電路基礎(chǔ)知識pptPPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1電路電路(dinl)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ppt第一頁，共64頁。電源(dinyun)電路(dinl)基礎(chǔ)知識講座交流電直流電電路(dinl)基本元件電路元件的伏安特性直流特性交流特性波形圖相量圖電路元件的功率特性感性負載容性負載功率三角形電阻電感電容電流的微觀概念歐姆定律阻礙作用內(nèi)容簡述第1頁/共64頁第二頁，共64頁。電源(dinyun)電源是提供電能的裝置(zhungzh)。電源因可以將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能，所以把這種提供電能的裝置(zhungzh)叫做電源。 廣義(gungy)上講，電源分為直流電和交流電。兩端極性不隨時間改變的是直流電源兩端極性隨時間改變的是交流電源第2頁/共64

2、頁第三頁，共64頁。我國三相(sn xin)電網(wǎng)由三個相位差120度角的交變頻率(pnl)為50HZ（每秒極性改變100次，振蕩周期為1/50秒）第3頁/共64頁第四頁，共64頁。眾所周知，我國三相電網(wǎng)中，相線與零線的電壓為（照明(zhomng)電路）220V相線與相線的電壓(diny)（動力電路）為380V這里(zhl)所表述的電壓是真實值嗎？第4頁/共64頁第五頁，共64頁。相線與零線220V，相線與相線380V，均是有效值！通過積分(jfn)計算R在正弦交流電壓下，T時間內(nèi)，發(fā)熱量（消耗電能）為Q讓R在T時間內(nèi)，發(fā)熱(f r)為Q，求所需要的直流電壓U=？電網(wǎng)相電源，在T時間(shjin

3、)內(nèi)，對同一元件，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)等同于220V直流電源所產(chǎn)生的熱效應(yīng)第5頁/共64頁第六頁，共64頁。電路(dinl)基本元件電阻電阻的主要物理特征(tzhng)是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆（ohm），簡稱歐，符號是（希臘字母，讀作Omega)，1=1V/A。比較大的單位有千歐（k）、兆歐（M）（兆=百萬，即100萬）。第6頁/共64頁第七頁，共64頁。歐姆定律導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端(lin dun)的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比?！颈磉_式：I=U/R】歐姆定律適用于純電阻(d

4、inz)電路，金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電在氣體導(dǎo)電(dodin)和半導(dǎo)體元件等中歐姆定律將不適用。第7頁/共64頁第八頁，共64頁。電流的微觀(wigun)概念單位時間內(nèi)流過某導(dǎo)體截面(jimin)的電荷量 1A=1C/S正電荷的移動形成(xngchng)電流1C約相當(dāng)于6.251018個電子的電量 C代表庫侖，描述電荷量I I第8頁/共64頁第九頁，共64頁。電路基本(jbn)元件電感電感是閉合回路的一種屬性。當(dāng)線圈通過電流后，在線圈中形成(xngchng)磁場感應(yīng)，感應(yīng)磁場又會產(chǎn)感應(yīng)電流來抵制通過線圈中的電流。生這種電流與線圈的相互作用關(guān)系稱為電的感抗，也就是電感，單位是“亨利電感量：自感系數(shù)，

5、是表示電感原件自感應(yīng)能力的一種物理量。當(dāng)通過一個線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中便產(chǎn)生電勢，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電勢稱感應(yīng)電勢，大小(dxio)正比于磁通變化的會速度和電感系數(shù)（線圈匝數(shù)，勵磁特性）。電感量的基本單位為H（亨），還有毫亨（mH），微亨（uh）。第9頁/共64頁第十頁，共64頁。電生磁：通電導(dǎo)線(doxin)周圍產(chǎn)生磁場通電導(dǎo)線在周圍會產(chǎn)生(chnshng)磁場第10頁/共64頁第十一頁，共64頁。磁生電：變化的磁場周圍(zhuwi)感生出電場第11頁/共64頁第十二頁，共64頁。第12頁/共64頁第十三頁，共64頁。電路基本(jbn)元件電容電容，用字母C表示。顧名思義，電容

6、器就是(jish)“儲存電荷的容器”。任何兩塊金屬導(dǎo)體中間用絕緣體隔開就形成(xngchng)了電容器。金屬板稱為極板,絕緣體稱為介質(zhì).電容器極板上的帶電量Q與電容器兩端電壓U之比稱為電容量C，既 C = Q/U第13頁/共64頁第十四頁，共64頁。電容(dinrng)單位：1C/1V=1F （法）1C=1F*1V1F=106uF 1uF=106pF第14頁/共64頁第十五頁，共64頁。電路(dinl)元件的直流特性小燈泡(dngpo)正常發(fā)光小燈泡緩慢發(fā)光，電感阻礙電流突變，待電路(dinl)導(dǎo)通時，沒有電阻小燈泡不發(fā)光，電容電阻無窮大，相當(dāng)于開路第15頁/共64頁第十六頁，共64頁。正弦(

7、zhngxin)相量圖用長短(chngdun)示意有效值的大小用角度(jiod)示意初始狀態(tài)第16頁/共64頁第十七頁，共64頁。正弦(zhngxin)相量圖第17頁/共64頁第十八頁，共64頁。目的：簡化(jinhu)波形圖，便于感性認識正弦(zhngxin)相量圖第18頁/共64頁第十九頁，共64頁。正弦(zhngxin)相量圖第19頁/共64頁第二十頁，共64頁。相位差同一交流電路中，某些元件上的電壓和電流變化(binhu)不同步，存在時間差。為了(wi le)便于分析，用角度差表示時間差，即相位差第20頁/共64頁第二十一頁，共64頁。相位差第21頁/共64頁第二十二頁，共64頁。純電

8、阻電路(dinl)波形與相量圖電壓波形(b xn)與電流波形(b xn)同相,沒有時間差第22頁/共64頁第二十三頁，共64頁。純電感(din n)電路波形與相量圖電壓(diny)波形超前電流波形90度角第23頁/共64頁第二十四頁，共64頁。純電容電路(dinl)波形與相量圖電壓(diny)波形滯后電流波形90度角第24頁/共64頁第二十五頁，共64頁。電路元件上的電壓與電流的變化時間(shjin)差異,取決于元件自身的屬性為什么同一元件上的電壓電流(dinli)會有變化差異？儲能(ch nn)特性勵磁特性第25頁/共64頁第二十六頁，共64頁。電壓(diny)與電流同相（變化相同）電流滯后

9、(zh hu)電壓90電角度電壓滯后電流90電角度第26頁/共64頁第二十七頁，共64頁。對交流電路的阻礙(z i)作用純電感的感抗和交流電路的頻率(pnl)和自感系數(shù)成正比純電容的容抗和交流電路的頻率(pnl)以及電容量成反比純電阻阻值在交流電路里不隨頻率而改變所有的單位均是歐姆通直流，阻交流通交流，隔直流第27頁/共64頁第二十八頁，共64頁。電路元件的阻礙作用使得電流(dinli)對其做功電功的概念(ginin)用于發(fā)光，發(fā)熱，以及電力(dinl)拖動的所消耗的電能，叫做有用功用于建立交變磁場電場，從而使互相轉(zhuǎn)換的叫無用功功的基本單位是焦耳（電費）第28頁/共64頁第二十九頁，共64頁。

10、功率(gngl)（直流電路）有功(yu n)功率的單位是瓦特第29頁/共64頁第三十頁，共64頁。功率(gngl)（交流電路）第30頁/共64頁第三十一頁，共64頁。無功功率(w n n l)的單位是乏第31頁/共64頁第三十二頁，共64頁。視在功率的單位(dnwi)是伏安第32頁/共64頁第三十三頁，共64頁。視在功率,有功功率,無功功率(w n n l)在數(shù)值上有什么聯(lián)系？第33頁/共64頁第三十四頁，共64頁。實例一 電氣設(shè)備銘牌(mngpi)的含義第34頁/共64頁第三十五頁，共64頁。實例二 計算(j sun)瞬時功率因數(shù)第35頁/共64頁第三十六頁，共64頁。功率(gngl)補償為

11、什么要進行無功(w n)補償？第36頁/共64頁第三十七頁，共64頁。功率(gngl)補償功率(gngl)補償1000KVA的變壓器，如果功率因數(shù)為的變壓器，如果功率因數(shù)為0.8，只能，只能(zh nn)輸出輸出800KW的有功功率，另外的有功功率，另外200KVar作為無作為無功輸出功輸出降低電源利用率，增加了損耗（線路發(fā)熱，變壓器降低電源利用率，增加了損耗（線路發(fā)熱，變壓器勵磁損耗）勵磁損耗）低壓電網(wǎng)中的無功補償狀態(tài)有哪些？第37頁/共64頁第三十八頁，共64頁。功率(gngl)補償136廠房廠房(chngfng)南配電室南配電室功率因數(shù)表功率因數(shù)表第38頁/共64頁第三十九頁，共64頁。

12、功率(gngl)補償?shù)?9頁/共64頁第四十頁，共64頁。功率(gngl)補償欠補償(bchng)過補償(bchng)全補償（功率因數(shù)為1）感性負載容性負載純電阻第40頁/共64頁第四十一頁，共64頁。功率(gngl)補償全補償(bchng)（功率因數(shù)為1）由于電力系統(tǒng)中的負載和線路并非理想狀況，均有損耗，所由于電力系統(tǒng)中的負載和線路并非理想狀況，均有損耗，所以以(suy)功率因數(shù)達到功率因數(shù)達到1的狀態(tài)無法維持的狀態(tài)無法維持低壓電網(wǎng)中，功率因數(shù)能否達到低壓電網(wǎng)中，功率因數(shù)能否達到1？功率因數(shù)達到功率因數(shù)達到1，會出現(xiàn)什么狀況？，會出現(xiàn)什么狀況？產(chǎn)生諧振！第41頁/共64頁第四十二頁，共64頁

13、。諧振(xizhn)R,L,C電路UIRZIU 發(fā)生(fshng)諧振電壓與電流同相，總阻抗電壓與電流同相，總阻抗(zkng)呈電阻型呈電阻型第42頁/共64頁第四十三頁，共64頁。并聯(lián)(bnglin)諧振BGj LRCYj1j諧振(xizhn)時 B=0，即0)(20200LRLCCLRpaifpai100*2時，發(fā)生(fshng)并聯(lián)諧振！第43頁/共64頁第四十四頁，共64頁。并聯(lián)(bnglin)諧振CLR諧振(xizhn)特點：電壓與電流同相支路電流遠大于總電流CI LI 0I U0ICI LI 第44頁/共64頁第四十五頁，共64頁。并聯(lián)(bnglin)諧振CLR并聯(lián)諧振現(xiàn)象燒接觸器

14、燒電容燒線圈總電流(dinli)小于支路電流(dinli)第45頁/共64頁第四十六頁，共64頁。并聯(lián)(bnglin)諧振107燃氣鍋爐房的諧波治理設(shè)備是感性負載(fzi)嚴(yán)禁與容性負載(fzi)使用！第46頁/共64頁第四十七頁，共64頁。串聯(lián)(chunlin)諧振XRXXRCLRZCLj )( j)1( j IRj L+_Cj1 U時，電路發(fā)生諧振。時，電路發(fā)生諧振。當(dāng)當(dāng) 1 0 00CLX 第47頁/共64頁第四十八頁，共64頁。 IRj L+_Cj1 ULU CU RU ILC上的電壓大小相等，相位上的電壓大小相等，相位(xingwi)相相反，串聯(lián)總電壓為零，稱電壓諧振反，串聯(lián)總電壓為

15、零，稱電壓諧振CU LU RU 支路(zh l)產(chǎn)生高電壓！串聯(lián)(chunlin)諧振第48頁/共64頁第四十九頁，共64頁。諧波(xi b)一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數(shù)分解(fnji)，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。第49頁/共64頁第五十頁，共64頁。諧波(xi b)諧波產(chǎn)生(chnshng)的原因主要有：由于正弦電壓加壓于非線性負載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生(chnshng)諧波。主要非線性負載有UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。第50頁/共64頁第五十一頁，共64頁。諧波(xi b)非線性電器元件特點：伏安特性曲線不是(b shi)直線二極管，穩(wěn)壓管，三極管，場

16、效應(yīng)管，晶閘管等等(dn dn)第51頁/共64頁第五十二頁，共64頁。諧波(xi b)諧波(xi b)危害 諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起(ynq)電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起(ynq)繼電保

17、護和自繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。1.降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路器、電纜等降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路器、電纜等2.加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定3.浪費電能等。浪費電能等。第52頁/共64頁第五十三頁，共64頁。諧波(xi b)諧波(xi b)治理有哪幾種方式？108廠房廠房(chngfng)并聯(lián)電并聯(lián)電抗器抗器107燃氣鍋爐房諧波治理

18、設(shè)備燃氣鍋爐房諧波治理設(shè)備第53頁/共64頁第五十四頁，共64頁。諧波(xi b)無源諧波無源濾波的主要結(jié)構(gòu)是用電抗器與電容器串聯(lián)起來，組成LC 串聯(lián)回路，并聯(lián)于系統(tǒng)中，LC回路的諧振頻率設(shè)定在需要濾除的諧波頻率上，例如5次、7次、11次諧振點上，達到濾除這3次諧波的目的。其成本低，但濾波效果不太好，如果諧振頻率設(shè)定得不好，會與系統(tǒng)產(chǎn)生諧振。市場上流通較多的采取的濾波方法(fngf)就是這一種，主要是因為低成本，用戶容易接受。雖濾波的效果較差，只要滿足國家對諧波的限制標(biāo)準(zhǔn)和電力部門對無功的要求就行了。由于其低成本，市場的需求也就大，一般而言，低壓0.4KV系統(tǒng)大多數(shù)采用無源濾波方式，高壓10K

19、V幾乎都是采用這種方式對諧波進行治理。第54頁/共64頁第五十五頁，共64頁。諧波(xi b)利用感性負載(fzi)的通低頻，阻高頻特性LC濾波(lb)電路無源濾波第55頁/共64頁第五十六頁，共64頁。諧波(xi b)有源諧波有源諧波濾除裝置是在無源濾波的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的濾波效果好，在其額定的無功功率范圍內(nèi)，濾波效果是百分之百的。它主要是由電力電子元件組成電路，使之產(chǎn)生一個和系統(tǒng)的諧波同頻率、同幅度，但相位相反的諧波電流與系統(tǒng)中的諧波電流抵消。但由于受到電力電子元件耐壓，額定電流的發(fā)展限制，成本極高，其制作也較之無源濾波裝置復(fù)雜得多，成本也就高得多了。其主要的應(yīng)用范圍是計算機控制系統(tǒng)的

20、供電系統(tǒng)，尤其是寫字樓的供電系統(tǒng)，工廠的計算機控制供電系統(tǒng)。對單臺的裝置而言，其利潤是可觀的，但用戶一般不愿意用有源濾波，對于諧波的含量(hnling)，不必濾得太干凈，只要不危害其他用電器也就可以了。第56頁/共64頁第五十七頁，共64頁。諧波(xi b)第57頁/共64頁第五十八頁，共64頁。諧波(xi b)第58頁/共64頁第五十九頁，共64頁。變壓器勵磁(l c)涌流為什么合上134廠房(chngfng)#2變壓器環(huán)網(wǎng)柜后跳閘？為什么高壓間每個中置柜內(nèi)配備(pibi)630A的開關(guān)？第59頁/共64頁第六十頁，共64頁。變壓器勵磁(l c)涌流1I勵磁涌流原理圖U1e1當(dāng)合上斷路器給變

21、壓器當(dāng)合上斷路器給變壓器充電時，有時可以看到充電時，有時可以看到變壓器電流表的指針擺變壓器電流表的指針擺得很大，然后很快返回得很大，然后很快返回(fnhu)到正常的空載電到正常的空載電流值，這個沖擊電流通流值，這個沖擊電流通常稱之為勵磁涌流常稱之為勵磁涌流第60頁/共64頁第六十一頁，共64頁。變壓器勵磁(l c)涌流 如果如果(rgu)在合閘瞬間，電壓正好達到最大值在合閘瞬間，電壓正好達到最大值時，則磁通的瞬間值正好為零，即在鐵芯里一開始時，則磁通的瞬間值正好為零，即在鐵芯里一開始就建立了穩(wěn)態(tài)磁通。在這種情況下，變壓器不會產(chǎn)就建立了穩(wěn)態(tài)磁通。在這種情況下，變壓器不會產(chǎn)生勵磁涌流。生勵磁涌流。

22、 當(dāng)合閘瞬間電壓為零值時，它在鐵芯中所建立的磁當(dāng)合閘瞬間電壓為零值時，它在鐵芯中所建立的磁通為最大值?？墒?，由于鐵芯中的磁通不能突變，既然通為最大值。可是，由于鐵芯中的磁通不能突變，既然合閘前鐵芯中沒有磁通，這一瞬間仍要保持磁通為零。合閘前鐵芯中沒有磁通，這一瞬間仍要保持磁通為零。因此，在鐵芯中就出現(xiàn)因此，在鐵芯中就出現(xiàn)(chxin)一個非周期分量的磁通一個非周期分量的磁通，如果合閘時鐵芯還有剩磁，磁通還會更大！實際運行，如果合閘時鐵芯還有剩磁，磁通還會更大！實際運行中可達到中可達到2.7倍。因此，在電壓瞬時值為零時合閘會產(chǎn)生倍。因此，在電壓瞬時值為零時合閘會產(chǎn)生很大的磁通，導(dǎo)致勵磁涌流現(xiàn)象。很大的磁通，導(dǎo)致勵磁涌流現(xiàn)象。第61頁/共64頁