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認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

認(rèn)證主體：潘**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：浙江 上傳時間：2022-01-25 格式：DOCX 頁數(shù)：66 大?。?28.56KB 積分：50 舉報 版權(quán)申訴

1、電工技術(shù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電路的基本概念、基本定律和基本分析計算方法、磁路和電機(jī)基本理論、異步電動機(jī)的繼電接觸器控制的常用方法；使學(xué)生具有進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)的基本技能，為后繼課程準(zhǔn)備必要的電路知識，為從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。本課程對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高分析問題和解決問題的能力等方面具有重要的作用。第1章電路及其分析方法學(xué)習(xí)要求：1.1電路的組成、作用。（了解）1.2電路模型，電路基本元件（電阻元件、電感元件、電容元件、理想電源）的電路符號及在電路中的基本電磁性質(zhì)。（了解）1.3電流、電壓及參考方向的意義。 （理解 重點(diǎn)考點(diǎn)）1.4電源

2、的三種工作狀態(tài)（有載工作、開路、短路）。（理解考點(diǎn)）電源與負(fù)載的判別（元件的功率的計算）。（掌握 重點(diǎn)考點(diǎn)）電氣設(shè)備的額定值與實(shí)際值。（了解）1.5基爾霍夫定律。（理解 重點(diǎn) 考點(diǎn)）1.6電阻的申聯(lián)與并聯(lián)（了解考點(diǎn)）1.7支路電流法（了解）1.8疊加定理（掌握 重點(diǎn) 考點(diǎn)）1.9電壓源與電流源及其等效變換（掌握重點(diǎn)考點(diǎn)）1.10戴維寧定律 （掌握重點(diǎn)考點(diǎn)）1.11電路中電位的概念及計算。（掌握重點(diǎn)考點(diǎn)）1.12電路的暫態(tài)分析（理解考點(diǎn)）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：首先，本章講述電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電路中電位的概念和電路量的計算等幾個基本問題。本課程在講述內(nèi)容上與物理課不同，是從工程觀點(diǎn)來闡述的。

3、本章含有許多基本概念（如電壓、電流及其參考方向；功率、電源與負(fù)載的判別；參考電位等），這些概念對電工和電子技術(shù)是極為重要的。其次，本章還著重講述了電路的基本分析方法，簡單電路可以用電阻串并聯(lián)等效變換的方法進(jìn)行分析計算；復(fù)雜電路用支路電流法、疊加定理、戴維寧定理分析計算。支路電流法最為基本，但不常用。另外，本章主要分析RC和RL-階線性電路的暫態(tài)過程，只限于直流激勵。RC和RL分析指導(dǎo)是一樣的，RC電路時重點(diǎn)。在例題和習(xí)題中也有教多的實(shí)際問題，使初學(xué)者理解理論聯(lián)系實(shí)際是本課程的特點(diǎn)之一。下面分節(jié)討論1.1電路的作用與組成部分電路的作用：1）電能的傳輸和轉(zhuǎn)換2）傳遞與處理信號電路的組成：電源、負(fù)載

4、、中間環(huán)節(jié)1.2電路模型常用理想電路元件：電阻元件、電感元件、電容元件、電源元件電路模型：由一些理想電路元件所組成的電路。它是對實(shí)際電路電磁性質(zhì)的科學(xué)抽象和概括，今后分析的都是指電路模型，電路模型簡稱電路。1.3電流和電壓的參考方向電流：帶電粒子定向運(yùn)動形成電流。將單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量定義為電流強(qiáng)度，簡稱電流。電流實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動的方向。電位：單位正電荷從電場中某點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)電場力所作的功，電位也稱為電勢。如空間任意一點(diǎn)相對海平面（參考平面）具有一定的高度，電路中各點(diǎn)相對于參考點(diǎn)具有一定的電位。電壓：兩點(diǎn)之間的電位差。電壓實(shí)際方向規(guī)定為高電位指向低電位。注意：參考點(diǎn)一經(jīng)選定，

5、則電路中各點(diǎn)的電位值唯一確定，參考點(diǎn)變化，電位值變化，但任意兩點(diǎn)間的電壓不變。在分析復(fù)雜電路時，往往難于事先判定實(shí)際電流、電壓的方向，?？扇我膺x定某一方向作為電流、電壓的參考方向。當(dāng)所選的參考方向與實(shí)際方向一致時，電流、電壓為正值，否則為負(fù)值。參考方向一經(jīng)選定，在整個電路的分析計算中就必須以此為準(zhǔn)，不能變動。電壓的參考方向和電流的參考方向可以分別獨(dú)立規(guī)定，為了計算方便，常將規(guī)定同一元件的電壓和電流的參考方向相同，即電流從參考電壓的正極流入。1.4電源的三種工作狀態(tài)三種工作狀態(tài)：有載工作、開路、短路。（1）有載工作電壓和電流U = R1R+R。當(dāng)時，UqE上式表明，當(dāng)電流（負(fù)載）變動時，電源的端

6、電壓變動不大，說明電源的帶負(fù)載能力強(qiáng)。功率平衡式IU=IE賦或P=PE-P其中：P=IE,是電源產(chǎn)生的功率：P=R°r,是電源內(nèi)阻上損耗的功率；P=IU是電源輸出的功率。電源與負(fù)載的判別1）實(shí)際電流方向是從實(shí)際電壓的“+”流向“一”，元件為負(fù)載；實(shí)際電流方向是從實(shí)際電壓的“一”流向“+”，元件為電源。2）電源與負(fù)載的判別：P>0,該元件為負(fù)載；P<0,該元件為電源。（假設(shè)電流由高電位流向低電位。）電氣設(shè)備的額定值與實(shí)際值：額定值是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常容許值，電器設(shè)備工作在額定值時最經(jīng)濟(jì)、最合理。（2）開路I，電路斷開或接入阻值無窮大的電

7、阻。電路開路時電路的特征關(guān)系:1=0U=U0=EU。稱為開路電壓或空載電壓。P=0（3）短路E當(dāng)電源的兩端由于某種原因而連在一起時，電源被短*路。電源適中時的特征關(guān)系：扌/1r“°bO（iiC稱為短路電流）*（）Pe=P=RJ2,P=01.5基爾霍夫定律1）基爾霍夫電流定律（簡稱KCL）：工1=0,反映了匯合到電路中任一結(jié)點(diǎn)的各支路電流間相互制約的關(guān)系。應(yīng)用：假定各支路電流的參考方向。 依據(jù)參考方向列寫£1=0方程。 代入已知量（符號一起代入）?；鶢柣舴螂娏鞫桑ê喎QKCL）：ZU=。，反映了一個回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。應(yīng)用：假定各元件電流的參考方向（電阻元件電流流

8、入端取“正”，流出端取“負(fù)”及回路的繞行方向）從某一點(diǎn)出發(fā)，沿著回路繞行方向走一周，列寫Zu=o方程。代入已知量（符號一起代入）。2）基爾霍夫定律具有普遍的適用性，適用于任一瞬時對任何變化的電流和電壓。在列寫方程式時要先在電路圖上標(biāo)出電壓、電流的參考方向。1.6電阻串并聯(lián)聯(lián)結(jié)的等效變換。這個節(jié)在物理課中學(xué)過，但還要強(qiáng)調(diào)幾個問題。1）幾個電阻串聯(lián)或并聯(lián)可以用一個等效電阻代替，等效的概念很重要，就是在一定的條件下，兩種不同事物在某些方面具有相同的效果。電路等效是指端口的伏安關(guān)系相同。2)電阻串聯(lián)起分壓作用，電阻并聯(lián)起分流作用電阻的串聯(lián)特點(diǎn)：(1) 各電阻一個接一個地順序相聯(lián)；(2) 各電阻中通過同

9、一電流；(3) 等效電阻等于各電阻之和；R=R+2兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：u2=R1u應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。電阻的并聯(lián)X+利為特點(diǎn)：(1) 各電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點(diǎn)之囹)客電阻兩端的電壓相同；(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和;U耳=瓦+瓦(4) 并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。兩電阻并聯(lián)時的分流公式：，+&2R+0應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。1.7支路電流法支路電流法就是對基爾霍夫定律的應(yīng)用。若電路的支路數(shù)為b,結(jié)點(diǎn)數(shù)為,則列些n-1個電流方程，b-(n-1)個電壓方程試求檢流計 中的電流久。因支路數(shù)力=6, 所以要列6個方程應(yīng)用KCL列(“1)個結(jié)點(diǎn)電流方程對結(jié)點(diǎn)a：7

10、i-/2-g=0c對結(jié)點(diǎn)b：烏-烏+必二。對結(jié)點(diǎn)c：/2+/4-Z=0應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程對網(wǎng)孔abda：IGRG-0對網(wǎng)孔acba：/2/?2-/4/?4-/G/?G=0對網(wǎng)孔bcdb：/4/?4+/j/?3=E(3)聯(lián)立解出心皮路電流強(qiáng)是電路涵中最基禾的方法之一，但當(dāng)支路數(shù)較多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便。1.8疊加定理從數(shù)學(xué)上看，疊加定理就是線性方程的可加性。在線性電路的分析中，疊加定理的應(yīng)用非常重。 疊加原理只適用于線性電路。 線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算，但功率尸不能用疊加原理計算。例：巴=4尺=«+K)®豐、尺+RK 不作用電源的處理：

11、E=O,即將E短路；7=0,即將厶開路。 解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時，疊加時相應(yīng)項(xiàng)前要帶負(fù)號。例：電路如圖，巳知E=10V、ZS=1A , R=10G, r2=r3=s ,試用疊加原理求流過的電流弓和理 想電流源厶兩端的電壓以(a)(b)E單獨(dú)作用 (c)厶單獨(dú)作用解：由圖(b) 將厶斷開 將E短接 應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解，即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。A=1AU's=r2R2=1x5V=5V%+足5+5+ +穴)(0厶單獨(dú)作用外特性曲線(b)君單獨(dú)作用D£解：由圖(c)I；=Is=x1=0.5

12、A/?2+R35+5U；=IR2=0.5x5V=2.5V因此/2=/；-7；=1A-0.5A=0.5A瓦=。；+況=5V+2.5V=7.5V1.9電源的兩種模型及其等效變換。1、電壓源1)理想電壓源特點(diǎn)：(I)內(nèi)阻&=0(2) 輸出電壓是一定值，恒等于電動勢。對直流電壓，有”三(3) 恒壓源中的電流由外電路決定。例1：設(shè)E=10V,接上/?l后，恒壓源對外輸出電流。當(dāng)Al=1。時，”=10V,/=10A電壓恒定，電當(dāng)如=10。時，U=10V,7=1A流隨負(fù)載變化2)電壓源模型電壓源是由電動勢E 和內(nèi)阻&串聯(lián)的電源的 電路模型。電壓源的外特性由上圖電路可得：U=E-IRq若Rq=

13、0理想電壓源：U=E若&VV&L，UrE,可近似認(rèn)為是理想電壓源。2、電流源1)理想電流源(2) 輸出電流是一定值，恒等于電流心；(3) 恒流源兩端的電壓”由外電路決定。klI電流源模型由上圖電路可得：若&=8理想電流源：Es電流源的外特性例1：當(dāng)風(fēng)=10時，i=ioa,r=iov當(dāng)Rl=i。時，i=ioa,r=ioov電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。2)電流源模型電流源是由電流厶和內(nèi)阻&并聯(lián)的電源的電路模型。若Rq»Rl,/«Zs,可近似認(rèn)為是理想電流源。3、兩種電源模型之間的等效變換(1) 電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言，對電源內(nèi)部則是

14、不等效的。例：當(dāng)Al=8時，電壓源的內(nèi)阻&中不損耗功率,而電流源的內(nèi)阻&中則損耗功率。(2) 等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。(3) 理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。(4) 任何一個電動勢£和某個電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個電流為厶和這個電阻并聯(lián)的電路。1.10戴維寧定理戴維寧定理就是把一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型代替，關(guān)鍵是計算E和Ro。源端絡(luò)有二網(wǎng)等效電源的電動勢E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電玉“0，即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓。等效電源的內(nèi)阻凡等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源肉除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端

15、之間的等效電阻。例：求圖示電路中的電流心已知Rr=R3=2QR=5Q,氏=8Q,&=14Q,Ei=8V,E2=5V,Zs=3Ao1解：求”ocEEI廣希瓦=2AU0C=33-21S2(2) 求瓦M(jìn)VRo=(RJ/R滬R5+R疔2。Q(3) 求I1=f=0.5AAo+Y1.11電路中電位的概念及計算。1.電位的概念電位：電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓，記為”。通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。電位的計算步驟：(1) 任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；(2) 標(biāo)出各電流參考方向并計算；解:2.舉例求圖示電路中 各點(diǎn)的電位：匕

16、、設(shè)a為參考點(diǎn)，即J ；=OV*=ba=T°X6= -60V K=Uca = 4X20 = 80V 右=歸=6X5 = 30Vab=10X6 = 60VUcb = Ei=140Vl7db = E2 = 90V設(shè)b為參考點(diǎn)，即丹=0V *=Uab=l°X6 = 60VWEi=140VKd=l/db=F2=90V l7ab=10X6 = 60V L, = Ei = 140Vdb = E2 = 90V(3) 計算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。1.12電路的暫態(tài)分析1.12.1電阻元件、電感元件、電容元件的伏安關(guān)系。電阻元件的伏安關(guān)系：u=iR電感元件的伏安關(guān)系：ul=Ldt

17、電容元件的伏安關(guān)系：上=。華dt1-12.2儲能元件和換路定則產(chǎn)生暫態(tài)過程的必要條件：(1) 電路中含有儲能元件(內(nèi)因)(2) 電路發(fā)生換路(外因)換路：電路狀態(tài)的改變。如：電路接通、切斷、短路、電壓改變或參數(shù)改變產(chǎn)生暫態(tài)過程的原因：由于物體所具有的能量不能躍變而造成.不能突變七不能突變在換路瞬間儲能買件的能量也不能躍變VC儲能：活.乙儲能：吧=：£書換路定則：設(shè)1=0表示換路瞬間(定為計時起點(diǎn))r=0表示換路前的終了瞬冋r=0+一表示換路后的初始瞬間(初始值)則換路定則的表達(dá)式為：uc(0_)=uc(0_)iL(0.)二.(0一)注：換路定則僅用于暫態(tài)過程中儲能元件初始值的確定。例

18、1：己知必o_)=o,試求s閉合瞬間，電路中各電壓、電流的初始值。解：根據(jù)換路定則及已知條件可知，必。+)=必0一)二0"d°+)=心°.)=°電路中各電壓電流的初始值為/ = 0+時的等效電路為，i(o+)=B)+)=?妃。+)=4(。罪="綸(。+)=0必。+)=必0_)=0M)=u1. 12.3RC電路的響應(yīng)。本節(jié)分三個問題來討論1) 零輸入響應(yīng)：指無電源激勵，由電容元件引起的響應(yīng)。此時電容元件可視為電壓源。.t零輸入響應(yīng)：Uc(t)=uc(0f)er2) 零狀態(tài)響應(yīng)：指換路前未儲能，由電源激勵所產(chǎn)生的電路響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)：妃°

19、二妃8)1-e-)3) 全響應(yīng)：指電源激勵和電容元件的初始儲能均不為零時電路的響應(yīng)，也就是零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)兩者的疊加。全響應(yīng)：wc(t)=wc(0+)er+wc(oo)1-er/_twc(t)=wc(co)+wc(0+)-«c(co)er4) 一階電路的分析的三要素法。一階線性電路：僅含一個儲能元件或可等效為一個儲能元件的線性電路,且由一階微分方程描述。要確定電路的響應(yīng)，就要知道/(0J、六co)、r。這三個量稱為一階線性暫態(tài)電路的三要素。一階線性暫態(tài)電路的響應(yīng)：fcM去(00)+厶Q)/(8)3響應(yīng)中“三要素”的確定穩(wěn)態(tài)值/(8)的計算求換路后電路中的電壓和電流，其中電容。視

20、為開路，電感乙視為短路，即求解直流電阻性電路中的電壓和電流。(2)初始值尸(。+)的計算1) 由仁0_電路求«c(0_)>iL(0_)2) 根據(jù)換路定則求出3) 由U0+時的電路，求所需葺它各量的u(0+)或，(0Q在換路瞬間，=(0+)的等效電路中若uc(O_)=UQ"0,電容元件用恒壓源代替，其值等于；若件。)=0，電容元件視為短路。(2)若必(0_)=*更0,電感元件用恒流源代替，其值等于扁,若丄(0)=0,電感元件視為開路。")= E'3=3V件(0K0) = 3V"0 )+6V()3£IQ 2Q6V()求植態(tài)值“c 3)

21、 “c(°°)=0r=0等效電路若不畫，=()+)的等效電路，則在所列，=0+時的方程中應(yīng)有“c=“c<0+)、丄=毎(0+)。(3)時間常數(shù)了的計算對于一階RC電路£=R°C對于一階厄電路T=*1側(cè)于簡單的一階電路，R=R-2)對于較復(fù)雜的一階電路，角為換路后的電路除去電源和儲能元件后，在儲能元件兩端所求得的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。例2：電路如圖，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。仁0時S閉合，試求：，三0時電容電壓“C和電流'c、和。解：用三要素法求解求初始值«c(0+)由r=o.時電路求時間常數(shù)T2x3,r=C=x5xl06=6x

22、106s2+3_£二(0=UC(°°)+Pc(°+)-(°°)Fe'1。6=0+36'=3eT7xio*v="7x1。%（"c、"關(guān)聯(lián)）如）=0=eTEO*A負(fù)）=，2+丄二e-1.7xl0525e-l-7xl05r=-1.5eTE°5'A1.12.4RL電路的響應(yīng)。參考RC電路。作業(yè)練習(xí)1、若IU=8V,則a、b兩點(diǎn)（）的電位高。2、電源輸出的功率和電流決定于（）的大小。3、將25W、220V的白熾燈泡和60W>220V的白熾燈泡串聯(lián)到220V的電源上,試比較兩燈

23、的亮度。4、圖1-1所示電路有四條支路與節(jié)點(diǎn)a相連，已知節(jié)點(diǎn)a的KCL方程為ii-i2-i3+i4=0,則i2,i3,i4的參考方向?yàn)椋ǎ?若ii=lA,i2=2A,5、圖1-2所示電路，己知KVL方程為Ul+ll2U3-U4=0,則U2,U3,U4的參考方向?yàn)椋ǎ?；若U1=-2V,U2=5V,U3=-1V,則U4=（）O）o6、疊加定理的適用范圍是（7、圖示電路1-3中N為線性含源網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)開關(guān)S接1時，電流I=10A；當(dāng)開關(guān)接2時，電流I=4A。當(dāng)電壓源單獨(dú)作用，則電流1=（）。圖1-38、用戴維寧定理將將圖1-4所示電路化為最簡。(a) E=()；R0=(b) E=()；R0=()E=()

24、；R0=(b)圖1-49、換路定則的表達(dá)式為（)o10、時間常數(shù)的大小反映了過渡過程進(jìn)行的快慢，時間常數(shù)越大，過渡過程進(jìn)行得越（）。11、若一階電路的時間常數(shù)為1S,則零輸入響應(yīng)經(jīng)過1S將衰減為原來的)%。12、一階電路在直流電源激勵下的零輸入響應(yīng)必含自由分量，而（）響應(yīng)卻可能沒有自由分量。）。13、在圖1-5示電中，開S在t二0瞬間閉合，若“c（0）=4V,則（0+）=（S一X+us20012V參考答案：1（b點(diǎn)）2（負(fù)載）3（25W,220V）4（i2、i3流入節(jié)點(diǎn)a,i4由節(jié)點(diǎn)a流出）5（U2：由b指向c,U3：由d指向c,U4：由a指向d）6（線性多電源電路，求某一支路的電壓或電流時）

25、7（-6A）8（a）圖：E=15VR0=5Q,b圖：E=3VR0=5。，9（"c（°+）=“c（°）,機(jī)°+）=丄（0一）10（慢）11（36.8）12（全響應(yīng)）13（8V）第2章正弦交流電路學(xué)習(xí)要求：2.1正弦電壓與電流。（理解考點(diǎn)）2.2正弦量的相量表示法。（掌握考點(diǎn)）2.3單一參數(shù)的交流電路。（理解重點(diǎn)考點(diǎn)）2.4電阻、電感、電容串聯(lián)的交流電路。（掌握重點(diǎn)考點(diǎn)）2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)。（掌握考點(diǎn)）2.6電路中的諧振（重點(diǎn)考點(diǎn)）2.7功率因數(shù)的提高。（了解考點(diǎn)）2.8三相電路2.8.1三相電壓。（掌握考點(diǎn)）2.8.2三相電路中負(fù)載的連接指導(dǎo)。（掌握重

26、點(diǎn)考點(diǎn)）2.8.3三相功率。（理解考點(diǎn)）2.9非正弦周期電壓和電流。（了解考點(diǎn)）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：這個章是本課程的重要內(nèi)容之一。本章著重講述單相交流電路和三相交流電路兩部分內(nèi)容。交流電路不僅是交流電機(jī)和變壓器的理論基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)電子電路的理論基礎(chǔ)。交流電路具有用直流電路的概念無法分析和無法理解的物理現(xiàn)象。在學(xué)習(xí)單相交流電路時不僅要建立交流的概念，特別是相位的概念，并且要深刻理解電感元件和電容元件在正弦交流電路中的作用。三相交流電路是在單相交流電路的基礎(chǔ)上來討論的，學(xué)習(xí)三相交流電路的目的，主要是為后面的三相電機(jī)打基礎(chǔ)，此外也可了解電力系統(tǒng)供用電的基本知識。下面分節(jié)討論2.1正弦電壓與電流。正弦量的三要素

27、：幅值（有效值）、角頻率切（頻率f或周期T）、初相位仞。幅值=V2有效值a）=27rfT相位差：兩個同頻率正弦量的相位差等于初相位之差。相位差用于比較兩個同頻率正弦量變化步調(diào)，不同頻率正弦量的相位沒有比較的必要。2.2正弦量的相量表示法。正弦量的表示指導(dǎo)：解析式表示法、波形圖表示法、相量表示法。解析式表示法、波形圖表示法不便于計算，由此引入相量表示法。2.3單一參數(shù)的交流電路。單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系參數(shù)阻抗基本關(guān)系相量式相量圖RRu=iRU=IRiLrdiu=L(1/U=jXLIuiC(Itu=-jxci/單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算電路參數(shù)電路圖(參考方向基本關(guān)系阻抗電壓、電流關(guān)系功率瞬

28、時值有效值相量圖相量式有功功率無功功率R功u=iRR設(shè)i=2Isinct)t則u=J2Usinet)tU=IRLU.«.，同相U=IRUII2R0L9dr設(shè)i=2Isincot則U=yJlIoL血伽+90°)U=IXLXL=mLuiu*0UII'Xl"領(lǐng)先"0。C+uQdf*設(shè)L貝j二y/2Isina)tu=2Ia)Csin(cD/90°)U=IXcXc=l/aci0客后f90u=-iixc0-UI2.4電阻、電感、電容串聯(lián)的交流電路。這個節(jié)是在單一參數(shù)電路的基礎(chǔ)上利用直流電路的分析指導(dǎo)對RLC串聯(lián)電路進(jìn)行分析。在分析中要注意下面幾個問

29、題：1) U=UR+UL+UC,U迎r+Ul+UcU=7ur2+(Ul-Uc)2u.-uc2) u和i之間的相位差：=arctanLUr3) 阻抗Z=R+j(XL-XC),其實(shí)部位“阻”，虛部為“抗”，其幅角為電壓與電流的相位差9；其模為電壓有效值與電流有效值之比，即|z|=¥=Jr2+(xXc)2(p-arcXzXl-in-RXl>Xc，9>0,“超前于，,電感性負(fù)載。Xl<Xc，仞vO,“滯后于i,電容性負(fù)載。X,=xr,(p=0.侃與，同相，電阻性負(fù)載。由此規(guī)定的9正值和負(fù)值。 有功功IPnUICOSOnUR'uLA，總是正值。 無功功|.=U】_Uc

30、I=（Ul_Uc）I=L（X/_Xc）|，電感性電路其值為正，電容性電路其值為負(fù)。無功功率體現(xiàn)電路與電源之間能量互換的規(guī)模。無功功率也可用另一個公式表示,|Q=ms弟而伊稱為功率因數(shù)角，COSQ稱為功率因數(shù)，用來衡量對電源的利用程度。注：電壓與電流的相位差、阻抗角及功率因數(shù)角為同一量。 視在功率：電路中總電壓與總電流有效値的乘稅。S=UI=z12單位：VA注：Sn=3n稱為發(fā)電機(jī)、變壓器等供電設(shè)備的容量，可用來衡量發(fā)電機(jī)、變壓器可能提供的最大有功功率。S=“2+冃S'尸+Q*尸、。、S都不是正弦最，不能用相量表示。阻抗三角形、電壓三畝形、功率三角形將電壓三角形的有效值同除/得到阻抗三角

31、形將電壓m角形的有效值同乘得到功率三角形sU=U；+（UlUcVUR=UcoscpUx=Usincp|4=訴+僵聞27?=|Z|cos?S=Jp2+0X=|Z|sin0“=Sco"Q=Ssin（p例：在厄C串聯(lián)交流電路中，已知：R=30£2,L=127mH,C=40jiFw=22(x/2sin(314Z+2(T)V求：電流的有效值/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。和視在功率S。解：Xr=314x127x103Q=40£111Xc=Q=80Qc(oC314x40x106|Z|=2+(Xl_Xc¥=j

32、3(f+(40-80yC=50Q因?yàn)榧?甲廠甲蘆-53。,所以% = 73。 i = 4.頌sin ( 314Z + 73°)A(2) Ur=IR = 4.4 x 30 V = 132V uR =132x/2sin ( 314/ + 73°)V t/£=Z¥£=4.4x40V = l 76V uL =176x11 sin (314/+163°)V相量圖P=UIcos(p=220x4.4xcos(-53°)W=580.8W或P=URI=l2R=580.8W2=t/Zsin=220x4.4xsin(-53°)var=7

33、74.4var2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)。1)兩個阻抗串聯(lián)：Z=Z|+Z2,|Z|WzJ+|Z2分壓公式ul=uZl+Z2Zl+Z2111111丄、工TTM丄丄3例皿加zz,Z2|z|z,|z2|或z=-,牛z.+z211|z,|+|z2|分流公式/_Z2i/Z1/1Z.+Z22Z,+Z23）復(fù)雜正弦交流電路的分析與計算。和計算直流電路一樣，復(fù)雜交流電路也要應(yīng)用第二章中的各種分析指導(dǎo)。所不同者，電壓和電流應(yīng)以相量表示，電阻、電感和電容及其組成的電路應(yīng)以阻抗或?qū)Ъ{來表示。般正弦交流電路的解題步驟1. 根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變)RtR、八迅Ct*UT(J、i->j、e->E

34、2. 根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖3. 用相量法或相量圖求解4. 將結(jié)果變換成要求的形式例：已知：II=220y/2sincotVR=50Si,=100S2,Xl=200Si,Xc=400Si求3i”2分析題目：已知電源電壓和電路參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)為串并聯(lián)。求電流的瞬時值表達(dá)式。一般用相量式計算：(1) 4、Z2->Z->Z->i(2) z/pidL+ 50。1001j200ftVi 婦T400Q解：用相量式計算U=220/0°V4=R,+jXl=(100+jl200)£2Z2=-Xc=-j140S12=5。+(1°陽200)(十。%=4疝我

35、100+j200-j400jM=%A=。心AZ44昭3。L=烏j=ZJI?xO.5A33°A14+Z2100+j200-j400=0.89A59.6°A同理：乙+4I。"。X0.54A10(Kj200-j400=0.5/93.8°A因此i=0.52sin(idt-33°)A4=0.892sin(必，一59.6°)Ai2=0.5V2sin(wi+93.8°)A2.6電路中的諧振串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振是本節(jié)的主要內(nèi)容，討論諧振的條件、特征和應(yīng)用，并比較串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的異同。諧振時電路中電流與電源電壓同相，電路呈電阻性，兩者的諧振

36、頻率接近相等。不同之處：在串聯(lián)諧振頻率附近，電路阻抗較小，如由恒壓源供電，則電路中電流較大，同時電感和電容上的電壓可能比電源電壓大許多。在并聯(lián)諧振頻率附近，電路阻抗較大，如由恒流源供電，則諧振電路兩端的電壓也較大，同時線圈支路和電容支路的電流可能比電源電流大得多，總電流將接近于最小值。此外，必須理解通頻帶、通頻帶寬度、品質(zhì)因數(shù)，諧振曲線和選擇性等的意義及相互間的關(guān)系。1) 串聯(lián)諧振1.串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振電路(1)諧振條件由定義，諧振時：U、I同相xL-xcn即(p=arctan=0RXl=Xc諧振條件：或：諧振時的角頻率(2)諧振頻率12juLL=可得諧振頻率為：或2tu4lC電路發(fā)生諧振的方法

37、：(1)電源頻率/一定，調(diào)參數(shù)厶Cf=f；串聯(lián)諧振特怔阻抗最小|Z|=,+(Xl-Xc)2=R(2)電流最大°當(dāng)電源電壓一定時：1=爲(wèi)=萬U>I同相0=arctan本£_=0R電路呈電阻性，能量全部被電阻消耗,0厶和&相互補(bǔ)償。即電源與電路之間不發(fā)生能量互換。(4)電壓關(guān)系大小相等、相 位相差180。電阻電壓：Ur=I°R=U申容、電感電壓：0=7%Ul=IX=Uc=IX：當(dāng)Xl=Xc»A時：有：0=%»七=由于UL=UC»U可能會擊穿線圈或電容的絕緣，因此在電力系統(tǒng)中一般應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振，但在無線電工程上，又可利用這

38、個特點(diǎn)達(dá)到選擇信號的作用。令二”乙二"c二氣/二1UURa)0RC。品質(zhì)因數(shù)，表征串聯(lián)諧振電路的諧振質(zhì)量有：ul=uc=qu因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。諧振時：庁方上相互抵消，但其本身不為零，而是桐源電壓的0倍。.嚴(yán)=5=*=四L'%=/瓦=太。=如”幣圖：如0=100,”=220V,則在諧振時1UL=UC=QU=22000V因此電力系統(tǒng)應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振。C2) 并聯(lián)諧振1.諧振條件諧振條件:2 .諧振頻率1幻"3.并聯(lián)諧振的特征L(1)阻抗最大，呈電阻性lZol=(當(dāng)滿足co0L»R時)(2)恒壓源供電時，總電流最小。恒流源供I電吋，電路的端電壓最大。

39、“=婦2。|(3)支路電流與總電流的關(guān)系匕當(dāng)刃江»R時，.UJXJ1R2+(W°E)2&f°L=u,2"C2"CU(2#oC)u/|z°|一2)Lay。LRU(2”°C).人以=也。支路電流是總電流的。倍一電流諧振相量圖例已知：£=0.25mH、R=25£2>C=85pF試求：切O、0、|Z°|解：ftj0=/=/4LCV0.25x85x10156.86 x 10 6 x0.25 xlO 3=68.6=6.86x106rad/s2.7功率因數(shù)的提高學(xué)習(xí)這個節(jié)后要能回答以下問題1）什

40、么是功率因數(shù)？2）為什么要提高功率因數(shù)？3）與電感性負(fù)載并聯(lián)電容器后，為什么功率因數(shù)提高了？4）提高了負(fù)載的功率因數(shù)還是整個電路的功率因數(shù)？5）提供功率因數(shù)后，有功功率有無改變？負(fù)載中電流和線路上的電流有無改變？6）并聯(lián)的電容值應(yīng)如何考慮？為什么通常不將功率因數(shù)提高到1。2.8三相電路2.8.1三相電壓。三相發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子中性點(diǎn)L.端線（相線、火線）三相對稱電壓：幅值相同、頻率相同、彼此之間相差120°的三相正弦電壓。發(fā)電機(jī)的三相繞組聯(lián)結(jié)成星形時，U、=冋,。在低壓系統(tǒng)，中性點(diǎn)通常接地,因此也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓、u2、u3tp線電壓：

41、端線與端線間的電壓口“、”23、卩3】Ut2.8.2三相電路中負(fù)載的連接指導(dǎo)三相電路中負(fù)載的連接指導(dǎo)有兩種。1）星形聯(lián)結(jié)。三相四線制：三相電源，四根輸電線的供電電路。照明電路常用三相四線制。三相四線制可以提供兩種電壓，分別為相電壓外和線電壓三相三線制：三相電源，三根輸電線的供電電路。動力供電常用三相三線制。三相三線制只能提供一種電壓，為線電壓兒。三相對稱負(fù)載：z=z,=|z|Z-（po三相對稱電路：電源對稱，負(fù)載對稱的三相電路。負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相對稱電路的特點(diǎn)： 每相負(fù)載得電源的相電壓，即U=如 相電流七等于線電流L，/,=/p三相對稱電路，若負(fù)載星形聯(lián)結(jié)，中性線上的電流厶=0,中性線可省。若

42、不對稱，中性線不可省，并用結(jié)實(shí)的材料做中性線，中性線內(nèi)不能接入熔斷器或開關(guān)。此時中性線的作用是使不對稱負(fù)載的對稱三相電壓。例1：一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓wI2=380>/2sin（314r+300）Vo負(fù)載為電燈組，若/?3=5Q,求線電流及中性線電流加；若&1=5。,/?2=10。，R3=20Q，求線電流及中性線電流加。hi、>1解：已知02=380230°V,0=22020°V個4（1）線電流匕=號=22：°°a=44/0°AI*一I三相電路為對稱電路，因而三相電流對稱，得72=44Z-120&#

43、176;A73=44Z+12OoA中線電流/N=/,+/2+/3=0（這是對稱電路的特點(diǎn)）。（2）三相電路不對稱，（R5Q、/?2=10Q、/?3=20Q）分別計算各線電流：/|=i=220Z0a=44Z0（）aR、5 = 220Z-120<»2&10A = 22Z-120° A中線電流/N=/I+/2+/3=44Z0°A+22Z-120A2+11Z+120°A=29Z-19°A2）三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相對稱電路的特點(diǎn)： 每相負(fù)載相電壓與電源線電壓的關(guān)系是，S=Up 相電流L與線電流的關(guān)系丄，k=風(fēng)2.3三相功率當(dāng)負(fù)載對稱

44、時，不論聯(lián)結(jié)成星形還是三角形，以下公式都成立。三相平均功率：P=3Up/pCos°=VVCOS0三相無功功率：Q=3Up*sine=J5usin0三相視在功率：S=3Up/p=V/g式中的伊應(yīng)為相電流與相電壓的相位差。例2：有一三相電動機(jī)，每相的等效電阻R=29d等效感抗X%=21.8Q,試求下列兩種情況下電動機(jī)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U/=380V的三相電源上；(2) 繞組聯(lián)成三角形接于U/=220V的三相電源上。A = 6.1 A解：（1）。嗚=懷|5/292+21.82P=后ULcos（p=>/3x380x6.1x.

45、=W=>/3x380x6.1x0.8=3.2kWa/292+21.82"帯7A=6A4=旬=SAP=也ULcos伊=右x220xl0.5x0.8W=3.2kW比較(1)、(2)的結(jié)果：有的電動機(jī)有兩種額定電壓，如220/380Vo當(dāng)電源電壓為380V時，電動機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為220V時，電動機(jī)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，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右倍。2.9非正弦周期電壓和電流前面討論的是正弦交流電路，其中電壓和電流都是正弦量。但在實(shí)際的應(yīng)用中我們還常常會遇到非正弦周期的電壓或電流。

46、如下面所列舉的波形2n4ncotu矩齒波AA.271471全波整流波形1.非正弦周期量的分解設(shè)周期函數(shù)為氏CDt）,且滿足狄里赫利條件，則可以分解為下列傅里葉級數(shù)：/（勿。=&+4m穌11鈕+%）+&e寸11'+%)+82.幾種非正弦周期電壓的傅里葉級數(shù)的展開式矩形波電壓u=（sin（nt+-sin3o+-sin5a）t+-）氣13151矩齒波電壓u=m（sin飮sin2firfsin3做-）2n2n3兀在流分量高次諧波基波（或一次諧波）二次諧波（2倍頻）三角波電壓u=（sina）t-sin3a）t+sin5（ot-）全波整流電壓2Um22u=（1cosMfcos4tu

47、Z一）n315從上面幾個式子可以看出列傅里葉級數(shù)具有收斂性。結(jié)論：周期函數(shù) 的有效值為直流 分量及各次諧波 分量有效值平方 和的方根。3.非正經(jīng)弦周期電流i的有效值計算可得S*+r+r+式中'產(chǎn)會作業(yè)練習(xí)：1、在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)XL>XC時，電路呈（）性。2、RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時，其諧振頻率/（）,若給定電源電壓一定，電路中通過的電流（）（填最大或最?。?，若要想保證選擇性好，則Q值應(yīng)選（）（填高或低）。3、純電容元件在正弦交流電路中消耗的平均功率為（），功率因數(shù)為（）。4、題圖1-1（a）為單元件電路，其電流、電壓波形如圖（b）所示，則該元件是（）元件，其阻抗為（）。&#

48、174;題a1-?>題圖1一25、題圖1一2所示電路若電流表«、A?的讀數(shù)分別是30mA.40mA,則電流表A的讀數(shù)為（）A。6、己知某三相電路的相電壓t/A=220Z17°V,%=220匕-103°V,t7c=220Z137°V,當(dāng)t=19s時，三個線電壓之和為（）。7、三相對稱負(fù)載星形連接時，線電壓是相電壓的（）倍，線電流是相電流的（）倍；三相對稱負(fù)載三角形連接時，線電壓是相電壓的（）倍，線電流是相電流的（）倍。8、無中線對稱三相電路負(fù)載星形連接，正常運(yùn)行時各相電壓為"若A相短路,則B相的相電壓為（）o9、三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時，線電壓與

49、相電壓，的關(guān)系式3=應(yīng)”成立的條件是（）。10、在對稱三相電路中，電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)等電位，因此對稱三相電路的計算可以簡化為（）電路的計算；在三相電的輸送中，中線上可以接熔斷器嗎？（）。參考答案：1 （感性）5 (50mA)3 (0, 0)4 （電容、一jlO。）6(0V)(姉1, 1,如8(V3 Up)（三相電壓對稱）10 （單相，不可以）磁路與變壓器3.1磁路及其分析指導(dǎo)。（了解）3.2交流鐵心線圈電路。（了解）3.3變壓器。（理解考點(diǎn)）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：本章是為學(xué)習(xí)電機(jī)和各種電磁元件打基礎(chǔ)的。本章中有些內(nèi)容在物理課程中學(xué)過，因此可以復(fù)習(xí)自學(xué)。在學(xué)習(xí)本章時，相關(guān)內(nèi)容可以與電路對比學(xué)習(xí)，例如：磁

50、路與電路、直流勵磁鐵心線圈與交流勵磁鐵心線圈等，這樣比較容易掌握。3.1磁路及其分析方法。在電機(jī)、變壓器、電磁鐵、電磁測量儀表及各種電磁元件中，不僅有電路的問題，還有磁路的問題。只有同時掌握了電路和磁路的基本理論，才能對電磁元件作全面的分析。但分析與處理磁路問題比電路難得多，例如：1）磁路的歐姆定律與電路的歐姆定律形式上相似，由于"不是常數(shù)，它隨勵磁電流而變化，因此不能用磁路的歐姆定律進(jìn)行計算，只能用于定性分析。aFNl,EE（P=f，I=rR,IRI卩SrS2）在電路中E=0時，/=0；但在磁路中，由于有剩磁，F(xiàn)=0,時。0。3.2交流鐵心線圈電路交流鐵心線圈電路很重要，是學(xué)習(xí)交流

51、電機(jī)、變壓器及各種交流電磁元件的基礎(chǔ)。我們從電磁關(guān)系、電壓與電流的關(guān)系及功率損耗三個方面來討論。1）電磁關(guān)系2）電壓與電流的關(guān)系交流鐵心線圈電路：U=Ri+jXj+（-E）交流非鐵心線圈電路：U=Ri+jxJ2）功率損耗磁滯損耗和渦流損耗是由交流引起的，直流鐵心線圈沒有這兩種損耗的。此外，對于本章中的剩磁、磁滯和渦流有利的一面應(yīng)加以利用，對于其有害的一面應(yīng)加以限制和避免。3.3變壓器變壓器這個節(jié)是在交流鐵心線圈電路的基礎(chǔ)上來討論的0變壓器的三個作用：變壓、變流、變阻抗。捋養(yǎng)誥羸匝數(shù)比應(yīng)為:紆播=厚"。例1：如圖，交流信號源的電動勢E=120V,內(nèi)阻Aq=800。，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效

52、電阻為月=8Q°要求：當(dāng)綺折算到原邊的等效電阻R；=R。時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時，信號信號源的輸出功率：1此+況丿(120800+800x800=4.5W，尸Y（120VP=R.=x8=0.176W（%+&丿l800+8丿結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：尺=入作業(yè)練習(xí)：1、磁場強(qiáng)度H的單位是（）o己知副邊空載電壓“20 = 202、某單相變壓器接到耳=220伏的正弦交流電源上,伏，副繞組匝數(shù)隊=50匝。則變壓器的變比K=（），原邊匝數(shù)M=（)o3、交流鐵心線圈中，線圈電阻上的功率損耗稱為（

53、）；處于交變磁化下的鐵心中的功率損耗成為（），該損耗由（）和）產(chǎn)生的。4、變壓器銘牌上標(biāo)的額定容量是指（)o5、使用電流互感器時，二次繞組電路不允許（)o參考答案1（安培/米）(11, 550 匝)3 （銅損，鐵損,磁滯，渦流）（副邊輸出的視在功率）5 （開路）第4章交流電動機(jī)學(xué)習(xí)要求：4.1三相異步電動機(jī)的構(gòu)造。（了解）4.2三相異步電動機(jī)的工作原理。（了解考點(diǎn)）4.3三相異步電動機(jī)的電路分析。（理解）4.4三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性。（了解）4.5-4.7三相異步電動機(jī)的起動、調(diào)速、制動。（了解）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：4.1三相異步電動機(jī)的構(gòu)造1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。三相繞組V-v2lWjw22.轉(zhuǎn)子籠型繞線型鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成°(1) 籠型轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體，廣巨或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。-T E(2) 繞線型轉(zhuǎn)子9同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。 轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電 流。4.2三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理。1) 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場，即：一個電 流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°2) 旋轉(zhuǎn)磁場的方向：機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵取決壬三相電流的相序41h 1213mocV乂Qoea)t = 6Q°旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如