電工電子技術(shù)及應(yīng)用全套課件

1、電工電子技術(shù)及應(yīng)用 第一章 直流電路第六節(jié) 電路元件第一節(jié) 電路及電路模型 第二節(jié) 電路的主要物理量及相互關(guān)系第三節(jié) 電阻的連接第四節(jié) 電路的工作狀態(tài)、開路及短路第五節(jié) 基爾霍夫定律及應(yīng)用 第一節(jié)電路及電路模型 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。 電路模型手電筒的電路模型 為了便于分析電路,一般要將實際電路模型化，用理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電路相對應(yīng)的電路模型。例：手電筒R+RoES+UI電池導線燈泡開關(guān) 手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。 理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。手電筒的電路模型R+

2、RoES+UI電池導線燈泡開關(guān) 電池是電源元件，其參數(shù)為電動勢 E 和內(nèi)阻Ro； 燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R； 筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計，認為是無電阻的理想導體。 開關(guān)用來控制電路的通斷。 今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。 (1) 實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 (2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒電路的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐.輸電線第二節(jié) 電路的主要物理量及相互關(guān)系 物理中對基本物理量規(guī)定的方向1. 電路基本物理量的實際方向物理量實 際 方 向電流 I正電荷運動的方向電動勢E

3、 (電位升高的方向) 電壓 U(電位降低的方向)高電位 低電位 單 位kA 、A、mA、A低電位 高電位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V(2) 參考方向的表示方法電流：Uab 雙下標電壓： (1) 參考方向IE+_ 在分析與計算電路時，對電量任意假定的方向。Iab 雙下標2. 電路基本物理量的參考方向aRb箭 標abRI正負極性+abU U+_實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。(3) 實際方向與參考方向的關(guān)系注意： 在參考方向選定后，電流 ( 或電壓 ) 值才有正負之分。 若 I = 5A，則電流從 a 流向 b；例：若 I

4、 = 5A，則電流從 b 流向 a 。abRIabRU+若 U = 5V，則電壓的實際方向從 a 指向 b；若 U= 5V，則電壓的實際方向從 b 指向 a 。1）電流定義 帶電粒子或電荷在電場力作用下的定向運動形成電流。單位時間內(nèi)流過導體截面的電荷量定義為電流強度。2）電流的單位A（安培）、mA(毫安）、A（微安）3、 電流3）電流的實際方向 正電荷運動的方向。(客觀存在）Riabab電流的方向可用箭頭表示,也可用字母順序表示( )1）電位定義：電場力把單位正電荷從一點移到參考點所做 的功。單位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）（電路中電位參考點：接地點，Vo= 0）4、 電壓二、電壓

5、電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。單位：定義：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）實際方向：由高電位端指向低電位端也可用字母順序表示( )，RUAB也可用+，- 號表示。電壓的方向可用箭頭表示,+ U - 定義：電源力把單位正電荷從 “-” 極板經(jīng)電源內(nèi)部移到 “+” 極板所做的功。 單位：5、 電動勢V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）實際方向：由低電位端指向高電位端電動勢的方向用+，- 號表示，R +IEU+-也可用箭頭表示。U = E 6、電阻 1）電阻的定義：導體對電流的阻礙作用，用字母R表示，單位為歐姆（）。金屬導體的電阻大小可用下式計算 = 式中，l為導體長度(m)；

6、A為導體橫截面積（m2） ；為導體電阻率（m）；各種不同金屬材料的電阻率是不同的。 2）應(yīng)用：在常用的導電材料中，銀、銅、鋁的電阻率都很小，即對電流的阻礙作用小。其中銅、鋁被廣泛用來制造各種導線，電機、變壓器、電器的線圈及各種導電元器件。電阻率比較高的材料主要用來制造各種電阻元件，例如鎳鉻合金及鐵鉻鋁合金的電阻率較高，并有長期承受高溫的能力，因此常用來制造各種電熱器件，如電爐、電熨斗、電熱水器、電吹風等的發(fā)熱電阻絲。常用的滑線電阻、繞線電阻等也用鎳、鉻合金制造。 7、 歐姆定律U、I 參考方向相同時，U、I 參考方向相反時，RU+IRU+I 表達式中有兩套正負號： 式前的正負號由U、I 參考方

7、向的關(guān)系確定； U、I 值本身的正負則說明實際方向與參考 方向之間的關(guān)系。 通常取 U、I 參考方向相同。U = RI U = RI解：對圖(a)有, U = RI例：應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。對圖(b)有, U = RIRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。 遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的概念： 線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。第三節(jié)電阻的連接一、 電阻的串聯(lián)特點:1)各電阻一個接一個地順序相聯(lián)；兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：R =R1+R23)等效

8、電阻等于各電阻之和；4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。R1U1UR2U2I+RUI+2)各電阻中通過同一電流；應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。二、 電阻的并聯(lián)兩電阻并聯(lián)時的分流公式：(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點:(1)各電阻連接在兩個公共的結(jié)點之間；RUI+I1I2R1UR2I+(2)各電阻兩端的電壓相同；應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。三、電阻的混聯(lián) 實際應(yīng)用中有時會遇到既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路，稱為電阻的混聯(lián)電路，如圖所示。解混聯(lián)電路，必須首先分清哪些是串聯(lián)電阻，哪些是并聯(lián)電阻，再運用前面學過的串聯(lián)及并聯(lián)電阻電路的特點去求解。對圖中電

9、路而言，其等效電阻（總電阻）R可用下式計算 R = R1 + R2 + 第四節(jié)電路的工作狀態(tài)、開路及短路 開關(guān)閉合,接通電源與負載負載端電壓U = IR 特征:一、工作狀態(tài)（負載狀態(tài)） 電流的大小由負載決定。 在電源有內(nèi)阻時，I U ?；?U = E R0I電源的外特性EUI0 當 R0R 時，則U E ，表明當負載變化時，電源的端電壓變化不大，即帶負載能力強。 開關(guān)閉合,接通電源與負載。負載端電壓U = RI 特征:一、工作狀態(tài)（負載狀態(tài)） 電流的大小由負載決定。 在電源有內(nèi)阻時，I U ?；?U = E RoIUI = EI RoIP = PE P負載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率 電源

10、輸出的功率由負載決定。負載大小的概念: 負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定)。電源與負載的判別U、I 參考方向不同，P = UI 0，電源； P = UI 0，負載。U、I 參考方向相同，P =UI 0，負載； P = UI 0，電源。 1. 根據(jù) U、I 的實際方向判別2. 根據(jù) U、I 的參考方向判別電源： U、I 實際方向相反，即電流從“+”端流出， （發(fā)出功率）； 負載： U、I 實際方向相同，即電流從“-”端流出。 （吸收功率）。電氣設(shè)備的額定值額定值: 電氣設(shè)備在正常運行時的規(guī)定使用值電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)欠載(輕載)： I IN ，P IN ，P PN (設(shè)備易損壞)額

11、定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN (經(jīng)濟合理安全可靠) 1. 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2. 額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN = 220V ，PN = 60W電阻： RN = 100 ，PN =1 W 特征: 開關(guān) 斷開二、開路狀態(tài)I = 0電源端電壓 ( 開路電壓 )負載功率U = U0 = EP = 01. 開路處的電流等于零； I = 02. 開路處的電壓 U 視電路情況而定。電路中某處斷開時的特征:I+U有源電路電源外部端子被短接三、短路狀態(tài) 特征:電源端電壓負載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U = 0 PE = P = R0IP = 0

12、1. 短路處的電壓等于零； U = 02. 短路處的電流 I 視電路情況而定。電路中某處短路時的特征:I+U有源電路 第五節(jié) 基爾霍夫定律及應(yīng)用支路：電路中的每一個分支。 一條支路流過一個電流，稱為支路電流。節(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E1123例1：支路：ab、bc、ca、 （共6條）回路：abda、abca、 adbca （共7 個）節(jié)點：a、 b、c、d (共4個）網(wǎng)孔：abd、 abc、bcd （共3 個）adbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I一、 基爾霍夫第一定律電流定

13、律(KCL)1定律 即: 入= 出 在任一瞬間，流向任一節(jié)點的電流等于流出該節(jié)點的電流。 實質(zhì): 電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；? = 0I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E1對節(jié)點 a：I1+I2 = I3或 I1+I2I3= 0 基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一節(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系。 電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。2推廣I =?例:廣義節(jié)點I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V 在任一瞬間，沿任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。二 基爾霍夫第二定律電壓定律（KVL)1定律即： U

14、= 0 在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路繞行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。對回路1：對回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3R2 I2 + R3 I3 =E2或 R1 I1 + R3 I3E1 = 0 或 R2 I2 + R3 I3 E2 = 0 I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E112 基爾霍夫電壓定律（KVL） 反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。1列方程前標注回路繞行方向； 電位升 = 電位降 E2 =UBE + R2 I2 U = 0R2I2 E2 + UBE = 02應(yīng)用 U = 0列方程時，項前符號的確定： 如果規(guī)定電位降取正號，則

15、電位升就取負號。3. 開口電壓可按回路處理 注意：1對回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_例：對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔bcdb：R6R6 I6 R3 I3 + R1 I1 = 0R2 I2R4 I4R6 I6 = 0R4 I4 + R3 I3E = 0對回路 adbca，沿逆時針方向繞行：R1 I1 + R3 I3 + R4 I4R2 I2 = 0應(yīng)用 U = 0列方程對回路 cadc，沿逆時針方向繞行：R2 I2 R1 I1 + E = 0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I三、支路電流法支路電流法：以支路電流為未知量、應(yīng)用基爾霍夫 定律（KCL、KVL

16、）列方程組求解。對上圖電路支路數(shù)： b=3 節(jié)點數(shù)：n =212ba+-E2R2+ -R3R1E1I1I3I23回路數(shù) = 3 單孔回路（網(wǎng)孔）=2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程1. 在圖中標出各支路電流的參考方向，對選定的回路 標出回路繞行方向。2. 應(yīng)用 KCL 對結(jié)點列出 ( n1 )個獨立的節(jié)點電流 方程。3. 應(yīng)用 KVL 對回路列出 b( n1 ) 個獨立的回路 電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出） 。4. 聯(lián)立求解 b 個方程，求出各支路電流。ba+-E2R2+ -R3R1E1I1I3I2對節(jié)點 a：例1 ：12I1+I2I3=0對網(wǎng)孔1：對網(wǎng)孔2：R1 I1 +R3I3 =E

17、1R2I2 +R3I3 =E2支路電流法的解題步驟:(1) 應(yīng)用KCL列(n-1)個節(jié)點電流方程 因支路數(shù) b=6，所以要列6個方程。(2) 應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程(3) 聯(lián)立解出 IG 支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當支路數(shù)較多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便。例2：adbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I對節(jié)點 a： I1 I2 IG = 0對網(wǎng)孔abda：RG IG R3 I3 + R1 I1 = 0對節(jié)點 b： I3 I4 +IG = 0對節(jié)點 c： I2 + I4 I = 0對網(wǎng)孔acba： R2 I2 R4I4 RG IG = 0對網(wǎng)孔bcdb：

18、R4 I4 + R3 I3 = E 試求檢流計中的電流IG。RG第六節(jié) 電路元件 由于在電路分析計算中，只研究電能與負載之間的相互能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，因此對電路實行控制、保護、測量的輔助環(huán)節(jié)一般均予忽略，不加考慮。這樣就可以把理想電路的元件按負載及電源而分為理想無源元件和理想電源元件兩大類。一、理想無源元件 理想無源元件包括理想電阻元件、理想電容元件、理想電感元件三種。簡稱電阻元件（電阻）、電容元件（電容）和電感元件（電感）。這樣，電阻、電容和電感這三個名詞既代表了三種電路元件，又是表征它們量值和大小的實際元、器件。其中電阻是表征電路中消耗電能的元件，電容是表征電路中儲存電場能的元件，電感是表征電路

19、中儲存磁場能的元件。二、理想電源元件 理想電源元件是從實際電源中抽象出來的。當實際電源本身的功率損耗可忽略不計而只起電源作用時，這種電源便可以用一個理想電源來表示，理想電源可理想電壓源和理想電流源兩種。1、理想電壓源（恒壓源） 電壓源模型由上圖電路可得: U = E R0 I若 R0 = 0理想電壓源 : U EU0=E 電壓源的外特性IUIRLR0+-EU+ 理想電壓源是由電動勢 E和內(nèi)阻 R0 串聯(lián)的電源的電路模型。 若 R0RL ，I IS ，可近似認為是理想電流源。電流源電流源模型R0UR0UIS+理想電流源（恒流源)例1：(2) 輸出電流是一定值，恒等于電流 IS ；(3) 恒流源兩

20、端的電壓 U 由外電路決定。特點:(1) 內(nèi)阻R0 = ；設(shè) IS = 10 A，接上RL 后，恒流源對外輸出電流。RL當 RL= 1 時， I = 10A ，U = 10 V當 RL = 10 時， I = 10A ，U = 100V外特性曲線 IUISOIISU+_電流恒定，電壓隨負載變化。3、實際 電壓源與實際電流源的等效變換由圖a： U = E R0I由圖b： U = R0 ISR0 IIRLR0+EU+電壓源等效變換條件:E = R0ISRLR0UR0UISI+電流源 等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。 理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。 電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路

21、而言， 對電源內(nèi)部則是不等效的。 注意事項：例：當RL= 時，電壓源的內(nèi)阻 R0 中不損耗功率， 而電流源的內(nèi)阻 R0 中則損耗功率。 任何一個電動勢 E 和某個電阻 R 串聯(lián)的電路， 都可化為一個電流為 IS 和這個電阻并聯(lián)的電路。R0+EabISR0abR0+EabISR0ab第二章 交流電路第一節(jié) 正弦交流電量的三要素第二節(jié) 正弦交流電的表示法及簡單運算第三節(jié) 單一參數(shù)正弦交流電路 第四節(jié) 串聯(lián)交流電路第五節(jié) 功率因數(shù)的意義及提高方法第六節(jié) 三相交流電路 第一節(jié) 正弦交流電量的三要素正弦量： 隨時間按正弦規(guī)律做周期變化的量。Ru+_iu+_正弦交流電的優(yōu)越性： 便于傳輸；易于變換 便于運

22、算； 有利于電器設(shè)備的運行； . . . . .正半周負半周Ru+_第一節(jié) 正弦交流電量的三要素設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小 幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置Im2TiO一、交流電的周期、頻率和角頻率周期T：變化一周所需的時間 （s）角頻率：（rad/s）頻率f：（Hz）T* 無線通信頻率： 30 kHz 30GMHz* 電網(wǎng)頻率：我國 50 Hz ，美國 、日本 60 Hz* 高頻爐頻率：200 300 kHZ* 中頻爐頻率：500 8000 HziO二、交流電的瞬時值、最大值和有效值 1. 瞬時值 交流電在變化過程中某一

23、時刻的值稱為瞬時值。規(guī)定用英文小寫字母 、 、 等表示。瞬時值是時間的函數(shù)，只有具體指出哪一時刻，才能求出確切的數(shù)值與方向。 2. 最大值 數(shù)值最大的瞬時值稱最大值（又稱峰值），用帶有下標m的英文大寫字母表示，如 、 和 等。 3. 有效值 正弦交流電在實際中常用有效值來計量，如銘牌所示的參數(shù)及儀表指示值一般都是指有效值。 有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的，即某一交流電流通過電阻R，經(jīng)過一周期所產(chǎn)生的熱量與另一直流電流通過相同電阻經(jīng)過相同時間所產(chǎn)生的熱量相等，即以此直流電流的數(shù)值作為交流電流的有效值。按照規(guī)定，有效值用英文大寫字母表示，如 、 、 等。峰值與有效值有效值：與交流熱效應(yīng)相等的直流

24、定義為交流電的有效值。峰值：Im、Um、Em則有交流直流峰值必須大寫,下標加 m。同理：有效值必須大寫 注意：交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值交流設(shè)備名牌標注的電壓、電流均為有效值 給出了觀察正弦波的起點或參考點。: 1、 相位：2、初相位： 表示正弦量在 t =0時的相角。 反映正弦量變化的進程。iO三、交流電的相位、初相位和相位差如：若電壓超前電流兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。3、相位差 ：uiuitO電流超前電壓電壓與電流同相 電流超前電壓 電壓與電流反相uituiOuitui90OuituiOtuiuiO 不同頻率的正弦量比較無意義。 兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)， 與計時的

25、選擇起點無關(guān)。注意: tO第二節(jié) 正弦量的表示法及簡單運算三角函數(shù)式表示法波形圖表示法 .正弦量的表示方法必須小寫相量表示法uO2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示設(shè)正弦量:若:有向線段長度 = 有向線段以速度 按逆時針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應(yīng)時刻正弦量的瞬時值。有向線段與橫軸夾角 = 初相位u0 xyOO1. 電壓與電流的關(guān)系設(shè)大小關(guān)系：相位關(guān)系 ：u、i 相位相同根據(jù)歐姆定律: 頻率相同相位差 ：矢量圖第三節(jié) 單一參數(shù)正弦交流交流電路Ru+_一、純電阻電路2. 功率關(guān)系(1) 瞬時功率 p：瞬時電壓與瞬時電流的乘積小寫結(jié)論: （耗能元件）,且隨時間變化。pituO

26、tpOiu瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值 大寫(2) 平均功率(有功功率)P單位:瓦（W）PRu+_pptO注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測量的功率均指有功功率。 基本關(guān)系式： 頻率相同 U =I L 電壓超前電流90相位差1. 電壓與電流的關(guān)系二、純電感電路設(shè)：+-eL+-LutuiiO或則: 感抗() 電感L具有通直阻交的作用直流： f = 0, XL =0，電感L視為短路定義：有效值:交流：fXL感抗XL是頻率的函數(shù)矢量圖超前根據(jù)：O2. 功率關(guān)系(1) 瞬時功率(2) 平均功率 L是非耗能元件儲能p 0分析：瞬時功率 ：+p 0p 0充電p 0充電p XC 時， 0 ，u 超前 i 呈感性當 XL

27、 XC 時 ， 0 ， u 滯后 i 呈容性當 XL = XC 時 ， = 0 ， u. i 同相 呈電阻性 由電路參數(shù)決定。2.功率關(guān)系儲能元件上的瞬時功率耗能元件上的瞬時功率 在每一瞬間,電源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分與儲能元件進行能量交換。(1) 瞬時功率設(shè)：RLC+_+_+_+_(2) 平均功率P （有功功率）單位: W總電壓總電流u 與 i 的夾角cos 稱為功率因數(shù)，用來衡量對電源的利用程度。(3) 無功功率Q單位：var總電壓總電流u 與 i 的夾角根據(jù)電壓三角形可得：電阻消耗的電能根據(jù)電壓三角形可得：電感和電容與電源之間的能量互換(4) 視在功率 S 電路中總電壓

28、與總電流有效值的乘積。單位：VA 注： SNUN IN 稱為發(fā)電機、變壓器 等供電設(shè)備的容量，可用來衡量發(fā)電機、變壓器可能提供的最大有功功率。 P、Q、S 都不是正弦量，不能用矢量表示。阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQP將電壓三角形的有效值同除I得到阻抗三角形將電壓三角形的有效值同乘I得到功率三角形R例1：已知:求:(1)電流的有效值I與瞬時值 i ;(2) 各部分電壓的有效值與瞬時值；(3) 作相量圖；(4)有功功率P、無功功率Q和視在功率S。在RLC串聯(lián)交流電路中，解：(1)(2)通過計算可看出：而是(3)相量圖(4)或(4)或呈容性第五節(jié) 功率因數(shù)的意義及提高方法一.功率因數(shù):對電

29、源利用程度的衡量。X+-的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角時,電路中發(fā)生能量互換,出現(xiàn)無功當功率這樣引起兩個問題:(1) 電源設(shè)備的容量不能充分利用若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為： 若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為： 而需提供的無功功率為:所以 提高 可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用無需提供的無功功率。二. 功率因數(shù)cos 低的原因（2）增加線路和發(fā)電機繞組的功率損耗(費電)所以要求提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對國民經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義。設(shè)輸電線和發(fā)電機繞組的電阻為 :要求:(、定值)時所以提高 可減小線路和發(fā)電機繞組的損耗。(導線截面積) 日常生活中多為感性負載-如電動機、日光燈，其等效電路

30、及矢量關(guān)系如下圖。 矢量圖+-+-+-感性等效電路40W220V白熾燈 例40W220V日光燈 供電局一般要求用戶的 否則受處罰。 常用電路的功率因數(shù)純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動機 空載電動機 滿載 日光燈 （R-L串聯(lián)電路）三.功率因數(shù)的提高(2) 提高功率因數(shù)的措施: 必須保證原負載的工作狀態(tài)不變。即：加至負載上的電壓和負載的有功功率不變。 在感性負載兩端并電容I(1) 提高功率因數(shù)的原則：+- 結(jié)論并聯(lián)電容C后：(2) 原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感性支路的功率因數(shù)不變感性支路的電流(3) 電路總的有功功率不變因為電路中電阻沒有變，所以消耗的功率也不變。(1)

31、 電路的總電流 ，電路總功率因數(shù)I電路總視在功率S四. 并聯(lián)電容值的計算相量圖:又由矢量圖可得：即:+-思考題:1.電感性負載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù),為什么?2.原負載所需的無功功率是否有變化,為什么?3.電源提供的無功功率是否有變化,為什么?例1:解：(1)（2）如將 從0.95提高到1，試問還需并多 大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到 ,需要 并多大的電容C,求并C前后的線路的電流。一感性負載,其功率P=10kW, ，接在電壓U=220V , =50Hz的電源上。即即求并C前后的線路電流并C前:可見 : cos 1時再繼續(xù)提高，則所需電容值很大（不經(jīng)濟），所以一般不必提高到

32、1。并C后:(2)從0.95提高到1時所需增加的電容值例2:解：(1)電源提供的電流為：電源的額定電流為：(1) 該電源供出的電流是否超過其額定電流？已知電源UN=220V , =50Hz，SN=10kVA向PN=6kW,UN=220V， 的感性負載供電，(2) 如并聯(lián)電容將 提高到0.9，電源是否還有 富裕的容量？例2:該電源供出的電流超過其額定電流。（2）如將 提高到0.9后，電源提供的電流為： 該電源還有富裕的容量。即還有能力再帶負載；所以提高電網(wǎng)功率因數(shù)后，將提高電源的利用率。第六節(jié) 三相交流電路本節(jié)要求： 1. 搞清對稱三相負載Y和聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線 電流關(guān)系。 2. 掌握三相四線

33、制供電系統(tǒng)中單相及三相負載的正 確聯(lián)接方法，理解中線的作用。 3. 掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。 三相交流發(fā)電機示意圖一、三相電源1. 三相電源的產(chǎn)生工作原理：動磁生電(尾端)+eUeVeWU2U1V1V2W1W2(首端)+ +_eeU1U2 三相繞組示意圖電樞繞組及其電動勢定子轉(zhuǎn)子W2U1U2V2NSW1-+V1三相電動勢瞬時表示式鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120: 直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)對稱三相電動勢的瞬時值之和為 0三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三

34、相交流電的相序為 U V W2. 三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1) 聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up+、UlU2YZNVWUeU+eW+eV+(2) 線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖 30UXYZNVWeU+eW+eV+同理3. 三相電源的三角形聯(lián)結(jié)+VUW三相負載不對稱三相負載： 不滿足 ZU =ZV= ZW 如由單相負載組成的三相負載對稱三相負載：ZU=ZV= ZW 如三相電動機二. 三相負載分類單相負載：只需一相電源供電 照明負載、家用電

35、器負載三相負載：需三相電源同時供電 三相電動機等三相負載的聯(lián)接 三相負載也有 Y和 兩種接法，至于采用哪種方法 ，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。三相負載連接原則（1） 電源提供的電壓=負載的額定電壓；（2） 單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。UV電源W保險絲三相四線制380/220伏N 額定相電壓為220伏的單相負載 額定線電壓為380伏的三相負載三相負載星形聯(lián)結(jié)線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結(jié)論： 負載 Y聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。Y: 三相三線制YN：三相四線制(1) 聯(lián)結(jié)形式+ZVZWZUNN+N負載中性點N 電源中性點(2) 負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負載端

36、的線電壓電源線電壓2)負載的相電壓電源相電壓3)線電流相電流Y 聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負載 Y 聯(lián)結(jié)帶中性線時, 可將各相分別看作單相電路計算+ZVZWZUNN+負載對稱時,中性線無電流,可省掉中性線。(3) 對稱負載Y 聯(lián)結(jié)三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。 負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZVZWZUNN+N+例1：N+NRURVRWUWV若RU=RV= RW = 5 ，求線電流及中性線電若RU=5 , RV=10 , RW=20 ,求線電流及 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓 。 負載為電燈組，流 IN ;中性線電流 IN 。中

37、性線電流解：已知：(1) 線電流 三相對稱N+NRURVRWUWV(2) 三相負載不對稱（RU=5 、RV=10 、RW=20 ） 分別計算各線電流中性線電流例2：照明系統(tǒng)故障分析解: (1) U相短路1) 中性線未斷 NRURWRVUVNW 此時U相短路電流很大，將U相熔斷絲熔斷，而 V相和W相未受影響，其相電壓仍為220V, 正常工作。 在上例中，試分析下列情況 (1) U相短路: 中性線未斷時，求各相負載電壓； 中性線斷開時，求各相負載電壓。 (2) U相斷路: 中性線未斷時，求各相負載電壓； 中性線斷開時，求各相負載電壓。 此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定

38、電壓（220V) ，這是不允許的。 2) U相短路, 中性線斷開時, 此時負載中性點N即為U, 因此負載各相電壓為 UVNWNiUiWiV+ (2) U相斷路 2) 中性線斷開 V、W相燈仍承受220V電壓, 正常工作。1) 中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示, 由圖可求得IVWUUUV+(b) NRURWRVUVNW(a)結(jié)論 （1）不對稱負載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。 （2） 中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負載的相電壓對稱。 （3）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。 1.

39、 聯(lián)結(jié)形式三相負載的三角形聯(lián)結(jié)線電流: 流過端線的電流相電流: 流過每相負載的電流 、 、ZUVZVWZWUUWV+線電流不等于相電流(2) 相電流(1) 負載相電壓=電源線電壓即: UP = UL 一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱, 即2. 分析計算相電流：線電流： UUV=UVW=UWU=UL=UPZUVZVWZWUUWV+相量圖VWABWUVWUVWU30負載對稱時, 相電流對稱，即VW(3) 線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，即 。 線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。三相負載的聯(lián)接原則負載的額定電壓 = 電源的線電壓應(yīng)作 聯(lián)結(jié)負載的額定電壓 = 電源線電壓應(yīng)

40、作 Y 聯(lián)結(jié) 應(yīng)使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。 三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。四、 三相功率無論負載為 Y 或聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為 Pp= Up Ip cosp對稱負載 聯(lián)結(jié)時： 同理對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P = 3Up Ipcosp所以 有一三相電動機, 每相的等效電阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上; (2) 繞組

41、聯(lián)成三角形接于UL=220 V的三相電源上。例1:解:(1)(2) 比較(1), (2)的結(jié)果: 有的電動機有兩種額定電壓, 如220/380 V。當電源電壓為380 V時, 電動機的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當電源電壓為220 V時, 電動機的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍。 三相對稱負載作三角形聯(lián)結(jié)，UL =220V，當S1、 S2 均閉合時，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率 P = 4.5 kW，試求: 1) 每相負載的電阻和感抗； 2) S1合、S2斷開時, 各電流表讀數(shù)和有功功率

42、P； 3) S 1斷、S 2閉合時, 各電流表讀數(shù)和有功功率P。例2：ZWUAAAS1S2ZUVZVWWUV或：P =I 2R P =UIcostg =XL / R 解：(1) 由已知條件可求得ZWUAAAS1S2ZUVZVWWUV2) S1閉合、S2斷開時 IU=IW =10A IV =17.32 A 流過電流表 U、W的電流變?yōu)橄嚯娏?IP，流過電流表V 的電流仍為線電流IL 。因為開關(guān)s均閉合時 每相有功功率 P =1.5 kW 當 S1合、S2斷時，ZUV、ZVW的相電壓和相電流不變，則PUV、PVW不變。P = PUV+PVW = 3 kWS1AAAS2ZUVZWUZVWWUVIV

43、= 0A 3) S1斷開、 S2閉合時變?yōu)閱蜗嚯娐穁UVZVWZWUUWI1I2 I1 仍為相電流 IP ， I2 變?yōu)?1/2 IP 。 IU=IW =10 A+ 5 A= 15A I2 變?yōu)?1/2 IP，所以 UV、 VW 相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4 。 P = 1/4 PUV+ 1/4 PVW +PWU = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1S2ZUVZVWZWUUVW第三章 電磁與變壓器第一節(jié) 電磁基礎(chǔ)知識第二節(jié) 變壓器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理第三節(jié) 常用變壓器第一節(jié) 電磁基礎(chǔ)知識一、磁場及其物理量1、磁感應(yīng)強度B : 定義：表示磁場內(nèi)某點磁場強弱

44、和方向的物理量。大小: 方向:與電流的方向之間符合右手螺旋定則。單位: 特斯拉(T)，高斯（GS）1T = 10 4 GS均勻磁場: 各點磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同的 磁場，也稱勻強磁場。2、 磁通磁通 ：穿過垂直于B方向的面積A中的磁力線總數(shù)。 說明: 如果不是均勻磁場，則取B的平均值。在均勻磁場中 = B A 或 B= /A 磁感應(yīng)強度B在數(shù)值上可以看成為與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱磁通密度。單位:韋伯(Wb) 麥 克斯韋 (Mx) 1Wb =10 8 Mx3、磁通勢（磁勢）F 實驗表明通電線圈產(chǎn)生的磁場強弱與線圈內(nèi)通入電流I的大小及線圈的匝數(shù)N成正比，把I與N的乘積稱為

45、磁勢，單位安（A）即 真空的磁導率為常數(shù)，用 0表示，有：4、 磁導率（導磁系數(shù)）磁導率 ：表示磁場媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì) 的導磁能力。相對磁導率 r： 任一種物質(zhì)的磁導率 和真空的磁導率0的比值。磁導率 的單位：亨/米（H/m）二、磁場對電流的作用 實驗表明，不僅載流導體能夠產(chǎn)生磁場，反過來磁場對電流也有作用。如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B(T)的勻強磁場中，放入電流為I(A)的直導線時，在線長為 (m)上作用 的磁場力為 式中，要求F、B和 兩兩垂直，如果不能滿足要求，應(yīng)該取其垂直分量，如圖中的 起作用。磁場力的單位為牛頓(N)。 載流直導線在磁場中所受磁場力的方向，可用左手定則判斷：伸開

46、左手，使拇指與其余四指垂直且處于同一平面上，讓磁感線垂直通過手心，四指指向電流的方向，則拇指所指方向為磁場力的方向，如圖所示。三、電磁感應(yīng) 當導體與磁場間發(fā)生相對運動(即切割磁感線)，或線圈中的磁通發(fā)生變化時，在導體或線圈中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢稱為感應(yīng)電動勢。閉合回路中由感應(yīng)電動勢所引起的電流，稱為感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)是各類電機、變壓器工作的理論基礎(chǔ)。 1、導體在磁場中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 如果導體在磁場中作切割磁感線的相對運動，則在導體內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如圖所示。感應(yīng)電動勢的大小為 式中， 、 、 分別為磁感應(yīng)強度、導體長度和導體運動的速度，并且

47、要求 、 和 e相互垂直，如果不垂直，應(yīng)該取其垂直分量。 感應(yīng)電動勢的方向可以根據(jù)右手定則判斷：伸出右手，拇指與其余四指垂直并在同一平面上，讓磁感線垂直通過掌心，大拇指的方向指向?qū)w運動方向，則四指所指方向為感應(yīng)電動勢的方向，如圖所示。 2穿過線圈的磁通發(fā)生變化時。在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 通過圖中實驗可知，當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，在線圈內(nèi)會感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小與穿過線圈的磁通對時間的變化率和線圈的匝數(shù)成正比。由楞次定律可以判斷感應(yīng)電動勢的方向，由感應(yīng)電動勢引起的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通總是阻礙其初始磁通的變化。四、鐵磁材料的電磁性能1、高導磁性 鐵磁材料的磁導率通常都很高，即 r

48、 1 (如坡莫合金，其 r 可達 2105 ) 。 鐵磁材料能被強烈的磁化，具有很高的導磁性能。 鐵磁材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。 鐵磁材料的高導磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強度。2、 磁飽和性BJ 磁場內(nèi)磁性物質(zhì)的磁化磁場 的磁感應(yīng)強度曲線；B0 磁場內(nèi)不存在磁性物質(zhì)時的 磁感應(yīng)強度直線；B BJ曲線和B0直線的縱坐標相 加即磁場的 B-H 磁化曲線。OHBB0BJBab磁化曲線鐵磁材料由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會隨著外磁場的增強而無限的增強。當外磁場增大到一定程度時

49、，鐵磁材料的全部磁疇的磁場方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場方向一致，磁化磁場的磁感應(yīng)強度將趨向某一定值。如圖。 B-H 磁化曲線的特征： Oa段：B 與H幾乎成正比地增加； ab段： B 的增加緩慢下來； b點以后：B增加很少，達到飽和。OHBB0BJBab 有鐵磁材料存在時，B 與 H不成正比，鐵磁材料的磁導率不是常數(shù)，隨H而變。 有鐵磁材料存在時，與 I 不成正比。 鐵磁材料的磁化曲線在磁路計算上極為重要，其為非線性曲線，實際中通過實驗得出。 OHB,B磁化曲線B和與H的關(guān)系3、 磁滯性 鐵磁材料在交變磁場中反復磁化，其B-H關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線，稱為磁滯回線。磁滯性：鐵磁材料中磁感應(yīng)強度B的變

50、化總是滯后于 外磁場變化的性質(zhì)。磁滯回線OHBBrHc剩磁感應(yīng)強度Br (剩磁) ： 當線圈中電流減小到零(H=0)時，鐵心中的磁感應(yīng)強度。矯頑磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。 鐵磁材料不同，其磁滯回線和磁化曲線也不同。 幾種常見磁性物質(zhì)的磁化曲線a 鑄鐵 b 鑄鋼 c 硅鋼片O0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0103H/(A/m)H/(A/m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc按鐵磁物質(zhì)的磁性能，磁性材料分為三種類型：(1)軟磁材料 具有較小的矯頑磁力

51、，磁滯回線較窄。一般用來制造電機、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金即鐵氧體等。(2)永磁材料 具有較大的矯頑磁力，磁滯回線較寬。一般用來制造永久磁鐵。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。(3)矩磁材料 具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性良好。在計算機和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體等。 磁滯損耗（Ph）由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗（Ph）。 磁滯損耗的大?。?單位體積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場交變的頻率 f。OHB 磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。 減少磁滯損耗的措施： 選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變

52、壓器和電機中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。 設(shè)計時應(yīng)適當選擇值以減小鐵心飽和程度。渦流損耗: 由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。 渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施： 提高鐵心的電阻率。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。 4、渦流五、磁路簡介 在電機、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律 環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均

53、 勻的，磁導率為， 試計算線圈內(nèi)部 的磁通 。 解：1. 引例AxHxIN匝式中：F=NI 為磁通勢，由其產(chǎn)生磁通； Rm 稱為磁阻，表示磁路對磁通的阻礙作用； l 為磁路的平均長度； A為磁路的截面積。2. 磁路的歐姆定律 若某磁路的磁通為，磁通勢為F ，磁阻為Rm，則此即磁路的歐姆定律。3. 磁路與電路的比較 磁路磁通勢F磁通磁阻電路電動勢 E電流密度 J 電阻磁感應(yīng)強度B電流 INI+_EIR4. 磁路分析的特點(1)在處理電路時不涉及電場問題，在處理磁路時離不開磁場的概念；(2)在處理電路時一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時一般都要考慮漏磁通；(3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式

54、上相似。由于 不是常數(shù)，其隨勵磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來計算，只能用于定性分析；(4)在電路中，當 E=0時，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當 F=0 時， 不為零；第二節(jié) 變壓器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng) 變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器 變壓器的主要功能有： 在能量傳輸過程中，當輸送功率P =UI cos 及負載功率因數(shù)cos 一定時：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟） 概述U IP = I RlI S 一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu) 單相變壓器是指接在單相交流電源上用來改變單相交流電壓的變壓器，一般容

55、量都很小，主要用作控制及照明變壓器。它由鐵心和線圈（又稱繞組）兩部分組成。 1. 鐵心 鐵心是變壓器的磁路部分，并作為變壓器的機械骨架。對鐵心的要求是導磁性能要好，磁滯損耗及渦流損耗要小，它一般均由表面絕緣的.35mm厚硅鋼片疊成，也有用冷軋硅鋼片卷制后切割而成，稱為C型變壓器。 1. 鐵心 變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)型式可分為心式、殼式和卷制式，如圖所示。心式變壓器在兩側(cè)的鐵心柱上放置線圈，形成線圈包圍鐵心的形狀。殼式變壓器則在中間的鐵心柱上放置線圈，形成鐵心包圍線圈的形狀。卷制式C型變壓器生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，是今后的發(fā)展方向。一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+由高

56、導磁硅鋼片疊成厚0.35mm 或 0.5mm鐵心變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的分類電壓互感器 電流互感器 按用途分電力變壓器 (輸配電用)儀用變壓器 整流變壓器 按相數(shù)分三相變壓器 單相變壓器 按制造方式殼式心式變壓器符號二、 變壓器的工作原理單相變壓器+一次繞組N1二次繞組N2鐵心 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。1、變壓器的空載運行一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。+1i0 ( i0N1) 1空載時，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。有效值:同 理：主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則變壓器一次側(cè)等效電路如圖 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)較

57、小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動勢 E1比較可忽略不計，則+變壓器空載時:故有（匝比）K為變比結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。2、變壓器的負載運行一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負載。+11i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。2i2+e2+e2+u2Z 有載運行 可見，鐵心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時近似保持不變。即有 不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有由上式，若U1、 f 不變，則 m 基本不變，近于常數(shù)?？蛰d：有載：+|Z |+一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。或結(jié)

58、論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍?.提供產(chǎn)生m的磁勢2.提供用于補償 作用 的磁勢磁勢平衡式：空載磁勢有載磁勢3.變壓器的功率關(guān)系 變壓器在傳輸電能的過程中，不可避免地要產(chǎn)生損耗，單相變壓器從電源輸入的有功功率和向負載輸出的有功功率可分別用下式計算 兩者之差為變壓器的損耗 ，它包括銅損耗 和鐵損耗 兩部分，即銅損耗、鐵損耗 銅損耗 是電流通過一、二次繞組電阻時產(chǎn)生的損耗，它與電流的平方成正比，當變壓器供給的負載發(fā)生變化時，一、二次繞組中的電流也隨之變化，故銅損耗又稱可變損耗。 鐵損耗 是交變的主磁通在變壓器鐵心中產(chǎn)生的磁滯及渦流損耗，變壓器在工作時，由于一次繞組的電壓基本上保持不變，使鐵

59、心中的主磁通保持不變，故鐵損耗也基本上保持不變，因此鐵損耗又稱不變損耗。 效率變壓器的效率 ：變壓器的輸出功率 與輸入功率 之比1） 變壓器的型號變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)S J L 1000/10 變壓器額定容量(KVA) 鋁線圈 冷卻方式J:油浸自冷式F:風冷式相數(shù)S:三相D:單相 高壓繞組的額定電壓(KV)2） 額定值 額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值單相：U1N ，一次側(cè)電壓， U2N，二次側(cè)空載時的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側(cè)的線電壓 額定電流 I1N、I2N 變壓器滿載運行時，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。單相：一次、二次側(cè)繞

60、組允許的電流值三相：一次、二次側(cè)繞組線電流 額定容量 SN 傳送功率的最大能力。單相：三相：容量 SN 輸出功率 P2 一次側(cè)輸入功率 P1 輸出功率 P2注意：變壓器幾個功率的關(guān)系（單相）效率容量：一次側(cè)輸入功率：輸出功率： 變壓器運行時的功率取決于負載的性質(zhì)2) 額定值第三節(jié) 常用變壓器 一、三相變壓器 現(xiàn)代的電力系統(tǒng)都采用三相制供電，因而廣泛采用三相變壓器來實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。當發(fā)電站發(fā)出的電能在輸送到用戶的過程中，通常需用很長的輸電線，根據(jù)，在輸送功率和負載的功率因數(shù)cos一定時，輸電線路上的電壓越高，則流過輸電線路中的電流就越小。這不僅可以減小輸電線的截面積，節(jié)約導體材料的消耗，同時還可