电工与电子全册配套完整精品课件1.ppt

1、电工与电子全册配套完整电工与电子全册配套完整 精品课件精品课件1 1 注册培训注册培训 电工电子技术电工电子技术 1电场与磁场电场与磁场 n1.1 库仑定律库仑定律 n1.2 高斯定理高斯定理 n1.3 环路定律环路定律 n1.4 电磁感应定律电磁感应定律 1.1 库仑定律库仑定律 n处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的 相互作用力的大小，与每个点电荷的电量成正比，相互作用力的大小，与每个点电荷的电量成正比， 与两个点电荷间距离的平方成反比，作用力的方向与两个点电荷间距离的平方成反比，作用力的方向 沿着两个点电荷的连线。沿着两个点电荷的连线。

2、同性电荷相互排斥，而异同性电荷相互排斥，而异 性电荷相互吸引。性电荷相互吸引。 n电荷电荷 q1 对对 q2 的作用力的作用力 12 21 2 q q Fk r n电荷电荷 q1 对对 q2 的作用力的作用力 12 F 12 1221 2 q q FkF r n 是新引进的另一基本常数，称为真空中的是新引进的另一基本常数，称为真空中的 电容率（介电常数），其精确值和单位是电容率（介电常数），其精确值和单位是 0 1 4 k 0 12 0 8.85 10F/m 电场强度电场强度 2 00 4 Fq E qr 1.2 高斯定理高斯定理 n穿过静电场中任一闭合面的电通量穿过静电场中任一闭合面的电通量

3、 ，等于包围在该，等于包围在该 闭合面内所有电荷之代数和闭合面内所有电荷之代数和 的的 倍，而与闭合面外倍，而与闭合面外 的电荷无关。这一结论称为真空中静电场的高斯定理。的电荷无关。这一结论称为真空中静电场的高斯定理。 S d ES 0 1 i S i dq ES 电通量电通量 0 1 1.3 环路定律环路定律 静电场中场强静电场中场强 的环流的环流 恒等于零。这一结论是恒等于零。这一结论是 电场力作功与路径无关电场力作功与路径无关 的必然结果，称为静电的必然结果，称为静电 场的环路定理。场的环路定理。 d0 l El n静电场的高斯定理和环路定理是描述静电场规静电场的高斯定理和环路定理是描述

4、静电场规 律的两条基本定理。高斯定理指出静电场是有律的两条基本定理。高斯定理指出静电场是有 源的；环路定理指出静电场是有势的，并且是源的；环路定理指出静电场是有势的，并且是 一种保守力场。因此，要完全地描述一个静电一种保守力场。因此，要完全地描述一个静电 场，必须联合运用这两条定理。用环路定理可场，必须联合运用这两条定理。用环路定理可 以证明，静电场中的电场线不能形成闭合曲线。以证明，静电场中的电场线不能形成闭合曲线。 1.4 电磁感应定律电磁感应定律 n不论任何原因，当穿过闭合导体不论任何原因，当穿过闭合导体 回路所包围面积的磁通量回路所包围面积的磁通量 发生发生 变化时，在回路中都会出现感

5、应变化时，在回路中都会出现感应 电动势电动势 , 而且感应电动势的大而且感应电动势的大 小总是与磁通量对时间小总是与磁通量对时间 t 的变化的变化 率率 成正比。成正比。 1 d dt 1 d dt n 1该公式是针对单匝回路而言的，如果导体回路该公式是针对单匝回路而言的，如果导体回路 是由是由N匝线圈绕制而成的，且穿过每匝线圈的磁通匝线圈绕制而成的，且穿过每匝线圈的磁通 量均相同，都为量均相同，都为 ，则公式中的磁通量，则公式中的磁通量 就应该用就应该用 磁链磁链 来表示，因此，对来表示，因此，对 N 匝线圈的感应电动势匝线圈的感应电动势 的计算，应该用下面的表示式的计算，应该用下面的表示式

6、 n 1 dd N dtdt n2电磁感应定律中的负号反映了感应电动电磁感应定律中的负号反映了感应电动 势的方向与磁通量变化状况的关系，是楞势的方向与磁通量变化状况的关系，是楞 次定律的数学表示，是法拉第电磁感应定次定律的数学表示，是法拉第电磁感应定 律的重要组成部分。律的重要组成部分。 因此，如何正确理解和运用上式中的负因此，如何正确理解和运用上式中的负 号，来判断感应电动势的方向，是掌握好号，来判断感应电动势的方向，是掌握好 法拉第电磁感应定律的一个重要方面。法拉第电磁感应定律的一个重要方面。 真题练兵：真题练兵： n设真空中点电荷设真空中点电荷+q1和点电荷和点电荷+q2相距相距2a，且

7、，且 q2= 2q1， ，以 以+q1为中心，为中心，a为半径形成封闭球面，为半径形成封闭球面， 则通过该球面的电通量为：则通过该球面的电通量为： （A）3 q1 （B）2 q1 （C） q1 （D）0 答案：答案： （C） 结结 束束 2 直流电路直流电路 2.1 电路基本元件电路基本元件 2.2 欧姆定律欧姆定律 2.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 2.4 叠加原理叠加原理 2.5 戴维南定理戴维南定理 预备知识：预备知识： 电路的基本概念电路的基本概念 1 1、电路的组成、电路的组成 2 2、电压电流的方向、电压电流的方向 电路的定义和组成：电路的定义和组成： n电路是电流的通路，它是为了

8、某种需要由某些电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些 电工设备或元件按一定方式组合起来的。电工设备或元件按一定方式组合起来的。 电路的组成：电源、负载、中间环节三部分。电路的组成：电源、负载、中间环节三部分。 发电机发电机 电灯电灯 电动机电动机 电炉电炉 升压升压 变压器变压器 降压降压 变压器变压器 输电线输电线 电源电源中间环节中间环节 负载负载 电源：将非电能转换成电能的装置，电源：将非电能转换成电能的装置， 例如：发电机、干电池例如：发电机、干电池 负载：将电能转换成非电能的装置，负载：将电能转换成非电能的装置， 例如：电动机、电炉、灯例如：电动机、电炉、灯 中间环节：连接电源和负

9、载的部分，其传输和分中间环节：连接电源和负载的部分，其传输和分 配电能的作用。例如：输电线路配电能的作用。例如：输电线路 电路中电流、电压的方向电路中电流、电压的方向 电压和电流方向电压和电流方向： 实际方向实际方向 参考方向参考方向 实际方向实际方向： 物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。 参考方向：参考方向： 在分析计算时，对电量人为规定的方向。在分析计算时，对电量人为规定的方向。 物理量的实际方向物理量的实际方向 电路分析中的电路分析中的正方向正方向（参考方向）（参考方向） 问题的提出问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电

10、路如何求解？的实际方向，电路如何求解？ 电流方向电流方向 AB？ 电流方向电流方向 BA？ E1 AB R E2 IR (1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；在解题前先设定一个正方向，作为参考方向； 解决方法解决方法 (3) 根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。 (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；系的代数表达式； 例例 已知：已

11、知： UE =2V, R=1 问：问： 当当U分别为分别为 3V 和和 1V 时，时，IR=? 解：解：(1) 假定电路中物理量的参考方向如图所示；假定电路中物理量的参考方向如图所示； (2) 列电路方程：列电路方程： RE U UU RE R UU U I RR RE UU U UE IRR a b U+ _ + _ UR+ _ UE (3) 数值计算数值计算 A1 1 21 V1 A1 1 2-3 3V R R IU IU （实际方向与参考方向一致）（实际方向与参考方向一致） （实际方向与参考方向相反）（实际方向与参考方向相反） E R UU I R U IRR a b U+ _ + _

12、UR+ _ (3) 为了避免列方程时出错，为了避免列方程时出错，习惯上习惯上把把 I 与与 U 的方向的方向 按相同方向假设。按相同方向假设。 (1) “实际方向实际方向”是物理中规定的，而是物理中规定的，而“参考方向参考方向”则则 是人们在进行电路分析计算时是人们在进行电路分析计算时, 任意假设的。任意假设的。 (2) 在以后的解题过程中，注意一定要在以后的解题过程中，注意一定要先假定先假定物理量物理量 的的参考方向，然后再列方程参考方向，然后再列方程 计算计算。 缺少缺少“参考方向参考方向”的物理量是无意义的的物理量是无意义的. 提示提示 任意任意指定一个方向作为电流的方向。指定一个方向作

13、为电流的方向。 把电流看成代数量。把电流看成代数量。 若：若： 电流的参考方向与它的实际方向电流的参考方向与它的实际方向一致一致，则电流为，则电流为正值正值； 电流的参考方向与它的实际方向电流的参考方向与它的实际方向相反相反，则电流为，则电流为负值负值。 2、参考方向：、参考方向： 1、实际方向：、实际方向： 正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。 （一）电流（一）电流 小结：电流和电压的参考方向小结：电流和电压的参考方向 3、电流参考方向的表示方法、电流参考方向的表示方法 AB i AB i 箭头或双下标箭头或双下标 （二）电压（二）电压 1、实际方向：、实际方向： 高电位指向低电位的方向。高

14、电位指向低电位的方向。 2、参考方向：、参考方向： 任意选定一个方向作为电压的方向。任意选定一个方向作为电压的方向。 当电压的参考方向和它的实际方向当电压的参考方向和它的实际方向一致一致时，时， 电压为电压为正值正值； 反之，当电压的参考方向和它的实际方向反之，当电压的参考方向和它的实际方向相相 反反时，电压为时，电压为负值负值。 正负号正负号 u _ + A B UAB （高电位在前，低电位在后）（高电位在前，低电位在后） 双下标双下标 箭箭 头头 u A B 3、电压参考方向的表示方法：、电压参考方向的表示方法： UAB = A- B 电流的参考方向与电压电流的参考方向与电压 的参考方向的

15、参考方向一致一致，则把，则把 电流和电压的这种参考方向称为电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向关联参考方向; 否则为否则为非关联参考方向非关联参考方向。 元件 i + _ u 三、关联参考方向三、关联参考方向 1、“实际方向实际方向”是物理中规定的，是物理中规定的， 而而“参考方向参考方向”是人们在进行电路分析计算时是人们在进行电路分析计算时 ，任意假设的。，任意假设的。 2、在以后的解题过程中，注意一定要、在以后的解题过程中，注意一定要 先假定先假定“正方向正方向” (即在图中表明物理量的参考即在图中表明物理量的参考 方向方向)， 然后再列方程计算然后再列方程计算。 缺少缺少“参考方向参

16、考方向”的物理量是无意义的。的物理量是无意义的。 注意注意 电源与负载性质的判别电源与负载性质的判别 电源电源：和的实际方向：和的实际方向相反相反。 电流从电源电流从电源“+ +”端流出，发出功率。端流出，发出功率。 负载：负载：和的实际方向和的实际方向相同相同。 电流从电源电流从电源“+ +”端流入，取用功率。端流入，取用功率。 I U RO UE R d c + - b a + _ 由电压电流的实际方向判别由电压电流的实际方向判别 2.1 电路基本元件电路基本元件 n电阻元件电阻元件 n电容元件电容元件 n电感元件电感元件 n补充：电压源和电流源补充：电压源和电流源 n 受控电源受控电源

17、电阻元件电阻元件 一、欧姆定律一、欧姆定律 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。 根据欧姆定律，电阻两端的电压和电流之间的关系可写成：根据欧姆定律，电阻两端的电压和电流之间的关系可写成： u=iR 在电压和电流的在电压和电流的关联关联方向下方向下 u=iR 在电压和电流在电压和电流非关联非关联方向下方向下 u= - iR R i + _ u R i + _ u 二、电阻元件的伏安特性二、电阻元件的伏安特性 以电压和电流为坐标，以电压和电流为坐标， 画出电压和电流的关系曲线。画出电压和电流的关系曲线。 O u i 电容元件电容元件 一、电容的定义一、电容的

18、定义 + u - +q -q C i 二、电容的特性方程二、电容的特性方程 dt du Ci 三、电容元件储存的能量三、电容元件储存的能量 )( 2 1 )( 2 tCutWc 电容元件在任何时刻电容元件在任何时刻t 所储存的所储存的电场能量电场能量 一、电感元件的特性方程一、电感元件的特性方程 +-u i L dt di Lu 二、电感元件储存的磁场能量二、电感元件储存的磁场能量 )( 2 1 2 tLiWL 电感元件电感元件 n（1）模型）模型 n（2）等效变换关系）等效变换关系 电压源和电流源电压源和电流源 伏安特性伏安特性1、标准电压源模型、标准电压源模型 o IREU I U E U

19、 I RO + - E Ro越大越大 斜率越大斜率越大 电压源电压源 2 2、理想电压源、理想电压源 （恒压源）（恒压源）: : RO= 0 时的电压源时的电压源. 特点特点：( (1）输出电）输出电 压不变，其值恒等于电动势。压不变，其值恒等于电动势。 即即 Uab E； （2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。 I E + _ a b Uab 伏安特性伏安特性 I Uab E + - S u + - s uu i = 0 + - s uu i + - S u 外电路外电路 3、理想电压源的不同状态、理想电压源的不同状态 空载空载有载有载 4、特殊情况、特殊情况 0 s

20、u 电压为零的电压源相当于短路。电压为零的电压源相当于短路。 恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定 设设: E=10V I E + _ a b Uab2 R1 当当R1 R2 同时接入时：同时接入时： I=10A R2 2 例例 当当R1接入时接入时 ： I=5A则：则： R E I 恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_E 恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_ I _ 会引起会引起 I 的变化。的变化。 外电路的改变外电路的改变 I 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是_ 的变化。的变化。 大小大小 方向方向 + _ I 恒压源特性小

21、结恒压源特性小结 E Uab a b R 1 1、标准电流源模型、标准电流源模型 IS RO a b Uab I o ab S R U II Is Uab I 外特性外特性 RO RO越大越大 特性越陡特性越陡 电流源电流源 2.2.理想电流源理想电流源 （恒流源（恒流源):): RO= 时的电流源时的电流源. 特点特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流流源电流 IS； a b I Uab Is I Uab IS 伏伏 安安 特特 性性 （2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。 s i + - u=0 i 外电路外电路 s i i 短路短路有载

22、有载 4、特殊情况、特殊情况 0 s i 电流为零的电流源相当于开路。电流为零的电流源相当于开路。 + - u 3、电流源的不同状态、电流源的不同状态 恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定 I UIsR 设设: IS=1 A R=10 时，时， U =10 V R=1 时，时， U =1 V则则: 例例 恒流源特性小结恒流源特性小结 恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_ Is 恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_ Uab _ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。 外电路的改变外电路的改变 Uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是

23、_的变化。的变化。 大小大小 方向方向 RIU sab a b I UabIsR 电压源中的电流电压源中的电流 如何决定如何决定？电流电流 源两端的电压等源两端的电压等 于多少于多少？ 例例I E R _ + a b Uab=? Is 原则原则：I Is s不能变，不能变，E E 不能变。不能变。 EIRU ab 电压源中的电流电压源中的电流 I= IS 恒流源两端的电压恒流源两端的电压 恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较 恒压源恒压源恒流源恒流源 不不 变变 量量变变 化化 量量 E + _ a b I Uab Uab = E （常数）（常数） Uab的大小、方向均为恒定，的大小、

24、方向均为恒定， 外电路负载对外电路负载对 Uab 无影响。无影响。 I a b UabIs I = Is （常数）（常数） I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定， 外电路负载对外电路负载对 I 无影响。无影响。 输出电流输出电流 I 可变可变 - I 的大小、方向均的大小、方向均 由外电路决定由外电路决定 端电压端电压Uab 可变可变 - Uab 的大小、方向的大小、方向 均由外电路决定均由外电路决定 受控电源受控电源 一、电源的分类一、电源的分类 电源电源独立电源独立电源 受控源受控源 电压源的电压和电流源的电压源的电压和电流源的 电流电流,不受外电路的影响。不受外电路的影响。 作

25、为电源或输入信号时，作为电源或输入信号时， 在电路中起在电路中起“激励激励”作用。作用。 受控电压源的电压和受控电压源的电压和 受控电流源的电流不是受控电流源的电流不是 给定的时间函数，而是给定的时间函数，而是 受电路中某部分的电流受电路中某部分的电流 或电压控制的或电压控制的。 又称为非独立电源。又称为非独立电源。 、电压控制电压源、电压控制电压源(VCVS) 1 u 1 u 2、电压控制电流源、电压控制电流源(VCCS) 1 gu 1 u 二、受控二、受控 源源 的类型的类型 3、电流控制电压源、电流控制电压源(CCVS) 1 i 1 i 1 ri 4、电流控制电流源（、电流控制电流源（C

26、CCS） 1 i 受控源分类受控源分类 U1 1 UE 压控电压源压控电压源 + - 1 UE + - E 压控电流源压控电流源 U1 12 UgI I2 12 UgI 流控电流源流控电流源 12 II I2 I1 12 II I1 + - 1 IrE 流控电压源流控电压源 1 IrE + - E 注意注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明 参考方向参考方向。 IRU 1.内容：流过电阻内容：流过电阻R的电流与电阻两端的电压的电流与电阻两端的电压U成正比。成正比。 2.表达式：表达式： I与与 U的方向一致的方向一致（1） R I U + _ 2.2 欧

27、姆定律欧姆定律 I与与 U 的方向不一致的方向不一致 （2）IRU （3）“+”“-”号的含义：式中号的含义：式中“+”“-”号是对号是对 电压电流参考方向是否一致而言；同时，电压电流参考方向是否一致而言；同时，I、U 本身数值也有本身数值也有“+”“-”号之分，是由物理量号之分，是由物理量 所设参考方向与实际方向是否一致决定。所设参考方向与实际方向是否一致决定。 R U I _ + R U I + _ 广义欧姆定律广义欧姆定律 ( (支路中含有电动势时的欧姆定律支路中含有电动势时的欧姆定律) ) EIRU ab R EU I ab 当当 UabE 时，时， I 0 表明方向与图中参考方向一致

28、表明方向与图中参考方向一致 当当 UabE 时，时， I 0，称，称u超前超前i； 0，称，称Z呈感性；呈感性； 当当 X 1，则有，则有UUU CL 当当Q1，表明在谐振时或接近谐振时，会在电感和电，表明在谐振时或接近谐振时，会在电感和电 容两端出现大大高于外施电压容两端出现大大高于外施电压U的高电压，称为的高电压，称为过电压过电压 现象现象，往往会造成元件的损坏。，往往会造成元件的损坏。 但谐振时但谐振时L和和C两端的等效阻抗为零（相当于两端的等效阻抗为零（相当于短路短路）。）。 并联谐振电路并联谐振电路 一、一、GLC并联电路并联电路 U I S I G I L I C I G Lj 1

29、 Cj 二、并联谐振的定义二、并联谐振的定义 .谐振同相时的工作状况称为与输入电流端口上的电压 IU 由于发生在并联电路中，所以称为由于发生在并联电路中，所以称为并联谐振并联谐振。 三、并联谐振的条件三、并联谐振的条件 0)(Im 0 jY 四、谐振频率四、谐振频率 角频率角频率 LC 1 0 LC f 2 1 0 频率频率 该频率称为电路的固有频率。该频率称为电路的固有频率。 五、并联谐振的特征五、并联谐振的特征 1、输入阻抗最大、输入阻抗最大 RjZ)( 0 2、端电压达最大值、端电压达最大值 S IjZU)()( 00 S RI 可以根据这一现象可以根据这一现象判别判别并联电路谐振与否。

30、并联电路谐振与否。 六、品质因数六、品质因数 并联谐振时有并联谐振时有 0 CL II所以并联谐振又称所以并联谐振又称电流谐振电流谐振。 S L I I Q )( 0 S C I I)( 0 G C 0 LG 0 1 L C G 1 如果如果Q1，则谐振时在电感和电容中会出现过电流，则谐振时在电感和电容中会出现过电流， 但从但从L、C两端看进去的等效电纳等于零，两端看进去的等效电纳等于零， 即阻抗为无限大，相当于即阻抗为无限大，相当于开路开路。 3.6 3.6 三相电路三相电路 一、对称三相电源一、对称三相电源 对称三相电源是由对称三相电源是由3 个个等幅值等幅值、同频率同频率、初相初相依依

31、次相差次相差120的正弦电压源连接成星形或三角形组成的正弦电压源连接成星形或三角形组成 的电源。的电源。 + - - A u A - -+ B u B C u +- - C N N + - - - - - - + + A u B u C u A B C 星形接法星形接法 三角形接法三角形接法 )cos(2tUuA )120cos(2tUuB )120cos(2tUuC 3 个电源依次称为个电源依次称为A相、相、B相和相和C相，它们的电压为：相，它们的电压为： O t u A u B u C u CBA uuu = 0 它们对应的相量形式为它们对应的相量形式为 A U 2 A U 0/UU A

32、120/UU B 120/UUC 是工程上为了方便而引入的是工程上为了方便而引入的单位相量算子单位相量算子。 120/1 120 120 120 A U C U B U CBA UUU = 0 二、三相电压的相序二、三相电压的相序 上述三相电压的相序（次序）上述三相电压的相序（次序）A、B、C称为称为 正序正序或顺序。或顺序。 与此相反，如与此相反，如B相超前相超前A相相120，C相超前相超前B 相相120， 这种相序称为这种相序称为反序反序或或逆序逆序。 电力系统一般采用正序。电力系统一般采用正序。 三、三相电路的基本概念三、三相电路的基本概念 1、端线：、端线： 从从3 个电压源正极性端子

33、个电压源正极性端子A、B、C向外引出的向外引出的 导线。导线。 2、中线：、中线： 从中（性）点从中（性）点N引出的导线。引出的导线。 3、线电压：、线电压： 端线之间的电压。端线之间的电压。 4、相电压、相电压 电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。 5、线电流、线电流 端线中的电流。端线中的电流。 6、相电流、相电流 各相电源中的电流或负载阻抗的电流。各相电源中的电流或负载阻抗的电流。 A u相电压相电压 AB u线电压线电压 线电流线电流 又是相电流又是相电流 A i A u 相电压相电压 又是线电压又是线电压 A i AB i 线电流线电流 相电流相电

34、流 + - - A u A - -+ B u B C u +- - C N N + - - - - - - + + A u B u C u A B C iA iA iAB 四、电源和负载的连接四、电源和负载的连接 1、负载的连接方式、负载的连接方式 负载也可以连接成星形或三角形。负载也可以连接成星形或三角形。 当三相阻抗相等时，就称为当三相阻抗相等时，就称为对称三相负载对称三相负载。 2、三相电路、三相电路 从对称三相电源的从对称三相电源的3个端子引出具有相同阻抗个端子引出具有相同阻抗 的的3条端线（或输电线），把一些对称三相负载连接条端线（或输电线），把一些对称三相负载连接 在端线上就形成了

35、在端线上就形成了对称三相电路对称三相电路。 实际三相电路中，三相电源是对称的，实际三相电路中，三相电源是对称的，3条端条端 线阻抗是相等的，但线阻抗是相等的，但负载负载则则不一定是对称不一定是对称的。的。 3、三相电路的连接方式、三相电路的连接方式 三相电源为星形电源，负载为星形负载，称三相电源为星形电源，负载为星形负载，称 为为Y-Y连接方式；连接方式； 三相电源为星形电源，负载为三角形负载，三相电源为星形电源，负载为三角形负载， 称为称为Y-连接方式；连接方式； 此外还有此外还有- Y连接方式和连接方式和-连接方式。连接方式。 线电压线电压( (电流电流) )与相电压与相电压( (电流电流

36、) )的关系的关系 三相电源的线电压和相电压、线电流和相电流之间三相电源的线电压和相电压、线电流和相电流之间 的关系都与连接方式有关。对于三相负载也是如此。的关系都与连接方式有关。对于三相负载也是如此。 一、线电压与相电压的关系一、线电压与相电压的关系 1、星形连接、星形连接 + - - A u A - -+ B u B C u +- - C N N 对于对称星形电源，依次设其线电压为对于对称星形电源，依次设其线电压为 ABU BCU CAU 相电压为相电压为 AU BU CU ) ( CNBNANUUU 或 ABUAU BU - BCUBU CU - CAUCU AU - + - - A u

37、 A - -+ B u B C u +- - C N N 线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电 压正三角形说明，压正三角形说明， 相电压对称时，线电压也一定依序对称，相电压对称时，线电压也一定依序对称， BNU CNU ANU N A B C ABU CAU BCU 电压相量图电压相量图 依次依次超前超前相应相电压的相位为相应相电压的相位为30。 实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其 余两相。余两相。 3线电压是相电压的线电压是相电压的 倍，倍， ABUAU BU - AU )1 ( 2 30/ 3 AU

38、BCUBU CU - BU )1 ( 2 30/ 3 BU CAUCU AU - CU )1 ( 2 30/ 3 CU + - - A u A - -+ B u B C u +- - C N N 2、三角形电源、三角形电源 ABUAU BCUBU CAUCU 3、对称对称星形负载和三角形星形负载和三角形负载负载 以上有关线电压和相电压的关系同样适用。以上有关线电压和相电压的关系同样适用。 + - - - - - - + + A u B u C u A B C 二、线电流和相电流的关系二、线电流和相电流的关系 1、星形连接、星形连接 线电流显然线电流显然等于等于相电流。相电流。 2、三角形连接、

39、三角形连接 _ _ _ + + + N A B C A I B I C I AU BU CU Zl Zl Zl Z Z Z A B C BAI CBI ACI _ _ _ + + + N A B C A I B I C I AU BU CU Zl Zl Zl Z Z Z A B C BAI CBI ACI AIBAI ACI - BICBI BAI - CIACI CBI - AI BAI BI CBI CI ACI 电流相量图电流相量图 线电流与对称的三角形负载相电流之间的关系线电流与对称的三角形负载相电流之间的关系 可以用图示电流正三角形说明，可以用图示电流正三角形说明， 相电流对称时，线

40、电流也一定对称，相电流对称时，线电流也一定对称， 依次依次滞后滞后相应相电流的相位为相应相电流的相位为30。 实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其 余两相。余两相。 3线电流是相电流的线电流是相电流的 倍，倍， _ _ _ + + + N A B C A I B I C I AU BU CU Zl Zl Zl Z Z Z A B C BAI CBI ACI AIBAI ACI - 2 )1 (BAI 30/ 3BAI BICBI BAI - 2 )1 (CBI 30/ 3CBI CIACI CBI - 2 )1 (ACI 30/ 3ACI 对称三相电

41、路的计算对称三相电路的计算 三相电路实际上是三相电路实际上是正弦电流电路正弦电流电路的一种特殊的一种特殊 类型。类型。 因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三 相电路完全适用。相电路完全适用。 根据三相电路的一些特点，可以简化对称三根据三相电路的一些特点，可以简化对称三 相电路分析计算。相电路分析计算。 A C B N Z ANU . BNU . CNU . AI . CI . BI . 相电流相电流( (负载上的电流负载上的电流) )： CNBNAN III 、 Z Z CNI . ANI . BNI . 1. 1. 星形接法及计算星形接法及计算 线电流

42、线电流( (火线上的电流火线上的电流) )： CBA III 、 lp II CNC BNB ANA II II II A C B N Z Z Z NI . AI . CI . BI . ANI . CNI . BNI . 星形接法特点星形接法特点 相电流相电流=线电流线电流 * CNBNANN IIII N I : 中线电流中线电流 线电压线电压=相电压相电压 3, 线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。 A C B N Z Z Z AN U AB U CN U BN U CA U BC U 星形接法特点星形接法特点 B i A i A C B N ZA ZB ZC N i C i AN

43、 i CN i BN i C e c e B e A e 负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法 解题思路：解题思路： 一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求 电流。电流。 l u Z U II P pl . . l u p u （1 1）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对称时，各相单独计算。 （2 2）负载对称时，只需计算一相。）负载对称时，只需计算一相。 （3 3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅负载对称，只要求电流、电压大小时，仅 算一相有效值即可。算一相有效值即可。 关于中线的结论关于中线的结论 中线的作用在于，使星形连

44、接的不对称负载得到中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到 相等的相电压。相等的相电压。 照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，照明电路中绝对不能采用三相三线制供电， 而且必须保证中线可靠。而且必须保证中线可靠。 为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保 险丝也不允许接刀闸。险丝也不允许接刀闸。 2 三角形接法及计算三角形接法及计算 AB i CA i BC i C i B i A i CA u AB u BC u A C B pl UU 特点特点：线电压线电压=相电压相电压 各电流的计算各电流的计算 B i AB i CA i BC i C i

45、A i CA u AB u BC u A C B Z ZAB AB Z ZBC BC Z ZCA CA CA CA CA BC BC BC AB AB AB Z U I Z U I Z U I 相电流相电流 BCCAC ABBCB CAABA III III III 线电流线电流 （2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为： Z U IIII l PCABCAB B i AB i CA i BC i C i A i CA u AB u BC u A C B ZAB ZBC ZCA

46、（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。 CAABA III 303 ABA II CA U ABU BC U B I C I AB I CA I BC I 303 303 CAC BCB II II 同理：同理： 0 lAB UU 设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。 。 负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系 CA I A I A BC AB I CA I A I 负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点 B i AB i CA i BC i C i

47、 A i CA u AB u BC u A C B pl UU 303 pl II 注意电路注意电路 中规定的中规定的 正方向正方向 三相电路的功率三相电路的功率 ll ll ll IUS IUQ IUP 3 sin3 cos3 有功功率：有功功率： 无功功率：无功功率： 视在功率：视在功率： 在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下： 3.7 安全用电基本知识 一、电流对人体的危害一、电流对人体的危害 一般说一般说5060Hz的交流电：的交流电： 人能感到的触电电流约为人能感到的触电电流约为1mA； 能够自行摆脱电源的触电电流能够自行摆脱电源的触电电流10mA； 触电电流达到触电电流达

48、到 50mA以上，将引起心室以上，将引起心室 颤动；颤动； 因此，国际电工委员会规定的安全电流因此，国际电工委员会规定的安全电流 （摆脱电流）为（摆脱电流）为30mAs。 n电击：电流通过人体，使内部器官组织受损。电击：电流通过人体，使内部器官组织受损。 n电伤：在电弧的作用下，对人体的外部伤害，电伤：在电弧的作用下，对人体的外部伤害， 如烧伤等。如烧伤等。 根据触电伤害的性质可分为：根据触电伤害的性质可分为： 电击的伤害程度与下列因素有关电击的伤害程度与下列因素有关 n人体电阻的大小人体电阻的大小 n电流通过的时间长短电流通过的时间长短 n电流的大小电流的大小 n电流的频率电流的频率 二、接

49、地与接零二、接地与接零 n采取适当的接地或接零保护措施，防止各种故采取适当的接地或接零保护措施，防止各种故 障情况下出现的人身伤亡或设备损坏事故的发障情况下出现的人身伤亡或设备损坏事故的发 生。生。 1、工作接地：、工作接地： n 为了保证供电系统和电气设备的正常工作而为了保证供电系统和电气设备的正常工作而 进行的接地。如变压器的中性点接地。进行的接地。如变压器的中性点接地。 n我国规定，低压配电系统的工作接地极接地电我国规定，低压配电系统的工作接地极接地电 阻不大于阻不大于4。 2、保护接地：、保护接地： n为了保证人身安全、防止触电事故而进行的接为了保证人身安全、防止触电事故而进行的接 地

50、。如电气设备的金属外壳（或金属构架）接地。如电气设备的金属外壳（或金属构架）接 地。地。 n我国规定，低压用电设备的接地电阻不大于我国规定，低压用电设备的接地电阻不大于 4。 n3、接零（保护接零）：、接零（保护接零）： 为防止触电，保证安全，将电气设备正常为防止触电，保证安全，将电气设备正常 运行时不带电的金属外壳与零线相连。运行时不带电的金属外壳与零线相连。 n4、重复接地：、重复接地： 在中性点直接接地的低压系统中，当采用在中性点直接接地的低压系统中，当采用 保护接零时，为了确保接零保护系统的安全可保护接零时，为了确保接零保护系统的安全可 靠，除在电源中性点进行工作接地外，还必须靠，除在