汽車電工電子模塊二交流電的基本知識(shí)

1、課程： 汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)模塊二交流電的基本知識(shí) 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)： 1、理解直流電和交流電的區(qū)別 2、認(rèn)識(shí)正弦交流電路的基本物理量 3、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：正弦交流電的三要素教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：正弦交流電的最大值、有效值、角頻 率、頻率、周期、相位、初相位0I, Utti0課題1 認(rèn)識(shí)正弦交流電課題導(dǎo)入：舉例說明交舉例說明交流電、直流流電、直流電的使用？電的使用？課題1 認(rèn)識(shí)正弦交流電直流電直流電交流電交流電0I, UtEe每時(shí)每刻大小和方向恒定不變，與時(shí)間無關(guān)。大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，與時(shí)間密切相關(guān)。ti0t1t2t3t4優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單、安全、適合半導(dǎo)體器件供電。

2、第一：交流電可以用變壓器變壓，便于遠(yuǎn)距離輸電。第一：交流電可以用變壓器變壓，便于遠(yuǎn)距離輸電。第二：交流電機(jī)比同功率直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。第二：交流電機(jī)比同功率直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。第三：可以用整流裝置，將流交電變成所需的直流電。第三：可以用整流裝置，將流交電變成所需的直流電。第四：無線電通訊中交流信號(hào)可放大、傳送、變換。第四：無線電通訊中交流信號(hào)可放大、傳送、變換。1A1.8A2A交流電交流電eti0交流電交流電e汽車電路除發(fā)電機(jī)外，全是直流電，發(fā)電機(jī)是三相同步發(fā)電機(jī)，Y型接法，由整流構(gòu)成三相橋式整流，輸出有波型直流電知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)充：交流電路概述交流電路概述 在生產(chǎn)和生活中使用的電能，幾乎

3、都是交流電能，即使是電在生產(chǎn)和生活中使用的電能，幾乎都是交流電能，即使是電解、電鍍、電訊等行業(yè)需要直流供電，大多數(shù)也是將交流電能解、電鍍、電訊等行業(yè)需要直流供電，大多數(shù)也是將交流電能通過整流裝置變成直流電能。在日常生產(chǎn)和生活中所用的交流通過整流裝置變成直流電能。在日常生產(chǎn)和生活中所用的交流電，一般都是指正弦交流電。電，一般都是指正弦交流電。 因?yàn)榻涣麟娔軌蚍奖愕赜米儔浩鞲淖冸妷?，用高壓輸電，可因?yàn)榻涣麟娔軌蚍奖愕赜米儔浩鞲淖冸妷海酶邏狠旊?，可將電能輸送很遠(yuǎn)，而且損耗小；交流電機(jī)比直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單將電能輸送很遠(yuǎn)，而且損耗?。唤涣麟姍C(jī)比直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，運(yùn)行可靠。所以，現(xiàn)在發(fā)電廠所發(fā)的

4、都是交流電，造價(jià)便宜，運(yùn)行可靠。所以，現(xiàn)在發(fā)電廠所發(fā)的都是交流電，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛應(yīng)用的也是交流電。，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛應(yīng)用的也是交流電。2交流電的概念 如果電流或電壓每經(jīng)過一定時(shí)間（T）就重復(fù)變化一次，則此種電流、電壓稱為周期性交流電流或電壓。如正弦波、方波、三角波、鋸齒波等。u ut tT TT Tt tu u一、正弦交流電的基本特征和三要素正弦交流電ti0按正弦規(guī)律變化的交流電動(dòng)勢(shì)、交流電壓、交流電流等物理量統(tǒng)稱為正弦交流量。)sin(umtUu瞬時(shí)值數(shù)學(xué)表達(dá)式：0i, ut+_)sin(emtEe)sin(imtIi非正弦交流電瞬時(shí)值瞬時(shí)值是交流電某一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的值。

5、是交流電某一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的值。隨時(shí)間不同而變化，是個(gè)變量。隨時(shí)間不同而變化，是個(gè)變量。用小寫字母用小寫字母 i i、u u、e e 表示。表示。最大值最大值是交流電的是交流電的 幅值。用大幅值。用大寫字母加下標(biāo)寫字母加下標(biāo)m m表示。如表示。如 I Im m、U Um m、E Em m。有效值有效值相同條件下，直流電與交流電相同條件下，直流電與交流電對(duì)電阻加熱產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，將這對(duì)電阻加熱產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，將這個(gè)直流電的數(shù)值，稱為交流電的有效個(gè)直流電的數(shù)值，稱為交流電的有效值。值。用大寫字母表示。如用大寫字母表示。如 I I 、U U 、E E)sin(0m tuuU Um m u u t t

6、2 2 t tO OT/T/2 2U Um mt=t1最大值瞬時(shí)值在效值IIImm707. 02VUm3112220UUUmm707. 02交流儀表測(cè)得的數(shù)字、電氣設(shè)備銘牌上的額定值都指有效值有效值。311v220v150v 例題：正弦交流電的電流振幅值Im=20A、頻率f=50Hz，初相位i=/4。 求：當(dāng)t=0時(shí)，電流i的瞬時(shí)值是多少？二、：每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。單位赫茲（。單位赫茲（Hz）T T t t2 2 t t i iO O1S共50次也就是說發(fā)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)正弦量完整變化一周所需要的時(shí)間。單位秒正弦量完整變化一周所需要的時(shí)間。單位秒： 單位時(shí)間內(nèi)變化的

7、弧度數(shù)。單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。(相當(dāng)于角速度）相當(dāng)于角速度）角頻率與周期及頻率的關(guān)系：角頻率與周期及頻率的關(guān)系： fT22Tf11S共50次(f )0.02sTXSNA t每秒每秒50周周2314弧度弧度/ /秒秒f 例例 1我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是 50 50 HzHz，試求試求其周期和角頻率。其周期和角頻率。解解 = = 2 2 f f =2 =2 3.14 3.14 50 = 50 = 314 rad/s314 rad/ss 02. 01 fT* 電網(wǎng)頻率：電網(wǎng)頻率： 中國(guó)中國(guó) 50 HzHz 美國(guó)美國(guó) 、日本、日本 60 HzHz小常識(shí)小常識(shí)*

8、 有線通訊頻率：有線通訊頻率：300 - 5000 HzHz * 無線通訊頻率：無線通訊頻率： 30 kHz - 3104 MHzHz問題與討論問題與討論 電器電器 220V最高耐壓最高耐壓 =300V 若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為 300V 的電器，是否可用于的電器，是否可用于 220V 的線路上的線路上? ? 該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所，所以以不能用不能用。2有效值有效值 U = 220V 最大值最大值 Um = 220V = 311V 電源電壓電源電壓思考與練習(xí)耐壓為耐壓為220V的電容的電容器，能否用在器，能否用在180V的正弦交流

9、電源上的正弦交流電源上？255V 220V1、2、我國(guó)生活照明用電的電壓是_，最大值為_頻率f=_，周期T=_，角頻率=_。3、人們常說的交流電壓220V、380V，指的是交流電壓的_值220V311V50HZ0.02s314rad/srad/s有效U=180V，則，則Um 180V 255V2畫出正弦交流電的波形圖，并在圖上標(biāo)出下列各交流電的相關(guān)量：T、f、U、Um 、u1Sf =波形個(gè)數(shù)ut瞬時(shí)值最大值在效值TU Um mUTf117在兩磁極中在兩磁極中放一個(gè)線放一個(gè)線圈圈以以 的速度順時(shí)針旋的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。而產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)右手定則可知，線圈中根據(jù)右手定則可知，線圈中

10、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由AXAX。 17N NS SO OA AS SY YY YO OO OttEmEm9090180180360360270270單相發(fā)電機(jī)原理圖單相發(fā)電機(jī)原理圖單相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生單相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三、正弦交流電相位相位差三、正弦交流電相位相位差說明：說明： 給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，常用于描述多個(gè)正弦波相互間的關(guān)系。常用于描述多個(gè)正弦波相互間的關(guān)系。it 圖中0u= Umsin(u= Umsin(t+?1)i= Imsin(i= Imsin(t+?2)t= 0t= 0 時(shí)的相位稱為初相位或初相角。時(shí)的相位稱為初相位

11、或初相角。 也可以把相位比作正弦交流電在某一瞬間所處的位置也可以把相位比作正弦交流電在某一瞬間所處的位置（或角度（或角度?） ?的絕對(duì)值不能超過正弦波的相正弦波的相位角或相位位角或相位 2121 tt 兩個(gè)兩個(gè)同頻率同頻率正弦量間的相位差正弦量間的相位差( ( 相位角相位角之差或者初相位角差之差或者初相位角差) ) 222111 sin sintIitIimm122i1i t兩個(gè)同頻率正弦量間的相位差兩個(gè)同頻率正弦量間的相位差( ( 初相差初相差) )20?1i i1 1i i2 2ti i?2i i1 1= Im= Im1 1sin(314t+30sin(314t+30) )i i2 2=

12、Im= Im2 2sin(314t+90sin(314t+90) )（兩個(gè)同頻率正弦量在任何瞬時(shí)的相位之差叫（兩個(gè)同頻率正弦量在任何瞬時(shí)的相位之差叫相位差相位差，即即9090-30-30= 60= 60）兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系同同相相位位1i1221t2i2i相相位位領(lǐng)領(lǐng)先先1i12021領(lǐng)先于領(lǐng)先于1i2it221 和和2i1i2it反反相相位位1i反相反相22相同相位相同相位?1 1 = = ?2 2i i1 1i i2 2i i2 2i i1 1?1?1?2?2?2=2=?1 1相位領(lǐng)先相位領(lǐng)先i i1 1 領(lǐng)先領(lǐng)先i i2 2正交關(guān)系正交關(guān)系i i1 1 落后落后

13、i i2 2 9090ti i2 2i i1 1i i1 1i i2 2相反相位相反相位? = 180 = 180 ttt兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系 三相交流電路：三種電壓初相位各差三相交流電路：三種電壓初相位各差120120 。BuCuAu t最大值最大值U Um m=311V=311V瞬時(shí)值瞬時(shí)值u=155.5Vu=155.5V初相位或初相角初相位或初相角?=30=30角頻率角頻率=314=314）t（u6314sin2220有效值有效值U=220VU=220V頻率頻率f=50Hzf=50Hz交流電三要素的代數(shù)式例題：交流電三要素的代數(shù)式例題：（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）正弦交流電的

14、 最大值最大值 反映了正弦交流電的變化范圍。角頻率角頻率 反映了正弦交流電的變化快慢。初相位初相位 反映了正弦交流電的起始狀態(tài)。 因此把最大值最大值、角頻率角頻率、和初相位初相位稱為正 弦交流電的三要素三要素。例例頻率：頻率： 幅度：幅度：A222222A 222IIms02.05011 Hz5021002rad/s100 ff30 初相位：初相位：30100sin222ti已知：已知：試求出電流的最大值、有效值、角頻率、頻率、試求出電流的最大值、有效值、角頻率、頻率、周期、初相位？周期、初相位？ 解：解：正弦交流電的概念和表征它的物理量，有頻率、角頻率、周期、最大值、有效值、相位、初相位等，

15、以及這些物理量之間的換算。還有正弦交流電的三要素。作業(yè) 2828三相交流電路三相交流電路又稱多相制電路，由三個(gè)大小相又稱多相制電路，由三個(gè)大小相等，頻率相同，相位互差等，頻率相同，相位互差120120的正弦單相交流的正弦單相交流電組成。電組成。三相交流電具有的優(yōu)點(diǎn)：三相交流電具有的優(yōu)點(diǎn)：1 1、發(fā)電機(jī)體積小，省材料；、發(fā)電機(jī)體積小，省材料；2 2、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，振動(dòng)小；、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，振動(dòng)??；3 3、適合大功率遠(yuǎn)距離輸電，可節(jié)約、適合大功率遠(yuǎn)距離輸電，可節(jié)約25%25%的材料。的材料。 課題課題2 2 三相正弦交流電路三相正弦交流電路2929三相交流電路三相

16、交流電路又稱多相制電路，由三個(gè)大小相又稱多相制電路，由三個(gè)大小相等，頻率相同，相位互差等，頻率相同，相位互差120120的正弦單相交流的正弦單相交流電組成。電組成。三相交流電具有的優(yōu)點(diǎn)：三相交流電具有的優(yōu)點(diǎn)：1 1、發(fā)電機(jī)體積小，省材料；、發(fā)電機(jī)體積小，省材料；2 2、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，振動(dòng)??；、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，振動(dòng)??；3 3、適合大功率遠(yuǎn)距離輸電，可節(jié)約、適合大功率遠(yuǎn)距離輸電，可節(jié)約25%25%的材料。的材料。 課題課題2 2 三相正弦交流電路三相正弦交流電路3.3.三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生U1U2V2W1V1SN 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子三相交流電的產(chǎn)生三相交

17、流電的產(chǎn)生三個(gè)繞三個(gè)繞組空間組空間位置互位置互隔隔120W2U1 U2V1 V2W1 W2相頭相頭相尾相尾定子中的定子中的三個(gè)繞組：三個(gè)繞組：每個(gè)繞組的感應(yīng)電壓相當(dāng)于一個(gè)單相電源 三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三個(gè)頻率相同，幅值相等，三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三個(gè)頻率相同，幅值相等，對(duì)于選定的參考方向相位依次相差對(duì)于選定的參考方向相位依次相差120120的一組的一組正弦電壓正弦電壓-對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。)V120sin(2)V120sin(2Vsin2WVUtEetEetEe瞬時(shí)式VEEVEEVEE1201200WVU相量式Em VeUeWet0UEVEWE1201201203232三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)三相

18、對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)e eA Ae eB Be eC C12120 024024036360 0tte e120120120120120120e eA Ae eB Be eC C波形圖波形圖矢量圖矢量圖 從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始三相交流電依次出現(xiàn)正幅值從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始三相交流電依次出現(xiàn)正幅值（或零值）的順序稱為相序。（或零值）的順序稱為相序。正序正序：UVWU，反序反序：UWVU，對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和或相量之和為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和或相量之和為零零 00WVUWVUUUUuuu00WVUWVUEEEeee 相序相序 二、三相電源與負(fù)載聯(lián)結(jié)二、三相電源與負(fù)載聯(lián)結(jié)1.1.三相電源星形（三相電源星形（Y）聯(lián)結(jié)

19、）聯(lián)結(jié) 將三個(gè)繞組末端接在一起，從始端引出三根導(dǎo)將三個(gè)繞組末端接在一起，從始端引出三根導(dǎo)線，這種聯(lián)結(jié)方法稱為星形聯(lián)結(jié)。線，這種聯(lián)結(jié)方法稱為星形聯(lián)結(jié)。 星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)簡(jiǎn)化圖簡(jiǎn)化圖端線端線端線端線端線端線相線相線星形聯(lián)結(jié)下的兩組電壓星形聯(lián)結(jié)下的兩組電壓 相電壓相電壓：相線與中線間的電壓，相線與中線間的電壓，u1，u2，u3。 線電壓線電壓：端線與端線間的電壓，端線與端線間的電壓，u12，u23，u31。三相四線三相四線 制供電制供電火線（相線）火線（相線）:U V W:U V W中線（零線）：中線（零線）：N N星形聯(lián)結(jié)下的兩組電壓星形聯(lián)結(jié)下的兩組電壓133132232112uuuuuuuuu

20、線電壓線電壓與與相電壓的關(guān)系相電壓的關(guān)系133132232112UUUUUUUUU有效值關(guān)系：有效值關(guān)系：相位關(guān)系：相位關(guān)系：線電壓超前相電壓線電壓超前相電壓30PL3UU二、三相電源的聯(lián)結(jié)二、三相電源的聯(lián)結(jié)2.2.三相電源三角形（三相電源三角形（ ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié) 將三個(gè)繞組首尾相連并引出三根導(dǎo)線，這種聯(lián)將三個(gè)繞組首尾相連并引出三根導(dǎo)線，這種聯(lián)結(jié)方法稱為三角形聯(lián)結(jié)。結(jié)方法稱為三角形聯(lián)結(jié)。 三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)注意：注意：三角形聯(lián)結(jié)下只能提供三角形聯(lián)結(jié)下只能提供一組線電壓一組線電壓二、三相電源的聯(lián)結(jié)二、三相電源的聯(lián)結(jié)2.2.三相電源三角形（三相電源三角形（ ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié) 三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)U U

21、UV UV = = U UU U= =380V380VU UVW VW = U= UV V=380V=380VU UWUWU= U= UW W=380V=380V三相三線制特點(diǎn)：線電壓三相三線制特點(diǎn)：線電壓= =相電壓相電壓三、三相電源和三相負(fù)載的連接三、三相電源和三相負(fù)載的連接電力系統(tǒng)負(fù)載電力系統(tǒng)負(fù)載三相負(fù)載的概念：概括起來說就是采用三根相線給用三相負(fù)載的概念：概括起來說就是采用三根相線給用電設(shè)備提供電源，使其做功，就叫三相負(fù)載。電設(shè)備提供電源，使其做功，就叫三相負(fù)載。三相負(fù)載的分類：三相對(duì)稱負(fù)載（負(fù)載電阻相等，電三相負(fù)載的分類：三相對(duì)稱負(fù)載（負(fù)載電阻相等，電 抗相等）抗相等） 三相不對(duì)稱負(fù)

22、載三相不對(duì)稱負(fù)載三相對(duì)稱負(fù)載和三相不對(duì)稱負(fù)載區(qū)別為：三相對(duì)稱負(fù)三相對(duì)稱負(fù)載和三相不對(duì)稱負(fù)載區(qū)別為：三相對(duì)稱負(fù)載其各相電流均比較近似。而三相不對(duì)稱負(fù)載反映了載其各相電流均比較近似。而三相不對(duì)稱負(fù)載反映了各相電流差別很大，電流過高的相線容易發(fā)熱起火，各相電流差別很大，電流過高的相線容易發(fā)熱起火，從而引發(fā)電氣火災(zāi)從而引發(fā)電氣火災(zāi)。單相負(fù)載（電燈、電風(fēng)扇等）單相負(fù)載（電燈、電風(fēng)扇等）三相負(fù)載（三相電動(dòng)機(jī)）三相負(fù)載（三相電動(dòng)機(jī)）4040 三相負(fù)載星形接實(shí)際電路三相負(fù)載星形接實(shí)際電路: :A AB BN NC CFUFU三相不三相不對(duì)稱負(fù)對(duì)稱負(fù)載的星載的星形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)三相對(duì)三相對(duì)稱負(fù)載稱負(fù)載 的星的星形聯(lián)

23、結(jié)形聯(lián)結(jié)三相負(fù)荷（如三相負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)）電動(dòng)機(jī)）單相負(fù)荷（如單相負(fù)荷（如照明、家電）照明、家電）4141ZAZAZBZBZCZCZAZAZBZBZCZCiAiAiCiCiBiBiAiAiCiCiBiBiNiNA AN NA AC CB BC CB B三相四線制三相四線制三相三線制三相三線制三、三相電源和三相負(fù)載的連接三、三相電源和三相負(fù)載的連接1.1.三相負(fù)載的星形（三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié) 供電給三相負(fù)載外還可供電給三相負(fù)載外還可以供電給單相負(fù)載以供電給單相負(fù)載三、三相電源和三相負(fù)載的連接三、三相電源和三相負(fù)載的連接1.1.三相負(fù)載的星形（三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié) 負(fù)載負(fù)載相電壓

24、相電壓：uU，uV，uW 負(fù)載負(fù)載相電流相電流：iU，iV，iW負(fù)載負(fù)載相電流相電流等于線電流等于線電流3相線UU相線II 中線電流中線電流：iNWVUNIIII負(fù)載對(duì)稱時(shí)，中線電流為零，此時(shí)，取消中線不會(huì)影響各相負(fù)載工作。 注意：注意：在三相不對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)時(shí)，各相負(fù)載在三相不對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)時(shí)，各相負(fù)載經(jīng)過中線構(gòu)成獨(dú)立回路，負(fù)載可以在額定電壓下正常經(jīng)過中線構(gòu)成獨(dú)立回路，負(fù)載可以在額定電壓下正常工作。而中線一旦斷開，各相負(fù)載電壓將不再對(duì)稱，工作。而中線一旦斷開，各相負(fù)載電壓將不再對(duì)稱，負(fù)載可能損壞或不能正常工作。因此負(fù)載可能損壞或不能正常工作。因此，中線不允許中線不允許接熔絲和開關(guān)接熔

25、絲和開關(guān)以確保中線不斷，構(gòu)成三相四線制。以確保中線不斷，構(gòu)成三相四線制。三、三相電源和負(fù)載的聯(lián)結(jié)三、三相電源和負(fù)載的聯(lián)結(jié)2.2.三相負(fù)載的三角形（三相負(fù)載的三角形（ ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié) 負(fù)載負(fù)載相電壓相電壓等于線電壓等于線電壓 負(fù)載負(fù)載相電流相電流：iUV，iVW，iWU相電流相電流與線電流的關(guān)系：與線電流的關(guān)系： 三相對(duì)稱負(fù)載作三角形（三相對(duì)稱負(fù)載作三角形（ ）聯(lián)結(jié)時(shí)，）聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流是相電流的線電流是相電流的 倍倍 PL3II 34646ZAZAZBZBZCZCA AN NC CB BUBUBN NUCUCN NUAUAN NUAUAB BUAUAC CUCUCB B相電壓相電壓: :UAN=

26、UUAN= UBNBN = = UCN=220VUCN=220V線電壓：線電壓：UAB= UAC= UAB= UAC= UCB=380VUCB=380VlUPU5.55.5相電壓與線電壓：相電壓與線電壓：3相線UU相線II四、三相電功率四、三相電功率當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相總功率為當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相總功率為 cos33pppIUPP 為為相電壓與相電流之間的相電壓與相電流之間的相位差或負(fù)載的阻抗角相位差或負(fù)載的阻抗角cos3llIUP 或或lPlPIIUU31:lPlPIIUU31:同理可得出對(duì)稱三相電路同理可得出對(duì)稱三相電路無功功率無功功率及及視在功率視在功率llppIUIUS33sin3sin3

27、llppIUIUQ注注: :因?yàn)榫€電壓及線電流容易測(cè)得，而且因?yàn)榫€電壓及線電流容易測(cè)得，而且三相設(shè)備銘牌標(biāo)的也是線電壓和線電流。三相設(shè)備銘牌標(biāo)的也是線電壓和線電流。所以功率多由線電壓和線電流算得。所以功率多由線電壓和線電流算得。例：例： 三相交流異步電動(dòng)機(jī)每相阻抗為三相交流異步電動(dòng)機(jī)每相阻抗為10，額定，額定相電壓為相電壓為380V，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為0.6。電源的線電壓。電源的線電壓為為380V。分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)接成星形和三角形時(shí)。分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)接成星形和三角形時(shí)的線電流和功率。（的線電流和功率。（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，應(yīng)）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，應(yīng)采用哪種接法？采用哪種接法？ 解：解：V220

28、V33803LPUUA22A10220PPPLZUIIkW78W60223803IU3PPLL.cos電動(dòng)機(jī)接成星形時(shí)電動(dòng)機(jī)接成星形時(shí) 電動(dòng)機(jī)接成三角形時(shí)電動(dòng)機(jī)接成三角形時(shí)VUU380LPA865A103803ZU3I3IPPPL.kW26W608653803IU3PPLL.cos 說明：要使負(fù)載正常工作，負(fù)載的接法必須正說明：要使負(fù)載正常工作，負(fù)載的接法必須正確，若正常工作是星形聯(lián)結(jié)而誤接成三角形，將因確，若正常工作是星形聯(lián)結(jié)而誤接成三角形，將因每相負(fù)載承受過高電壓，導(dǎo)致功率過大而燒毀；若每相負(fù)載承受過高電壓，導(dǎo)致功率過大而燒毀；若正常工作是三角形聯(lián)結(jié)而誤接成星形，則因功率過正常工作是三角形

29、聯(lián)結(jié)而誤接成星形，則因功率過小而不能正常工作。小而不能正常工作。 該例中，電動(dòng)機(jī)額定電壓為該例中，電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V，因此應(yīng)作三，因此應(yīng)作三角形連接。角形連接。 該例說明，三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的相電壓是星形聯(lián)結(jié)時(shí)的該例說明，三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的相電壓是星形聯(lián)結(jié)時(shí)的3倍，而總的有功功率是星形聯(lián)結(jié)時(shí)的倍，而總的有功功率是星形聯(lián)結(jié)時(shí)的3 3倍。倍。同理可得同理可得 QQ3 SS3有功功率有功功率kW26W6 . 0663803cos3llIUP功率因數(shù)功率因數(shù)6 . 0106cosZR相電流相電流AAZUIIPlP2210220有功功率有功功率 kW7 . 8W6 . 0223803cos3llIUP比較兩

30、種結(jié)果比較兩種結(jié)果37 . 826PP倍倍V220V33803lPUU相電壓相電壓（2 2）負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)時(shí)）負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)時(shí)課題3 電容、電感教學(xué)目標(biāo) 1.電容、電感元件的構(gòu)造、作用和特點(diǎn) 2.掌握電容、電感的作用并會(huì)正確使用 3.電容的參數(shù)和計(jì)算一 、電容1.電容器 電容是一種以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的無源器件。在有需要的時(shí)候，電容能夠把儲(chǔ)存的能量釋出至電路。 電容器存儲(chǔ)電荷的能力稱為電容器的電容量，簡(jiǎn)稱電容。 電容的大小等于電容器兩極板加單位電壓時(shí)所存儲(chǔ)的電荷量。2.電容器的組成 任何兩塊金屬導(dǎo)體，中間用電介質(zhì)（絕緣體）隔開，便組成了一個(gè)電容器。3.電容的作用 隔直通交4.電容的類型 容量：固

31、定電容器、微調(diào)電容器及可變電容器三類。 介質(zhì)：有機(jī)介質(zhì)電容器、無機(jī)介質(zhì)電容器、氣體介質(zhì)電容器、電解電容器如果一個(gè)電容接到直流電上時(shí)如果一個(gè)電容接到直流電上時(shí), 在接通在接通的瞬間是充電的瞬間是充電. 因?yàn)橐驗(yàn)镼= CU, 因而電路因而電路中瞬間有電荷的定向移動(dòng)中瞬間有電荷的定向移動(dòng), 有短暫電流有短暫電流.但一旦穩(wěn)定后但一旦穩(wěn)定后, 電路中電荷就不再移動(dòng)電路中電荷就不再移動(dòng),因而電路中也無電流因而電路中也無電流. 當(dāng)電路發(fā)生變化當(dāng)電路發(fā)生變化, 導(dǎo)致電容兩端電壓減少時(shí)導(dǎo)致電容兩端電壓減少時(shí), 電容就會(huì)放電容就會(huì)放電電. 因?yàn)橐驗(yàn)镼= CU. 穩(wěn)定之后穩(wěn)定之后, 電流中就無電流中就無電流的作用。

32、電流的作用。 因?yàn)榻涣麟姷碾妷翰粩喟l(fā)生變化因?yàn)榻涣麟姷碾妷翰粩喟l(fā)生變化, 所以所以電容就不斷的充放電電容就不斷的充放電. 因而電流好象可因而電流好象可以通過電容器以通過電容器, 實(shí)際不是通過電容器實(shí)際不是通過電容器. 當(dāng)然電容對(duì)交流電也有阻礙作用當(dāng)然電容對(duì)交流電也有阻礙作用.頻率頻率越低阻礙就越大，反之越小。越低阻礙就越大，反之越小。5.常見電容器的圖形符號(hào) a）微調(diào)電容器；b）可變電容器； c）一般電容器；d）電解電容器546.電容器的主要參數(shù)電容器的主要參數(shù)(1)電容量（衡量電容器儲(chǔ)存電荷能力大小的物理電容量（衡量電容器儲(chǔ)存電荷能力大小的物理量，簡(jiǎn)稱電容，用符號(hào)量，簡(jiǎn)稱電容，用符號(hào)C表示）

33、表示）uqC (3.1)iu q qC）（極板上電壓，單位伏特）庫(kù)倫（極板上所帶電量，單位）電容量，單位法拉（VUCFCq(2)電容常用的單位電容常用的單位（電容的SI單位為法拉, 符號(hào)為F; 1 F=1 CV。常采用微法（F）和皮法（pF）作為其單位。FpFFF126101101(3)工作電壓工作電壓 工作電壓不得超過耐壓，否則電容器會(huì)被燒穿最大工作電壓最大工作電壓3.1.2 電容元件的ui關(guān)系dtduCidtdqi9. 電容元件的聯(lián)接電容元件的聯(lián)接（1）電容元件的并聯(lián)）電容元件的并聯(lián)u q1 q1C1 q2 q2C2 q3 q3C3(a)uC(b) q q圖3.31.各個(gè)電容器上的端電壓相

34、等，等于電路兩端各個(gè)電容器上的端電壓相等，等于電路兩端總電壓總電壓 2.總電荷量等于各個(gè)電容的電荷量之和總電荷量等于各個(gè)電容的電荷量之和.3.總電容總電容(等效電容等效電容)等于各個(gè)電容器電容之和等于各個(gè)電容器電容之和.321321qqqqCCCUUC),(332211321UCqUCqUCqqqqq其中UUUU321 注意注意不能忽略耐壓，不能忽略耐壓，并聯(lián)電容器組的并聯(lián)電容器組的耐壓值等于各電容耐壓值等于各電容器中耐壓值最小器中耐壓值最小的那個(gè)值的那個(gè)值有四個(gè)電容器并聯(lián)，其中兩個(gè)電容器的電容均為0.2uF，耐壓均為300V，求總電容和耐壓值（2）電容元件的串聯(lián)u q qC1(a)uC(b)

35、 q qu1 q qC2u2 q qC3u3圖3.41)各個(gè)電容器儲(chǔ)存電量相等，等于電容元件組各個(gè)電容器儲(chǔ)存電量相等，等于電容元件組儲(chǔ)存的總電量?jī)?chǔ)存的總電量q 2)總電壓等于各電壓之和總電壓等于各電壓之和.3)串聯(lián)總電容串聯(lián)總電容(等效電容等效電容)的倒數(shù)等于各個(gè)電容的倒數(shù)等于各個(gè)電容器電容倒數(shù)之和器電容倒數(shù)之和.3211111CCCC321UUUUqqqq321若兩個(gè)電容元件若兩個(gè)電容元件串聯(lián)，則串聯(lián)，則2121CCCCC4)串聯(lián)時(shí)工作電壓的選擇串聯(lián)時(shí)工作電壓的選擇CqUmin1說明：當(dāng)說明：當(dāng)n個(gè)相同的電容串聯(lián)時(shí)，電容器組個(gè)相同的電容串聯(lián)時(shí)，電容器組的總的耐壓的總的耐壓壓壓為單個(gè)電容耐的為

36、單個(gè)電容耐的n倍，故電容倍，故電容器串聯(lián)可提高器串聯(lián)可提高耐壓耐壓電路如圖所示, 已知U=18V, C1=C2=6F, C3=3F。求等效電容C及各電容兩端的電壓U1, U2, U3。 電路如圖所示, 已知U=18V, C1=C2=6F, C3=3F。求等效電容C及各電容兩端的電壓U1, U2, U3。 解解 2與與C3串聯(lián)的等效電容為串聯(lián)的等效電容為VUUFCCCFCCCCC18862236361231323223VUVUCCUUVUU12,62:11:1:1832323232 已知三個(gè)電容C1C2C3 的電容分別為3F, 2F,4F,其中電容器C2C3 并聯(lián)與電容器C1串聯(lián)，外加總電壓U為

37、300V，求總電容及各電容器上的電量和電壓。 已知電容C1=4F, 耐壓值UM1=150V, 電容C2=12F, 耐壓值UM1=360V。（1） 將兩只電容器并聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？（2） 將兩只電容器串聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？ 已知電容C1=4F, 耐壓值UM1=150V, 電容C2=12F, 耐壓值UM1=360V。（1） 將兩只電容器并聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？（2） 將兩只電容器串聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？解（1） 將兩只電容器并聯(lián)使用時(shí), 等效電容為FCCC1612421其耐壓值為其耐壓值為

38、VUUM1501（2） 將兩只電容器串聯(lián)使用時(shí), 等效電容為FCCCCC31241242121 求取電量的限額。求取電量的限額。VCqUVCqUUCuCuCqCUCqCUCqMMMMMMMMMMMM2001031062001012106150106,1032. 436010121061501046464214min22113622246111 求工作電壓。求工作電壓。10.電容器的充放電規(guī)律 電容器充放電實(shí)驗(yàn)電路 a）實(shí)驗(yàn)電路；b）充電；c）放電電容充電過程若電容與直流電源相接，電路中有電流流通。兩塊板會(huì)分別獲得數(shù)量相等的相反電荷，此時(shí)電容正在充電，其兩端的電位差vc逐漸增大。一旦電容兩端電壓vc增大至與電源電壓V相等時(shí)，vc = V，電容充電完畢，電路中再?zèng)]有電流流動(dòng)，而電容的充電過程完成。由于電容充電過程完成后，就沒有電流流過電容器，所以在直流電路中，電容可等效為開路或R = ，電容上的電壓v