電工電子技術(shù)（第3版） 課件 第2章 正弦交流電路

正弦交流電量電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)正弦交流電量表示形式2.理解三要素、有效值、相位差3.認(rèn)識(shí)正弦交流電量的相量表示和運(yùn)算法能力目標(biāo)021.會(huì)定量表示正弦交流電量2.會(huì)用相量法進(jìn)行交流電量的運(yùn)算

思政目標(biāo)03學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索創(chuàng)新精神，建立科學(xué)發(fā)展觀，努力學(xué)習(xí)，成為科技發(fā)展的參與者學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK交流電直流電到底誰(shuí)更好

？這是一場(chǎng)跨越一百多年的世紀(jì)之爭(zhēng)!直流電：不隨時(shí)間變化的電流。U（I）Ot交流電：大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的電流。正弦交流電：隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化的電流。u（i）Ot“交流電之父”尼古拉·特斯拉“世界發(fā)明大王”托馬斯·愛迪生交流電：便于遠(yuǎn)距離傳送，便于產(chǎn)生，但有電磁輻射，電壓波動(dòng)直流電：穩(wěn)定，無電磁輻射，但無法升降壓難于遠(yuǎn)距離輸送用哪個(gè)，要具體問題具體分析！知識(shí)引入一、正弦量的三要素正弦交流電：隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化的電壓和電流的統(tǒng)稱。又稱為正弦量，簡(jiǎn)稱交流電量“i”

的方向是變化的，當(dāng)正半周取正時(shí)與參考方向一致，當(dāng)負(fù)半周取負(fù)時(shí)與參考方向相反振幅角頻率初相角正弦量的三要素i

t0+

解析式波形圖一、正弦量的三要素（一）振幅描述正弦量數(shù)值大小的參數(shù)：wti0Ｔ振幅

Im正弦量任意瞬間的值，用小寫字母表示：

i、u、e正弦量在一個(gè)周期內(nèi)的最大值，

用帶有下標(biāo)m的大寫字母表示:Im、Um、Em

一個(gè)交流電流的做功能力相當(dāng)于某一數(shù)值的直流電流的做功能力，這個(gè)直流電流的數(shù)值就是該交流電流的有效值。用大寫字母表示：I、U、E

01瞬時(shí)值：03有效值：02振幅（最大值）:一、正弦量的三要素（一）振幅有效值與幅值的關(guān)系推導(dǎo)如下：以電流為例：設(shè)同一個(gè)負(fù)載電阻R，分別通入周期電流i

和直流電流I。同一時(shí)間T內(nèi)消耗的能量==消耗能量相同=即：則有：RiRI一、正弦量的三要素（一）振幅可見，周期電流有效值等于它的瞬時(shí)值的平方在一個(gè)周期內(nèi)的積分取平均值后再開平方，因此有效值又稱為方均根值。整理得：代入同理：小常識(shí)：儀表測(cè)量的值都是有效值。設(shè)

一、正弦量的三要素（二）角頻率描述正弦量變化快慢的參數(shù)：變化一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間，單位（s）。單位時(shí)間內(nèi)的周期數(shù)，單位（Hz）。每秒鐘變化的弧度數(shù)，單位（rad/s）。01周期（T）:02頻率（

f

）:03角頻率（ω）:

t2

ti0TＴT/2三者間的關(guān)系示為：小常識(shí)：我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家采用50Hz作為電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率（簡(jiǎn)稱工頻）。一、正弦量的三要素（三）初相初相：t=0時(shí)正弦量經(jīng)歷的電角，稱為初相角或初相位。i

t0正弦量：相位：

是從正弦量零點(diǎn)至任意時(shí)刻的電角度，稱為正弦量的相位角或相位。它表明了正弦量的變化進(jìn)程。一、正弦量的三要素（三）初相i

t0相位差：同頻率正弦量的相位角之差或是初相角之差，稱為相位差，用

表示。初相特點(diǎn)：①

用絕對(duì)值＜180°的角度表示（比如：求得初相位240°，應(yīng)該表示為？）②

若所取計(jì)時(shí)時(shí)刻（時(shí)間零點(diǎn)的選擇）不同，則正弦量初相位不同。

思考：相位差如何表示兩正弦電量的變化進(jìn)程的關(guān)系呢呢？一、正弦量的三要素0

tiuiu

設(shè)正弦量：i和

u的相位差為：如果：稱

i超前u

角。如果：稱

i滯后u

角（如圖示）一、正弦量的三要素幾種特殊情況：電壓與電流同相。ui

tuiO①②ui

tui90°O電壓與電流正交③

tuiuiO

電壓與電流反相

tuiuiO思考*比較當(dāng)兩個(gè)同頻率的正弦量計(jì)時(shí)起點(diǎn)改變時(shí)，它們的初相改變，但相位差不變。二、正弦量的相量運(yùn)算法已知繁瑣相量表示法簡(jiǎn)化計(jì)算

?=?1+?2i=i1+i2求交流電路中涉及到電容電感兩種動(dòng)態(tài)元件，電路分析時(shí)需要解微積分方程，難度很大，1893年數(shù)學(xué)家、電學(xué)家施泰因梅茨提出了用相量法進(jìn)行交流電路分析，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算，對(duì)交流電的普及起到了決定性的作用，推動(dòng)了電路理論的快速發(fā)展。1.相量運(yùn)算法分析二、正弦量的相量運(yùn)算法為什么正弦量可以用相量表示呢？uω矢量長(zhǎng)度=

矢量與橫軸之間夾角=初相位正弦量可以用旋轉(zhuǎn)矢量表示結(jié)論：旋轉(zhuǎn)矢量之和所對(duì)應(yīng)的正弦量等于正弦量之和，將正弦量求和轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)矢量求和；初始矢量之和所對(duì)應(yīng)的正弦量等于初始正弦量之和，可求得正弦量最大值（有效值）和初相位二、正弦量的相量運(yùn)算法復(fù)數(shù)矢量正弦量表示復(fù)數(shù)可以表示矢量復(fù)數(shù)（相量）可以表示正弦量用復(fù)數(shù)（相量）的模表示正弦量的有效值用復(fù)數(shù)（相量）的幅角來表示正弦量的初相位

相量法二、正弦量的相量運(yùn)算法2.正弦量的相量運(yùn)算法：將正弦量用相量表示，正弦量的初相角作為復(fù)數(shù)的幅角，正弦量的最大值或有效值作為復(fù)數(shù)模，將正弦量的運(yùn)算轉(zhuǎn)換為相量運(yùn)算表示符號(hào)或者提示：正弦電量可用相量來表示，但正弦電量不等于相量（復(fù)數(shù)）二、正弦量的相量運(yùn)算法例:

寫出下列正弦量的相量，并求出：i=i1+i2

?1=20∠60°A?2=10∠-30°A

解：

?=?1+?2=20∠60°+10∠－30°=20(cos60°+jsin60°)+10[cos(－30°)+jsin(－30°)=10+j17.39+8.66－j5=18.66+j12.39=22.36∠33.4o(A)

步驟1.用相量表示正弦量，進(jìn)行相量和（差）運(yùn)算2.相量和（差）的模和幅角分別為和（差）正弦量的有效值和初相位二、正弦量的相量運(yùn)算法3.正弦量的相量圖：相量在復(fù)平面上的幾何表示稱為相量圖幾個(gè)同頻率正弦量可以畫在同一相量圖上例:步驟1.做水平基準(zhǔn)線2.以正弦量的有效值和初相位分別作為相量的模和幅角做矢量60°U45°I單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)電阻、電感、電容在交流電路中電壓與電流三要素之間的關(guān)系，2.認(rèn)識(shí)感抗、容抗含義及表示形式3.認(rèn)識(shí)有功功率、無功功率含義及公式能力目標(biāo)021.會(huì)計(jì)算三個(gè)元件電壓與電流；有功功率、無功功率2.會(huì)分析三個(gè)元件在交流電路中作用

思政目標(biāo)03正確認(rèn)識(shí)付出與索取，塑造社會(huì)主義價(jià)值觀學(xué)習(xí)目標(biāo)K知識(shí)引入思考R、L、C元件在交流電路中的電壓電流關(guān)系？單一參數(shù)的交流電路電

阻一、電阻---交流電路中的電壓電流分析Ri

u+-u=iR解析式：設(shè)則相量相量圖UI最大值關(guān)系有效值關(guān)系一、電阻---交流電路中的電壓電流分析電阻元件上的電壓、電流關(guān)系為：1.頻率相同；2.相位相同；3.瞬時(shí)值、有效值、最大值、相量關(guān)系均滿足歐姆定律：u=iR歸納一、電阻---交流電路中的功率（一）瞬時(shí)功率p瞬時(shí)功率用小寫！則結(jié)論：1.p隨時(shí)間變化；

2.p≥0，為耗能元件。uipωt一、電阻---交流電路中的功率（二）平均功率（有功功率）P一個(gè)周期內(nèi)的平均值由:可得:P=UI平均功率是由于吸收大于釋放，表示消耗，所以又稱為有功功率goodbye單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)單一參數(shù)的交流電路電

感二、電感---交流電路中的電壓電流分析設(shè)則解析式：Li

u(1)

頻率關(guān)系

—頻率相同(2)

相位關(guān)系

—電感元件上u

超前i90°電角(3)

有效值關(guān)系

—有效值之間滿足歐姆定律U=

LI=2πfLI=IXL感抗XL：XL=2πfL=ωL反映了電感元件對(duì)正弦交流電流的阻礙作用；單位：歐姆【Ω】，頻率越高感抗越大，電感有濾波作用。(4)

相量關(guān)系—復(fù)感抗二、電感---交流電路中的功率（一）瞬時(shí)功率p瞬時(shí)功率用小寫！則iuO儲(chǔ)能p<0+p>0+p>0p<0放能儲(chǔ)能放能po可逆的能量轉(zhuǎn)換過程結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)所以，電感L是儲(chǔ)能元件二、電感---交流電路中的功率（二）無功功率Q電感平均功率為0，故P=0，電感元件不消耗電能，電感與其外部進(jìn)行能量交換，定義其交換速率最大值為無功功率有功功率的“有功”是指“消耗”，而無功功率的“無功”是指“交換”，一定不能將“無功”理解為“無用”。

無功功率表示元件不消耗電能，通過交換電能起到電路所需要的作用，比如日光燈的鎮(zhèn)流器電感，輔助燈管發(fā)光穩(wěn)定，為人們照明，它作為配角不似主角燈管光彩奪目，但卻不可缺少，可謂在電路中默默奉獻(xiàn)不思索取，對(duì)我們?nèi)蘸蟮墓ぷ饔泻芎玫膯l(fā)

goodbye單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)單一參數(shù)的交流電路電

容三、電容---交流電路中的電壓電流分析(1)

頻率關(guān)系

—頻率相同(2)

相位關(guān)系

—電容元件上i

超前u90°電角(3)

有效值關(guān)系

—有效值之間滿足歐姆定律容抗XC：反映了電容元件對(duì)正弦交流電流的阻礙作用；單位：歐姆【Ω】，頻率越高容抗越小，電容有濾波作用(4)

相量關(guān)系復(fù)容抗Cic

u解析式：設(shè)則=UωC三、電容---交流電路中的功率（一）瞬時(shí)功率p瞬時(shí)功率用小寫！則iuO儲(chǔ)能p<0+p>0+p>0p<0放能儲(chǔ)能放能po可逆的能量轉(zhuǎn)換過程結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)所以，電容是儲(chǔ)能元件

二、電容---交流電路中的功率（二）無功功率Q電容平均功率為0，故P=0，電容元件不消耗電能，電容與其外部進(jìn)行能量交換，定義其交換速率最大值為無功功率有功功率的“有功”是指“消耗”，而無功功率的“無功”是指“交換”，一定不能將“無功”理解為“無用”。

Q反映了電容元件與電源之間能量交換的規(guī)模。電感線圈具有的是“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的特性，而電容器具有是“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”的特性。goodbyeRLC串聯(lián)交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)電阻、電感、電容串聯(lián)電路在交流電路中電壓與電流三要素之間的關(guān)系2.認(rèn)識(shí)相量形式的歐姆、基爾霍夫定律3.認(rèn)識(shí)有功功率、無功功率含義及公式能力目標(biāo)021.會(huì)計(jì)算RLC電路電壓與電流；有功功率、無功功率、視在功率2.會(huì)分析交流設(shè)備電路

思政目標(biāo)03學(xué)習(xí)先輩科學(xué)家，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、求真務(wù)實(shí)的科研精神學(xué)習(xí)目標(biāo)KR、L、C三種元件的交流電路中如何分析電壓電流關(guān)系？1893年數(shù)學(xué)家、電學(xué)家施泰因梅茨不僅提出了用相量法，還建立了相量形式的歐姆定律、基爾霍夫定律，開創(chuàng)了交流電路分析計(jì)算的方法，使得電氣工程師可以提前估算電氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從而降低了電力系統(tǒng)的建造成本，對(duì)交流電的普及起到了決定性作用。知識(shí)引入LR

Ci

uabuRuLuC一、RLC串聯(lián)電路中的電壓電流分析（一）相量形式基爾霍夫和歐姆定律LR

Ci

uabuRuLuC

瞬時(shí)值形式基爾霍夫定律

相量法

相量形式基爾霍夫定律復(fù)阻抗

相量形式歐姆定律一、RLC串聯(lián)電路中的電壓電流分析（二）復(fù)阻抗阻抗阻抗角1.復(fù)阻抗兩種表示形式2.復(fù)阻抗合并：串聯(lián)總復(fù)阻抗等于各復(fù)阻抗之和；并聯(lián)總復(fù)阻抗倒數(shù)等于各復(fù)阻抗倒數(shù)和二、RLC串聯(lián)電路的相量圖分析–

+–

+–

+–

+參考相量(

>0感性)XL

<

XC(

<0容性)XL

>

XC電壓三角形三、RLC串聯(lián)電路的功率SQPR電壓三角形各條邊同除以電流相量，可得到一個(gè)阻抗三角形如右圖示：

電壓三角形各條邊同乘以電流相量，可得到一個(gè)功率三角形如圖所示：

三、RLC串聯(lián)電路的功率有功功率P（W：瓦）：表示電路消耗性質(zhì)，等于所有電阻有功功率之和PQS視在功率S（VA：伏安）：表示電路總?cè)萘縎=UI有功功率、無功功率和視在功率及三者之間的數(shù)量關(guān)系如何？無功功率Q（Var：乏）：表示電路交換性質(zhì)，L、C無功功率代數(shù)和功率三角形goodbye功率因數(shù)及其提高田玉主講老師：電工電子技術(shù)NOWLEDGEIMPORTK知識(shí)引入P=UIcosφ功率因數(shù)cosφ越高1.發(fā)電容量利用率越高2.輸電線路損耗越低知識(shí)就是生產(chǎn)力節(jié)約用能優(yōu)化用能如何提高功率因數(shù)？

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)功率因數(shù)及提高意義和方法2.理解感性負(fù)載提高功率因數(shù)原理能力目標(biāo)02會(huì)計(jì)算感性負(fù)載提高功率因數(shù)并聯(lián)電容容量

思政目標(biāo)03珍惜資源，節(jié)約用電學(xué)習(xí)目標(biāo)一、功率因數(shù)及其提高功率因數(shù)——電路中有功功率與視在功率的比值。SP視在功率有功功率==阻抗角=電壓與電流的相位差角純阻元件：感性、容性負(fù)載：

<二、提高功率因數(shù)的意義（一）使電源設(shè)備容量得到充分利用視在功率轉(zhuǎn)換成有功功率的程度例：已知某發(fā)電機(jī)的視在功率為1000KVA。（1）若（2）若能發(fā)出（

）KW的有功功率只能發(fā)出（

）KW的有功功率1000700所以提高可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用二、提高功率因數(shù)的意義（二）降低線路損耗和線路壓降交流電的傳輸與轉(zhuǎn)換升壓變壓器輸電線降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...用戶發(fā)電機(jī)電源U一定I線路損耗r電源負(fù)載線路損耗r三、提高功率因數(shù)的方法

日常生活中多為感性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如圖。+-+-+-感性等效電路相量圖三、提高功率因數(shù)的方法（二）提高功率因數(shù)的原則必須保證原負(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。三、提高功率因數(shù)的方法（三）提高功率因數(shù)的措施在感性負(fù)載兩端并電容！?。〔㈦娙萦懻摷邮裁丛?？是串聯(lián)還是并聯(lián)？感性負(fù)載+-三、提高功率因數(shù)的方法（四）

并聯(lián)電容值的計(jì)算+-+-+-感性等效電路——并C前——并C后即:三、提高功率因數(shù)的方法并聯(lián)電容后，原負(fù)載的任何參數(shù)都沒有改變！！注意思考：是否任意值的電容都可以提高感性電路的功率因數(shù)？goodbye交流電路的諧振田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)諧振定義及諧振特征2.理解諧振電路選頻性能力目標(biāo)021.會(huì)計(jì)算諧振頻率2.會(huì)分析諧振電路應(yīng)用

思政目標(biāo)031.由諧振的雙面性，建立一分為二的哲學(xué)觀2.由諧振的選擇性啟發(fā)中國(guó)特色社會(huì)主義制度的制度自信和道路自信學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識(shí)引入諧振是什么？收音機(jī)利用諧振進(jìn)行調(diào)諧選頻，選出不同電臺(tái)信號(hào)，凡是需要選頻的電器都會(huì)用到諧振電路，諧振的應(yīng)用很廣泛一、串聯(lián)諧振條件電路總電壓和總電流相位相同，電路呈現(xiàn)電阻特性，這種現(xiàn)象稱為諧振jXLR

-jXCI

U

UR

UL

UCab當(dāng)

時(shí)，電路呈電阻性，電壓與電流同相，這時(shí)電路的狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。RLC串聯(lián)電路的復(fù)阻抗為（一）諧振定義

（二）諧振條件諧振條件：或：一、串聯(lián)諧振條件

或(1)電源頻率

f

一定，調(diào)參數(shù)L、C使

fo=f(2)電路參數(shù)LC

一定，調(diào)電源頻率f使

f=fo諧振條件：諧振頻率：調(diào)諧方法：二、串聯(lián)諧振特征

阻抗最?。?1)(2)電流最大：（當(dāng)電源電壓一定時(shí)）

(3)

無功功率為0諧振曲線：電流隨頻率變化的關(guān)系曲線fQ大Q小

電路具有選擇最接近諧振頻率附近的電流的能力——稱為選擇性

R

Q值越大，曲線越尖銳，選擇性越好二、串聯(lián)諧振特征（4）電感電壓與電容電壓大小相等，相位相反，且都為電路電壓的Q倍，Q值越大，諧振電路的頻率選擇性越好，電路損耗的能量越少提示一般串聯(lián)諧振電路的Q值可達(dá)幾十至幾百，即UL或UC可達(dá)U的幾十至幾百倍。所以，串聯(lián)諧振可以在電感或電容兩端產(chǎn)生很高的電壓。因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振，在電力傳輸電路中，應(yīng)采取措施避免諧振，以免損壞電容和電感，這就是任何事物都有兩面性，應(yīng)一分為二看待。。

三、諧振應(yīng)用

各地的廣播電臺(tái)以不同的頻率發(fā)射無線電波，那收音機(jī)為什么能讓我們收聽到某一電臺(tái)的節(jié)目呢？這是因?yàn)槭找魴C(jī)中有一個(gè)能夠選擇無線電波頻率的電路——調(diào)諧電路。調(diào)諧電路實(shí)際上就是串聯(lián)諧振電路，當(dāng)我們調(diào)節(jié)電容器的電容量為一定值時(shí)，電路就對(duì)某一頻率的無線電信號(hào)發(fā)生串聯(lián)諧振，此時(shí)電路呈現(xiàn)的阻抗最小，電流最大，電容器的兩端將產(chǎn)生一個(gè)高于信號(hào)電壓Q倍的電壓，傳輸給后級(jí)放大電路進(jìn)行放大，使我們能收聽到該頻率的電臺(tái)節(jié)目。而對(duì)于其它頻率的無線電信號(hào)，電路不能發(fā)生諧振，電路電流很小，其信號(hào)被電路抑制掉。因此，通過調(diào)節(jié)電容，使調(diào)諧電路發(fā)生諧振，就可以從不同的頻率中選擇出所需的電臺(tái)信號(hào)。

收音機(jī)的調(diào)諧電路電路圖

+-

等效電路：接收天線：組成諧振電路goodbye三相交流電源田玉主講老師：電工電子技術(shù)K1888年，俄國(guó)工程科學(xué)家多布羅沃利斯制成了世界上第一臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)，之后相繼發(fā)明了三相交流變壓器、啟動(dòng)變阻器、多種測(cè)量?jī)x、三相交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的特有的星形和三角形連接方式，并提出了開關(guān)電路中最早的滅弧方法。三相交流電諸多技術(shù)和應(yīng)用難關(guān)幾乎全被他一人攻克了。知識(shí)引入

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)三相對(duì)稱交流電源、連接、線電壓、相電壓能力目標(biāo)02會(huì)判斷線、相電壓并計(jì)算

思政目標(biāo)03正確看待個(gè)人與集體關(guān)系，加強(qiáng)相互配合的大局意識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)一、三相交流電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原理（一）三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生定子鐵心U1U2V1V2W1W2定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸+－NS2VVu1VVe+_2WWu1WWe+_2UUu1UUe+_三相繞組空間位置各差120o轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向以

的角速度旋轉(zhuǎn)。對(duì)稱三相定子繞組將依次切割磁場(chǎng)線，三個(gè)線圈中便分別感應(yīng)出三個(gè)電動(dòng)勢(shì)eU、eV、eW二、三相交流電動(dòng)勢(shì)振幅，頻率，相位大小相等，頻率相同，相位互差120o稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)Em

wtWE&UE&VE&120°120°120°°D=°-D=°D=1201200EEEEEEWVU&&&0=++WVUEEE&&&三、三相交流電源的連接1.三相電源繞組的星形連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++N（1）中性點(diǎn)：三相繞組的末端U2、V2、W2連接而成的公共端點(diǎn)，接大地的中性點(diǎn)則稱為零點(diǎn)。（2）中性線：從中點(diǎn)引出的輸電線稱為中性線，簡(jiǎn)稱中線。接大地的中線則稱為零線或地線。（3）相線：從三相繞組的首端U1、V1、W1引出的三條輸電線稱為相線，又稱端線，俗稱火線，分別用大寫字母U、V、W表示。工程技術(shù)上，相線U、V、W分別用黃、綠、紅三種顏色來區(qū)別，而中性線則用黑色表示。三、三相交流電源的連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++2.相電壓

三相四線制供電系統(tǒng)能夠提供兩種不同的電壓，即相電壓和線電壓。相電壓：相線與中線之間的電壓，也就是三相繞組的端電壓，相電壓有效值通常用UP表示，在我國(guó)三相四線制低壓配電線路中相電壓為220V

啟發(fā)：由三相交流電路的對(duì)稱性引申正確看待個(gè)人與集體關(guān)系，加強(qiáng)相互配合的大局意識(shí)三、三相交流電源的連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++

線電壓：相線與相線之間的電壓，在三相四線制供電系統(tǒng)中，三相線電壓也是對(duì)稱的，有效值用UL表示，在我國(guó)三相四線制低壓配電線路中線電壓為380V

3.線電壓線電壓超前對(duì)應(yīng)的相電壓30°線、相電壓關(guān)系：goodbye三相交流電路分析田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)三相對(duì)稱交流負(fù)載兩種接法2.掌握兩種接法的三相交流電路分析方法能力目標(biāo)021.會(huì)選擇三相負(fù)載正確接法2.會(huì)分析計(jì)算三相交流電路電壓、電流、功率

思政目標(biāo)03由中線作用引申常規(guī)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵時(shí)刻作用，培養(yǎng)全面考慮問題防患未然的工程素質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識(shí)引入

多布羅沃利斯基（1862～1919），俄國(guó)電氣工程師，現(xiàn)代電力系統(tǒng)奠基人，發(fā)明了三相電力系統(tǒng)，完成了所有關(guān)于三相系統(tǒng)的理論，發(fā)明了星型和三角形接法.1891年法蘭克福將開一個(gè)“高科技”展覽會(huì)，修建一個(gè)三相交流的示范工程。于是在勞芬的內(nèi)卡河，制造了一臺(tái)由科普蘭式立軸水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的爪極式三相同步發(fā)電機(jī)，再由變壓器升壓至20KV，輸電線路一共109英里，在法蘭克福點(diǎn)亮1000個(gè)白熾燈，并且?guī)?dòng)一些電機(jī)，完成水景瀑布水泵的拖動(dòng)，拖動(dòng)游樂木馬等。勞芬～法蘭克福輸出系統(tǒng)的成功，展現(xiàn)了交流遠(yuǎn)距離輸電的優(yōu)勢(shì)，確立了三相系統(tǒng)的地位，人類開始步入電氣時(shí)代。一、三相負(fù)載的Y型連接（一）線、相電流

UWV

N對(duì)稱三相負(fù)載：各相負(fù)載復(fù)阻抗相同（即阻抗模相等，阻抗角相同），如三相負(fù)載如三相電動(dòng)機(jī)、三相變壓器、三相電爐等不對(duì)稱三相負(fù)載：各相負(fù)載復(fù)阻抗不同的三相負(fù)載，如照明電路組成的三相負(fù)載Y型三相負(fù)載線電流等于相電流一、三相負(fù)載的Y型連接三相對(duì)稱負(fù)載（一）線、相電流結(jié)論：三相負(fù)載對(duì)稱，三相電流對(duì)稱，求電流、電壓時(shí)，可以僅算

一相，其余即可直接寫出；線電流等于相電流；在三相對(duì)稱負(fù)載電路中，中線電流為0可以省略UWV

N相電流中線電流一、三相負(fù)載的Y型連接（一）線、相電流UWV

N負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，需每相分別計(jì)算中線的作用：各相負(fù)載電流不對(duì)稱，中線電流也不為0，如果中線斷開，中線電流會(huì)分配至三相負(fù)載中，使有的負(fù)載超載，有的負(fù)載欠載，所以中線不能斷開，以保證三相負(fù)載各自獨(dú)立工作，不相互發(fā)生影響，所以中線上不允許接開關(guān)和熔斷器啟示：中線作用引申常規(guī)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵時(shí)刻作用，建立全面考慮問題防患未然的工程素質(zhì)三相負(fù)載的連接（二）三相負(fù)載的功率總有功功率P：

當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí):

為相電壓相電流之間的相位差結(jié)論有功功率：無功功率：視在功率：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下：UWV

N二、三相負(fù)載的?型連接（一）線、相電流三相?負(fù)載的相電壓等于電源的三個(gè)對(duì)稱線電壓

三相電流：三線電流：注意：線電流不等于相電流提示：負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時(shí)應(yīng)采用?接法二、三相負(fù)載的?型連接（一）線、相電流三相?負(fù)載對(duì)稱時(shí)：

三相電流對(duì)稱：三線電流對(duì)稱：

二、三相負(fù)載的?型連接（二）三相?負(fù)載的功率總有功功率P：

當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，

為相電壓相電流之間的相位差結(jié)論有功功率：無功功率：視在功率：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下：goodbye安全用電田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.掌握觸電類型和方式2.掌握安全用電措施3.掌握觸電急救的方法能力目標(biāo)021.會(huì)進(jìn)行觸電急救2.會(huì)進(jìn)行正確防觸電操作

思政目標(biāo)03訓(xùn)練危急情況沉著冷靜素質(zhì)

，鍛造舍己救人的英雄擔(dān)當(dāng)學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識(shí)引入案例一上海某廠，配電箱未接地，員工當(dāng)場(chǎng)觸電身亡！事故原因：電線接頭從接線柱上松脫，接觸到配電箱箱門，同時(shí)配電箱的外殼未采取接地保護(hù)，造成配電箱金屬外殼帶電，馬某右手接觸到配電箱邊框時(shí)，發(fā)生觸電事故。案例二常州某廠，設(shè)備未接地，車間主任當(dāng)場(chǎng)觸電身亡!事故原因：因塑料粉碎機(jī)，無接地線。電源線布設(shè)不合理，有一小節(jié)電源線被旁邊的踏步梯梯腳壓到。時(shí)間一長(zhǎng)導(dǎo)致該電源線絕緣保護(hù)皮被梯腳扎破，電線漏電，踏步梯帶電。案例

三山東某廠電工未執(zhí)行操作規(guī)程檢修，觸電身亡！事故原因：某電工違反公司維修管理規(guī)定，未辦理停電手續(xù)擅自進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修，在對(duì)重力澆鑄機(jī)兩根模具導(dǎo)熱棒電氣接線進(jìn)行檢查時(shí)，觸碰到電源接線帶電裸露接頭部位，導(dǎo)致觸電。案例四大連某廠，電焊機(jī)線路漏電，工人觸電身亡！事故原因：作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電焊機(jī)、切割機(jī)進(jìn)出線路陳舊老化多處破損，且沒有采用架空方式鋪設(shè)，平鋪在地面上,加之現(xiàn)場(chǎng)澆水，電線大部分被浸濕，導(dǎo)致電線漏電是此次事故發(fā)生的直接原因。安全用電，關(guān)乎生命財(cái)產(chǎn)，切勿疏忽大意！一、人體的電流效應(yīng)（一）人體對(duì)電流反應(yīng)100-200微安對(duì)人體無害反而能治病1毫安左右引起麻痹的感覺不超過10毫安時(shí)人尚可擺脫電源超過30毫安時(shí)感到劇痛，神經(jīng)麻痹，呼吸困難，有生命危險(xiǎn)達(dá)到100毫安時(shí)只要很短時(shí)間使人心跳停止結(jié)論：通過人體的電流越大，時(shí)間越長(zhǎng)，人的生理反應(yīng)越明顯，傷害越嚴(yán)重，觸電死亡的時(shí)間越短。一、人體的電流效應(yīng)（一）人體對(duì)電流反應(yīng)電流通過頭部可使人昏迷；通過脊髓可能導(dǎo)致肢體癱瘓；通過心臟可造成心臟停跳、血液循環(huán)中斷；通過呼吸系統(tǒng)會(huì)造成窒息。

注意：電流從左手流經(jīng)胸部的危險(xiǎn)性最大；從手到手、從手到腳也是很危險(xiǎn)的電流路徑；從腳到腳的危險(xiǎn)性較小，但容易造成腿部肌肉痙攣而摔倒，導(dǎo)致二次觸電。注意：50~60Hz的交流電對(duì)人最危險(xiǎn)，隨著頻率的升高，觸電危險(xiǎn)程度將下降。在電流相同的條件下，直流電的危險(xiǎn)性要低于交流電。一、人體的電流效應(yīng)（二）人體阻抗

人體阻抗：工頻1000-3000歐，接觸瞬間500歐皮膚阻抗體內(nèi)阻抗人體總阻抗結(jié)論：通過人體的電壓越大，人體阻抗越小，皮膚越潮濕，人體阻抗越小。接觸電壓（V）人體阻抗（歐）皮膚干燥皮膚潤(rùn)滑皮膚潮濕皮膚浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077035025015001000650325人體阻抗變化一、人體的電流效應(yīng)（三）人體安全電壓人體安全用電的電壓通常不高于36V，但根據(jù)環(huán)境不同存在一定差異：（1）有電擊危險(xiǎn)的干燥環(huán)境中使用的手持電動(dòng)工具，照明，電源電壓或其他電氣設(shè)備應(yīng)采用42V以下安全電壓（2）隧道、人防工程、有高溫、導(dǎo)電灰塵或燈具離地面高度低于2.m等場(chǎng)所的，安全電壓不大于36V。（3）在潮濕和易觸及帶電體場(chǎng)所的安全電壓不大于24V。（4）在特別潮濕的場(chǎng)所，導(dǎo)電良好的地面、鍋爐或金屬容器內(nèi)工作的安全電壓不大于12V。（5）水下作業(yè)等人體大面積浸水等特別危險(xiǎn)的場(chǎng)所應(yīng)采用6V安全電壓。二、觸電分類及方式（一）觸電分類觸電：電流通過人體達(dá)到一定程度時(shí)引起的傷害，根據(jù)觸電方式，觸電分為電擊和電傷電擊電流通過人體刺激機(jī)體組織，使肌肉非自主地發(fā)生痙攣性收縮而造成的傷害，嚴(yán)重時(shí)破壞人的心臟肺部神經(jīng)系統(tǒng)正常工作，危機(jī)生命的傷害。電傷電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等對(duì)人體所造成的傷害。（電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、電光眼等多種傷害）二、觸電分類及方式（二）觸電方式1.單相觸電：當(dāng)人站在地面上或其他接地體上，人體的某一部位觸及一相帶電體時(shí)，電流通過人體流入大地(或中性線)，稱為單相觸電2.兩相觸電：人體同時(shí)觸及兩根不同的相線，或者人體同時(shí)觸及到電氣設(shè)備中兩個(gè)不同相的帶電部位時(shí)而引起的觸電。兩相觸電更危險(xiǎn)！二、觸電分類及方式（二）觸電方式3.跨步電壓觸電：在高壓輸電線斷線落地時(shí)，有強(qiáng)大的電流流入大地，在接地點(diǎn)周圍將形成電位分布。當(dāng)人在接地點(diǎn)周圍行走時(shí)，其兩腳之間的電位差稱為跨步電壓。在跨步電壓作用下，電流通過人體，將會(huì)造成跨步電壓觸電。

離電流接地點(diǎn)越近，兩腳跨步距離越大，人體承受的跨步電壓就越大；通常認(rèn)為距離接地點(diǎn)半徑20m以外的區(qū)域，跨步電壓可以近似視為零。當(dāng)發(fā)現(xiàn)跨步電壓威脅時(shí)，應(yīng)盡快將雙腳并攏或單腳著地跳出危險(xiǎn)區(qū)。否則，觸電時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致觸電死亡。二、觸電分類及方式（二）觸電方式4.接觸電壓觸電：電氣設(shè)備由于絕緣損壞或其他原因造成接地故障時(shí)，如人體兩個(gè)部分(手和腳)同時(shí)接觸設(shè)備外殼和地面時(shí)，人體兩部分會(huì)處于不同的電位，其電位差即為

接觸電壓。由接觸電壓造成觸電事故稱為接觸電壓觸電。5.剩余電荷觸電：當(dāng)人體觸及帶有剩余電荷的設(shè)備時(shí)，比如停電后的并聯(lián)電容器、電力電纜、電力變壓器及大容量的交流電動(dòng)機(jī)等設(shè)備，由于檢修人員在檢修前、后沒有對(duì)停電后的設(shè)備充分放電設(shè)備帶有剩余電荷,帶有電荷的設(shè)備對(duì)人體放電所造成的觸電事故稱為剩余電荷觸電。四、防止觸電的保護(hù)措施（一）安全電壓選用

人體危險(xiǎn)電壓

＝人體最小電阻?工頻致命電流，

即：（800～1000Ω）?（

30～50mA）＝

24～50V安全電壓等級(jí)及選用舉例安全電壓（交流有效值）選用舉例額定值空載上限值42V50V在有觸電危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用的手持電動(dòng)工具等36V43V在礦井中多導(dǎo)電粉塵等場(chǎng)所使用的行燈等24V29V在某些具有人體可能偶然觸及的帶電設(shè)備上12V15V6V8V四、防止觸電的保護(hù)措施（二）安全距離工作人員與帶電設(shè)備的安全距離電壓等級(jí)/KV安全距離/m無遮攔有遮攔1及以下0.10—100.700.35351.000.601101.501.502203.003.00帶電體與地面間、帶電體與其他設(shè)備間、帶電體與帶電體間應(yīng)留有安全距離四、防止觸電的保護(hù)措施（三）絕緣防護(hù)

工具絕緣電工工具手柄上套有耐壓500V的絕緣套，帶絕緣手套、穿絕緣鞋操作絕緣防護(hù)：用絕緣體把可能形成的觸電回路隔開，包括外殼絕緣、場(chǎng)地絕緣、工具絕緣

外殼絕緣電氣設(shè)備的外殼裝防護(hù)罩

場(chǎng)地絕緣在人體站立的地方用絕緣層墊起來，使人體與大地隔離四、防止觸電的保護(hù)措施（四）保護(hù)接地和保護(hù)接零保護(hù)接地：是指在電源中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼與埋入地下且與大地接觸良好的接地裝置進(jìn)行可靠連接。若設(shè)備漏電，外殼和大地之間的電壓將通過接地裝置將電流導(dǎo)入大地。此時(shí)如果有人接觸漏電設(shè)備外殼，由于人體與漏電設(shè)備并聯(lián)，且人體電阻Rb遠(yuǎn)大于接地裝置的對(duì)地電阻Re，即Rb>>Re，通過人體的電流非常微弱，從而消除了觸電危險(xiǎn)。

電壓在100V以上的任何形式的電網(wǎng)，均需采用保護(hù)接地作為安保技術(shù)措施。接地裝置通常采用厚壁鋼管或角鋼，接地電阻以小于4Ω為宜四、防止觸電的保護(hù)措施（四）保護(hù)接地和保護(hù)接零保護(hù)接零：是指是指在電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，將設(shè)備需要接地的金屬外殼與電源中性線直接連接。這就相當(dāng)于設(shè)備外露部分與大地進(jìn)行了電氣連接。當(dāng)電氣設(shè)備漏電致使其金屬外殼帶電時(shí)，設(shè)備外殼將與零線之間形成良好的電流通路。