第一章电工基础知识教材课件.ppt

1、广东省南方电力职业培训广东省南方电力职业培训学院学院高压理论高压理论 官卫东官卫东理论考试题目类型 一、单项选择题（每题的备选项目中，只有一项最符合题意，单项选择题（每题的备选项目中，只有一项最符合题意，每题每题1 1分，错选或不选为分，错选或不选为0 0分，分，共共4040题，总计题，总计4040分分）二、判断题（正确的打二、判断题（正确的打，错误的打，错误的打，每题，每题1 1分，错判或不分，错判或不判为判为0 0分，分，共共3636题，总计题，总计3636分分）三、多项选择题（每题的备选项中，有两项或两项以上符合题三、多项选择题（每题的备选项中，有两项或两项以上符合题意，每题意，每题2

2、2分，不选或有错选为分，不选或有错选为0 0分，选择不完整为分，选择不完整为0.50.5分，分，共共8 8题，总计题，总计1616分分）四、案例分析题（案例分析及计算题每题的备选项中，有一项四、案例分析题（案例分析及计算题每题的备选项中，有一项或一项以上符合题意，每题或一项以上符合题意，每题4 4分，不选或有错选为分，不选或有错选为0 0分，选择分，选择不不完整为完整为1 1分分，共共2 2题，总计题，总计8 8分分）第一章第一章 电工基础知识电工基础知识第一节 直流电路第二节 电与磁第三节 交流电路 第一节 直流电路1、带电体周围存在的特殊物质。2、任何带电的周围都存在电场。3、当两个带电物

3、体之间的作用力就是通过电场产生的。q1q2rFrer r1.电场电荷电场电荷一、电场、电位及电压2.电位当一物体带有电荷时，这物体就具有一定的电位能，我们把这电位能叫做电位。定义电位的单位是伏特。参考点一、电场、电位及电压一般规定参考点的电位为零，所以计算电路一般规定参考点的电位为零，所以计算电路中的电位就是求该点与参考点之间的电位差中的电位就是求该点与参考点之间的电位差（一般以大地为公共参考点）（一般以大地为公共参考点）3.电压（电位差）定义电路中任意两点间电位的差值称为电压（电位差）电压的单位是伏特（V）一、电场、电位及电压A、B两点的电压用UAB表示，UAB=VA-VB电场力将单位正电荷

4、从电场力将单位正电荷从A A点沿任意路径点沿任意路径移到参考点所做的功称为移到参考点所做的功称为A A点的电位或点的电位或电势电势1.电流产生的原因定义计算QIt二、电流与电流密度电位差是产生电流的原因，如果没有电位差，电位差是产生电流的原因，如果没有电位差，在在直流电路中就不会有电荷的流动，就不会有电直流电路中就不会有电荷的流动，就不会有电流。流。电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力作用，形成有规则的定向运动，称为电流场力作用，形成有规则的定向运动，称为电流电流的大小取决于一定时间内通过导体横截面电流的大小取决于一定时间内通过导体横截面的电荷量

5、。若在的电荷量。若在t时间内通过导体横截面的电量时间内通过导体横截面的电量是是Q,则电流强度则电流强度I可以表示为：可以表示为：二、电流与电流密度电流的方向电流的方向规定为正电荷移动的方向。电流的分类直流电二、电流与电流密度交流电方向不随时间变化的电流。It稳恒直流电稳恒直流电方向不变，大小随时间脉动变化的电流称为脉动直流。it脉动直流电脉动直流电大小方向都随时间变化的电流it交流正弦波交流正弦波2.电流密度电流密度是指电流I在导体的横截面S上均匀分布时，该电流I与导体横截面积S的比值。表达式SIJ 电流密度的单位是A/mmmm2 2定义二、电流与电流密度电源定义电源是将其他能量转换为电能的装

6、置。电动势定义电动势是衡量电源将其他能量转 换为电能的本领大小的物理量。电动势的大小，等于外力克服电场力把单位正荷在电源内部从负极移到正极所做的功。QWE*电动势用符号E表示，单位为伏特（V）。*W表示外力（非静电力）移动电荷所做的功，单位焦耳（J）；*Q为被移动的电荷量（库仑）。三、电源与电动势四、电阻与电导1.电阻定义电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻的表达式：SLR电阻率，单位是欧姆米（m）常用的电阻单位有（欧）、k（千欧）和M（兆欧）。1k=110,1M=1106。导体对电流阻力小，表明它的导电能力强；导体对电流的阻力大，表示它的导电能力差。四、电阻与电导电阻的大小与哪些因

7、素有关？1、导体的材料，即电阻率2、导体的长度L3、导体的横街面积S4、导体的温度C2.电导四、电阻与电导定义电阻的倒数称为电导。电导用符号G表示。RG1由此可见，导体的电阻越小，电导就越大，表示该导体的导电性能越好。电导的单位是1/欧姆（1/），称西门子，用字母s表示五、欧姆定律1.部分电路欧姆定律 UIR+-部分电路欧姆定律公式：RUI 或 U=IR 或IUR 用来分析通过电阻的电流与端电压的关系。用来分析通过电阻的电流与端电压的关系。由此可见，流过导体的电流强度与这段导体由此可见，流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。

8、比。五、欧姆定律2.全电路欧姆定律用来分析回路电流与电源电动势的关系。用来分析回路电流与电源电动势的关系。VR R0EISR R全电路中电流计算公式：E电源的电动势（V）;R外电路的电阻（）；R0电源内阻（）；I电流中的电流（A）。在一个闭合的电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻成反比。RREI0五、欧姆定律VR R0ESR R如图，当开关S闭合时，负载R上就有电流流过，这是因为负载两端有了电压U，电压U时电动势E产生的，它既是负载电阻两端的电压，又是电源的端电压。例1-2有一电源的电动势为3V，内阻R0为0.5，外接负载R为9.5。请计算电路中电流以及外接负载电阻上的

9、电压降。解解：根据全电路欧姆定律，电路中电流 外接负载电阻R上的电压降U=IR=0.39.5=2.85（V）RREI0)(3.05.95.030ARREI六、电路连接（串联、并联、混联）1.电阻串联电路电阻串联两个或两个以上的电阻按头尾相接的顺序一个接一个地连接起来，使电流只有一条通路，电阻的这种连接方式称为电阻的串联。串联电路将串联电阻的两端接在电源上，即组成电阻的串联电路。将串联电阻的两端接在电源上，即组成电阻的串联电路。R1R2R3六、电路连接（串联、并联、混联）电阻串联电路的特点：（1）串联电路的总电流串联电路的总电流I I等于各之路的电流等于各之路的电流,即即 （2 2）电路两端的总

10、电压等于各电阻两端电压之和，即）电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和，即n321IIIIInnIRIRIRIRUUUUU321321六、电路连接（串联、并联、混联）（3 3）串联电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之）串联电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即和，即n321RRRRR（4）串联电路的总功率等于各部分电路电阻的功率之和串联电路的总功率等于各部分电路电阻的功率之和nPPPPP321（5 5）串联电路各电阻分得的功率与其阻值成正比）串联电路各电阻分得的功率与其阻值成正比 nnRRRRPPPP:321321：电阻串联电路的特点：六、电路连接（串联、并联、混联）2.电阻并

11、联电路电阻并联两个或两个以上的电阻一端连在一起，另一端也连在一起（即各电阻的头连在一起，尾连在一起），使每个电阻两端都承受同一电压的作用，电阻的这种连接方式称为电阻并联。UR1R2R310I1I2II3并联电路将并联电阻的两端接在电源上将并联电阻的两端接在电源上，即组成电阻的并联电路。即组成电阻的并联电路。六、电路连接（串联、并联、混联）UR1R2R310I1I2I电阻串联电路的特点：（1）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压，即 （2）并联电路中的总电流等于各电阻中的电流之和，即（3）并联电路的等效电阻（即总电阻）的倒数，等于各并联电阻倒数之和，即 nUUUUU321n321

12、321/RURURURUIIIIInnRRRRR/1/1/1/1/1321六、电路连接（串联、并联、混联）UR1R2R310I1I2I电阻串联电路的特点：（4 4）并联电路的总功率等于各部分电路电阻的功率之和）并联电路的总功率等于各部分电路电阻的功率之和（5 5）并联电路中各支路分配的电流与各支路电阻值成反比）并联电路中各支路分配的电流与各支路电阻值成反比nPPPPP321123123RRRIIIIIIRRR六、电路连接（串联、并联、混联）3.电阻混联电路混联R R4 4R R0 0R R1 1R R2 2R R3 3E ES S由图可知，R3与R4并联，再与R1和R2串联在一个电路中，既有电

13、阻的串联，又有电阻的并在一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种联接称方式称为电阻的混联。联，这种联接称方式称为电阻的混联。七、电路与电路的三种状态电路的定义由电气设备和电器元件按一定方式组成的，电流经过的路径称为电路。由电气设备和电器元件按一定方式组成的，电流经过的路径称为电路。最简单的电流有电源、负荷、开关和连接导线组成实体电实体电路路负负载载电电源源开开关关连接导线连接导线SRL+UIUS+_R0七、电路与电路的三种状态电路通常有三种状态：通路、断路、短路。IR0R -EU -I1、通路七、电路与电路的三种状态2、断路IRoR -EU0 -3、短路IR0R -EU0 -八、电能与

14、电功率1.电能定义电源（发电设备）单位时间产生的电能负载（用电设备电源（发电设备）单位时间产生的电能负载（用电设备）单位时间）单位时间t t内所消耗的功率。用字母内所消耗的功率。用字母WW表示。表示。在电路中，如果用电设备的功率为P，用电时间为，则该设备消耗的电能为功率与其通电时间的乘积，用符号W表示。tPW 在直流电路中，当两点间的电压为U，电路中形成的电流为I，在t时间内电流I所做的功被电阻R吸收并全部转换为热能。所以有：RtIW2根据欧姆定律，又有：tUIW 计算八、电能与电功率2.电功率定义单位时间内消耗的电能，称为电功率，简称功率。功率的大小以通过一段电路两端的电压功率的大小以通过一

15、段电路两端的电压U U及通过该段电路及通过该段电路的电流的电流I I乘积计算。乘积计算。P=UI=IP=UI=I2 2R R22UPUIRIR电源电动势的功率电源电动势的功率电阻电阻R R消耗的功率消耗的功率P=IE计算电能W的单位为焦耳（J），时间t的单位为秒（s）,则电功率的单位为瓦特，简称瓦，用字母W表示。电功率常用的单位有：KW(千瓦)、mW（毫瓦）等。1KW=110W,1W=110mW电能电功率热量定义式W=UItP=W/t P=UIQ=I2Rt推导式（适合于纯电适合于纯电阻器阻器）W=I2RtP=I2RQ=UItW=U2t/RP=U2/RQ=U2t/RW=PtQ=W=Pt八、电能与

16、电功率第二节 电与磁一、磁现象1.磁体与磁极磁体人们把具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁极磁铁两端磁性最强的区域称为磁极。同性磁极相排斥，异性磁极相吸引。一、磁现象常见的几种磁场一、磁现象常见的几种磁场地磁场在两极附近在两极附近,磁感线近似和磁感线近似和地面垂直地面垂直.在赤道附近在赤道附近,磁感线近似和磁感线近似和地面平行地面平行.在其它地方在其它地方,磁感线和地面磁感线和地面成相应的角度成相应的角度.一、磁现象上海磁悬浮列车2.磁场与磁力线一、磁现象磁场磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场，即磁体的磁力所能达到的范围叫磁场。磁场是一种物质形态，储存有一定能量，对

17、磁针或载流导线具有一定的作用力。磁力线的方向NSSN磁力线一、磁现象磁力线磁力线就是用来描述磁场结构的一组曲线；磁力线上某点的切线方向是该点磁场方向；一、磁现象磁力线的特点1.磁力线是闭合的曲线；磁力线是闭合的曲线；2.2.磁力线磁力线是同心圆，环绕导线；是同心圆，环绕导线；3.3.离导线越近，磁力线越密，越远越生疏；离导线越近，磁力线越密，越远越生疏；4.4.磁力线的密度反映了磁场中各点磁场的强弱。磁力线的密度反映了磁场中各点磁场的强弱。5.5.在磁体外部，从N极出发进入S极为磁力线方向，在磁体内部，磁力线方向从S极到达N极，一、磁现象3.通电导体产生的磁场通电导体周围产生磁场，通的电流越强

18、，磁场就越强，反之越弱。电流方向改变，周围磁场方向也改变。磁场的方向用右手定则来判别。磁力线磁力线磁力线方向电流方向电流方向右手螺旋定则示意图I一、磁现象用右手握紧导线，大拇指伸直，指向电流的方向。四指弯曲所指的方向就是磁场的方向。长直流导线的磁场I1.直线电流的磁场140左视图左视图俯视图俯视图表示垂直于表示垂直于纸面向里纸面向里表示垂直于表示垂直于纸面向外纸面向外一、磁现象右手定则一、磁现象2.载流线圈的磁场用右手握紧环形导线，大拇伸直，四指弯曲指向电流的方向，大拇指所指的方向就是磁场的方向。载流线圈的磁场3.环形电流的磁场一、磁现象让右手弯曲的四指与环形电流的方向一让右手弯曲的四指与环形

19、电流的方向一致致,伸直的拇指所指的方向就是环形导伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向线轴线上磁感线的方向环形电流的磁场俯视图一、磁现象右手定则的应用右手螺旋定则不但可以用已知电流方向右手螺旋定则不但可以用已知电流方向判断它生产生的磁场方向，也可以用已判断它生产生的磁场方向，也可以用已知磁场方向判断产生磁场的电流方向。知磁场方向判断产生磁场的电流方向。载流线圈的磁场环形电流的磁场二、磁场的基本物理量1.磁通通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数，用 表示，磁通的单位是Wb，工程上常用比韦伯小的单位，叫Mx(麦克斯)，简称麦。)(x10b18麦（韦）MWBS面积一定时，如果通过

20、该面积的磁通越多，则表示磁场越强。二、磁场的基本物理量2.磁感应强度磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示。磁场中某点磁感应强度B的方向就是该点磁力线的切线方向。SB在数值上，磁感应强度B等于单位面积的磁通量。磁感应强度B的单位为特斯拉，用符号T表示。在工程上，常用较小的磁感应强度单位“高斯(GS).1T=101T=104 4 G GS S二、磁场的基本物理量3.导磁率表征磁介质磁性能的物理量，叫做导磁率（或导磁系数）用符号表示。单位：亨/米（H/m），亨（H）是电感的单位。真空的导磁率：m/10470H-相对导磁率相对导磁率：某种物质的磁导率某种物质的磁导率 与真空磁

21、导率与真空磁导率 0 0的比值称为相对磁导的比值称为相对磁导 率，率，用用 r r表示。表示。根据相对导磁率的大小反磁性物质，r小于1，如铜、银、碳和铋等。顺磁性物质，r略大于1，如铂、锡和铝等。铁磁性物质，r远大于1，如铁、镍、钴和这些金属的合金等。二、磁场的基本物理量4.磁场强度磁场强度时一个矢量，常用字母磁场强度时一个矢量，常用字母H H表示，其大小表示，其大小等于磁场中某点的磁感应强度等于磁场中某点的磁感应强度B B与媒介质导磁率与媒介质导磁率 的比值。的比值。BH 磁场强度的单位是安培/米（A/m），较大单位是奥斯特。1奥斯特=80安培/米。在均匀媒介质中，磁场强度H的方向和所在点的

22、磁感应强度B的方向相同PS:同样的导线，通过同样的电流在同一相对位置的某一点，同样的导线，通过同样的电流在同一相对位置的某一点，如果磁介质如果磁介质 不同不同,就有不同的磁感应强度就有不同的磁感应强度B,B,但有相同的磁场但有相同的磁场强度强度H H三、电磁感应电磁感应的定义闭合回路中导体做切割磁感线运动时，导体闭合回路中导体做切割磁感线运动时，导体中产生的感应电流的现象叫电磁感应。中产生的感应电流的现象叫电磁感应。三、电磁感应感应电动势的计算sineBvL式中：B 磁感应强度，单位（T）L导体有效长度，单位（m）v导体运动速度，单位（m/s）e感应电动势，单位（v）导体运动方向与磁力线的夹角

23、PS:当=0时，表示导线运动方向与磁力线平行，这时e=0；当=90时，表示导体垂直于磁力线运动，切割磁力线最大，感应电动势e也最大，e=BvLNSI=0=90三、电磁感应感应电动势的计算sineBvL式中：B 磁感应强度，单位（T）L导体有效长度，单位（m）v导体运动速度，单位（m/s）e感应电动势，单位（v）导体运动方向与磁力线的夹角PS:当=0时，表示导线运动方向与磁力线平行，这时e=0；当=90时，表示导体垂直于磁力线运动，切割磁力线最大，感应电动势e也最大，e=BvLNSI=0=90三、电磁感应感应电动势的方向 导体上感应电动势的方向可用右手定则右手定则决定。将右手的掌心迎着磁力线，大

24、拇指指向导线运动速度v的方向，四指的方向就是感应电动势e的方向。三、电磁感应1.法拉第电磁感应定律当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值，即电动势正比于磁通量对时间变化率的负值，即te-对N匝线圈，其感应电动势：tN-e三、电磁感应2.楞次定律当闭合线圈回路中磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，它的方向总是阻碍闭合回路中原来磁通量的变化，即闭合线圈回路中的感应电流，它又要产生磁

25、场，其磁场的方向总是阻碍闭合回路中原来磁通的变化。四、磁场对通电导体的作用1.电磁力的定义磁场对载流导体的作用力叫电磁力。2.电磁力的大小sinBILF 式中 B磁感应强度，单位（T）I导体中流过的电流，单位（A）L导体在磁场中的有效长度，单位（m）电磁力，单位牛顿（N）PS:当=0时，表示导体与磁力线平行，导体受到的磁力F=0；当=90时，表示导体与磁力线，导体受到的磁力最大，为Fm=BIL。四、磁场对通电导体的作用3.电磁力的方向 通电直导体在磁场中受力的方向可用左手定则左手定则判断。左手定则将左手伸平，大拇指与四指垂直，让磁力线穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向就是导体受力方向

26、。五、自感与互感现象1.自感现象定义定义：由于回路中电流变化，产生的磁通量发生变化，：由于回路中电流变化，产生的磁通量发生变化，而在自己回路中激发感应电动势的现象叫做而在自己回路中激发感应电动势的现象叫做自感现象自感现象，这种感应电动势叫做这种感应电动势叫做自感电动势自感电动势。ui+-磁链与线圈电流i之比称为线圈的自感系数，简称电感，用符号L表示，单位亨（H）。则电感的大小为iL N其中，五、自感与互感现象2.互感现象定义：当线圈当线圈1 1中的电流变化时所激发的变化磁场，会在它相中的电流变化时所激发的变化磁场，会在它相邻的另一线圈邻的另一线圈2 2中产生感应电动势；同样，线圈中产生感应电动

27、势；同样，线圈2 2中上的电流中上的电流变化时，也会在线圈变化时，也会在线圈1 1中产生感应电动势。这种现象称为中产生感应电动势。这种现象称为互感互感现象现象，所产生的感应电动势称为，所产生的感应电动势称为互感电动势互感电动势。21121ddIMdtdt-12212ddIMdtdt-M为互感系数。第三节 交流电路一、单相交流电路 交流电是指电路中的电动势、电压及电流的大小和方向都随时间变化。交流电周期性交流电大小和方向随时间按一定规律作周期性变化的交流电叫做周期性交流电，应用最广泛的是正弦交流电。Tut1.概述一、单相交流电路1.描述交流电大小的物理量交流电在某一瞬时的数值，称为瞬时值。常用英

28、文的小写字母表示。如电流用i、电压用u、电动势用e表示。交流电的最大瞬时值，称为交流电的最大值。常用英文的大写字母加下角“m”表示。如Im,Um,Em。交流电与直流电分别通过相同的电阻时，在一周期内使其交流电与直流电分别通过相同的电阻时，在一周期内使其发热量相等，这个直流电流的值就叫做交流电的有效值。用，这个直流电流的值就叫做交流电的有效值。用 E E、U U、I I表示。表示。交流电正半周内，其瞬时值得平均数为交流电的平均数，平均值=0.637最大值瞬时值最大值有效值平均值描述交流电大小的四个物理量：瞬时值、最大值、有效值、平均值之间的关系：mpmm637.02/707.0IIIIII或I交

29、流电流有效值；Im交流电流最大值；IP交流电流平均值。一、单相交流电路2.描述交流电变化快慢的物理量交流电变化一次所需要的时间成为交流电的周期。单位是秒（s）。周期用符号T表示。交流电的频率是指1s内交流电重复变化的次数。用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。我国的工频是50Hz。角频率就是交流电每秒钟变化的角度，常用来表示。单位是rad/s（弧度/秒）。周期频率角频率一、单相交流电路Tut主要关系：2/ff2/1ff/1或或TT交流电的角频率（rad/s）；f交流电的频率（Hz）；T交流电的周期（s）圆周率（取3.14）。一、单相交流电路3.正弦交流电的初相角、相位、相位差设正弦交流电流角频率：

30、决定正弦量变化快慢幅值：决定正弦量的大小幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：决定正弦量起始位置 msin iItI Im m 2 Tit O一、单相交流电路 （t+t+）称为相位角（简称称为相位角（简称:相位相位)，表示正弦交流电，表示正弦交流电变化的进程。变化的进程。在在 t t=0 =0 时刻以前，正弦交流电具有的角度称为初相角，用时刻以前，正弦交流电具有的角度称为初相角，用 0 0表示，简称初相。表示，简称初相。相位角初相角 tO0 两同频率的正弦量之间的初相位之差。相位差一、单相交流电路例：m1sin()uU t12()()tt-12若若-120 uiu i tOm2sin

31、()iIt一、单相交流电路-129090-120 -120-12180uitui OuituiOtuiuiOuitui90O一、单相交流电路4.邹肤效应趋肤效应亦称为“集肤效应”。交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。一、单相交流电路用导线把负载（电动机、电势器）与交流电源连接用导线把负载（电动机、电势器）与交流电源连接起来的电路。负载一般用电阻起来的电路。负载一般用电阻R R、电感、电感L L、电容、电容C C三三个参数表示。个参数表示。交流电路电阻R表示电路中消耗电能负载的参数。一般交流电路中的电阻比直流的大（集肤效

32、应影响）电感L表示电路中具有存储磁场能量特征负载的参数。电容C表示电路中具有存电场能量特征负载的参数。2.纯电阻电路一、单相交流电路纯电阻电路就是电路中只有电阻。1.纯电阻电路中电压与电流的关系iR u1 1）电阻元件上的电压、电流关）电阻元件上的电压、电流关系系RUI 2)2)电压、电流的瞬时值表达式为：电压、电流的瞬时值表达式为：2sinuUtm2sinsinuUitItRR一、单相交流电路一、单相交流电路Riu+_PpptO有功功率RURIIUP22PS:通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。2.纯电阻电路中的功率一、单相交流电路Riu+_ituOI

33、U相量图相量图pPuOuOu纯电阻电路纯电阻电路波形图波形图一、单相交流电路3.纯电感电路纯电感电路就是电路中只有电感（电阻、电容不考虑）。)90(sin2tLItIisin2ttILud)sin2d()90(sin2 tU假设频率相同电压超前电流电压超前电流 U=I.U=I.L LtiLudd iu+-eL+-L一、单相交流电路1.纯电感电路中电流与电压的关系1）电压与电流的相位关系。iu+-eL+-Lutu iiOUI相量图相量图纯电感电路图纯电感电路图纯电感电路电压纯电感电路电压电流波形图电流波形图电流的相位滞后于电压90，且同为同频率正弦量。一、单相交流电路2）电压和电流有效值的关系电

34、感电路的电压有效值与电流有效值的比值为：LIUL表示电感对交流电的电抗作用，简称为感抗，以“XL”表示，单位为。由此可知，感抗与频率成正比。对恒定的直流来说，频率f为零，感抗亦为零。恒定直流电路中不考虑电感这个参数，电感有短路直流的作用。LLXLf2LX2UIfL,LI XfO感抗感抗X XL L是频率的函是频率的函数数一、单相交流电路2.纯电感电路功率p 0ui+-ui+-ui+-ui+-+p 0p 0 感性感性)XL XCCUIRU(0 容性容性)XL XC时 0，电压超前电流，电路呈电感电路性质。当XLXC时0，电压滞后电流，电路呈电容电路性质。当XL=XC时=0，电流与电压同相位，电路

35、呈电阻电路性质。|Z|RX阻抗三角形一、单相交流电路RLC电路的功率在RLC 串联电路中串联电路中，因为i=0，所以=u-i=u可设i=Imsint，u=Umsin（t+u）1）无功功率Qsin2UIXIIUQX一、单相交流电路SQP功率三角形2）视在功率S在正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积，称为电路的视在功率，用符号S表示，视在功率单位是伏安（VA）或千伏安（kVA）。UIS 22SPQsinQUIcosPUI一、单相交流电路功率因数SQP功率三角形SPXXRRCL-22cosuiRLRuLuCLUCIRLII向量图可知：在电压向量图可知：在电压U U和和R R L L参数不变的

36、情况下（即参数不变的情况下（即i iRLRL和和coscos 不变）若增不变）若增大电容值，大电容值，i iC C相应增大相应增大，但但总的电流总的电流i i减小，且减小，且i i与与u u之间的相位差之间的相位差变小变小,L L变大，即功率因数变大，即功率因数coscos提高了。提高了。必须注意功率因数不能提高到等于必须注意功率因数不能提高到等于1，以防止电路发生谐振产生过电压，以防止电路发生谐振产生过电压，损坏电气设备。损坏电气设备。二、三相交流电路1.概述1.三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。如果以同样电压将同样大小的功率输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。三相

37、交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运行特性好等等。因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。二、三相交流电路2.三相正弦交流电动势的产生n+XYZB+SNC铁心绕组+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图+eAeBeCXABYCZ+三相绕组示意图三相绕组示意图AX单相绕组单相绕组三相绕组的三相电动三相绕组的三相电动势幅值相等势幅值相等,频率相频率相同同,彼此之间相位相彼此之间相位相差差120。二、三相交流电路3.三相正弦交流电动势的表示方法由于电机结构的原因,这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等,频率相同,彼此之间相位相差120。可将其表示为：si

38、n240sin1sisi21nn020CBmAmmmeeEtEeEttEt-ZAXYNSC-+B二、三相交流电路4.相序120120U UA A U UB B 120120120120三相电压相量图三相电压相量图120120120e0eAeBeC电源的电压达到最大值的顺序叫相序。电源的电压达到最大值的顺序叫相序。定义定义AA为正序为正序定义定义AA为负序为负序A相B相C相A,B,C三相常用黄黄、绿绿、红红表示2.三相电源供电方式二、三相交流电路1 1）三相三线制）三相三线制三条相线三条相线向负载供电。向负载供电。可以可以Y Y星性或三角星性或三角形连接。形连接。2）三相四线制）三相四线制通过三

39、条相线和电源中通过三条相线和电源中性线向负载供电。可以供给两种电压：性线向负载供电。可以供给两种电压：线电线电压压、相电压相电压。3）三相五线制）三相五线制三条相线、中性线三条相线、中性线N N、保、保护接地线护接地线PENPEN二、三相交流电路1.星形（Y）连接把发电机三相绕组的末端XYZ接成一点。而把始端A、B、C作为与外电路相联接的端点。这种联接方式称为电源的星形联结。CU+BU+AUXYZNBCAeA+eC+eB+ABU+BCU+CAU二、三相交流电路相电压相电压Up：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压CBAUUU、线电压线电压Ul：端线与端

40、线间的电压：端线与端线间的电压CABCABUUU、三相四线制N N中点中点或零点或零点N NABCAUBUCUABUBCUCAU火线火线中线或零线中线或零线火线火线火线火线线电线电压压相电相电压压三相四线制线电压与相电压的关系二、三相交流电路AXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU 30BU-ABUAUCUBU向量图BAABUUU-CBBCUUU-ACCAUUU-303AABUU 由向量可由向量可得得303PU 30LU二、三相交流电路UBCUBUABUAUCAUCUBUAUC303030对称三相电源星形连接的相、线电压相量图线电压与相电压的关系：线电压与相电压的

41、关系：000330330330ABBCCAABCUUUUUU由此可知，在数值上线电压是相电压的 倍；在向量上线电压超前相电压30.3二、三相交流电路1.三角形（）连接发电机三相绕组依次首尾相连，引出三条线，称为三角形连接。ABCCCAUU pUUl AABUU BBCUU 线电压等于相电压二、三相交流电路2）三角形连接ZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI三相负载分别接在两根相线之间，这种接法叫负载的三角形联结。相电流相电流:流过每相负载的电流流过每相负载的电流ABIBCICAI线电流线电流:流过端线的电流流过端线的电流CBAIII、二、三相交流电路3.三相

42、负载的连接1）星形（Y）连接三相负载分别接在相线与中线之间，这种接法叫负载的星形联结。ACB NZZZ1）线电流：）线电流：流过相线的电流叫线电流，用流过相线的电流叫线电流，用IL表示。表示。2）相电流：）相电流：流过负载的电流叫相电流，用流过负载的电流叫相电流，用Ip表示。表示。3）中线电流）中线电流:流过中线的电流叫中线电流。流过中线的电流叫中线电流。4）负载承受电压）负载承受电压:星形联结负载承受相电压。星形联结负载承受相电压。5）线电流与相电流的关系）线电流与相电流的关系：线电流等于相电流。：线电流等于相电流。AAAZUIBBBZUICCCZUIPLII二、三相交流电路CAI-IBCI

43、ABIUBCUABUCA30ICIBAI1）负载承受电压）负载承受电压三角形联结负载承受线电压，三角形联结负载承受线电压，线电压等于相电压，线电压等于相电压，2）线电流）线电流=相电流，相电流，且滞后相且滞后相电流电流30。30330AABII-AABUU4.三相电路的功率二、三相交流电路在三相电路中，负载消耗的总有功功率为各相有功功率之和，即：CCCBBBAAACBAIUIUIUPPPPcoscoscos三相有功功率：三相有功功率：三相无功功率：三相无功功率：三相视在功率：三相视在功率：cos3cos3LLphphIUIUPsin3sin3LLphphIUIUQLLphphIUIUS33有功、无功、视在功率之间的关系为：有功、无功、视在功率之间的关系为：22QPS22QSP-22PSQ-SQP功率三角形