建筑电气课件.ppt

1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材书名：建筑电气书名：建筑电气ISBN： 978-7-111- 14702-2作者：汪永华作者：汪永华出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社本书配有电子课件本书配有电子课件建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件第2章 建筑电气基础知识主要内容主要内容2.1 2.1 电路的基本概念电路的基本概念2.2 2.2 电路的基本定律电路的基本定律2.3 2.3 单相交流电路单相交流电路2.4 2.4 三相交流电路三相交流电路2.5 2.5 磁路与变压器磁路与变压器2.6 2.6 三相异步电动机三相异步电动机普通高等教育“十一五”国家级规划教材建筑电气建筑电气 高

2、职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.1电路的基本概念1.电路：电路是由电工设备和元器件按一定方式联接起来的总体，为电流流通提供了路径。如图为手电筒电路。 建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回返回目录目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.1电路的基本概念2.电路的作用一类是电力电路，它主要起着实现电能的传输和转换的作用，因此，在传输和转换过程中，要求尽量减少能量损耗以提高效率。另一类是信号电路，其主要作用是传输和处理信号等（例如语言 、音乐、图像、 温度等）。在这

3、种电路中，一般所关心的是信号传递的质量，如要求不失真、 准确 、灵敏、 快速等。 建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量1.1.电流电流（1）定义 电荷的定向移动形成电流.（2）表达方式 符号:直流为I, 交流为i. 大小:电荷随时间的变化率. 单位:安培(A)且：安培（A）库仑秒（3）方向 事实上：带负电荷的电子在金属导体中的运动才产生电流 习惯上：约定正电荷运动方向为电流的正方向 分析上：采用人为随意设定的参考方向，并且当参考方向和电流正方向相一致时电流的值为正值；当参考方向

4、和电流正方向相反时，电流值为负值 。建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回返回目录目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量1.电流（4）注意点 在进行电路分析时，必须先指定电流的参考方向，方能正确进行方程的编写和求解，题目中给出的电流方向是参考方向。 只有规定了参考方向，电流的正负值才有意义，离开参考方向谈电流的正负值无意义。 为描述和表征电荷与元件间交换能量的规模、大小，引入电压。建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基

5、本物理量2.电压与电位（1）定义：将单位正电荷从电路中的a点移动到b点所需要的能量称为a,b间的电压。（2）电压表达方式 符号： 大小： 单位：伏特（v）且： 伏特焦耳库仑（3）电压极性 实际极性：从高电位（“”端）指向低电位（“”端） 参考极性：分析中人为随意设定的 （其中实际方向关系与电流规定相同）uU或qWUababdqdWUabab建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量2.电压与电位（4）关联参考方向 在求解电路时，对一个二端元件而言，既要标注电流的参考方向，又要标注电压

6、的参考方向，常显得较为繁琐，为方便起见，我们常常采用-关联的参考方向。即沿着电流的参考方向就是电压从正到负的方向。这样在电路上就只需标出电流的参考方向或电压的参考极性。与关联参考方向相反的是非关联参考方向。 对独立电源，我们常采用非关联的参考方向。建筑电气建筑电气 高职高专 ppt 课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量2.电压与电位（5）电位u电路中某一点与参考点之间的电压称为该点的电位.电压也称电位差。u电位的相对性和单值性：不同参考点，电位不同，但任意两点间的电压始终不变。建筑电气建筑电气 高职高专 ppt

7、课件2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量3.3.电动势电动势u在电源内部，非电场力克服电场力做了功。电源的做功能在电源内部，非电场力克服电场力做了功。电源的做功能力用电动势度量。力用电动势度量。u电动势用电动势用E表示，它的单位与电压相同，也是伏特（表示，它的单位与电压相同，也是伏特（V）。）。u电动势的实际方向规定为由低电位端指向高电位端。电动势的实际方向规定为由低电位端指向高电位端。u在电路中电压源两端在电路中电压源两端A、B间的电动势与其电压关系如下：间的电动势与其电压关系如下： ABBAUE 2.1 电路的基

8、本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.2电路的基本物理量4.电功率与电能电功率与电能 u电能表示电气设备在一段时间内所转换的能量。电能表示电气设备在一段时间内所转换的能量。 u对电源来说，其产生的电能是电源力作的功对电源来说，其产生的电能是电源力作的功 。u负载所消耗的电能，就是电流通过用电器所做的功负载所消耗的电能，就是电流通过用电器所做的功 。u电功率表示电气设备作功的能力，即电能量对时间的变化电功率表示电气设备作功的能力，即电能量对时间的变化率。电功率又简称为功率，单位为率。电功率又简称为功率，单位为W或或kW。u对电源来说，单位时间内产生的电能

9、即电源电功率，表示对电源来说，单位时间内产生的电能即电源电功率，表示为为EqWsPtUItUqWLEItEqtWPss2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.3电路的工作状态电路的工作状态 u根据电源与负载之间连接方式及工作要求的不同，电路有根据电源与负载之间连接方式及工作要求的不同，电路有开路（断路）、短路、通路等不同的状态。开路（断路）、短路、通路等不同的状态。 （1 1）开路（断路）开路（断路）当开关当开关S打开，电源没有与外打开，电源没有与外电路接通，如图所示，此时，电路接通，如图所示，此时，电源的输出电流为零，这就电源的输出电流

10、为零，这就称为电路处于开路状态。称为电路处于开路状态。 00PEUI2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.3电路的工作状态电路的工作状态 （2 2）短路短路 当电源两端的两根导线由于当电源两端的两根导线由于某种事故而直接相连，如图某种事故而直接相连，如图所示，这称为短路。所示，这称为短路。 00020PrIPUrEIISES2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1.3电路的工作状态电路的工作状态 （2 2）通路通路 将图中开关合上，使电源与负载将图中开关合上，使电源与负载接通，电路处

11、于通路状态。此时，接通，电路处于通路状态。此时，电路中有电流，有能量转换。电路中有电流，有能量转换。 0IrUE2.1 电路的基本概念电路的基本概念返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材本节小结本节小结：u电路中基本的物理量，如：电压、电流、电路中基本的物理量，如：电压、电流、功率等。功率等。u电路的几种工作状态。电路的几种工作状态。2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2.12.2.1欧姆定律欧姆定律 u欧姆定律是表示电路中电压、电流和电阻这三个物理量欧姆定律是表示电路中电压、电流和电阻这三个物理量之间关系的定律。之间关系的

12、定律。u遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻。 u导体中的电流导体中的电流I与加在导体两端的电压与加在导体两端的电压U成正比，与导体成正比，与导体两端的电阻两端的电阻R成反比，它可以用下式表示：成反比，它可以用下式表示： u国际单位制中，电阻的单位是欧姆（国际单位制中，电阻的单位是欧姆（），简称欧。），简称欧。 IRU 2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2.22.2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (1)基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 (KCL) (KCL) u节点节点: :就是三条或三条以上支路的汇合点就是三条

13、或三条以上支路的汇合点. . u定律内容：定律内容：KCLKCL又叫节点电流定律。它指出：电路中任一又叫节点电流定律。它指出：电路中任一节点处，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。节点处，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 u如果规定流入节点的电流为正时，则流出节点的电流为如果规定流入节点的电流为正时，则流出节点的电流为负。则基尔霍夫电流定律表达为负。则基尔霍夫电流定律表达为 出入II 0I2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2.22.2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (1)基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 (KCL) 特征：

14、特征： kcl反映了电流的连续性，它表明在任一节点上，电荷既反映了电流的连续性，它表明在任一节点上，电荷既不会产生和消失，也不会积聚。不会产生和消失，也不会积聚。 该定律不仅适用于电路中的一个实际节点，而且可以推该定律不仅适用于电路中的一个实际节点，而且可以推广到电路中所取的任意封闭面。广到电路中所取的任意封闭面。 2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2.22.2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (2)基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 (KVL) (KVL) u回路：由若干支路所组成的闭合路径。回路：由若干支路所组成的闭合路径。 u定律内容：

15、定律内容：任一瞬时，作用于电路中任一回路各支路电压任一瞬时，作用于电路中任一回路各支路电压的代数和恒等于零。的代数和恒等于零。 u注意事项注意事项：用于电路的某一回路时，必须首先假定各支路：用于电路的某一回路时，必须首先假定各支路电压的参考方向并指定回路的循环方向（顺时针或逆时针），电压的参考方向并指定回路的循环方向（顺时针或逆时针），当支路电压与回路方向一致时取当支路电压与回路方向一致时取“+”+”号，相反时取号，相反时取“”号。号。 0U2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2.22.2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (2)基尔霍夫电压定

16、律基尔霍夫电压定律 (KVL) 特征特征：基尔霍夫电压定律实质是能量守恒的体现。基尔霍夫电压定律实质是能量守恒的体现。 表达形式二：在任意一个闭合回路中，各段电阻上的电表达形式二：在任意一个闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和。压降代数和等于各电源电动势的代数和。基尔霍夫电压定律还可以推广到任一不闭合的电路上，基尔霍夫电压定律还可以推广到任一不闭合的电路上，但要将开口处的电压列入方程。但要将开口处的电压列入方程。 EIR2.2 电路的基本定律电路的基本定律返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材本节小结本节小结：u电路的欧姆定律。电路的欧姆定律。u电路的基尔

17、霍夫定律。电路的基尔霍夫定律。2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.1正弦交流电的概念正弦交流电的概念u正弦电流及其三要素正弦电流及其三要素 随时间按正弦规律变化的电流称为正弦电流，同样也有随时间按正弦规律变化的电流称为正弦电流，同样也有正弦电压、正弦电动势、正弦磁通等。这些按正弦规律变正弦电压、正弦电动势、正弦磁通等。这些按正弦规律变化的物理量统称为正弦量化的物理量统称为正弦量 。如：。如： 1 1、幅值、幅值-最大值最大值 有效值有效值-和交流电具有和交流电具有 同样热效应的直流电流值；同样热效应的直流电流值； 2sin11022022

18、mTmTItdtITIRdtiTRTI则)sin(tIm2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.1正弦交流电的概念正弦交流电的概念u正弦电流及其三要素正弦电流及其三要素 2 2、频率、频率f f（角频率（角频率） f f-每秒转过的周数，则转速为每秒转过的周数，则转速为60f60f( (一对磁极一对磁极) ) -每秒转过的角度每秒转过的角度 二者关系二者关系=2=2f f 周期周期T=1/T=1/f f 2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.1正弦交流电的概念正弦交流电的概念u正弦电流及其

19、三要素正弦电流及其三要素 3 3、相位、相位t+t+：t t时刻线圈平面与中性面的夹角时刻线圈平面与中性面的夹角-相位相位tt：t t时间内转子的线圈平面转过的电角度；时间内转子的线圈平面转过的电角度；：t=0t=0时刻线圈平面与中性面的夹角时刻线圈平面与中性面的夹角-初相位初相位相位差：两个同频率的正弦量的相位之差。相位差：两个同频率的正弦量的相位之差。 超前、滞后、同相、反相。超前、滞后、同相、反相。2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 u正弦量可用三角函数式表示，亦可用波形图表示，虽然正

20、弦量可用三角函数式表示，亦可用波形图表示，虽然都能体现正弦量的三要素，但遇到正弦量的运算时就特别都能体现正弦量的三要素，但遇到正弦量的运算时就特别复杂，相量表示法给正弦量的运算提供了方便。复杂，相量表示法给正弦量的运算提供了方便。 1 1、复数、复数 (1) (1) 复数的表示方法复数的表示方法代数式：代数式： A=a+jb指数式：指数式： A=|A|ej极坐标式：极坐标式：A=|A|(2) (2) 复数的运算复数的运算2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 1 1、复数、复数 (2) (2)

21、复数的运算复数的运算复数的加减：利用代数式复数的加减：利用代数式 复数的乘除：利用指数式或极坐标式复数的乘除：利用指数式或极坐标式正弦量的复数表示正弦量的复数表示方法方法幅值（有效值）幅值（有效值） 模模初相位初相位 复角复角 )sin(tUumjUeU 2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 2 2、正弦量的相量表示、正弦量的相量表示 相量（与正弦量有一一对应关系的复数）相量（与正弦量有一一对应关系的复数）定义：振幅相量定义：振幅相量 有效值相量有效值相量 mjmmUeUUUUeUj2mUU

22、有一一对应关系有一一对应关系 )() (mUUtu2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 2 2、正弦量的相量表示、正弦量的相量表示注意事项注意事项: : 只有正弦量才能用相量表示；只有正弦量才能用相量表示； 向量不能表示非正弦量；向量不能表示非正弦量； 同频率的正弦量才能画在一个相量图上。同频率的正弦量才能画在一个相量图上。结论结论：同频率的正弦量的叠加仍是同频率的正弦量。同频率的正弦量的叠加仍是同频率的正弦量。 2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划

23、教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 3 3、电阻电路电阻电路（1 1）电压和电流的关系）电压和电流的关系一般关系：一般关系：u u与与i i按关联方向则有按关联方向则有u=iRu=iR（2 2）大小关系：）大小关系：U=RIU=RI（3 3）位相关系：）位相关系：u-i=0u-i=0（4 4）相量关系）相量关系IRU2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 3 3、电阻电路电阻电路 (5) (5) 相量图相量图uitIUvi2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普

24、通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 3 3、电阻电路电阻电路(6)(6)功率关系功率关系u瞬时功率及意义：瞬时功率及意义：p=ui=UmImsin2t=UI(1-cos2t)p=ui=UmImsin2t=UI(1-cos2t)u瞬时功率图瞬时功率图( (此略）此略）u平均功率平均功率P=UI=I2R=U2/RP=UI=I2R=U2/R 2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 4 4、电感元件电感元件（1 1）电压和电流的关系）电压和电流的关系

25、一般关系：一般关系：u与与i按关联方向则有按关联方向则有（2 2）大小关系：）大小关系：（3 3）位相关系：）位相关系：u=i+ （4 4）相量关系）相量关系dtdiLeudtdiLe,LmLmLIULLLIU2LLZjXLjIU2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 4 4、电感元件电感元件 (5) (5) 相量图相量图2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 4 4、电感元件电感元件(6)(6)

26、功率关系功率关系u瞬时功率及意义：瞬时功率及意义：p=ui=UmImsint cost=UIsin2tp=ui=UmImsint cost=UIsin2tu瞬时功率图（此略）瞬时功率图（此略）u平均功率平均功率P=0P=0u无功功率无功功率Q QL L= UI= I= UI= I2 2X XL L2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 5 5、电容元件电容元件（1 1）电压和电流的关系）电压和电流的关系一般关系：一般关系：u与与i按关联方向则有按关联方向则有（2 2）大小关系：）大小关系： U/

27、I=1/C =XC（3 3）位相关系：）位相关系： u-i=-90 （4 4）相量关系）相量关系 dtduCi CCZjXCjIU12.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 5 5、电容元件电容元件 (5) (5) 相量图相量图2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 5 5、电容元件电容元件(6)(6)功率关系功率关系u瞬时功率及意义：瞬时功率及意义：p=ui=UmImsint cost=UIsin

28、2tp=ui=UmImsint cost=UIsin2tu瞬时功率图（此略）瞬时功率图（此略）u平均功率平均功率P=0P=0u无功功率无功功率Q QC C= - UI= - I= - UI= - I2 2X XC C2.3单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 (1)(1)一般关系一般关系)90sin()90sin()/()90sin()90sin(sinsinsintUtCIutUtLIutUtRIutIIuuuummCmmLmmRmCLR2.3 单相交流电路单相交流电

29、路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 （2 2）相量图）相量图2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 （3 3）总电压与分电压有效值的关系）总电压与分电压有效值的关系22)(CLRUUUU2.3单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 （4

30、4）电压和电流的关系）电压和电流的关系u大小关系大小关系u相位关系相位关系 电压超前电流的相位角为电压超前电流的相位角为ZXXRIUXXRIUCLCL2222)()(RXXtgUUUtgCLRCL110 0感性；感性；0 0容性；容性；0 0纯电阻性。纯电阻性。角由电路元件本身性质决定，与电压电流无关。角由电路元件本身性质决定，与电压电流无关。 2.3单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 （5 5）复阻抗的物理意义）复阻抗的物理意义ZRXXtgXXRXXjRZCLCLC

31、L122)()(复阻抗的模代表阻抗的大小，复阻抗的辐角代表电压超前复阻抗的模代表阻抗的大小，复阻抗的辐角代表电压超前电流的角度。电流的角度。 2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.2正弦交流电路的计算方法正弦交流电路的计算方法 6 6、RLC串联电路串联电路 （6)6)电压（电压（图例图例）、阻抗、功率三角形）、阻抗、功率三角形 u电压三角形的各边除以电流得阻抗三角形；电压三角形的各边除以电流得阻抗三角形；u电压三角形的各边乘以电流得功率三角形。电压三角形的各边乘以电流得功率三角形。三个三三个三角形相角形相似似2.3 单相交流电路单相交流电

32、路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.32.3.3功率因素及其改善的方法功率因素及其改善的方法 1 1、平均平均功率及功率及功率因素功率因素 UIcos)tUIcos(2-UIcos1100TTdtTpdtTPcos这里这里称为二端网络的功率因数，称为二端网络的功率因数，称为功率因数角。称为功率因数角。 2.3单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.32.3.3功率因素及其改善的方法功率因素及其改善的方法 2 2、功率因数意义、功率因数意义 cos=P/UIcos=P/UI为电源能量的利用率为电源能量的利用率u提高功率因数的第

33、一种意义：提高电源的利用率提高功率因数的第一种意义：提高电源的利用率u提高功率因数的第二种意义：减少线路损耗提高功率因数的第二种意义：减少线路损耗3 3、提高功率因数的原则：不能改变原电路的一切运行性能、提高功率因数的原则：不能改变原电路的一切运行性能 提高功率因数的方法：并联电容提高功率因数的方法：并联电容2.3 单相交流电路单相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.3.32.3.3功率因素及其改善的方法功率因素及其改善的方法 4 4、并联电容值的计算、并联电容值的计算)(sincossincossinsin2122112211tgtgUPUPUPIICUXUICC

34、)(212tgtgUPC2.3 单相交流电路单相交流电路 返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材本节小结本节小结：u正弦交流量的三要素。正弦交流量的三要素。u正弦量的复数和相量运算。正弦量的复数和相量运算。u电阻、电感和电容元件的交流电路分析及电阻、电感和电容元件的交流电路分析及RLC串联电路的分析。串联电路的分析。u功率因素概念及功率因素的提高。功率因素概念及功率因素的提高。2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 1、三相交流电流、三相交流电流 （依次记为依次记为A A相、相、B B相、相、C C相

35、相）特征如下：特征如下：u对称三相电源的三个相电压瞬时值之和为零。对称三相电源的三个相电压瞬时值之和为零。 uA+ uB + uC0u相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序ABCA BCA 正序正序 ACBA ACBA 负序负序u无特殊说明，三相电源的相序均是正序。无特殊说明，三相电源的相序均是正序。2.4三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 波形图波形图2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流

36、电源 2 2、三相电源的星形联接、三相电源的星形联接 2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 2 2、三相电源的星形联接、三相电源的星形联接 相电压对称，线电压也对称相电压对称，线电压也对称 ；线电压超前对应相电压线电压超前对应相电压3030 线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系pU3lUlPII2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 2 2、三相电源的星形联接相量图、三相电源的星形联接相量图 2.4 三相交流电路三相交流电路返回目

37、录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 3 3、三相电源的三角形联接、三相电源的三角形联接 2.4三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 3 3、三相电源的三角形联接、三相电源的三角形联接 u线电压与相电压的关系：大小相等。线电压与相电压的关系：大小相等。u线电流滞后对应相电流线电流滞后对应相电流3030，且线电，且线电流是相电流的流是相电流的32.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.1三相交流电源三相交流电源 3 3、三相电源的

38、三角形联接相量图、三相电源的三角形联接相量图 2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 1 1、负载的组成、负载的组成 2.4三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 2 2、负载的、负载的Y Y联接联接 （三相四线制）（三相四线制）2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 2 2、负载的、负载的Y Y联接联接 （三相三线制

39、）（三相三线制）2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 2 2、负载的、负载的Y Y联接联接u不论有无中线及中线阻抗的大小，都不会影响各相负载的不论有无中线及中线阻抗的大小，都不会影响各相负载的电流和电压。进行电路计算时，可将电源中点和负载中点用电流和电压。进行电路计算时，可将电源中点和负载中点用一导线联接，用计算一相，推知其它两相的方法进行分析。一导线联接，用计算一相，推知其它两相的方法进行分析。u负载负载Y Y联接对称三相电路其负载电压、电流特点：联接对称三相电路其负载电压、电流特点： (1)(

40、1)线电压、相电压，线电流、相电流都是对称的。线电压、相电压，线电流、相电流都是对称的。 (2) (2) 线电流等于相电流。线电流等于相电流。 (3)(3)线电压等于线电压等于 倍的相电压。倍的相电压。32.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 3 3、负载的、负载的联接联接 2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 3 3、负载的、负载的联接联接 在分析负载作三角形联接的电路时，在分析负载作三角形联接的电路

41、时，只要知道三个线电压就够了。只要知道三个线电压就够了。而不必追究电源是星形联接还是三角形联接。而不必追究电源是星形联接还是三角形联接。 2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 3 3、负载的、负载的联接联接 u负载三角形联接的对称三相电路，负载中的三相电压和电负载三角形联接的对称三相电路，负载中的三相电压和电流都是对称的。每相负载上的线电压与相电压相等，线电流流都是对称的。每相负载上的线电压与相电压相等，线电流的大小是相电流的大小是相电流 倍。且滞后相应的相电流倍。且滞后相应的相电流3030。u负

42、载形联接的对称三相电路，其负载电压、电流特点：负载形联接的对称三相电路，其负载电压、电流特点：(1)(1)相电压、线电压，相电流、线电流均对称。相电压、线电压，相电流、线电流均对称。(2)(2)线电压等于相电压。线电压等于相电压。(3)(3)线电流的有效值等于相电流有效值的线电流的有效值等于相电流有效值的 倍。倍。 332.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.2三相负载的组成与连接三相负载的组成与连接 4 4、对称三相电路分析及计算步骤、对称三相电路分析及计算步骤（1 1）将非）将非Y Y结线的电源、负载等效为结线的电源、负载等效为Y Y结线

43、；结线；（2 2）（用假想中线联结电源负载中性点；）（用假想中线联结电源负载中性点；）无中线时无中线时（3 3）作单相计算电路求响应；）作单相计算电路求响应；（4 4）推出其余两相响应；）推出其余两相响应；2.4 三相交流电路三相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.3 三相功率三相功率 1 1、在三相电路中，三相负载的有功功率等于每相负载上的、在三相电路中，三相负载的有功功率等于每相负载上的有功功率之和有功功率之和 。2 2、各负载有功、无功及视在功率、各负载有功、无功及视在功率 （1 1）有功功率）有功功率CBAPPPPllIUP3cos2.4 三相交流电路三

44、相交流电路返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.4.3三相功率三相功率 （2 2）无功功率）无功功率 对称三相负载时对称三相负载时 = sin （3 3）视在功率）视在功率 = = 对称三相负载，对称三相负载， 则则 = = CBAQQQQQllIU3S22QP SllIU32.4 三相交流电路三相交流电路 返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材本节小结本节小结：u三相交流电源的三相交流电源的Y和三角形连接规律。和三角形连接规律。u负载的负载的Y和三角形连接规律。和三角形连接规律。u对称三相电路的分析及计算步骤。对称三相电路的分析及计算步骤。u三相交流电路的功率

45、计算三相交流电路的功率计算。2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.1 磁路的基本物理量及基本定律磁路的基本物理量及基本定律 u磁路：磁通所经过的闭合回路。磁路：磁通所经过的闭合回路。u全电流定律全电流定律u磁路欧姆定律磁路欧姆定律 2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 变压器变压器 变压器：变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变

46、压器就另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。是实现电能在不同等级之间进行转换。2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 变压器变压器 1变压器的作用与结构变压器的作用与结构（1 1）作用）作用：利用电磁感应原理变换电压、交流电流及阻利用电磁感应原理变换电压、交流电流及阻抗等。大小悬殊，用途各异抗等。大小悬殊，用途各异 。 （2 2）结构）结构 ：一般电力变压器主要由铁心和绕组两个基一般电力变压器主要由铁心和绕组两个基本部分组成。本部分组成。 2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“

47、十一五”国家级规划教材 2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 2.5.2 变压器变压器 铁心：铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。铁心柱连接起来形成闭合磁路。铁心材料铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料硅钢片硅钢片叠

48、成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.350.350.5mm0.5mm，两面涂以厚两面涂以厚0.020.020.23mm0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。的漆膜，使片与片之间绝缘。2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 2.5.2 变压器变压器 铁心型式铁心型式 ：变压器铁心的结构有心式、壳式和渐：变压器铁心的结构有心式、壳式和渐开线式等形式。开线式等形式。壳式结构的特点是铁心包围绕组的顶面、底面和壳式结构的特点是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面。壳式结构的机械强度较好，但制造复杂。侧面。壳式结构

49、的机械强度较好，但制造复杂。心式结构的特点是铁心柱被绕组包围。心式结构的特点是铁心柱被绕组包围。2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 2.5.2 变压器变压器 绕组：绕组是变压器的电路部分。绕组：绕组是变压器的电路部分。 一次绕组（原绕组）：输入电能一次绕组（原绕组）：输入电能 二次绕组（副绕组）：输出电能二次绕组（副绕组）：输出电能分为同心式、交迭式。分为同心式、交迭式。 同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中种结构，交迭式主要用于特种变压

50、器中。2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 2.5.2 变压器变压器 2. 工作原理工作原理2.5 磁路与变压器磁路与变压器返回目录返回目录普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.5.2 2.5.2 变压器变压器 （1）空载运行）空载运行：原绕组接交流电压，副绕组开路的运行状态原绕组接交流电压，副绕组开路的运行状态叫空载运行。叫空载运行。（2）负载运行：）负载运行：原绕组接交流电压，副绕组接负载。原绕组接交流电压，副绕组接负载。（3 3）阻抗变换：）阻抗变换： KNNEEUU2121201KNNII11221ZKZu22.5 磁路与变压