開路；③解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時，疊加時相應(yīng)項前要帶負(fù)號。④電路中所有的電阻網(wǎng)絡(luò)不變(包括電源內(nèi)阻)。

注意事項：2.7戴維寧定理與諾頓定理

二端網(wǎng)絡(luò)的概念：二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個出線端的部分電路。無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源。有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。無源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)baE+–R1R2ISR3R4baE+–R1R2ISR3abRab無源二端網(wǎng)絡(luò)+_ER0ab

電壓源（戴維寧定理）

電流源（諾頓定理）ab有源二端網(wǎng)絡(luò)abISR0無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源2.7.1戴維寧定理

任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電動勢為E的理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源來等效代替。

有源二端網(wǎng)絡(luò)RLab+U–IER0+_RLab+U–I

等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻。

等效電源的電動勢E

就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓。等效電源2.7.2諾頓定理任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電流為IS的理想電流源和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電源來等效代替。

等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻。

等效電源的電流IS

就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流，即將

a、b兩端短接后其中的電流。等效電源R0RLab+U–IIS有源二端網(wǎng)絡(luò)RLab+U–I3.2儲能元件和換路定則3.3RC電路的響應(yīng)3.4一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法3.6RL電路的響應(yīng)3.5微分電路和積分電路3.1電阻元件、電感元件、電容元件第3章電路的暫態(tài)分析1.了解電阻元件、電感元件與電容元件的特征;2.理解電路的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)的概念，以及時間常數(shù)的物理意義;3.掌握換路定則及初始值的求法;4.掌握一階電路分析的三要素法。第3章電路的暫態(tài)分析：本章要求電容電路：注：換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中

uC、iL初始值。設(shè)：t=0—表示換路瞬間(定為計時起點)

t=0-—表示換路前的終了瞬間

t=0+—表示換路后的初始瞬間（初始值）2.換路定則電感電路：----換路定則穩(wěn)態(tài)解初始值3.4一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法僅含一個儲能元件或可等效為一個儲能元件的線性電路,且由一階微分方程描述，稱為一階線性電路。據(jù)經(jīng)典法推導(dǎo)結(jié)果全響應(yīng)uC(0-)=U0SRU+_C+_iuC+_uR：代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)式中,初始值--（三要素）

穩(wěn)態(tài)值--時間常數(shù)--在直流電源激勵的情況下，一階線性電路微分方程解的通用表達(dá)式：

利用求三要素的方法求解暫態(tài)過程，稱為三要素法。一階電路都可以應(yīng)用三要素法求解，在求得、和的基礎(chǔ)上,可直接寫出電路的響應(yīng)(電壓或電流)。電路響應(yīng)的變化曲線tOtOtOtO三要素法求解RC/RL電路暫態(tài)過程的要點終點起點(1)求初始值、穩(wěn)態(tài)值、時間常數(shù)；(3)畫出暫態(tài)電路電壓、電流隨時間變化的曲線。(2)將求得的三要素結(jié)果代入暫態(tài)過程通用表達(dá)式；tf(t)O

求換路后電路中的電壓和電流，其中電容C視為開路,電感L視為短路，即求解直流電阻性電路中的電壓和電流。 (1)穩(wěn)態(tài)值的計算響應(yīng)中“三要素”的確定例：uC+-t=0C10V5k1

FS5k+-t=03666mAS1H1)由t=0-電路求2)根據(jù)換路定則求出3)由t=0+時的電路，求所需其它各量的或在換路瞬間t=(0+)的等效電路中電容元件視為短路。其值等于(1)若電容元件用恒壓源代替，其值等于I0,,電感元件視為開路。(2)若,電感元件用恒流源代替，注意：(2)初始值的計算

1)對于簡單的一階電路，R0=R;2)對于較復(fù)雜的一階電路，R0為換路后的電路除去電源和儲能元件后，在儲能元件兩端所求得的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。(3)時間常數(shù)的計算對于一階RC電路對于一階RL電路注意：若不畫t=(0+)的等效電路，則在所列t=0+時的方程中應(yīng)有uC=uC(0+)、iL=iL(0+)。R0U0+-CR0R0的計算類似于應(yīng)用戴維寧定理解題時計算電路等效電阻的方法。即從儲能元件兩端看進(jìn)去的等效電阻，如圖所示。R1R2R3R1U+-t=0CR2R3S第4章正弦交流電路4.2正弦量的相量表示法4.4電阻、電感與電容元件串聯(lián)交流電路4.1正弦電壓與電流4.3單一參數(shù)的交流電路4.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)4.9非正弦周期交壓和電流4.8功率因數(shù)的提高4.7交流電路的頻率特性4.6復(fù)雜正弦交流電路的分析與計算第4章正弦交流電路1.理解正弦量的特征及其各種表示方法；2.理解電路基本定律的相量形式及阻抗；

熟練掌握計算正弦交流電路的相量分析法，會畫相量圖；3.掌握有功功率和功率因數(shù)的計算,了解瞬時功率、無功功率和視在功率的概念；4.了解正弦交流電路的頻率特性，串、并聯(lián)諧振的條件及特征；5.了解提高功率因數(shù)的意義和方法。本章要求設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置Im2TiO正弦交流電流瞬時值表達(dá)式：正弦交流電流波形圖周期T：變化一周所需的時間（s）角頻率：（rad/s）頻率f：（Hz）TiO每秒變化的次數(shù)每秒變化的弧度幅值(最大值)：瞬時值中最大的值用帶下標(biāo)m的大寫字母表示如Em、Im、Um等有效值：初相位：t=0時的相位，也稱初相角。相位：初相位：初相位給出了觀察正弦波的起點或參考點。說明通常用小于180O角度表示注意：交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值；交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值。(2)不同頻率的正弦量比較無意義。

(1)兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計時的選擇起點無關(guān)。注意:tO（3）的取值范圍||≤①三角函數(shù)式：0ut+_②正弦波形圖:③相量法：一、正弦量的表示方法當(dāng)參與運算的正弦量為同頻率正弦量時，用相量表示和計算可以使正弦電路的計算簡化。4.2正弦量的相量表示法前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。二、正弦量的相量表示實質(zhì)：用復(fù)數(shù)表示正弦量1.復(fù)數(shù)有關(guān)內(nèi)容復(fù)習(xí)(1)復(fù)數(shù)表示形式+j+1Abar0①代數(shù)式其中：③指數(shù)式④極坐標(biāo)式②三角式r—復(fù)數(shù)的模—復(fù)數(shù)的輻角(2)復(fù)數(shù)的運算①加減運算--用代數(shù)式簡單②乘除運算--用指數(shù)式、極坐標(biāo)式簡單模相乘除輻角相加減A=a1+jb1B=a2+jb2A+B=(a1+a2)+j(b1

+b2)A-B=(a1-a2)+j(b1

-b2)設(shè)正弦量:2.相量的兩種表示形式相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量(1)相量式:②幅值相量①有效值相量--把相量表示在復(fù)平面的圖形(可省略坐標(biāo)軸)。U(2)相量圖:初相位有效值在畫相量圖時，為了方便，常選擇一個相量作為參考相量，將其初相位定為0

。(1)相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？=(2)只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。(3)只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。(5)相量的書寫方式：

模用最大值表示，則用符號：(4)相量的兩種表示形式

相量圖:

把相量表示在復(fù)平面的圖形實際應(yīng)用中，模多采用有效值，符號：可不畫坐標(biāo)軸相量式:用大寫字母表示，并在字母上打“.”單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系參數(shù)LCR基本關(guān)系阻抗相量式相量圖單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算小結(jié)電路參數(shù)電路圖(參考方向)阻抗電壓、電流關(guān)系瞬時值有效值相量圖相量式功率有功功率無功功率Riu設(shè)則u、i同相0LC設(shè)則則u領(lǐng)先i90°00基本關(guān)系+-iu+-iu+-設(shè)u落后i90°令則

Z的模表示u、i的大小關(guān)系，輻角（阻抗角）為u、i的相位差。Z

是一個復(fù)數(shù)，不是相量，上面不能加點。阻抗復(fù)數(shù)形式的歐姆定律注意根據(jù)說明：阻抗模：單位：歐[姆]Z的模為電路總電壓和總電流有效值之比，反映了總電壓與總電流之間的大小關(guān)系Z稱為阻抗(實部為“阻”，虛部為“抗”)單位：歐[姆]阻抗角：Z的輻角則為總電壓和總電流的相位差，反映了總電壓與總電流之間的相位關(guān)系。當(dāng)XL>XC時當(dāng)XL<XC時當(dāng)XL=XC時=0，u與i同相，電路呈電阻性。>0，u比i超前角，電路呈電感性。<0，u比i滯后角，電路呈電容性。電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系：在頻率一定時，相位差由電路參數(shù)決定阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQPR4.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)4.5.1阻抗的串聯(lián)分壓公式：對于阻抗模一般注意：+-++--+-通式:4.5.2阻抗并聯(lián)分流公式：對于阻抗模一般注意：+-+-通式:4.7.2諧振電路在同時含有L和C的交流電路中，如果總電壓和總電流同相，稱電路處于諧振狀態(tài)。電路呈電阻性。串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時u、i同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時u、i同相研究諧振的目的，就是一方面在生產(chǎn)上充分利用諧振的特點，(如在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多電路中應(yīng)用)。另一方面又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。諧振的概念：同相由定義，諧振時：或：即諧振條件：諧振時的角頻率串聯(lián)諧振電路(1)諧振條件1.串聯(lián)諧振RLC+_+_+_+_由電路圖得：或電路發(fā)生諧振的方法：1)電源頻率f一定，調(diào)參數(shù)L、C使fo=f；(2)諧振頻率2)電路參數(shù)LC一定，調(diào)電源頻率f，使f=fo或：(1)

阻抗最小，電流最大可得諧振頻率為：（3）串聯(lián)諧振的特征當(dāng)電源電壓一定時：(2)同相(3)電壓關(guān)系電阻電壓：UR=IoR=U大小相等、相位相差180電容、電感電壓：此時，電源供給電路的能量全部被電阻消耗，電源不與電路發(fā)生能量互換。能量的互換只發(fā)生在電感與電容之間。電路對外呈電阻性。UC、UL將大于電源電壓U當(dāng)時：有：由于可能會擊穿線圈或電容的絕緣，因此在電力系統(tǒng)中一般應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振，但在無線電工程上，又可利用這一特點達(dá)到選擇信號的作用。品質(zhì)因數(shù)Q串聯(lián)諧振時：標(biāo)志諧振電路優(yōu)劣的重要指標(biāo)，Q的大小取決于電路參數(shù)。---串聯(lián)諧振時電感或電容上的電壓與電源電壓的比值。3.7.3并聯(lián)諧振1.諧振條件+-實際中線圈的電阻很小，所以在諧振時有則：1.諧振條件2.諧振頻率或可得出：由：3.并聯(lián)諧振的特征(1)阻抗最大，呈電阻性(當(dāng)滿足0L

R時)(2)

總電流最小。(2)提高功率因數(shù)的措施3.功率因數(shù)的提高

必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。

在感性負(fù)載兩端并電容I(1)提高功率因數(shù)的原則+-第5章三相電路5.1三相電壓5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路5.4三相功率第5章三相電路本章要求：

1.搞清對稱三相負(fù)載Y和△聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線電流關(guān)系;2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法，理解中線的作用;3.掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。相量圖波形圖相量表示U2U1..120°120°120°U3.三相電壓瞬時表示式uOu1u2u32120°240°360°對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征定義U1→V1→W1為順序。定義U1→W1→V1為逆序。uOu1u2u32120°240°360°u1+-u2+-u3+-L1NL2L3U1W1V1u12+-+u23-u31+-相電壓：線電壓：相線與中性線間的電壓，即每相繞組兩端的電壓。其有效值為U1、U2、U3，一般用Up表示。任意兩始端間的電壓。其有效值為U12、U23、U31，一般用Ul表示。線電壓和相電壓的大小關(guān)系：線電壓和相電壓的相位關(guān)系：線電壓也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電壓領(lǐng)先30o。結(jié)論：舉例：相電壓Up=220V,則線電壓Ul=380V三相負(fù)載連接原則

(1)電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

(2)單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。L1L2電源L3保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載(2)負(fù)載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓2)負(fù)載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負(fù)載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+N'N++–––Z1Z2Z3例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)A相短路1)中性線未斷此時L1相短路電流很大,將L1相熔斷絲熔斷,而L2相和L3相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在上例中，試分析下列情況(1)L1相短路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。(2)L1相斷路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。

R1R3R2L1L2NL3N

L1L2NL3N′i1i3i2+++–––此情況下，L2相和L3相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓(220V)，這是不允許的。2)L1相短路,中性線斷開時,此時負(fù)載中性點N′即為L1,因此負(fù)載各相電壓為(2)L1相斷路2)中性線斷開L2、L3相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得iL2L3u′2u′3+––+(b)

R1R3R2L1L2NL3NL2相的電壓比額定值低，L3相的電壓比額定值高，這也是不允許的。

(2)相電流(1)負(fù)載相電壓=電源線電壓即:UP

=Ul一般電源線電壓對稱，因此不論負(fù)載是否對稱，負(fù)載相電壓始終對稱,即U12=U23=U31=Ul=UPL1+++–––i1i2i3Z31Z12Z23L2L3線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。三相負(fù)載的聯(lián)接原則負(fù)載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y聯(lián)結(jié)應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線)。5.4三相功率無論負(fù)載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為

Pp=Up

Ipcosp對稱負(fù)載聯(lián)結(jié)時：同理對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當(dāng)負(fù)載對稱時：P=3UpIpcosp所以第6章磁路與鐵心線圈電路6.2交流鐵心線圈電路6.3變壓器6.4電磁鐵

6.1磁路及其分析方法2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義；3.掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；4.了解三相電壓的變換方法；本章要求：第6章磁路與鐵心線圈電路5.了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識。1.理解磁場的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識及磁路的基本定律，會分析計算交流鐵心線圈電路；6.2.2電壓電流關(guān)系根據(jù)KVL:+––+–+eeuNi式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強度的最大值，單位[T]；

S是鐵心截面積，單位[m2]。6.2.3功率損耗交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1.銅損(Pcu)在交流鐵心線圈中,線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是線圈的電阻；I是線圈中電流的有效值。2.鐵損(PFe)在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe

表示。它與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強度的最大值Bm的平方成正比。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。+–ui6.3.1變壓器的工作原理一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。單相變壓器+–+–Z一次繞組N1二次繞組N2鐵心2.電壓變換（設(shè)加正弦交流電壓）(1)一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動勢（匝數(shù)比）K為變比結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。故有3.電流變換(一次、二次側(cè)電流關(guān)系)結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。4.阻抗變換由圖可知：結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍。+–+–+–7.1三相異步電動機的構(gòu)造第7章交流電動機7.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理7.3三相異步電動機的電路分析7.4三相異步電動機轉(zhuǎn)矩與機械特性7.5三相異步電動機的起動7.6三相異步電動機的調(diào)速7.7三相異步電動機的制動7.8三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)7.9三相異步電動機的選擇7.11單相異步電動機7.10同步電動機(略)1.了解三相交流異步電動機的基本構(gòu)造和轉(zhuǎn)動原理。本章要求：2.理解三相交流異步電動機的機械特性，掌握起動和反轉(zhuǎn)的基本方法,了解調(diào)速和制動的方法。3.理解三相交流異步電動機銘牌數(shù)據(jù)的意義。第7章交流電動機7.2.2電動機的轉(zhuǎn)動原理1.轉(zhuǎn)動原理U1U2V2W1V1W2定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)?？梢?極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速7.2.3轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動機異步電動機運行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s起動瞬間(n=0)：S=1轉(zhuǎn)差率最大電動機在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個重要轉(zhuǎn)矩OTP2：電機輸出機械功率(N?m)如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機帶動最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得當(dāng)U1一定時，Tmax為定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動機的過載系數(shù)為工作時必須使T2

<Tmax，否則電機將停轉(zhuǎn)。電機嚴(yán)重過熱而燒壞。(2)sm與R2有關(guān)，R2smn。繞線型電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實現(xiàn)調(diào)速。3.起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時n=0時，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2Tst。對繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。Tst體現(xiàn)了電動機帶負(fù)載起動的能力。

若

Tst

>T2電機能起動，否則不能起動。OTTst7.5.2起動方法(1)直接起動

二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。(2)降壓起動：星形-三角形(Y－)換接起動自耦降壓起動（適用于籠型電動機）(3)轉(zhuǎn)子串電阻起動（適用于繞線型電動機）1.直接起動(全壓起動)電機頻繁起動，容量小于變壓器容量的20%；電機不經(jīng)常起動，容量小于變壓器容量的30%；允許直接起動。(1)有獨立的變壓器2030kW以下的電動機，一般都采用直接起動。(2)無獨立變壓器，與照明共用，若電機直接起動時所產(chǎn)生的電壓降不超過5%時，允許直接起動。直接起動就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動機直接接到額定電壓的電源上。1)星形-三角形(Y-△)換接起動2.降壓起動僅適用于正常工作時，定子繞組接成運行的電機。所謂降壓起動就是在電動機起動時，降低其所加的電壓，以減小起動電流。+－

起動U1U2V1V1W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2設(shè)：電機每相阻抗為Z

降壓起動時的電流為直接起動時的+－

起動U1U2V1V1W1W2正常運行+－U1U2V1V2W1W2(1)僅適用于正常運行為三角形接法的電動機。(2)Y-起動時，起動電流減小，同時起動轉(zhuǎn)矩也減小了。Y-起動應(yīng)注意的問題：因此，Y－降壓起動只適合于空載或輕載起動的場合。+－

起動U1U2V1V1W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2L1L3L2FUQ(2)自耦降壓起動Q2下合：接入自耦變壓器，降壓起動。Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開關(guān)QQ2

自耦降壓起動適合于容量