電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)

1、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)電工與電子技術(shù)基礎(chǔ) 授課教師：黃端 第一章 電路和電路元件 11 電荷和電流電荷和電流 一、電荷一、電荷 電荷是最基本的電學(xué)量。組成物質(zhì)的很多粒 子都帶有電荷，例如電子是帶負(fù)電荷粒子， 質(zhì)子是帶正電荷的粒子。電荷用Q來表示， 它的單位稱為庫侖（簡(jiǎn)寫為C）。 電荷有一個(gè)重要的效應(yīng)力效應(yīng)。帶同號(hào) 電荷的物體互相排斥，帶異號(hào)電荷的物體互 相吸引。 二、電流二、電流 電流的流動(dòng)稱為電流。電流的強(qiáng)弱用電流 強(qiáng)度i來表示，它是指單位時(shí)間內(nèi)通過電路 某一截面電荷量的大小。電流強(qiáng)度也簡(jiǎn)稱 為電流。 設(shè)想我們站在電路中的某一截面上觀察電 荷的流動(dòng)，在t秒鐘內(nèi)庫侖的電荷勻速地 流過，則這個(gè)電流是

2、恒定的，其大小有大 寫的字母來表示：t 電流的單位是安培（簡(jiǎn)寫為）。若在 秒鐘內(nèi)通過某截面的電荷為庫侖，則我 們稱此時(shí)的電流為安培。 但是，實(shí)際上電荷流過的速率是不恒定的， 這樣，電流就要用瞬時(shí)值i來表示 idq/dt 電流有直流電流和交流電流之分。直流電 流的電荷流動(dòng)始終是一個(gè)方向的。 若電流的方向和 大小都始終不變， 則稱為恒定電流。 習(xí)慣上所說的直 流電就是指這種 電流。如右上圖 所示。 若電流有的方向 不變，但大小有 規(guī)律地變化，則 稱為脈動(dòng)電流， 如右下圖所示。 交流電流是指電荷先流向一個(gè)方向，然 后再流往相反的方向，并且以一定頻率重復(fù) 著。如下圖列出幾種交流電波形 電流有兩個(gè)具有重

3、大實(shí)際意義的效應(yīng)：電流有兩個(gè)具有重大實(shí)際意義的效應(yīng)： 、電流的熱效應(yīng)，即電流通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn) 生熱。 、電流的力效應(yīng)。電流周圍存在著磁場(chǎng)， 它會(huì)對(duì)其它的載流元件或磁性器件產(chǎn)生力 的作用。 12 電電 路路 一、電路的概念 電流的通路稱為電路 二、電路的組成 1、電源電源是將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為 電能的元件。 2、負(fù)載負(fù)載是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能 量的元件，它是電能的使用者和消耗者 （接受器或換能器）。 3、聯(lián)接導(dǎo)線與控制設(shè)備用它們把電源與 負(fù)載聯(lián)接起來，起輸送電能、分配電能或 傳遞信息的作用。 電路原理圖 三、電路的作用 一是產(chǎn)生、輸送、分配和轉(zhuǎn)換電能。一是產(chǎn)生、輸送、分配和轉(zhuǎn)換電能。例如電 力

4、系統(tǒng)就是用電力網(wǎng)把在各種形式的發(fā)電廠 所生產(chǎn)出的電能輸送到城市和鄉(xiāng)村的用電設(shè) 備中以供人們使用的。 二是可以進(jìn)行信息的傳遞、處理、存儲(chǔ)、測(cè)二是可以進(jìn)行信息的傳遞、處理、存儲(chǔ)、測(cè) 量等。量等。例如電話線路、擴(kuò)音機(jī)線路、計(jì)算機(jī) 線路等就是人們所熟悉的起這類作用的電路。 四、電路的分類 根據(jù)電路中電流的性質(zhì)分類：根據(jù)電路中電流的性質(zhì)分類：電路可分為 直流電路和交流電路； 根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分類：根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分類：電路可分為分支電 路和無分支電路、簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路 （如果能用串聯(lián)、并聯(lián)的方法最后把電路 簡(jiǎn)化為無分支電路的，就稱為簡(jiǎn)單電路， 反之則稱為復(fù)雜電路）； 從電路的范圍來分類：從電路的范圍來分類

5、：一般把電源以外的 電流通路稱為外電路，而把電源內(nèi)部的電 流通路稱為內(nèi)電路。 五、電路的工作狀態(tài) 1、任載狀態(tài)任載狀態(tài)電路是完整的閉合回路，電路中電路是完整的閉合回路，電路中 有電流流動(dòng)。有電流流動(dòng)。 額定工作狀態(tài)（也稱為滿載）：電路任載時(shí)電源、 負(fù)載和中間環(huán)節(jié)都處于長(zhǎng)期可靠而又最例合理 （經(jīng)濟(jì)性好、效率高等）的工作狀態(tài)； 額定電流：在額定工作狀態(tài)的電流稱為額定電流 （每一電路元件都有它使用時(shí)的最合理的電流 值額定值）； 輕載狀態(tài)：當(dāng)電路工作電流小于額定電流時(shí)，則 稱為“輕載狀態(tài)”； 過載狀態(tài)：當(dāng)工作電流大于額定電流時(shí)，則稱為 “過載狀態(tài)” 2、開路狀態(tài)（簡(jiǎn)稱開路）電路中開關(guān)打 開或?qū)Ь€某處斷

6、開時(shí)的狀態(tài)。這時(shí)電流為 零，電源不能輸出電能，負(fù)載也得不到電 能。 3、短路狀態(tài)（簡(jiǎn)稱短路）電路中因某種 原因造成電源正負(fù)極直接連接或因負(fù)載中 某一部分絕緣破壞而造成電路中電流增大 時(shí)的狀態(tài)。前者稱為電源短路，后者稱為 負(fù)載短路。 有時(shí)為了工作的需要，可有意識(shí)地將電路 中某一部分或某一元件的兩端用一導(dǎo)體直 接連通，這種做法稱為“短接”，短接應(yīng) 是在電路正常工作范圍之內(nèi)進(jìn)行的，它不 同于前面提到的短路故障。 為了防止短路故障給電路帶來破壞，往往 在電路中接入一些保護(hù)設(shè)備，如熔斷器 （保險(xiǎn)絲）或自動(dòng)開關(guān)、斷路器等。當(dāng)電 路發(fā)生短路故障時(shí)，這些設(shè)備能把電路自 動(dòng)斷開，使電路的故障部分處于開路狀態(tài)，

7、從而避免了短路電流給電路帶來危害。 1 電動(dòng)勢(shì)電位電壓電功率電動(dòng)勢(shì)電位電壓電功率 一、電動(dòng)勢(shì)一、電動(dòng)勢(shì) 在電源內(nèi)部，電源力把單位正電荷從電源負(fù)極沿 某一路徑推移到正極所做的功，稱為電動(dòng)勢(shì)。用 表示，單位是伏特（簡(jiǎn)寫為）。 二、電位二、電位 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的單位正電荷所具有的電力位能， 稱為該點(diǎn)的電位。用V表示，單位是伏特（簡(jiǎn)寫 V）。 a點(diǎn)電位記為va，b點(diǎn)的電位記為vb。電位電位 是對(duì)某一是對(duì)某一而言的。而言的。規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零， 故參考點(diǎn)也稱為零電位點(diǎn)。 例11 求下右圖中各點(diǎn)的電位。 （1）取a為參考點(diǎn)；（2）取b為參 考點(diǎn)。其中E1=6V，E2=3V。 解：（1）取a為參考 點(diǎn)時(shí)，如

8、圖（a）所示， 則Va=0 , Vb=6v, Vc=6+3=9v. (2)取b點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)， 如圖（b）所示，則 Vb=0, Va=6V， VC=3V。 當(dāng)電路有接地點(diǎn)時(shí)，則以地為零電位點(diǎn)， 有“”表示。若沒有接地點(diǎn)，則選較多導(dǎo) 線的匯集點(diǎn)作參考點(diǎn)，用“”表示。若以 設(shè)備外殼作參考點(diǎn)，則用“”表示。一個(gè) 電路只能、選定一個(gè)參考點(diǎn)，此時(shí)，電路 各點(diǎn)電位就只有唯一的數(shù)值。這稱為電位 的單值性。 三、電位差（電壓）三、電位差（電壓） 電位差也稱為電壓。電壓是指電路中任意 兩點(diǎn)電位之差。用U表示，單位是伏特（簡(jiǎn) 寫V）。例如，上圖中a點(diǎn)與b點(diǎn)電位之差就 是a、b之間的電壓，記為Uab,即 Uab=Va

9、-Vb 電路中a、b兩點(diǎn)之間的電壓，在數(shù)值上等 于電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做 的功。即U=W/q 規(guī)定電壓的正方向?yàn)殡娢唤档偷姆较?。?電工技術(shù)中常常用下列三種方法之一來表 示。 1、用符號(hào)“+”表示高電 位端，“”表示低電位端。 2、用箭頭指向表示電位 下降的方向。 3、用雙下標(biāo)字母表示。Uab表示a點(diǎn)為假定高電位點(diǎn)， b點(diǎn)為假定低電位點(diǎn)，若Uab為正值，則表示a點(diǎn)的 電位高于b點(diǎn)電位。若Uab為負(fù)值，則表示a點(diǎn)的電 位低于b點(diǎn)。如Uab=9V，則表表示a點(diǎn)的電位高于 b點(diǎn)電位；若Uab=9V，則表表示a點(diǎn)的電位低于 b點(diǎn)電位。 4、電壓是對(duì)電路中任意兩點(diǎn)來說的，與參考點(diǎn)的選 擇無

10、關(guān)。 四、電能和電功率四、電能和電功率 1、電能電荷在流動(dòng)的過程中所放出的電 能，或者說電流所做的功或電路轉(zhuǎn)換的能 量。用W表示，公式表示為 W=Ut。 其單位為焦耳（J）。實(shí)際上，上式中時(shí)間t 常用“小時(shí)”，電能的單位常用“千瓦小 時(shí)”（kw h，即度）。 2、電功率電荷在單位時(shí)間所做的功。用 P表示，公式表示為 P=W/t=U 其單位為瓦（w）。 例12 有一燈泡的端電壓為220V，在電 路中正常工作，流過的電流為0.455A，問燈 泡的功率是多少？當(dāng)電價(jià)為0.7/度時(shí)，燈泡連 續(xù)工作300小時(shí)，電費(fèi)為多少？ 解：燈泡的功率為 p=U=2200.455=100w 所消耗的電能 W=pt=1

11、00300=30000wh=30kwh 電費(fèi)為 0.730=21元 14 電壓源和電流源電壓源和電流源 一、理想電壓源和理想電流源理想電壓源和理想電流源 二、電壓源和電流源二、電壓源和電流源 電工技術(shù)中實(shí)際的電源可以接近理想電源，但決電工技術(shù)中實(shí)際的電源可以接近理想電源，但決 不能達(dá)到理想狀態(tài)。不能達(dá)到理想狀態(tài)。 1、電壓源 U=ER0 2、電流源 =SU/R0 三、電壓源與電流源的等效變換三、電壓源與電流源的等效變換 15 電阻 歐姆定律 一、電阻 R=u/ 其中R就稱為該電路 的電阻，單位是歐姆（記作） 金屬電阻由下式?jīng)Q定： R=l/s 式中：電阻率，m l 導(dǎo)線長(zhǎng)度，m； S 導(dǎo)線截面積

12、，。 15 電阻 歐姆定律 二、電阻元件的電壓與電流的關(guān)系 用歐姆定律表示為：u=iR 三、電阻元件的功率和能量關(guān)系 電阻的功率為 P=ui 單位為瓦特。 四、電阻器的型號(hào)命名 電阻器的型號(hào)很多，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) （GB247081）規(guī)定，國產(chǎn)電阻器的型號(hào) 按下圖所示方法命名。 第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分 區(qū)別 代號(hào) 序號(hào) 產(chǎn)品分類 材料主稱 R 材料 符號(hào) H JN S TX Y 合成 膜 玻璃 釉膜 金屬 膜 無機(jī) 實(shí)心 有機(jī) 實(shí)心 碳膜線繞 氧化 膜 材料 分類 123456 7 89 普通 普通 超高頻 高溫 高溫精密 高壓 特殊 字 母 產(chǎn)品分類 G 高頻率 T 可調(diào) W

13、D 第二部分第 三 部 分 例1：RJ71型精密金屬膜電阻器 R J 7 1 序號(hào) 分類（精密） 材料（金屬膜） 主稱（電阻器） 例2：RXT2型可調(diào)線繞電阻器 R X T 2 序號(hào) 分類（可調(diào)） 材料（線繞） 主稱（電阻器） 五、國內(nèi)電阻器的標(biāo)志 （1）直接標(biāo)志 （2）文字符號(hào)標(biāo)志 40k20%4.7 標(biāo)稱阻值40k 允許誤差20% 標(biāo)稱阻值4.7k 允許誤差10% RJ7 100 k1% 精密型金屬膜電阻器 阻值100 k 允許誤差1% RT 1k8 線繞電阻器 阻值1.8 k 允許誤差20% (3)色碼帶標(biāo)志 第一位數(shù) 第二位數(shù) 乘數(shù) 允許誤差 第一位數(shù) 第二位數(shù) 乘數(shù) 允許誤差 第三位

14、數(shù) 電阻器色標(biāo)符號(hào)規(guī)定見下表 四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻 顏色有效數(shù)字第 一位數(shù) 有效數(shù)字 第二位數(shù) 倍乘數(shù)允許誤差(%) 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 黑 金 銀 無色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 101 102 103 104 104 106 107 108 109 100 10 1 10 2 1 2 0.5 0.25 0.1 2050 5 10 20 五、電阻器的種類 1、固定電阻器 碳膜電阻器 金屬膜電阻器 線繞電阻器 熱敏電阻器 光敏電阻器 壓敏電阻器 2、可變電阻器 半可調(diào)電阻器 電位器 例12有一額定值為、的燈 泡，問在額定工

15、件狀態(tài)下通過該燈泡的電流是多少？ 燈泡的電阻值是多大？若該燈泡連續(xù)工件小時(shí)， 需消耗多少電能？ 解：流過燈泡的電流 燈泡的電阻 燈泡工作小時(shí)所消耗的電能 t=60h=0.06kwh 例12 有一手電筒用燈泡，其電阻為 ，當(dāng)兩端電壓為時(shí)，流過它的電流是多 少？這燈泡的功率多大？ 解：由歐姆定律得流過燈泡的電流為 燈泡的功率為 1電感 電感就是單位電流所產(chǎn)生的磁鏈 （ ）。它是表示電流通過電路元件時(shí)產(chǎn)生磁 場(chǎng)的能力大小的參數(shù)，或者說，電感是表 示電路儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的特性的一個(gè)參數(shù)。 i 單位為韋伯（記作b) 電感L的單位為亨利（記作）。 電感是一種儲(chǔ)存能量元件，它所儲(chǔ)存的磁 場(chǎng)能為 1 電容 一、電

16、容的概念一、電容的概念 電路中儲(chǔ)存電場(chǎng)的特性是用電容這一參數(shù) 來表征的。電容的符號(hào)是 C， 在如圖所示的電壓、 電流正方向的條件下，有 C=q/u 在單位電壓作用下積聚電在單位電壓作用下積聚電 荷量的多少就是這個(gè)元件荷量的多少就是這個(gè)元件 的電容值。的電容值。 二、電容的電壓與電流的關(guān)系二、電容的電壓與電流的關(guān)系 i=dq/di=d(cu)/dt=cdu/dt 從式中可知： 、某一時(shí)刻電容的電流 決定于該時(shí)刻電容電壓的 變化率，而與電壓的數(shù)值 大小無關(guān)。 、電容的作用是反抗電壓的變化，因此， 電容的電壓是不能突變的。 二、電容的功率和能量的關(guān)系二、電容的功率和能量的關(guān)系 電容所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為

17、從上式中可知： 、某一時(shí)刻電容中所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能只決定于該時(shí) 刻電容電壓的大小，而與電壓達(dá)到這個(gè)數(shù)值的方 式無關(guān)，也與電壓的方向無關(guān)。 、電容是儲(chǔ)存電場(chǎng)能的元件，它是把電能儲(chǔ)存在 自己的電場(chǎng)中，有時(shí)以把電場(chǎng)能變成電能而交還 給電路。 、從能量不能突變這一點(diǎn)來看，電容的電壓是不 能突變的，這是因?yàn)殡娙莸碾妷褐苯芋w現(xiàn)了電容 所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能。 1基爾霍夫定律基爾霍夫定律 一、基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 任一瞬間流向電路中任一節(jié)點(diǎn)的所有電流的 代數(shù)和等于零。即i=0 在直流電流中可寫成=0 二、基爾霍夫電壓定律 在電路的任何一個(gè)回路中，任一瞬間電壓的代 數(shù)和等于零。即u=0 第二章電路的分析與計(jì)算

18、第二章電路的分析與計(jì)算 無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效化簡(jiǎn)無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效化簡(jiǎn) 一、電阻的串聯(lián)與分壓 二、電阻的并聯(lián)與分流 三、電阻的混聯(lián) 計(jì)算復(fù)雜電路的幾種常用方法計(jì)算復(fù)雜電路的幾種常用方法 一、支路電流法 二、節(jié)點(diǎn)電壓法 三、疊加原理 四、戴維南定理 五、諾頓定理 電路中電位的計(jì)算電路中電位的計(jì)算 例21 在圖電路中，已知R1=30K， R2=2.4K,R3=15K,求當(dāng)開關(guān)閉合及斷開 時(shí)點(diǎn)b的電位Vb。 第三章正弦交流電路第三章正弦交流電路 正弦交流電是指電路中的電壓和電流隨時(shí)間 按正弦或余弦規(guī)律周期性變化。 人們常說的交流電一般都是指正弦交流電。 正弦電壓與電流正弦電壓與電流 正弦交流電流數(shù)學(xué)表

19、達(dá)式為 imsin(t+)2sin(t+) 正弦交流電壓數(shù)學(xué)表達(dá)式為 uUmsin(t+) 2 Usin(t+) 式中i或u表示交流電流或電壓每一瞬間時(shí)數(shù) 值，稱為“瞬時(shí)值”，m或Um是最大的瞬 時(shí)值，稱為“最大值”，它表示正弦量振 幅的大小。表示正弦量的“電角頻率”， 簡(jiǎn)稱為“角頻率”。表示正弦量的“初相 角”。m（Um ）、）、稱為正弦量的三稱為正弦量的三 要素。要素。 正弦電壓與電流正弦電壓與電流 一、周期與頻率 1、周期 正弦交流電交變一周所需要的時(shí)間稱為周期， 用T表示，單位是秒。一個(gè)周期中的波形稱為 一個(gè)周波，周波的一半稱為半波，橫坐標(biāo)以 上的半波稱為正半周，橫坐標(biāo)以下的半波稱 為

20、負(fù)半周。 2、頻率 單位時(shí)間內(nèi)正弦交流電交變的次數(shù)稱為頻 率。頻率也就是每秒時(shí)間內(nèi)完成的周期數(shù)， 用f表示，單位是赫茲，簡(jiǎn)稱赫（Hz）。 周期與頻率的關(guān)系： f=1/T 或 T=1/f 我國電力系統(tǒng)所發(fā)出的交流電頻率為50 Hz， 稱為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率，簡(jiǎn)稱工頻，工頻交流 電的周期為0.02秒。 3、電角頻率（角頻率） 正弦交流電變化一個(gè)周期，對(duì)應(yīng)的正弦函 數(shù)就變化2弧度或360電角度，即 T=2 =2/ T=2f 是單位時(shí)間內(nèi)正弦交流電變化的電角度， 稱為電角頻率，單位是弧度/秒，記為rad/s。 在我國工頻中，f=50Hz, =2f=314rad/s。 二、最大值與有效值 1、瞬時(shí)值 交流電任

21、一瞬時(shí)的數(shù)值稱為瞬時(shí)值。 規(guī)定瞬時(shí)值一律用小寫字母表示，如用e、i、 u等分別表示正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電流、 電壓的瞬時(shí)值。 2、最大值或幅值 最大的瞬時(shí)值稱為最大值，它表示正弦 量振幅的大小，所以也稱為幅值，用大寫 字母加注來表示。如Em、Im、Um分別表示 電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓的最大值。 3、有效值 交流電的有效值為做功能力與它等效的直 流電的數(shù)值。規(guī)定：如果交流電流i通過一 個(gè)電阻時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)電阻所消耗的電 能與某一直流電I通過同一電阻在同樣長(zhǎng)時(shí) 間內(nèi)消耗電能相同的話，那么，就把這個(gè) 直流電流I的數(shù)值稱為交流電i的有效值，規(guī) 定用不加注腳的大寫字母來表示交流電的 有效值。如用E、I、U

22、分別表示電動(dòng)勢(shì)、電 流、電壓的有效值。常說的220V或380V交 流電壓指的就是有效值。 有效值與最大值的關(guān)系： = m / 2 =0.707m U=Um / 2 =0.707Um = m/ 2 = 0.707 m 三、初相位及相位差 1、初相位 在正弦量的數(shù)學(xué)表達(dá)式 imsin(t+) 中，（t+）反映了正弦量瞬時(shí)值的變化進(jìn) 程，稱為正弦量的相位，它是一個(gè)隨時(shí)間而 變化的角度，故又稱為相位角。t=0時(shí)的相位 稱為初相位，又稱為初相角，如上式中的。 2、相位差 任意兩個(gè)同頻率交流電的相位之差稱為相位 差。如兩個(gè)同 頻率的正弦量為 i1msin(t+1) i2msin(t+2) 它們之間的相位差

23、 =(t+1)(t+2) =1 2 為正值時(shí)，稱前者“超前”于后者，或稱后 者“滯后”于前者。 【例31】已知兩電流分別為 求它們的相位差。 解：相位差為 =1 2=45 （-60 ） =105 由此可知i1超前 i2105 i110sin(314t+45 ) i25sin(314t-60 ) 2交流電的功率及功率因數(shù)的提高交流電的功率及功率因數(shù)的提高 一、瞬時(shí)功率 P=ui 二、有功功率(平均功率) P=UIcos Cos稱為功率因數(shù)，稱為功率因數(shù)角。 三、無功功率 負(fù)載與電源交換功率的最大值稱為無功功 率。sim 四、視在功率 視在功率 電源的作用就是向負(fù)載提供電能，即使負(fù)載兩端 形成一定

24、的電壓并向負(fù)載輸送一定的電流。電源 向負(fù)載提供功率的能力大小是通過電源額定電壓 與額定電流的乘積來表示的，稱之為視在功率的 量（記作）。它也等于電壓有效值與電流有效 值的乘積，因而也表示電路需求的總功率。 為了與有功功率和無功功率相區(qū)別，視在功率用 伏安（）或千伏安（）作單位。 、功率三角形 、的關(guān)系 com=Scom sim=Ssim S2=P2+Q2 五、功率因數(shù)的提高 、為什么要提高功率因數(shù)？ 負(fù)載功率因數(shù)的大小取決于負(fù)載的性質(zhì)。例 如純電阻性負(fù)載（電爐、白熾燈、電阻器等） 的功率因數(shù)等于，而異步電動(dòng)機(jī)、日光燈 等電感性負(fù)載功率因數(shù)小于。 功率因數(shù)低的不利因素： （）功率因數(shù)低時(shí)，不能充

25、分發(fā)揮發(fā)電設(shè)備 效能。 （）功率因數(shù)低則供電線路的功率損耗大。 、如何提高功率因數(shù) （）提高功率因數(shù)的方法 一般來說，設(shè)備本身的功率因數(shù)是不能改變 的。這是所說的提高功率因數(shù)并不是指改變 負(fù)載的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而是指在保證負(fù)載正常工 作的前提下提高整個(gè)電路的功率因數(shù)，通常 的辦法是在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容，利用 電容性無功功率來補(bǔ)償電感無功功率。接入 的這種電容器稱為補(bǔ)償電容器。實(shí)際應(yīng)用上 往往把補(bǔ)償電容器安裝在工廠或車間變電所 里，有時(shí)也直接并聯(lián)在用電器兩端。 （2）補(bǔ)償電容值的確定 在保持負(fù)載的有功電流R不變的前提下,要把 com1提高到com2,則流過并聯(lián)電容的電流應(yīng)為 C=R(tg1 tg2

26、) = (tg1 tg2) P U 把C=UXC=U2fC代入上式，整理后便得 (tg1 tg2) 2f 式中：電源向負(fù)載供給的有功功率（）； f 電源的頻率（）； U 負(fù)載的額定電壓（） ； 1 并聯(lián)電容前的功率因數(shù)角； 2 并聯(lián)電容后的功率因數(shù)角； C 補(bǔ)償電容值（）。 【例3】有一日光燈接在220、50z交流 電源上，已知0.366，cos0.5?，F(xiàn)要 把功率因數(shù)提高到0.9，問需要并聯(lián)多大的電容？ 解：日光燈的有功功率為 UIcos2200.3660.5=40.3W 根據(jù)公式得 (tg1 tg2) 2f 40.3(1.732 0.483) 2502202 =3.3 第四章三相交流電路

27、三相交流電就是指由三個(gè)單相交流電路所組 成的電路。作用于這三個(gè)單相電路中的正弦 交流電動(dòng)勢(shì)的最大值和頻率都相同，而相位 則互差1200電角度。這三個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為三相 對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。由三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)組成的電源 供電的電路稱為三相電路。 41 三相交流電源 一、三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 三相電動(dòng)勢(shì)的三角函數(shù)表達(dá)式為： eA=EAmsint eB=EBmsin(t1200） eC=ECm sin(t2400） = ECmsin(t1200） 式中eAm=eBm=eCm= em 。這樣的三相電動(dòng)勢(shì)稱 為三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。 有效值相量表達(dá)式為： EA=E00 EB=E1200 EC=E1200 用三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)相

28、量圖和波形圖表示為： EC e eA e B eC EA 0 t 600 1200 2400 EB 二、三相發(fā)電機(jī)的星形聯(lián)接 A C B O eA eB eC uA uBuC uAB uBC uCA A N B C 三、相電壓與線電壓 1、相電壓 每相繞組始端對(duì)末端電壓（火線與中線間的 電壓）稱為相電壓。 UA=U00 UB=U1200 UC=U1200 2、線電壓 各相始端之間的電壓稱為線電壓，其有效值 用UAB、UBC、UCA表示。 相電壓與相電壓的關(guān)系為 UAB=3 UA300 UBC=3 UB300 UCA=3 UC300 42 三相負(fù)載的星形接法 一、三相四線制中負(fù)載的星形接法 A

29、C B 0 eA eB eC uA uBuC a b c ua ub uc 0 za zb zc iA i0 iB iC 三相四線制 這種接法為三相四線制 二、三相三線制中負(fù)載星形接法 、對(duì)稱負(fù)載 A C B 0 eA eB eC a b c ua ub uc 0 za zb zc iA iB iC 三相三線制（三相負(fù)載對(duì)稱） 、不對(duì)稱負(fù)載 當(dāng)相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，負(fù)載中性點(diǎn)的電位與電 源中性點(diǎn)的電位不相等，負(fù)載相電壓不對(duì)稱， 從而使有的相電壓過高至超過負(fù)載的額定電 壓，有的相電壓過低以至使負(fù)載不能正常工 作?？梢姡切芜B接時(shí)，負(fù)載不對(duì)稱不能無 中線。由于照明負(fù)載難于對(duì)稱運(yùn)行，故必須 用三相四線制。

30、 4 三相負(fù)載的三角形接法 uCA uAB uBC iA iC iB a b c ica iab ibc ZcaZab Zbc 負(fù)載的三角形接法 4 三相電路的功率 、三相電路總功率為 a+Pb+Pc =Uaacosa+Ubbcosb +UcccoscUaacosa a+b+c Uaasina+Ubbsinb+Uccsinc 三相總視在功率為： 、三相對(duì)稱負(fù)載功率 U cos U sin 當(dāng)對(duì)稱負(fù)載為星形接法時(shí)，有 l=，l= 當(dāng)對(duì)稱負(fù)載為三角形接法時(shí)，有 l=，l= 三相對(duì)稱負(fù)載功率為 U ll cos U ll sin S 3U = U ll 第五章磁路與變壓器 磁路 在勵(lì)磁線圈中通過一電

31、 流，電流周圍存在磁 場(chǎng)。為了使較小的勵(lì)磁 電流產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)， 并把磁場(chǎng)約束有一定的 范圍內(nèi)加以利用，常常 用鐵磁材料制成一定形 狀的鐵心，使磁場(chǎng)集中 在主要由鐵心形成的閉 合回路中。這種在鐵心 內(nèi)形成的閉合路徑稱為 磁路。 2變壓器的分類與基本組成 一、變壓器的分類 1、電力變壓器 2、控制變壓器 3、電源變壓器 4、自耦變壓器 5、耦合變壓器 6、專用變壓器 二、變壓器的基本組成 1、鐵心； 2、勵(lì)磁繞組 第六章 異步電動(dòng)機(jī) 61三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 1、定子 定子是電動(dòng)機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)部分，它的作用是產(chǎn) 生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 機(jī)座 定子鐵心 定子繞組 2、轉(zhuǎn)子

32、 轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作 用下獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械一同轉(zhuǎn) 動(dòng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，轉(zhuǎn)子也可以分為鼠籠 式和繞線式兩種。 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子繞組 風(fēng)扇 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 1、工作原理 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 轉(zhuǎn)子電 流 電磁力 電磁轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 2、轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)差率S=（n0n)n0 n0為同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度） 轉(zhuǎn)子速度為 n =（1 S）n0 3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度 n0=60f/p=3000/p 第七章 常用繼電接觸控制線路 71常用控制電器和保護(hù)電路 一、幾種常用的手動(dòng)電器 1、刀開關(guān) 2、組合開關(guān) 3、接鈕 二、行程開關(guān) 三、熔斷器 四、交流接觸器

33、五、常用的繼電器 1、中間繼電器 2、熱繼電器 3、時(shí)間繼電器 72 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 一、點(diǎn)動(dòng)控制線路 二、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路 三、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路 一、點(diǎn)動(dòng)控制線路一、點(diǎn)動(dòng)控制線路 二、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路二、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路 三、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路三、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路 缺點(diǎn)：沒有安全保護(hù)（沒有聯(lián)鎖裝置） 具有接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路具有接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路 具有按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路具有按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路 具有按鈕、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路具有按鈕、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路 第八章二極管

34、和整流電路 半導(dǎo)體二極管 一、物質(zhì)按其導(dǎo)電能力的大小可分為： 導(dǎo)體容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體。如金、 銀、銅、鐵、鋁等。 絕緣體導(dǎo)電能力很差的物質(zhì)稱為絕緣體。 如塑料、陶瓷、橡皮等。 半導(dǎo)體導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 常用的半導(dǎo)體有鍺、硅和砷化鎵等。 二、型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體 、在導(dǎo)電性能很差的半導(dǎo)體中摻入其它的元 素，則導(dǎo)電性能就大大提高。按摻入的元素 不同，可形成型半導(dǎo)體或型半導(dǎo)體。 型半導(dǎo)體在純凈的半導(dǎo)體硅中摻入少 量的五價(jià)元素磷。 型半導(dǎo)體在純凈的半導(dǎo)體硅中摻入少 量的三價(jià)元素硼。 、結(jié) 在型半導(dǎo)體上滲透一層型半導(dǎo)體就形成 結(jié)。 三、二極管的基本結(jié)構(gòu) 把結(jié)接上電極，再加上引出線和管殼就 構(gòu)成了二極管。二極管有兩個(gè)電極，從型 半導(dǎo)體一端引出的電極稱為正極，從型半 導(dǎo)體一端引出的和稱為負(fù)極。 二極管按其結(jié)構(gòu)可分為兩大類：點(diǎn)接觸型和 面接觸型。 四、二極管的伏安特性 伏安特性是指加在二極管兩端的電壓和流過 二極管的電流之間關(guān)系的曲線。二極管具有 單向?qū)щ娦浴?五、二極管的型號(hào)和主要參數(shù) 、二極管的型號(hào) 第一部分第二部分第三部分第四部分 表示電極數(shù) 基