教學(xué)課件-《電工與電子技術(shù)》焦陽

上篇電工技術(shù)第1章電路及其分析方法1.1

電路的基本物理量1.3

基爾霍夫定律1.2電路元件1.5

電路的兩種基本分析方法1.4

電路中電位的計算1.6

線性電路的兩個重要定理1.7

電路的暫態(tài)分析1.1.1

電路與電路模型一.實際電路1.定義:（P1）2.組成:電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)。導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡1.1電路的基本物理量4.共性：建立在同一電路理論基礎(chǔ)上3.作用:a能量的傳輸與轉(zhuǎn)換；b傳遞和處理信號。電力電路電子電路二.電路模型(circuitmodel)導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡電路圖1.電路模型：反映實際電路元件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。2.理想電路元件：具有某種確定的電磁性能的理想元件。理想電阻元件：表示消耗電能的元件。理想電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件。理想電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件。理想電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。3.幾種基本的理想電路元件：注意：不同的實際電路元件，在一定條件下可用同一模型表示；同一實際電路元件在不同的應(yīng)用條件下，其模型可以有不同的形式例三.集總參數(shù)電路滿足集總條件的元件構(gòu)成的電路，稱為集總參數(shù)電路。集總條件注集總參數(shù)電路中u、i可以是時間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無關(guān)元件尺寸元件工作的電磁波長1.1.2電流與電壓及其參考方向一.電流

(current)1.定義1mA=10-3A，1

A=10-6A單位：A（安培）、mA、

A直流電流I

，交流電流i2.實際方向規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向。二.電壓、電動勢1.電壓單位：V（伏特）、KV、mV直流電壓U

，交流電壓u定義:規(guī)定電壓的實際方向由高電位指向低電位。2.電動勢定義:（P3）直流電動勢E，交流電動勢e規(guī)定電動勢的實際方向由電源負(fù)極（低電位）指向電源正極（高電位）。如圖：元件中電流或電壓的實際方向有兩種可能:實際方向ABA實際方向B三.電壓和電流的參考方向(referencedirection)1.參考方向的規(guī)定電壓和電流的參考方向是任意指定的。2.參考方向的表示（1）電流參考方向的兩種表示：

用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。

用雙下標(biāo)表示：如

iAB

,電流的參考方向由A指向B。iABiABAB（2）電壓參考方向的三種表示方式：

用箭頭表示

用正負(fù)極性表示

用雙下標(biāo)表示uu+ABuABABAB3.參考方向與實際方向的關(guān)系若電壓、電流參考方向與實際方向相同，則u>0,i>0;若電壓、電流參考方向與實際方向相反，則u<0,i<0。例1根據(jù)參考方向與電壓、電流的正負(fù)判斷實際方向。i<0i

參考方向AB實際方向?qū)嶋H方向i>0i

參考方向BA+實際方向+實際方向U>0參考方向U+–參考方向U+–

<0U4.關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向i+-u-非關(guān)聯(lián)參考方向+iu元件或支路的電壓和電流采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。ABABi例2＋－U電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對A、B兩部分電路電壓電流參考方向是否關(guān)聯(lián)？答：A電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；

B電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。注意(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經(jīng)選定，在計算過程中不得任意改變。(3)參考方向不同時，其表達式相差一負(fù)號，但實際方向不變。1.1.3

電功率一.電功率單位：W(瓦)二.電路元件吸收或發(fā)出功率的判斷+-iu（1）u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向p=ui

表示元件吸收的功率p=ui

表示元件發(fā)出的功率p>0發(fā)出正功率(實際發(fā)出)，是電源。p<0發(fā)出負(fù)功率(實際吸收)，是負(fù)載。+-iu（2）u,i

取非關(guān)聯(lián)參考方向p>0吸收正功率(實際吸收），是負(fù)載。p<0吸收負(fù)功率(實際發(fā)出)，是電源。例3求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或產(chǎn)生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3

=8V,U4=-4V,U5

=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,I3=-1A564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－解：注意對一完整的電路，發(fā)出的功率＝消耗的功率一.電阻元件1.定義對電流呈現(xiàn)阻力的元件。iu單位：

(歐)2.伏安特性曲線1.2電路元件1.2.1電阻元件二.線性電阻元件2.電路符號Rui3.伏安特性曲線1.定義任何時刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。4.功率電阻元件總是消耗功率的。三.歐姆定律u、i取關(guān)聯(lián)參考方向Rui+-

u、i取非關(guān)聯(lián)參考方向Rui+-定義電導(dǎo)單位：S(西門子)1.2.2電感電路1.線性電感元件(1)磁鏈（磁通鏈）N匝密繞的線圈，(2)線性電感元件2.電感元件的電壓電流關(guān)系iuL+_+_eL由法拉第電磁感應(yīng)定律(u,i關(guān)聯(lián))若u,i非關(guān)聯(lián)，則假設(shè)電流i與eL取非關(guān)聯(lián)參考方向KVL：1.2.3電容電路1.線性電容元件2.電容元件的電壓電流關(guān)系uiC(u,i關(guān)聯(lián))若u,i非關(guān)聯(lián)，則1.2.4電源元件一.理想電壓源i+_2.電路符號1.定義（P5）電壓源兩端電壓由它本身決定。通過電壓源的電流由電壓源及外電路共同決定。例1Ri-+外電路電壓源不能短路！3.電壓、電流關(guān)系ui4.伏安特性曲線5.功率二.理想電流源2.電路符號1.定義（P6）u+_電流源的輸出電流由它本身決定。電流源兩端電壓由電流源及外電路共同決定。3.電壓、電流關(guān)系例2外電路電流源不能開路！Ru-+4.伏安特性曲線ui5.功率1.實際電壓源模型i+_u+_usRS（1）電路符號三.實際電源模型考慮內(nèi)阻一個好的電壓源要求usuiO（2）伏安特性曲線

實際電壓源也不允許短路。2.實際電流源模型考慮內(nèi)阻u+_i（1）電路符號

實際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若開路，電壓很高，可能燒毀電源。isuiO（2）伏安特性曲線一個好的電流源要求例3計算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出滿足：P（發(fā)）＝P（吸）+_U+_2A5Vi吸收1.2.5兩種電源模型的等效互換一.等效條件對外電路等效，即RL上的電壓、電流相同。i+_u+_usRSRL圖(a)u+_iRL圖(b)圖(a)：圖(b)：（1）（2）比較得二.互換公式注意：（1）等效只針對外電路，對內(nèi)電路不等效；（2）us和is方向相反；（3）電流源串電阻或電壓源，電阻和電壓源不起作用；電壓源并電阻或電流源，電阻和電流源不起作用。8A圖(3)64圖(4)48A9V圖(1)+_439V圖(2)+_41.3基爾霍夫定律幾個名詞電路中通過同一電流的分支。ab+_R1uS1+_uS2R2R3（1）支路i3i2i1（2）節(jié)點（P8）（3）回路由支路組成的閉合路徑。+_R1uS1+_uS2R2R3123對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔（4）網(wǎng)孔+_R1uS1+_uS2R2R3121.3.1基爾霍夫電流定律(KCL)流進的電流等于流出的電流一.內(nèi)容任一節(jié)點（1）標(biāo)出各支路電流的參考方向；（2）規(guī)定流出節(jié)點電流為“+”，流入為“-”，列KCL方程。二.應(yīng)用步驟例1三.推廣任一閉合面1

32例2三式相加得：節(jié)點1：節(jié)點2：節(jié)點3：方法一：利用推廣的KCL方法二：四.適用范圍及注意事項線性電路和非線性電路都適用。注意兩套正負(fù)號的使用。1.3.2基爾霍夫電壓定律(KCL)一.內(nèi)容任一回路（1）標(biāo)出各元件電壓的參考方向；（2）選定回路繞行方向（順時針或逆時針），二.應(yīng)用步驟（3）列KVL方程，若電壓的參考方向與回路繞行方向一致，在方程中取“+”，否則取“-”。+US1_+US4_3124U4+U3–U2+US4–

U1-US1=0例3U2U4U1U3abcd回路abcda:或U2+U1+US1=U4+U3

+US4列KVL方程三.推廣對于假想回路++--4V5V1A+-u=?3abcd回路abcda:例4四.適用范圍線性電路和非線性電路都適用。五.KCL、KVL小結(jié)(1)KCL是對支路電流的約束，KVL是對回路電壓的約束。(2)KCL、KVL與組成電路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。(3)KCL、KVL只適用于集總參數(shù)電路。注意兩套正負(fù)號的使用。1.4電路中電位的計算二.電位的定義（P13）三.電位的計算一.電位參考點（零電位點）電位參考點的選取是任意的。電位參考點的符號：例5如下圖，求UA：解：1465V8V+-+-IAB1.

2.+-20V3.++--4V5Vi=?3+10V+--1A-10VI=?10I14.5.4V+-10AU=?2+-3AI1.5.1支路電流法

以支路電流為未知量、利用KCL和KVL列寫節(jié)點電流方程和回路電壓方程，聯(lián)立求解出各支路電流，進而可以求出其他電量的方法?！袢綦娐分杏衝個節(jié)點，則列（n-1）個獨立的KCL電流方程;

列(b-n+1)個獨立的KVL電壓方程。注意：●若電路中有

b

條支路，需要列寫b個獨立的方程。1.5電路的兩種基本分析方法不獨立列節(jié)點電流方程：

對A節(jié)點：對B節(jié)點：列回路電壓方程：列(n-1)個電流方程列方程舉例：回路1：回路2：對網(wǎng)孔列回路電壓方程l1l2+_R1US1+_US2R2R3ABI1I2I3回路3：l3不獨立（5）聯(lián)立求解出各支路電流；（1）在圖中標(biāo)注各支路電流及正方向；支路電流方程的列寫步驟：（3）選獨立回路（對于平面電路，一般選網(wǎng)孔作獨立回路）并標(biāo)注繞向；（2）選參考點，對其余（n-1）個獨立的節(jié)點列KCL方程；（4）對（b-n+1)個獨立回路（網(wǎng)孔）列KVL方程；（6）進一步求其它電量。1.6線性電路的兩個重要定理1.6.1疊加定理一.定理的內(nèi)容(P16)二.幾點說明（1）疊加定理只適用于線性電路。（2）電源單獨作用指一個電源作用，其余電源為零電壓源為零—短路。電流源為零—開路。R1is1R2us2R3us3i2i3+–+–1三個電源共同作用R1is1R2R31is1單獨作用=++us2單獨作用R1R2us2R3+–1us3單獨作用R1R2us3R3+–1（3）功率不能疊加（4）u和i疊加時要注意各分量的參考方向。三.疊加定理的應(yīng)用例1求電壓U8

12V3A+–6

3

2

+－U8

12V3A+–6

3

2

+－U圖(a)8

12V+–6

3

2

+－圖(b)=＋8

3A6

3

2

+－圖(c)解圖(b):12V電源作用圖(c):3A電源作用圖(a):兩個電源共同作用例2求電流源的電壓和發(fā)出的功率＋－10V2A＋－U2

3

3

2

＋=＋－10V2A＋－U2

3

3

2

圖(a)＋－10V＋－2

3

3

2

圖(b)2A＋－2

3

3

2

圖(c)解解圖(b):10V電源作用圖(c):3A電源作用圖(a):兩個電源共同作用1.6.2戴維南定理（T-定理）一.二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)N0IUabIUab二.定理的內(nèi)容(P18)有源二端網(wǎng)絡(luò)NIUabIUab+－UOCUOCab+–例1求下圖所示的T-等效電路aI10

10

+–20Vb+–10V+–（1）求開路電壓UOC（2）求等效電阻a10

10

bUOCab+–5

15V（3）畫出T-等效電路三.定理的應(yīng)用步驟(P18)（1）斷開待求支路，求開路電壓UOC（2）將有源二端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電源全部置零，求等效電阻（3）畫出T-等效電路求解電壓源參考方向與開路電壓參考方向一致注意例2計算Rx分別為1.2

、5.2

時的I；IRxab+–10V4

6

6

4

解原電路可等效為ab+–10V4

6

6

4

IRx（1）求開路電壓ab+–10V4

6

6

4

UOC+–ab4

6

6

4

（2）求等效電阻（3）畫出T-等效電路求解aIbUOC+–Rx當(dāng)Rx

=1.2

時，當(dāng)Rx

=5.2

時，工程實際中，常常碰到只需研究某一支路的電壓、電流或功率的問題。對所研究的支路來說，電路的其余部分就成為一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，可等效變換為較簡單的含源支路(電壓源與電阻串聯(lián)),使分析和計算簡化。戴維南定理正是給出了等效含源支路及其計算方法。tE穩(wěn)態(tài)暫態(tài)舊穩(wěn)態(tài)新穩(wěn)態(tài)

過渡過程

:C電路處于舊穩(wěn)態(tài)KRE+_開關(guān)K閉合電路處于新穩(wěn)態(tài)RE+_“穩(wěn)態(tài)”與“暫態(tài)”的概念:

返回1.7電路的暫態(tài)分析

產(chǎn)生過渡過程的電路及原因?

電阻電路t=0ER+_IK電阻是耗能元件，其上電流隨電壓成比例變化，不存在過渡過程。無過渡過程ItEt

電容為儲能元件，它儲存的能量為電場能量，其大小為：

電容電路儲能元件

因為能量的存儲和釋放需要一個過程，所以有電容的電路存在過渡過程。EKR+_CuCt儲能元件電感電路

電感為儲能元件，它儲存的能量為磁場能量，其大小為：

因為能量的存儲和釋放需要一個過程，所以有電感的電路存在過渡過程。KRE+_t=0iLL結(jié)論

有儲能元件（L、C）的電路在電路狀態(tài)發(fā)生變化時（如：電路接入電源、從電源斷開、電路參數(shù)改變等）存在過渡過程；沒有儲能作用的電阻（R）電路，不存在過渡過程。

電路中的

u、i在過渡過程期間，從“舊穩(wěn)態(tài)”進入“新穩(wěn)態(tài)”，此時u、i

都處于暫時的不穩(wěn)定狀態(tài)，所以過渡過程又稱為電路的暫態(tài)過程。

研究過渡過程的意義：過渡過程是一種自然現(xiàn)象，對它的研究很重要。過渡過程的存在有利有弊。有利的方面，如電子技術(shù)中常用它來產(chǎn)生各種特定的波形或改善波形；不利的方面，如在暫態(tài)過程發(fā)生的瞬間，可能出現(xiàn)過壓或過流，致使電氣設(shè)備損壞，必須采取防范措施。

返回

換路定律換路:電路狀態(tài)的改變。如：1.7.1換路定律及初始值的確定1.電路接通、斷開電源2.電路中電源電壓的升高或降低3.電路中元件參數(shù)的改變…………..返回?fù)Q路定律:在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。設(shè)：t=0時換路---換路前瞬間---

換路后瞬間則：)()(=CCuu)()(=LLii

換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變的原因：

自然界物體所具有的能量不能突變，能量的積累或衰減需要一定的時間。所以*電感L儲存的磁場能量不能突變不能突變不能突變不能突變電容C存儲的電場能量*若發(fā)生突變，則所以電容電壓不能躍變從電路關(guān)系分析KRE+_CiuCK

閉合后，列回路電壓方程：初始值的確定求解要點：1.2.根據(jù)電路的基本定律和換路后的等效電路，確定其它電量的初始值。初始值：電路中

u、i

在

t=0+時的大小。換路時電壓方程

:根據(jù)換路定律解:求

:已知:R=1kΩ,

L=1H,U=20V、設(shè)

時開關(guān)閉合開關(guān)閉合前iLUKt=0uLuR例3.1小結(jié)1.換路瞬間，不能突變。其它電量均可能突變；3.換路瞬間，電感相當(dāng)于恒流源，其值等于，電感相當(dāng)于斷路。2.換路瞬間，電容相當(dāng)于恒壓電容相當(dāng)于短源，其值等于路；返回微分方程是一階的，則該電路為一階電路（一階電路中一般僅含一個儲能元件。）1）RC電路的零輸入響應(yīng)1E+-K2Rt=0C1.7.2一階電路的暫態(tài)分析1.經(jīng)典法特征方程微分方程通解：由初始條件確定A:具有時間的量綱,稱為時間常數(shù)。時間常數(shù)決定了過渡過程的快慢2）RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)：換路前電容儲能為零，特解與已知函數(shù)U具有相同形式，設(shè)通解為相應(yīng)的齊次微分方程的通解由初始條件可得穩(wěn)態(tài)分量暫態(tài)分量經(jīng)典法步驟:1.根據(jù)換路后的電路列微分方程2.求特解（穩(wěn)態(tài)分量）3.求齊次方程的通解(暫態(tài)分量）4.由電路的初始值確定積分常數(shù)對于復(fù)雜一些的電路，可由戴維南定理將儲能元件以外的電路化簡為一個電動勢和內(nèi)阻串聯(lián)的簡單電路，然后利用經(jīng)典法的結(jié)論。例3.2已知U=9V,R1=6k,R2=3k,C=1000pF,，求S閉合后的解：等效電路中3）RC電路的全響應(yīng)換路前電容儲能不為零，因為換路后的電路與零狀態(tài)響應(yīng)的電路相同，所以微分方程相同。因為電路的初始條件不同，通解中的積分常數(shù)A不同。將代入得所以全響應(yīng)零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)如果U=U0,曲線會是什么形狀？2.一階電路的三要素法根據(jù)經(jīng)典法推導(dǎo)的結(jié)果：可得一階電路微分方程解的通用表達式：返回只適用于一階線性電路的暫態(tài)分析三要素：初始值穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)可以是電路中的任一電壓和電流。初始值的計算:步驟:

(1)求換路前的(2)根據(jù)換路定則得出：(3)根據(jù)換路后的等效電路，求未知的或。三要素法分析要點：步驟:

(1)畫出換路后的等效電路（注意:在直流激勵的情況下,令C開路,L短路）； (2)根據(jù)電路的定理和規(guī)則，求換路后所求未知數(shù)的穩(wěn)態(tài)值。穩(wěn)態(tài)值

的計算:原則:要由換路后的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計算。(同一電路中各物理量的

是一樣的)時間常數(shù)

的計算:電路中只有一個儲能元件時，將儲能元件以外的電路視為有源二端網(wǎng)絡(luò)，然后求其無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻

R0，則:步驟:或例3.3求換路后的和。設(shè)。

（1）初始值（2）穩(wěn)態(tài)值（3）時間常數(shù)返回1.7.3微分電路和積分電路

條件：τ<<TPCRt=0~Tp++-E+t>Tp-電路的輸出近似為輸入信號的微分tEtTP1.微分電路返回RC電路滿足微分關(guān)系的條件：（1）τ<<TP（2）從電阻端輸出脈沖電路中，微分電路常用來產(chǎn)生尖脈沖信號微分關(guān)系：由于τ<<TP

，ucui=uc+uo2.積分電路條件：τ>>TP電路的輸出近似為輸入信號的積分t=0~Tp+

-E+-+-t>TpCRtTEtTPRC電路滿足積分關(guān)系的條件：（1）τ>>

TP（2）從電容器兩端輸出脈沖電路中，積分電路常用來產(chǎn)生三角波信號由于，τ>>TP積分關(guān)系：uRui=uR+uo返回第2章

交流電路

2.2正弦量的相量表示法2.3電路定律及單一參數(shù)的交流電路2.1正弦量的概念2.8交流電路中的諧振2.6復(fù)雜正弦交流電路的分析2.9三相電路2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)2.4RLC串聯(lián)交流電路的分析2.7交流電路的功率及功率因數(shù)的提高*2.10非正弦周期電壓與電流2.1正弦量的概念一.正弦量的定義與表示iu+-一段電路1.正弦量的定義（P32）2.正弦量的表示(1)三角函數(shù)表示法（瞬時值形式）(2)波形圖表示法

tiO

TIm二.正弦量的三要素(1)最大值(2)角頻率(3)初相角單位：規(guī)定：|

|。例如若i1=i2，則說明:(1)正弦量的三要素是正弦量相互區(qū)別的標(biāo)志(2)同一正弦量，計時起點不同，初相位不同。iωt

=0

=/2

=－

/2o例1ti010050t1解已知正弦電流波形如圖，試寫出的表達式；顯然，不合題意。三.正弦量的有效值1、有效值定義R直流IR交流i電流有效值定義為有效值也稱均方根值同樣，可定義電壓有效值：2、正弦電流、電壓有效值設(shè)則同理，可得（2）測量中，交流測量儀表指示的電壓、電流讀數(shù)一般為有效值。（3）區(qū)分電壓、電流的瞬時值、最大值、有效值的符號。注意（1）工程上的電壓、電流一般指有效值，但絕緣水平、耐壓值指的是最大值。四.同頻率正弦量的相位差設(shè)則相位差規(guī)定：|

|

(1)j>0，u超前i

tu,iu

iyuyijO(2)j<0，u滯后i

tu,ii

uyiyujOj＝0，同相j=(180o)

，反相

tu,iu

i0

tu,iu

i0(3)特殊相位關(guān)系一.問題的提出：2.2正弦量的相量表示法解：(1)直接用三角函數(shù)計算非常復(fù)雜已知兩個同頻率的正弦量求i1I1I2I3wwwi1+i2

i3i2

1

2

3

tii1

i20i3(2)波形圖相加結(jié)論：同頻的正弦量相加仍得到同頻的正弦量。尋找其它的正弦量的表示方法？非常繁瑣電路中，各支路的電流（電壓）和電源是同頻率的正弦量。正弦量有效值(或最大值)初相位復(fù)數(shù)模輻角1.復(fù)數(shù)A的表示形式AbReIma0二.相量表示法基礎(chǔ)—復(fù)數(shù)(1)代數(shù)形式AbReIma0

|A|(2)指數(shù)形式其中或(3)三角形式(4)極坐標(biāo)形式2.復(fù)數(shù)運算(1)加減運算—采用代數(shù)形式若則A1A2ReIm0圖解法(2)乘除運算—采用極坐標(biāo)形式例1已知復(fù)數(shù)試寫出A的極坐標(biāo)形式。解例2試寫出A的代數(shù)形式。解已知復(fù)數(shù)三.相量表示法（相量法）相量：表示正弦量的復(fù)數(shù)。同理相量法：用相量表示正弦量的方法。正弦量的表示方法(1)三角函數(shù)表示法(2)波形圖表示法(3)相量表示法包含正弦量的三要素包含正弦量的兩要素正弦量四.正弦量與相量的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別：正弦量是正弦函數(shù)，相量是復(fù)數(shù)，正弦量不等于相量；正弦量包含三個要素，相量包含兩個要素。聯(lián)系：正弦量和相量一一對應(yīng)，由正弦量可寫出相量，由相量可寫出正弦量。五.相量圖

q參考正弦量：初相角為0的正弦量。參考相量：初相角為0的相量。例3試用相量表示i,u

已知解解例4試寫出電流的瞬時值表達式。已知求i1+i2解例5已知求p=ui解例62.3.1基爾霍夫定律的相量形式相量形式KCLKVL瞬時值形式注意：2.3電路定律及單一參數(shù)的正弦交流電路1.電阻電路uiR

設(shè)為參考正弦量1）電壓電流關(guān)系的相量形式由歐姆定律正弦電壓

(1)=(2)得，2.3.2單一參數(shù)的正弦交流電路(3)相量關(guān)系

相量圖(2)有效值關(guān)系(1)相位相同結(jié)論：(2)平均功率(有功功率)P：一個周期內(nèi)的平均值

(1)瞬時功率

p2）功率電阻是消耗能量的。2.電感電路1）線性電感元件(1)磁鏈（磁通鏈）N匝密繞的線圈，(2)線性電感元件2）電感元件的電壓電流關(guān)系iuL+_+_eL由法拉第電磁感應(yīng)定律(u,i關(guān)聯(lián))若u,i非關(guān)聯(lián)，則假設(shè)電流i與eL取非關(guān)聯(lián)參考方向KVL：3）電壓電流關(guān)系的相量形式

設(shè)為參考正弦量則正弦電壓

(1)=(2)得，(1)相位相差

90°(u

比i

超前90°)結(jié)論：iu

感抗（Ω）定義(2)有效值關(guān)系則ω=0時XL

=0U+_LR直流U+_R(3)相量關(guān)系相量圖(1)瞬時功率

p4）功率(2)平均功率

(有功功率)

P純電感不消耗能量，只和電源進行能量交換。(3)無功功率Q單位：乏、千乏(var、kvar)

Q的定義：瞬時功率的最大值。3.電容電路1）線性電容元件2）電容元件的電壓電流關(guān)系uiC(u,i關(guān)聯(lián))若u,i非關(guān)聯(lián)，則

設(shè)為參考正弦量則正弦電流

(1)=(2)得，3）電壓電流關(guān)系的相量形式(1)相位相差

90°(i

比u

超前90°)結(jié)論：iu

容抗（Ω）定義(2)有效值關(guān)系則直流U+-RU+_Rω=0時(3)相量關(guān)系相量圖(1)瞬時功率

p4）功率(2)平均功率

P純電容不消耗能量，只和電源進行能量交換。(設(shè)為參考正弦量)(3)無功功率Q單位：乏、千乏(var、kvar)

uiC例1已知：C＝1μF求：電流有效值I

和瞬時值i解：電流有效值瞬時值在電阻電路中：正誤判斷？？？瞬時值有效值

在電感電路中：正誤判斷？？？？？

單一參數(shù)正弦交流電路小結(jié)電路參數(shù)電路圖電壓、電流關(guān)系有效值相量圖相量形式功率PQRiu0LiuCiu00基本關(guān)系2.4RLC串聯(lián)交流電路的分析設(shè)一.電壓、電流的關(guān)系uRLCi則則相量模型RLC設(shè)（參考相量）KVL的相量形式：相量圖的畫法RLC復(fù)數(shù)形式的歐姆定律阻抗Z實部為阻虛部為抗容抗感抗二、阻抗Z1.阻抗的定義說明：Z不是相量，上面不能加點。所以，電阻、電感、電容元件的阻抗分別為

總阻抗阻抗的模2.

Z

與總電壓、總電流的關(guān)系阻抗角，是和的相位差3.

Z和電路性質(zhì)的關(guān)系當(dāng)時，，u

超前i，電路呈電感性當(dāng)時，，u

滯后i，電路呈電容性當(dāng)時，，u,

i同相，電路呈電阻性RLC假設(shè)R、L、C已定，電路性質(zhì)能否確定？（阻性？感性？容性？）不能！

當(dāng)ω不同時，可能出現(xiàn)：

XL>

XC，或XL<

XC,或XL

=XC

。三、RLC

串聯(lián)電路中的功率1.瞬時功率2.平均功率

P

（有功功率）3.無功功率Q4.視在功率S(容量）單位：伏安、千伏安注：S＝UI

可用來衡量發(fā)電機可能提供的最大功率（額定電壓×額定電流）四.

阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形阻抗三角形電壓三角形SQP功率三角形阻抗三角形R無功功率有功功率功率因數(shù)功率因數(shù)角功率因數(shù)角阻抗角

和的相位差2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)2.5.1阻抗的串聯(lián)分壓公式：對于阻抗模一般注意：+-++--+-通式:2.5.2阻抗并聯(lián)分流公式：對于阻抗模一般注意：+-+-通式:2.5負(fù)載并聯(lián)的交流電路Z1Z2iZ1Z2總阻抗一、總阻抗分流公式1、由電路圖畫出相量模型圖（電路結(jié)構(gòu)不變）2、根據(jù)相量模型列出相量方程一般正弦交流電路的解題步驟3、求解相量方程4、將結(jié)果變換成要求的形式例1已知求各支路電流和電壓Z1Z2+-Z1Z2+-解：例2如圖,求電流和電壓3Ωj4Ω解：如圖RLC串聯(lián)電路，其中R=15Ω，L=12mH，C＝5μF，端電壓為例3試求電路中的電流i和各元件的電壓相量。解：uRLCiRLC由已知條件各元件阻抗總阻抗電路中的電流相量各元件的電壓相量電路中的電流正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。？RLC在R-L-C串聯(lián)電路中？正誤判斷而復(fù)數(shù)阻抗只是一個運算符號。Z不能加“?”反映的是正弦電壓或電流，正誤判斷在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流電路中？？？？？

正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？

？

正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？？？

1.瞬時功率設(shè)：2.7交流電路的功率及功率因數(shù)的提高2.7.1交流電路中的功率Nui瞬時功率：瞬時電壓與瞬時電流的乘積儲能元件上的瞬時功率耗能元件上的瞬時功率2.平均功率P

（有功功率）cos

稱為功率因數(shù)

又稱功率因數(shù)角（

也是阻抗角、電壓與電流的相位差）大寫注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測量的功率均指有功功率。單位:瓦（W）3.無功功率Q

用以衡量電路與電源能量交換的規(guī)模。用瞬時功率達到的最大值表征。功率交換部分單位：var4.視在功率S單位：V·A

注：發(fā)電機、變壓器等供電設(shè)備的額定視在功率

SN＝UNIN稱為額定容量，反映發(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，不能用相量表示。SQP功率三角形

P、Q、S

的關(guān)系：2.7.2功率因數(shù)的提高一.

提高功率因數(shù)的意義(1)能夠充分利用電源（發(fā)電機）的容量有功功率(2)減小輸電線上的能量損耗有功功率當(dāng)P、U一定時，例40W白熾燈40W日光燈

供電局一般要求用戶的二.

提高功率因數(shù)的方法

必須保證加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。(1)提高功率因數(shù)的原則(2)提高功率因數(shù)的方法給感性負(fù)載并聯(lián)電容器RLC三.

并聯(lián)電容值的計算

設(shè)原電路的功率因數(shù)為cos

1，要求功率因數(shù)提高到cos

2，須并聯(lián)多大電容？（設(shè)U、P

為已知）RLC分析依據(jù)：提高功率因數(shù)前后P、U不變。由相量圖可知：思考題：能否用串聯(lián)電容的方法提高功率因數(shù)？補償前RL補償后RLC

串聯(lián)電容可以提高功率因數(shù)，但在外加電壓不變的情況下，負(fù)載上的電壓和功率會發(fā)生變化。2.8交流電路的諧振

含有電感和電容的一端口電路，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)元件參數(shù)或電源的頻率，使端口電壓與端口電流同相，這時稱此電路處于諧振狀態(tài)。諧振概念：諧振串聯(lián)諧振：L與C串聯(lián)時，u、i

同相并聯(lián)諧振：L與C并聯(lián)時，u、i

同相一、串聯(lián)諧振1.

諧振電路RLC2.

諧振條件當(dāng)時，同相諧振條件：3.諧振頻率由諧振角頻率諧振頻率4.諧振的特點(1)(2)當(dāng)電源電壓一定時，(3)同相,當(dāng)時，(4)串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。部分電壓的有效值高于總電壓的有效值5.品質(zhì)因數(shù)Q

定義：電路處于串聯(lián)諧振時，電感或電容上的電壓和總電壓之比。諧振時，Q體現(xiàn)了電容或電感上電壓比電源電壓高出的倍數(shù)。6.特性曲線感性容性IfL:下限截止頻率fH:上限截止頻率通頻帶寬度二、并聯(lián)諧振理想情況：純電感和純電容并聯(lián)。1.

諧振電路2.

諧振條件或例1如圖RLC串聯(lián)電路，已知交流電壓表的讀數(shù)為500V，求R，L，C，QuRLCiV解：u,i同相，發(fā)生串聯(lián)諧振例2RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振，已知電源電壓有效值為30V，電源頻率f=50HZ，諧振時電流有效值為0.2A，容抗XC=314Ω，求該電路的電阻R和電感L。解：2.9三相電路一.對稱三相電源1.定義（P55）2.9.1三相電源AX+-BY+-CZ+-2.電路符號3.表示形式以A相電源為參考正弦量(1)三角函數(shù)形式(瞬時值表達式)(2)波形圖Um

ωtuo(3)相量形式120o相量圖證明4.特點證明5.正序和負(fù)序正序：A相、B相、C相依次滯后120o負(fù)序：A相、B相、C相依次超前120oAXYCBZN+++---二.對稱三相電源的連接1.星形連接（Y接）N點中性點相電壓線電壓AXYCBZN+++---中性線（零線）端線（火線）端線（火線）端線（火線）(1)幾個概念(2)線電壓與相電壓的關(guān)系120o30o同理相電壓的大小用UP表示，線電壓的大小用Ul表示，則2.三角形連接正確連接時，三角形回路中總電源三角形回路中無電流ZABXCY---+++ZABXCY---+++相電壓線電壓(2)線電壓與相電壓的關(guān)系(1)相電壓和線電壓相電壓的大小用UP表示，線電壓的大小用Ul表示，則三相電源很少接成三角形，多數(shù)接成星形。注意2.9.2三相負(fù)載的連接一.三相電路的連接方式1.有中性線的星形星形連接（Y0–Y0）2.無中性線的星形星形連接（Y-Y）3.星形三角形連接（Y-△）4.三角形星形連接（△

-Y）5.三角形三角形連接（△-△）對稱三相電路：三相電源對稱，三相負(fù)載也對稱的電路。ZZZ二.Y0–Y0連接（三相四線制）BAXYCZN+++---1.電路端線（火線）端線（火線）端線（火線）中性線（零線）2.線電流與相電流的關(guān)系ZZZBAXYCZN+++---相電流線電流中性線電流相電流的大小用IP表示，線電流的大小用Il表示，則。對點列KCL得，中性線電流中性線可省掉三.△–△連接1.電路ABC---+++ZZZ端線端線端線2.線電流與相電流的關(guān)系A(chǔ)BC---+++ZZZ相電流線電流120o設(shè)對點列KCL得，30o30o同理相電流的大小用IP表示，線電流的大小用Il表示，則四、對稱三相電路的功率一.平均功率（有功功率）二.無功功率求：(1)線電流(2)若A相負(fù)載短路或開路，求各項負(fù)載的相電壓有效值。(3)求負(fù)載的有功功率P和無功功率Q。例1.在Y-Y三相三線制對稱三相電路中，已知線電壓的有效值為380V,負(fù)載阻抗,ZZZBAXYCZN+++---解：(1)以為參考相量，則由對稱關(guān)系得(2)若A相負(fù)載短路，則B相和C相負(fù)載分別承受有效值為380V的線電壓和，若A相負(fù)載開路，則B相和C相負(fù)載串聯(lián)接于線電壓上，有效值各為190V。(3)無功功率有功功率3.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理3.2變壓器的外特性、效率與極性3.3其他類型的變壓器第3章變壓器返回3.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理3.1.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2變壓器的工作原理變壓器的功能：變電壓、變電流、變阻抗

發(fā)電廠1.05萬伏輸電線22萬伏升壓變電站1萬伏降壓…降壓實驗室380/220伏降壓儀器36伏降壓變壓器的種類3.1.1變壓器的功能、分類及基本結(jié)構(gòu)

額定電壓

變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允許的電壓值。

額定電流

變壓器滿載運行時，原、副邊繞組允許的電流值。

額定容量

傳送功率的最大能力。（理想）變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）1）鐵心：由硅鋼片疊成作用：構(gòu)成磁路形狀：常見有心式（線圈包圍鐵心）和殼式（鐵心包圍線圈）變壓器的結(jié)構(gòu)及符號2）繞組：小容量變壓器——漆包線繞制而成電力變壓器——圓形或扁形銅或鋁線繞制

作用：完成電磁轉(zhuǎn)換分為：

一次（初級、原）繞組——與電源相連的線圈，接收交流電能。

二次（次級、副）繞組——與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能。3）絕緣材料：骨架、層絕緣等4）散熱設(shè)施：對于小型變壓器——空氣自冷對于大型變壓器——油浸自冷、油浸風(fēng)冷等3.1.2變壓器的工作原理電磁關(guān)系

原繞組

副繞組電壓變換根據(jù)交流磁路的分析可得：

E1＝4.44fN1

m

E2＝4.44fN2

m空載時副繞組的端電壓變比結(jié)論：改變匝數(shù)比，可得到不同的輸出電壓電流變換由于變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高，空載電流（i0）很小，可忽略。寫成相量為結(jié)論：變壓器原、副繞組的電流與匝數(shù)成反比阻抗變換結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊所帶負(fù)載乘以變比的平方。

（1）匝數(shù)比為信號源輸出功率為如下圖：交流信號源的電動勢E＝120V,內(nèi)阻R0＝800

，負(fù)載電阻RL＝8（1）當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻為R0時，求匝數(shù)比和信號源輸出功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時，信號源輸出多大功率？例題（2）當(dāng)將負(fù)載直接接在信號源上時

副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系

U2＝f（I2）U20：原邊加額定電壓、副邊開路時，副邊的輸出電壓。變壓器的外特性曲線3.2變壓器的外特性、效率與極性3.2.1變壓器的外特性

變壓器的功率損耗包括鐵心中的鐵損

Pfe和繞組上的銅損Pcu。變壓器的效率：3.2.2變壓器損耗與效率

通常變壓器的效率在90％以上，大型變壓器的效率可達99％。

當(dāng)電流流入(或流出）兩個線圈時，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個流入(或流出）端稱為同極性端。??AXax?AXax1）同極性端(同名端)

或者說，當(dāng)鐵心中磁通變化時，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢極性相同的兩端為同極性端。

同極性端用“?”表示。增加+–+++–––

同極性端和繞組的繞向有關(guān)。?3.2.3變壓器繞組的極性聯(lián)接

2－3

變壓器原一次側(cè)有兩個額定電壓為110V的繞組：2）線圈的接法??1324??1324

聯(lián)接

1－3，2－4當(dāng)電源電壓為220V時：+–+–電源電壓為110V時：如果兩繞組的極性端接錯，結(jié)果如何？結(jié)論：在同極性端不明確時，一定要先測定同極性端再通電。答：有可能燒毀變壓器兩個線圈中的磁通抵消原因：電流很大燒毀變壓器感應(yīng)電勢??1324

’+–應(yīng)注意的問題：3）同極性端的測定方法方法一：交流法把兩個線圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX上加一低電壓uAX

。測量：

若說明A與x

或X與a

是同極性端.若

說明A與a或X與x

為同極性端。

結(jié)論：VaAXxV+–方法二：直流法

如果當(dāng)S閉合時，電流表正偏，則A-a為同極性端;結(jié)論：Xx電流表+_Aa+–S

如果當(dāng)S閉合時，電流表反偏，則A-x為同極性端。??AXax+_S+–1.三相變壓器2.特種互感器3.3其他類型的變壓器ABP+–+–1.自耦變壓器3.3.2特種變壓器

使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬不能對調(diào)使用，以防變壓器損壞。二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù)

N1/N21）電壓互感器

（實現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓）VR

N1（匝數(shù)多）保險絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測電壓）2.儀用互感器電流表被測電流=電流表讀數(shù)

N2/N1二次側(cè)不能開路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項：2）電流互感器（實現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流）（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i24.1

三相異步電動機的結(jié)構(gòu)4.2三相異步電動機的工作原理4.3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性4.4三相異步電動機的銘牌4.5三相異步電動機的使用第4章電動機交流電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、并勵、串勵、復(fù)勵電動機的分類電動機：電能轉(zhuǎn)換成機械能發(fā)電機：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能電動機的作用返回優(yōu)點使用電動機驅(qū)動生產(chǎn)機械可：（1）簡化生產(chǎn)機械的結(jié)構(gòu)（2）提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量（3）能實現(xiàn)自動控制（4）實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱

（1）基本結(jié)構(gòu)（2）工作原理（3）機械特性（4）起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的基本原理（5）應(yīng)用場合和正確使用主要內(nèi)容返回4.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)鼠籠式繞線式轉(zhuǎn)子返回定子（固定部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）分為兩個基本部分：

構(gòu)成：由機座、鐵心和定子繞組組成

定子機座是用鑄鐵或鑄剛制成，鐵心由互相絕緣的硅鋼片疊成，內(nèi)圓周表面沖有槽，用以放置對稱三相繞組；對稱三相繞組有的聯(lián)接成星形、有的聯(lián)接成三角形

作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場

返回機座定子繞組銘牌數(shù)據(jù)出線端子返回定子鐵心定子繞組返回鼠籠式電動機構(gòu)造簡單、價格低廉、工作可靠、使用方便轉(zhuǎn)子

構(gòu)成：由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成

鐵心也用硅鋼片疊成，表面沖有槽，裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機械負(fù)載；因繞組不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。作用：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。返回鼠籠式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸承轉(zhuǎn)子返回返回返回繞線式轉(zhuǎn)子

鐵心繞組轉(zhuǎn)軸返回4.2三相異步電動機的工作原理演示實驗返回（右手定則）（左手定則）B:磁感應(yīng)強度v:切割速度l:導(dǎo)線長磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流通電導(dǎo)線在磁場中受力返回

1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致異步

2.

線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢結(jié)論返回4.2.1

旋轉(zhuǎn)磁場1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

在三相異步電動機的定子鐵心中放有三相對稱繞組，在該三相對稱繞組中通入三相對稱交流電流，就可產(chǎn)生一“旋轉(zhuǎn)磁場”代替演示實驗中的磁鐵返回AXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下參考方向：繞組始端到末端的方向返回AXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向返回

可見，當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場是隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場。2.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向

當(dāng)通入定子繞組的三相電流的相序為A-B-C時，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與這個順序是一致的，可見磁場的轉(zhuǎn)向與定子繞組中的電流相序有關(guān)。旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序。返回改變電機旋轉(zhuǎn)方向的方法：換接其中兩相返回3.旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)AXBYCZ

此種接法下，繞組的始端之間相差120度空間角，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。AXYCBZ旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)即：P=1返回C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)，繞組的始端之間相差60度空間角，形成的磁場則是兩對磁極。即：P=2返回4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速AXYCBZAXYCBZAXYCBZ

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速決定于磁場的極數(shù)，在一對極的情況下，當(dāng)電流交變一次時，磁場恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一周。N0=60f（轉(zhuǎn)/分）返回

旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對極時，當(dāng)電流從ωt=0°到ωt=60°經(jīng)歷了60°時，磁場在空間僅旋轉(zhuǎn)了30°。比P=1時轉(zhuǎn)速慢了一半，即：N0=60f/2（轉(zhuǎn)/分）返回

所以，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0決定于電流頻率f1和磁場的極對數(shù)P，可推出：極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速返回5.電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果返回4.2.2電動機的轉(zhuǎn)動原理

在電動機定子繞組中通入三相對稱交流電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動勢。

在電動勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來。返回異步電機運行中:轉(zhuǎn)差率：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)差率同步轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速返回4.3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性返回1.三相異步電動機的“電－磁”關(guān)系

4.3.1三相異步電動機的電路分析

：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。e1e2、

：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。e

1e

2、

2.定子電路i2定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2轉(zhuǎn)子電路定子繞組相當(dāng)于變壓器原邊繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于副繞組。返回設(shè)：設(shè)：返回取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度（1）轉(zhuǎn)子頻率（2）轉(zhuǎn)子電動勢3.轉(zhuǎn)子電路：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率返回其中（4）轉(zhuǎn)子功率因數(shù)

（3）轉(zhuǎn)子電流返回4.3.2電磁轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)即返回其中：代入可得返回4.3.3機械特性曲線

由轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：10n0Tn

一定的電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻之下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線返回（1）額定轉(zhuǎn)矩：電動機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運行，輸出額定功率時，電動機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。（牛頓?米）n0TnnN返回

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段n0nT

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點。（如：柴油機當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。）電動機的自適應(yīng)負(fù)載能力直至新的平衡。此過程中，時，電源提供的功率自動增加。返回硬特性：負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。

硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）

不同場合應(yīng)選用不同的電動機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電動機。機械特性的軟硬返回

如果電機將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)。（2）最大轉(zhuǎn)矩：電機帶動最大負(fù)載的能力。n0Tn求解返回過載系數(shù)：三相異步機

（1）三相異步機的和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。

工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機將停轉(zhuǎn)。致使

（2）注意電機嚴(yán)重過熱原因返回（3）起動轉(zhuǎn)矩

電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若電機能起動，否則將起動不了。則返回

結(jié)論：和電壓的關(guān)系返回R2的

改變

：鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同繞線式電動機外接電阻不同

令：得：和轉(zhuǎn)子電阻關(guān)系返回1.型號

Y132M－4轉(zhuǎn)差率4.4三相異步電動機的銘牌2.轉(zhuǎn)速:電機軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分磁極數(shù)(極對數(shù)

p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分Y：三相異步電動機132：機座中心高（132mm）M：機座長度代號，M-中機座；S-短機座，L-長機座。返回3.接法：Y/

接法Y接法：W2U2V2U1V1W1V1W1U1U2V2W2指定子三相繞組的接法接線盒

接法：U2U1W2V1V2U1W2U2V1V2W1W1W2U2V2V1W1U1返回4.電壓：

一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5％。例：380/220Y/

是指：線電壓為380V時采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時采用接法。指電動機在額定運行狀態(tài)時定子繞組上的線電壓值.當(dāng)電壓高于額定值時，磁通將增大。即：返回電壓波動對電動機的影響當(dāng)電壓低于額定值時，引起轉(zhuǎn)速下降，電流增加。返回5.額定電流：如：

表示三角接形法下，電機的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。6.功率與效率：

指電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率值（），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：其中

=72－93％指電動機在額定運行狀態(tài)時定子繞組的線電流。為電動機的效率返回

額定負(fù)載時一般為0.7-0.9，空載時功率因數(shù)很低約為0.2-0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最大。

使用中應(yīng)選擇合適容量的電動機，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos

1)：P2PNcos

1返回8.絕緣等級

絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。

極限溫度，是指電動機絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點的最高容許溫度。

絕緣等級絕緣等級極限溫度AEBFH返回4.5

三相異步機的使用（1）起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5-7倍。原因：起動時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。定子電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流4.5.1三相異步電動機的起動1.起動性能返回B大電流使電網(wǎng)電壓降低

A頻繁起動時造成熱量積累影響：（2）起動轉(zhuǎn)矩

起動時，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但因轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)很低，因此起動轉(zhuǎn)矩并不是很大的，與額定轉(zhuǎn)矩之比為1.0-2.2。

如果起動轉(zhuǎn)矩過小，就不能滿載起動，應(yīng)設(shè)法提高；如果起動轉(zhuǎn)矩過大，會使傳動機構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，應(yīng)設(shè)法減小。電機過熱影響其他負(fù)載工作返回2.三相異步機的起動方法：（1）直接起動

20-30千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動。（2）降壓起動

在起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，以減小起動電流，鼠籠式電動機常用的降壓起動方法有Y－換接起動和自耦降壓起動。

方法簡單，但起動電流較大，影響電網(wǎng)上其他負(fù)載正常工作。返回Y－

起動

正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ設(shè)：電機每相阻抗為返回（2）Y－

起動應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電動機。Y－

起動時，起動電流減小的同時，起動轉(zhuǎn)矩也減小了。所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合返回RRR繞線式轉(zhuǎn)子（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動（繞線式電動機）。起動時將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動后將R短路。返回轉(zhuǎn)子串電阻起動的特點：適于轉(zhuǎn)子為繞線式的電動機起動。（1）

（2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上，如卷揚機、鍛壓機、起重機等。返回方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

4.5.2三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源返回

1.反接制動

停車時，將電動機接到電源的三根線中的任意兩根的一端對調(diào)位置，使旋轉(zhuǎn)磁場反向旋轉(zhuǎn)，電動機的轉(zhuǎn)矩方向與電動機原來的旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動的作用。4.5.3三相異步電動機的制動

反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。即切割磁力線的速度很大，造成轉(zhuǎn)子電流增大，引起定子電流增大。為限制電流，在制動時要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻注意措施簡單、效果好但能量消耗大返回2.能耗制動：

停車時，斷開交流電源，接至直流電源上，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)直流電流的大小一般為電動機額定電流的0.5-1倍制動能量消耗小制動平穩(wěn)，但需要直流電源M3~+-運行制動n

F轉(zhuǎn)子返回

3.發(fā)電反饋制動：

當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速時，這時的轉(zhuǎn)矩也是制動轉(zhuǎn)矩。n

Fno當(dāng)起重機快速下放重物時當(dāng)多速電動機從高速調(diào)到低速的過程中電動機已轉(zhuǎn)入發(fā)電機運行，將重物的位能轉(zhuǎn)換為電能而反饋到電網(wǎng)里去，所以稱為發(fā)電反饋制動返回4.5.4

三相異步