1、电工基础n第一章第一章 基础知识基础知识 n第二章第二章 直流电路直流电路n第三章第三章 正弦交流电路正弦交流电路n第四章第四章 三相电路三相电路n第五章第五章 磁路与变压器磁路与变压器上一页下一页返 回上一页下一页返 回n正弦交流电得到广泛应用:n正弦交流电容易产生，并能用变压器改变电压，便于输送和使用；n交流电机结构简单、工作可靠、经济性好上一页下一页返 回图图3.1 白炽灯电路白炽灯电路 图图3.2 日光灯电路日光灯电路上一页下一页返 回n镇流器串联在电路中，它的作用是帮助灯管启动，灯镇流器串联在电路中，它的作用是帮助灯管启动，灯管正常发光时稳定电流；管正常发光时稳定电流；n启辉器并联在
2、灯管两端，它是帮助灯管启动的。启辉器并联在灯管两端，它是帮助灯管启动的。n日光灯发光原理简单叙述如下：开关闭合，电源接通。日光灯发光原理简单叙述如下：开关闭合，电源接通。此时灯管未发光，电压全加在启辉器上，启辉器动静此时灯管未发光，电压全加在启辉器上，启辉器动静触片接触，使电路接通，灯管中灯丝有电流通过。此触片接触，使电路接通，灯管中灯丝有电流通过。此时启辉器动静触片断开，整个电路电流突然中断，镇时启辉器动静触片断开，整个电路电流突然中断，镇流器此时产生很高的感应电动势，与电源电压串联后，流器此时产生很高的感应电动势，与电源电压串联后，全部加在灯管两端。使灯管内汞气弧光放电，紫外线全部加在灯管
3、两端。使灯管内汞气弧光放电，紫外线激发荧光粉，发出近似日光的可见光。激发荧光粉，发出近似日光的可见光。上一页下一页返 回n1.掌握白炽灯串联电感调光电路的组成及接线，如图3.3所示。n2.了解正弦交流电路的组成特点。n3.体会交直流电路的区别。n4.掌握交流电路的测量方法。图图3.3 3.3 白炽灯串联电感调光电路白炽灯串联电感调光电路上一页下一页返 回上一页下一页返 回表表3-1 3-1 调光电路的电压测量调光电路的电压测量 市电U（V）镇流器电压U1（V）灯管电压U2（V）不接入电容C 接入电容C 上一页下一页返 回n（1）如图3.5（a）所示，示波器两个探头的接地端必须同时接在B点，两个
4、探针分别接于A点和C点。否则，如果照图3.5（b）接线会造成镇流器短路，灯泡此时仍接在220V电源上，这是因为两个接地端在示波器内部是连在一起的。n（2）按照图3.5（a）接线后，因为u1与u2的参考方向取的相反，其中的一个波形必须取反后才能在同样的参考方向下进行比较。最后示波器上显示图3.4的波形。上一页下一页返 回图图3.4 u1与与u2的波形的波形 上一页下一页返 回(a)正确测量法正确测量法 (b)错误测量法错误测量法图图3.5 观察双踪波形时的两探头位置观察双踪波形时的两探头位置 上一页下一页返 回上一页下一页返 回n1在步骤3中我们观察到的镇流器两端电压u1及白炽灯两端电压u2的波
5、形都是按正弦规律变化的，称为正弦交流电。仔细观察波形，思考正弦交流电的特征是什么？上一页下一页返 回n2分析表3-1所记录的数据，我们发现了一个令人费解的现象：电路的端电压不等于各分电压之和，即UU1+U2，且U U1+U2。显然，直流电路分析与计算电路的方法并不能完全照搬到交流电路。之所以会出现上述现象，是因为电路中出现了电感性与电容性负载。那么在由电阻、电感、电容组成的交流电路中，如何分析电路特性和计算电路参数呢？上一页下一页返 回n3在观察波形时，我们发现电压u1及u2存在一定的相位差。相位在交流电路是一个十分重要的物理量。当同一个电流流过不同类型的负载时，负载上电压的相位不同。上一页下
6、一页返 回n4从表3-1中还可以看出，没有接入电容C时，u1及u2之间的相位差接近于/2，也就是说，镇流器（电感）上的电压超前白炽灯（电阻）上的电压/2，这是一个十分重要的现象。我们还发现，并联电容之后，出现了两个现象：一是虽然U U1+U2，但U1和U2的值都比原来缩小了，U1与U2之和较接近于U了；二是u1及u2之间的相位差也缩小了。这是提高电感性电路用电质量常用的方法，问题的归结点仍旧是电感与电容元件的特性不同。上一页下一页返 回上一页下一页返 回频率、幅值和初相位频率、幅值和初相位(a)直流电直流电 (b)交流电交流电 (c)脉冲电脉冲电图图3.6 电流波形图电流波形图 上一页下一页返
7、 回（a a）用）用t t表示表示 (b)(b)t t表示表示图图3.7 正弦交流电波形图正弦交流电波形图 f=1/T =2/T=2 f上一页下一页返 回上一页下一页返 回图图3.8 交流电的有效值交流电的有效值 上一页下一页返 回上一页下一页返 回 例例3-1 上一页下一页返 回解：解：222)ft2sin(310)tsin(UuuumV)30t314sin(310A)60t314sin(1.14)tsin(Iiim上一页下一页返 回图图3.9 例例3-1的波形的波形 上一页下一页返 回)t(u)(it上一页下一页返 回上一页下一页返 回图图3.10 两正弦量同相位和反相位两正弦量同相位和反
8、相位 上一页下一页返 回图图3.11 正弦交流电的旋转矢量图正弦交流电的旋转矢量图 上一页下一页返 回上一页下一页返 回jmmmmeII)sinj(cosIIjIeI)sinj(cosIImI ImII上一页下一页返 回 例例3-3 2222上一页下一页返 回解：解：222V220222202UUmA1022102IImV110221102EEm上一页下一页返 回V)110j3110()6sin(220j)6cos(220UA)5 j35()6sin(10j)6cos(10IV)355j55()3sin(110j3cos110EV6220UA610IA610I上一页下一页返 回Ve220U6j
9、Ae10I6jVe110E3j 图图3.12 例例3-3的相量图的相量图上一页下一页返 回 例例3-4 22（a a）电路图电路图 (b)(b)相量图相量图图图3.13 3.13 例例3-43-4的电路及相量图的电路及相量图上一页下一页返 回解：解：A1068III222221II上一页下一页返 回o3068arctg2上一页下一页返 回III2上一页下一页返 回IIIII上一页下一页返 回tsinIimtsinUtsinRIiRummRIUmmRIUIUmmRIU上一页下一页返 回(a)(a)瞬时值表示瞬时值表示 (b)(b)有效值表示有效值表示 图图3.14 纯电阻电路纯电阻电路 上一页下
10、一页返 回（a）波形图）波形图 (b)相量图相量图 (c)瞬时功率图瞬时功率图图图3.15 纯电阻电路的波形图与相量图纯电阻电路的波形图与相量图 上一页下一页返 回2T0dt)t2cos1(UIT1PRURIUI222上一页下一页返 回 例例3-5 2上一页下一页返 回解：解：222IU上一页下一页返 回图图3.16 例例3-5的相量图的相量图 上一页下一页返 回 dtdiLedtdiLeu)90tsin(UtcosLIdt)tsinI(dLdtdiLummmIUIUmm上一页下一页返 回上一页下一页返 回(a)(a)瞬时值表示瞬时值表示 (b)(b)相量表示相量表示 图图3.17 3.17
11、纯电感电路纯电感电路 上一页下一页返 回（a）波形图）波形图 (b)相量图相量图 (c)瞬时功率图瞬时功率图图图3.18 3.18 纯电感电路的波形图与相量图纯电感电路的波形图与相量图上一页下一页返 回LjXIULLI jXI jU上一页下一页返 回LLLLLLLXUXIUIQ22上一页下一页返 回 例例3-6 上一页下一页返 回解：解：2222IU上一页下一页返 回图图3.19 例例3-7的相量图的相量图上一页下一页返 回dtduCdtdqiidtCu1)90sin()sin(tItCUdttUdCdtduCimmm上一页下一页返 回fCCXC211CIUIUmm1上一页下一页返 回(a)(
12、a)瞬时值表示瞬时值表示 (b)(b)相量表示相量表示 图图3.20 纯电容电路纯电容电路 上一页下一页返 回（a）波形图）波形图 （b）相量图）相量图 （c）瞬时功率图）瞬时功率图 图图3.21 纯电容电路的波形图与相量图纯电容电路的波形图与相量图上一页下一页返 回CjXIUCjICIjXIjUC1上一页下一页返 回电容电路所吸收的瞬时功率为p=ui=UmsintImsin(t+90)=UIsin2t，作出瞬时功率曲线图如图3.21(c)。一个周期内的有功功率为零。与电感相似，电容与电源功率交换的最大值，称为无功功率，用QC表示，即CXU2上一页下一页返 回IU上一页下一页返 回 例例3-8
13、 2上一页下一页返 回解：解：10101001000116CXC222IU上一页下一页返 回图图3.22 例例3-8的相量图的相量图 上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回图图3.23 白炽灯串联电感调光电路白炽灯串联电感调光电路 （a）电阻上电压与电流相量图）电阻上电压与电流相量图 (b)电感上电压与电流相量图电感上电压与电流相量图 (c)R、L串联电路的相量图串联电路的相量图图图3.24 R、L串联电路的相量图串联电路的相量图上一页下一页返 回URULUZIXRI)IX()IR(UUU2L22L22L2R2L2XRZZ上一页下一页返 回ZI)jXR(IXI jRIUUULL
14、LR上一页下一页返 回（a）电压三角形）电压三角形 (b)阻抗三角形阻抗三角形 (c)功率三角形功率三角形图图3.25 电压、阻抗、功率三角形电压、阻抗、功率三角形 上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回3-3122QPS上一页下一页返 回 例例3-9 V3.219160150UUU222L2R上一页下一页返 回 例例3-10 73.05110400UIPcos165400IPR22225110IUZ15RZX22LmH485014.3215f2XLL上一页下一页返 回 例例3-11 解：解：13700136002000XRZ222L2mA7.277.13380ZUI上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回IUZ 2IPR 22LRZXf2XXLLLUIPZRcos上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回图图3.26 日光灯电路测量图日光灯电路测量图 上一页下一页返 回上一页下一页返 回电路情况测量值计算值U(V)I(A)P(W)（）R（）XL（）L(H)cos未并电容并入电容上一页下一页返 回上一页下一页返 回
