配套課件-電工技術(shù)

1、 電工技術(shù)課程定位：1. 性質(zhì)：研究電路基本規(guī)律的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是工學(xué)各專業(yè)的必修課。2. 內(nèi)容：電路的基本知識、分析電路的規(guī)律與方法、初步的實驗技能。 3. 要求：先修高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理的電磁學(xué) 第1章 電路 1.1 電路的基本概念 1.2 電路基本元件 1.3 電路的工作狀態(tài) 1.4 基爾霍夫定律 1.5 兩種電源模型及其等效變換 1.6 電位概念及其計算本章要求:1. 理解電壓與電流參考方向的意義;2. 理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用;3. 了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài);4. 理解電路中電位的概念及計算等。第1章 電路 1.1 電路的基本概念 (1) 實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)

2、換1. 電路的作用 電路是電流流通的路徑，是由某些電氣設(shè)備和電氣元件作為實現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換，或?qū)崿F(xiàn)信號的傳遞和處理而按一定方式組合起來的整體。 (2) 實現(xiàn)信號的傳遞與處理2. 電路的組成部分中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用電源: 提供電能的裝置負(fù)載: 取用電能的裝置直流電源直流電源: 提供能源負(fù)載信號源: 提供信息2. 電路的組成部分信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等 電路模型 在設(shè)計電路中，通常用電路圖來表示電路。各種電器元件采用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號來表示，用理想元件構(gòu)成的電路稱為實際電路的“電路模型”。在進(jìn)行理論分析時所指的電路，都是電路模型。手電筒的電路模型干電池導(dǎo)線燈泡例： 電源或信號

3、源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。 電路分析是在已知電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的條件下，討論激勵與響應(yīng)的關(guān)系。手電筒電路 實際方向 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、電量、磁通、電功率、電能等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。下面主要介紹電流和電壓的實際方向和參考方向。1. 電路基本物理量的實際方向習(xí)慣上規(guī)定電流的實際方向：正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的反方向單位：A（安培）、kA、mA、A1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6A直流電流DC：電流的大小和方向都不隨時間變化， 用I表示。交流電流AC：電流的大小和方向都隨時間變

4、化， 用i表示。 電流的值：單位：V（伏 特）、kV、mV、V電壓的實際方向：指電場力把單位正電荷從電路中的一點移到另一點所做的功。即：電位真正降低的方向。直流電壓用U表示，交流電壓用u表示。 參考方向 在電路分析中，電流和電壓實際方向有時難以確定，可以任意選定一個方向作為電流或電壓的參考方向（也稱為正方向）。i 電流參考方向AB電流的參考方向與實際方向的關(guān)系：電流實際方向i 0i 電流參考方向AB電流實際方向i 0電壓的參考方向與實際方向的關(guān)系：AB電壓實際方向+ 電壓參考方向+U 0如果電壓值為正，則表示電壓實際方向與參考方向相同；如果電壓值為負(fù)，則表示電壓實際方向與參考方向相反。AB電壓

5、參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示：(2)用正、負(fù)極性表示：(3)用雙下標(biāo)表示：UU+ABUAB反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向I+-+-Iuu關(guān)聯(lián)參考方向：如果指定流過元件的電流的參考方向是從電壓正極性的一端指向負(fù)極性的一端，即兩者的參考方向一致。則把電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向。注意：（1）參考方向是規(guī)定的電流、電壓為正的方向，在分析問題時需要先規(guī)定參考方向，然后根據(jù)規(guī)定的參考方向列寫方程；（2）參考方向一經(jīng)規(guī)定，在整個分析計算過程中不能變動；（3）不標(biāo)明參考方向而說某電流或電壓的值為正或者負(fù)是沒有意義的。（4）參考方向可以任意規(guī)定，不影響計算結(jié)果。因

6、為參考方向相反時，解出的電流、電壓也要改變正負(fù)號，最后得到的實際結(jié)果仍然相同。（5）參考方向的正負(fù)只是表示參考方向與實際方向是相同或相反，與電流或電壓的大小無關(guān)。（6）在分析計算電路時，無源元件（如電阻）常取關(guān)聯(lián)參考方向；有源元件（如電源）常取非關(guān)聯(lián)參考方向。1.2 電路基本元件理想電路元件包括：理想無源元件 理想電源元件 理想無源元件包括：理想電阻元件 理想電容元件 理想電感元件電阻耗能元件電容、電感儲能元件理想電源元件包括：理想電壓源、理想電流源1.2.1 電阻元件 電路符號R電阻元件對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可用u - i平面上的一條曲線來描述：iu任何時刻端電壓與電流成正比的電阻元件

7、。伏安特性O(shè)1. 定義2. 線性時不變電阻元件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)。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。 u-i 關(guān)系R 稱為電阻，單位： (歐姆)滿足歐姆定律 單位G 稱為電導(dǎo)，單位：S (西門子) u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向伏安特性曲線為一條過原點的直線uiORui+如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號。說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件。歐姆定律只適用于線性電阻( R 為常數(shù)）。則歐姆定律寫為u R i i G u公式和參考方向必須配套使用！注意Rui-+3.功率和能量電阻

8、元件在任何時刻總是吸收功率的。p u i (R i) i i2 R - u2/ Rp u i i2R u2 / R 功率表明Rui-+Rui+-在 t1 到 t2時間內(nèi)，電阻上吸收（消耗）的能量： 能量1.2.2 電容元件 描述電容兩端加電源后，其兩個極板上分別聚集起等量異號的電荷，在介質(zhì)中建立起電場, 并儲存電場能量的性質(zhì)。電容： 當(dāng)電壓u變化時，在電路中產(chǎn)生電流:電容元件儲能將上式兩邊同乘上 u，并積分，則得： 電路符號Cui 單位F (法拉), 常用F，pF等表示。1F=106 F1 F =106pFu、i 取關(guān)聯(lián)參考方向電容元件VCR的微分形式電容的電壓電流關(guān)系當(dāng) u 為常數(shù)(直流)時

9、，i =0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；當(dāng)電容元件上的電壓增加時，電場能量也增加；電容元件從電源取用能量（充電）；表明某一時刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓 u 的變化率，而與該時刻電壓 u 的大小無關(guān)。電容是動態(tài)元件；當(dāng)電容元件上的電壓降低時，電場能量也減少；電容元件從電源釋放能量（放電）；電容元件不消耗能量，是儲能元件。電場能本節(jié)所講的均為線性元件，即R、L、C都是常數(shù)。描述線圈通有電流時產(chǎn)生磁場、儲存磁場能量的性質(zhì)。1. 物理意義電感:（H）線性電感: L為常數(shù);非線性電感: L不為常數(shù)1.2.3 電感元件電流通過N匝線圈產(chǎn)生(磁鏈)電流通過一匝線圈產(chǎn)生(磁通)2. 自感電動

10、勢：電感元件 3. 電感元件儲能根據(jù)基爾霍夫定律可得：將上式兩邊同乘上 i ，并積分，則得： 即電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中，當(dāng)電流增大時, 磁場能增大, 電感元件從電源取用電能；當(dāng)電流減小時，磁場能減小，電感元件向電源放還能量。磁場能 單位H (亨利)，常用H，mH表示。1H=103 mH1 mH =103 H線性電感的電壓、電流關(guān)系u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向電感元件VCR的微分關(guān)系+-u (t)iL電感電壓u 的大小取決于i 的變化率, 與 i 的大小無關(guān)，電感是動態(tài)元件；當(dāng)i為常數(shù)(直流)時，u =0。電感相當(dāng)于短路；實際電路中電感的電壓 u為有限值，則電感電流 i 不能躍變，必定是時

11、間的連續(xù)函數(shù)；電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。表明1.2.4 電源元件定義：給電路提供電能的元件。分類：獨立源能夠獨立給電路提供能量；受控源給電路提供的電壓或電流受其他支路的電壓或電流控制。按提供能量的性質(zhì)不同分為：電壓源、電流源1.電壓源i+_ut 基本性質(zhì)：（1）提供恒定的電壓值或固定時間函數(shù)值；（2）電壓源兩端的電壓由它本身決定，與流過它的電流無關(guān)；（3）電壓源的電流由它本身和所連接的外電路共同決定。 O 電路符號 伏安特性usus2.電流源 電路符號u+_utO 伏安特性 基本性質(zhì)：（1）提供恒定的電流值或固定時間函數(shù)值；（2）電流源輸出的電流由它本身決定，與它兩端電

12、壓和外電路無關(guān)；（3）電流源的電壓由它本身和所連接的外電路共同決定。 isis1.3 電路的工作狀態(tài) 實際電路由三種工作狀態(tài)：本節(jié)以簡單直流電路為例介紹三種基本工作狀態(tài)。有載工作、開路、短路開關(guān)閉合, 接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U = IR 1. 電壓電流關(guān)系(1) 電流的大小由負(fù)載決定(2) 在電源有內(nèi)阻時，I U 。或 U = E IR0 當(dāng) R0R 時，則U E ，表明當(dāng)負(fù)載變化時，電源的端電壓變化不大，即帶負(fù)載能力強。1.3.1 有載工作狀態(tài)UI = EI I2RoP = PE P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率電源輸出的功率由負(fù)載決定。負(fù)載大小的概念: 負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功

13、率增加(電壓一定)。 2. 功率與功率平衡3. 電源與負(fù)載的判別 U、I 參考方向不同，P = UI 0，電源； P = UI 0，負(fù)載。U、I 參考方向相同，P = UI 0，負(fù)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(fù)載： U、I 實際方向相同，即電流從“-”端流出。 （吸收功率）特征: 開關(guān)斷開I = 0電源端電壓負(fù)載功率U = U0 = EP = 0電源外部端子被短接 特征:電源端電壓負(fù)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 =

14、 P = IR0P = 01.5.3 電源短路1.5.2 電源開路 為防止事故發(fā)生，需在電路中接入熔斷器或自動斷路器，用以保護(hù)電路。 1. 4 基爾霍夫定律基爾霍夫定律包括：基爾霍夫電流定律（KCL）基爾霍夫電壓定律（KVL） 1. 4. 1 相關(guān)概念介紹1. 幾個名詞123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。結(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點。回路：電路中任意一閉合的路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I31. 幾個名詞例1：支路：ab、bc、ca、 （共6條）回路：abda、abca、 adbca （共7個） 結(jié)點：a、 b、c、d （共4個）網(wǎng)孔：abd、

15、abc、bcd （共3個）1.4.2 基爾霍夫電流定律(KCL定律) 1. 定律 即: 入= 出 在任一瞬間，流入任一結(jié)點的電流之和等于流出該結(jié)點的電流之和。 實質(zhì): 電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；? = 0對結(jié)點 a：I1 + I2 = I3或 I1 + I2 I3 = 0 基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(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:I = 0IA + IB + IC = 0廣義結(jié)點 在任一瞬間，沿任一閉合回路繞行一周，回路中各部分電壓的代數(shù)和恒等于零。1.4.2 基爾霍夫電壓定律（KVL定律)1. 定律即：

16、 U = 0 在任一瞬間, 沿著閉合回路的某一點，按照一定的方向繞行一周，各元件上的電位升之和等于電位降之和。對回路1：對回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 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。121. 列方程前標(biāo)注回路繞行方向； 電位升 = 電位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 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，則電位升就取負(fù)號。3. 開口電壓可按回路

17、處理 注意：對回路1：1 1. 5 兩種電源模型及其等效變換電壓源模型：用理想的電壓源與電阻的串聯(lián)表示。電流源模型：用理想的電流源與電阻的并聯(lián)表示。 電壓源模型1. 定義：任何電源都含有一定的內(nèi)阻，用一個理想的電壓源和一個電阻的串聯(lián)形式來表示實際的電壓源模型，簡稱電壓源。2. 電壓源模型i+_u+_考慮內(nèi)阻伏安特性：Oiu當(dāng)電壓源是直流電壓Us時，可做伏安特性曲線。當(dāng)電壓源開路時，i=0，u=Us；當(dāng)電壓源短路時，u=0，i=Us/R；內(nèi)阻越小，則直線越平。 1. 5. 2 電流源模型1. 定義：用一個理想的電流源和一個電阻的并聯(lián)形式來表示實際的電流源模型，簡稱電流源。2. 電流源模型ui+_

18、當(dāng)電流源是直流電壓Is時，可做伏安特性曲線。isG伏安特性：uOiIs當(dāng)電流源開路時，i=0，u=Is/G；當(dāng)電流源短路時，u=0，i=Is；內(nèi)阻越大，則直線越陡。 實際電壓源、實際電流源兩種模型可以進(jìn)行等效變換，所謂的等效是指端口的電壓、電流在轉(zhuǎn)換過程中保持不變。u=uS RS ii =iS GSui = uS/RS u/RS iS=uS /RS GS=1/RS實際電壓源實際電流源端口特性i+_uSRS+u_iGS+u_iS比較可得等效條件 1. 5. 3 兩種模型的等效變換電壓源電流源由圖a： U = E IR0由圖b： U = ISR0 IR0等效變換條件:E = ISR0 1. 5.

19、3 兩種模型的等效變換如果式 和 滿足則兩種模型之間可以相互轉(zhuǎn)換。 任何一個理想的電壓源與電阻的串聯(lián)模型都可以用一個理想的電流源與該電阻的并聯(lián)模型替換。G=1/R，is=Gus注意理想電壓源與理想電流源不能相互轉(zhuǎn)換。等效是對外部電路等效，對內(nèi)部電路是不等效的。等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。例1:求下列各電路的等效電源解:例2： 解：統(tǒng)一電源形式試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示電路中1 電阻中的電流。解：電位：在電路中任選一點作為參考點，其他一點到參考點的電壓降叫做該點的電位，記為“VX” 。通常設(shè)參考點的電位為零。1. 電位的概念 電位的計算步驟: (1) 任選電路中某一點為

20、參考點，設(shè)其電位為零； (2) 標(biāo)出各電流參考方向并計算； (3) 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負(fù)，說明該點電位比參考點低。 1. 6 電位概念及其計算2. 舉例 求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：設(shè) a為參考點， 即Va= 0VVb=Uba= 106= 60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30 V設(shè) b為參考點，即Vb = 0VVa = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 VbaUab = 106 = 60

21、VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 VUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V 結(jié)論：(1) 電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中各 點的電位也將隨之改變；(2) 電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點 的不同而變， 即與零電位參考點的選取無關(guān)。 借助電位的概念可以簡化電路作圖+90V205+140V6cd 第2章 電阻電路的分析方法2.1 電阻元件的連接2.2 支路電流法2.3 回路電流法2.4 節(jié)點電壓法2.5 戴維南定理本章要求：掌握支路電流法、回路電流法、節(jié)點電壓法、戴維寧定理等電路的基本分析方法。

22、第2章 電阻電路的分析方法2.1 電阻元件的連接2.1.1 電阻的串聯(lián)特點:(1)各電阻一個接一個地順序相連；兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：R =R1+R2(3)等效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。(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。2.1.2 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；(2)各電阻兩端的電壓相同；應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。 一般負(fù)載都是并聯(lián)運用的。負(fù)載并聯(lián)運用時，它們處在同一電壓下，任何一個負(fù)載的工作情況基本上不受其它負(fù)

23、載的影響。 并聯(lián)的負(fù)載越多(負(fù)載增加), 則總電阻越小, 電路中的總電流和總功率也就越大。但是每個負(fù)載的電流和功率卻沒有變動。 有時不需要精確的計算, 只需要估算。阻值相差很大的兩個電阻串聯(lián)，小電阻的分壓作用?？珊雎圆挥?；如果是并聯(lián)，則大電阻的分流作用?？珊雎圆挥嫛＠?：通常電燈開的越多，總負(fù)載電阻越大還是越??？例1：試估算圖示電路中的電流。解:2.1.3電阻的星形連接與三角形連接Y- 等效變換電阻Y形聯(lián)結(jié)電阻形聯(lián)結(jié)等效變換的條件： 對應(yīng)端流入或流出的電流(Ia、Ib、Ic)一一相等，對應(yīng)端間的電壓(Uab、Ubc、Uca)也一一相等。經(jīng)等效變換后，不影響其它部分的電壓和電流。據(jù)此可推出兩者的

24、關(guān)系條件Y Y 將Y形聯(lián)接等效變換為形聯(lián)結(jié)時若 Ra=Rb=Rc=RY 時，有Rab=Rbc=Rca= R = 3RY 將形聯(lián)接等效變換為Y形聯(lián)結(jié)時若 Rab=Rbc=Rca=R 時，有Ra=Rb=Rc=RY =R/3 2.2 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）列方程組求解。對上圖電路支路數(shù)：b =3 結(jié)點數(shù)：n = 2123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(biāo)出各支路電流的參考方向，對選定的回 路標(biāo)出回路繞行方向。2. 應(yīng)用 KCL 對結(jié)點列出 ( n1 )個獨立的結(jié)點電流 方程。3. 應(yīng)用

25、 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。對結(jié)點 a：例1 ：12I1+I2I3=0對網(wǎng)孔1：對網(wǎng)孔2：I1 R1 +I3 R3=E1I2 R2+I3 R3=E2支路電流法的解題步驟:(1) 應(yīng)用KCL列(n-1)個結(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(dāng)支路數(shù)較多時, 所需方程的個數(shù)較多, 求解不方便。例2：對結(jié)點 a： I1 I2 IG = 0對網(wǎng)孔abda：IG RG I3 R3 +I

26、1 R1 = 0對結(jié)點 b： I3 I4 +IG = 0對結(jié)點 c： I2 + I4 I = 0對網(wǎng)孔acba：I2 R2 I4 R4 IG RG = 0對網(wǎng)孔bcdb：I4 R4 + I3 R3 = E 試求檢流計中的電流IG。 2.3 回路電流法基本思想：用未知的回路電流代替未知的支路電流來建立電路方程，以減少聯(lián)立方程的元數(shù)。回路法的一般步驟：(1) 選定L=b-n+1個獨立回路， 標(biāo)明各回路電流及方向。一般選取一個樹，用連支決定基本回路，再進(jìn)行計算。(2) 對L個獨立回路，以回路電流為未知量，列寫其KVL方程；i1i3uS1uS2R1R2R3ba+i2il1il2回路1：R1 il1+R

27、2(il1- il2)-uS1+uS2=0回路2：R2(il2- il1)+ R3 il2 -uS2=0整理得:(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2- R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2回路電流是在獨立回路中閉合的，對每個相關(guān)結(jié)點均流進(jìn)一次，流出一次，所以KCL自動滿足。若以回路電流為未知量列方程來求解電路，只需對獨立回路列寫KVL方程。電壓與回路繞行方向一致時取“+”；否則取“-”。(3)解上述方程，求出各回路電流，進(jìn)一步求各支路電壓、電流。 自阻總 是為正R11=R1+R2 回路1的自阻。等于回路1中所有電阻之和。R22=R2+R3 回路2的自阻。等于回路2中

28、所有電阻之和。R12= R21= R2 回路1、回路2之間的互阻。當(dāng)兩個回路電流流過共有支路方向相同時，互阻取正號；否則取負(fù)號。u11= uS1-uS2 回路1中所有電壓源電壓的代數(shù)和。u22= uS2 回路2中所有電壓源電壓的代數(shù)和。當(dāng)電壓源電壓參考方向與該回路方向一致時，取負(fù)號，反之取正號。i1i3uS1uS2R1R2R3ba+i2il1il2(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2- R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2例1.用回路法或者網(wǎng)孔法求各支路電流。解：(1) 設(shè)網(wǎng)孔電流如圖(順時針)(2) 列網(wǎng)孔方程(R1+R2)Ia -R2Ib = US1- US2-

29、R2Ia + (R2+R3)Ib - R3Ic = US2 -R3Ib + (R3+R4)Ic = -US4 (3) 求解電流方程，得 Ia , Ib , Ic (4) 求各支路電流： I1=Ia , I2=Ib-Ia , I3=Ic-Ib , I4=-IcIaIb+_US2+_US1I1I2I3R1R2R3+_ US4R4I4平面電路，3個網(wǎng)孔，3個獨立回路Ic 2. 4 結(jié)點電壓法結(jié)點電壓的概念： 任選電路中某一結(jié)點為零電位參考點(用 表示)，其它各結(jié)點對參考點的電壓，稱為結(jié)點電壓。 結(jié)點電壓的參考方向從結(jié)點指向參考結(jié)點。結(jié)點電壓法適用于支路數(shù)較多，結(jié)點數(shù)較少的電路。結(jié)點電壓法：以結(jié)點電壓

30、為未知量，列方程求解。 在求出結(jié)點電壓后，可應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律求出各支路的電流或電壓。 在左圖電路中只含有兩個結(jié)點，若設(shè) b 為參考結(jié)點，則電路中只有一個未知的結(jié)點電壓。2個結(jié)點的結(jié)點電壓方程的推導(dǎo)設(shè)：Vb = 0 V 結(jié)點電壓為 U，參考方向從 a 指向 b。1. 用KCL對結(jié)點 a 列方程 I1 + I2 I3 I4 = 02. 應(yīng)用歐姆定律求各支路電流將各電流代入KCL方程則有整理得注意：(1) 上式僅適用于兩個結(jié)點的電路。即結(jié)點電壓公式(2) 分母是各支路電導(dǎo)之和, 恒為正值； 分子中各項可以為正，也可以可負(fù)。(3) 當(dāng)電動勢E 與結(jié)點電壓的參考方向相反時取正號，相同時則取負(fù)號

31、，而與各支路電流的參考方向無關(guān)。例1：試求各支路電流。解: (1) 求結(jié)點電壓 Uab(2) 應(yīng)用歐姆定律求各電流 電路中有一條支路是理想電流源，故節(jié)點電壓的公式要改為 IS與Uab的參考方向相反取正號, 反之取負(fù)號。 2.5 戴維南定理2.5.1 二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個出線端且內(nèi)部含有電源的部分電路。 無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源。 有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。有源二端網(wǎng)絡(luò) 無源二端網(wǎng)絡(luò) 電壓源（戴維寧定理）無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源2.5.2 戴維寧定理 任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個與它等效的理想電壓源與電阻R0 串聯(lián)的電源來等效代替。

32、等效電源 等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（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兩端之間的等效電阻。 理想電壓源的電壓值就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab，即將負(fù)載斷開后 a 、b兩端之間的電壓。 電路如圖, 已知E1=40V, E2=20V, R1=R2=4， R3=13 ，試用戴維寧定理求電流I3。等效電源有源二端網(wǎng)絡(luò)例1：注意：“等效”是指對端口外等效 即用等效電源替代原來的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。 例1: 電路如圖, 已知E1= 40V, E2= 20V, R1= R2= 4，R3=13 ，試用戴維寧定理求電流 I3。I解：(1

33、) 斷開待求支路求等效電源的電動勢 EE 也可用結(jié)點電壓法、疊加原理等其它方法求。E = U0= E2 + I R2 = 20V +2.5 4 V= 30V或：E = U0 = E1 I R1 = 40V 2.5 4 V = 30V 第3章 單相正弦交流電路3.1 正弦交流電三要素3.2 正弦交流電的相量表示法3.3 單一參數(shù)的交流電路3.4 RLC串聯(lián)的交流電路3.5 阻抗的串聯(lián)和并聯(lián) 3.6 正弦交流電路中的諧振 3.7 功率因數(shù)提高 第3章 單相正弦交流電路本章要求：1. 理解正弦量的特征及其各種表示方法；2. 理解電路基本定律的相量形式及阻抗； 熟練掌握計算正弦交流電路的相量分析法，會

34、畫相量圖；3. 掌握有功功率和功率因數(shù)的計算,了解瞬時功率、無功功率和視在功率的概念；4.了解正弦交流電路的頻率特性，串、并聯(lián)諧振的條件及特征；5.了解提高功率因數(shù)的意義和方法。 3.1 正弦交流電三要素交流電路的分類交流電路與直流電路的最主要差別：具有相位差交流電路的分析方法：正弦量： 隨時間按正弦規(guī)律做周期變化的量。 正弦交流電路是指含有正弦電源(激勵)而且電路各部分所產(chǎn)生的電壓和電流(響應(yīng))均按正弦規(guī)律變化的電路。單相正弦交流電路(第三章)三相正弦交流電路(第四章)非正弦交流電路用相量表示后，即可用直流電路的分析方法。正弦交流電的優(yōu)越性： 便于傳輸；易于變換 便于運算； 有利于電器設(shè)備的

35、運行； . . . . .正半周負(fù)半周 t I, Uo直流電流和電壓正弦電流和電壓設(shè)正弦交流電流：iOImT 初相角：決定正弦量起始位置角頻率：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。3.1.1 頻率與周期周期T：正弦量變化一周所需的時間 ( s )角頻率：( rad/s )頻率 f ：(Hz)* 無線通信頻率： 高達(dá) 300GHz* 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500 8000 Hz)* 移動通信頻率：900MHz1800 MHz* 收音機中頻段頻率：5301600 kHz4.

36、1.2 幅值與有效值有效值：與交流熱效應(yīng)相等的直流定義為交流電的 有效值。幅值：Im、Um、Em幅值大寫,下標(biāo)加 m交流直流則有同理： 有效值必須大寫 3.1.3 初相位與相位差注意：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(biāo)注的電壓、電流均為有效值 正弦量所取計時起點不同，其初始值(t =0)時的值及到達(dá)幅值或某一特定時刻的值就不同。iO 給出了觀察正弦波的起點或參考點。 :相位：初相位： 表示正弦量在 t =0時的相角。 反映正弦量變化的進(jìn)程。如：圖中電壓超前電流 兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差 或稱 i 滯后 u, 角iu21o tu, i電流超前電壓電壓與電流同相 電流超

37、前電壓 電壓與電流反相(2) 不同頻率的正弦量比較無意義。(1) 兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計時的選擇起點無關(guān)。注意:3.2 正弦交流電的相量表示法瞬時值表達(dá)式前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。波形圖 1. 正弦量的表示方法重點必須小寫相量3.2.2 正弦量的相量表示法復(fù)數(shù)表示形式設(shè)A為復(fù)數(shù):(1) 代數(shù)式A=a + jb復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的輻角實質(zhì)：用復(fù)數(shù)表示正弦量式中:(2) 三角式(3) 指數(shù)式 (4) 極坐標(biāo)式相量: 表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量復(fù)數(shù)的模即為正弦量的幅值(或有效值) 復(fù)數(shù)的輻角即為正弦量的初相角由上可知： 復(fù)數(shù)由模和幅角兩個特征來確定，而正弦量由幅值、角頻率、初相角

38、三個特征來確定。在分析線性電路時，正弦激勵和響應(yīng)均為同頻率的正弦量，頻率是已知的，可以不考慮。因此，一個正弦量由幅值(或有效值)和初相位就可確定。比照復(fù)數(shù)和正弦量，正弦量可用復(fù)數(shù)表示。加、減運算時用代數(shù)式乘、除運算時用指數(shù)式* 有關(guān)相量的運算設(shè)正弦量:電壓的幅值相量(1) 相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:(2) 只有正弦量才能用相量表示。相量的模=正弦量的最大值 相量輻角=正弦量的初相角或：電壓的有效值相量相量表示:相量的模=正弦量的有效值 相量輻角=正弦量的初相角 正弦量是時間的函數(shù)，而相量僅僅是表示正弦量 的復(fù)數(shù)，兩者不能劃等號??？=(4) 正弦量表示符號的說明(3) 相量的兩種

39、表示形式 相量圖: 把相量表示在復(fù)平面的圖形可不畫坐標(biāo)軸相量式:瞬時值小寫（u ,i）有效值大寫（U , I）最大值大寫+下標(biāo)（Um , Im）只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。相 量大寫 + “.” （Um , Im 最大值相量） （U , I 有效值相量）+1+jO(5) “j”的數(shù)學(xué)意義和物理意義設(shè)相量相量 乘以 ， 將逆時針旋轉(zhuǎn) ，得到相量 乘以 ， 將順時針旋轉(zhuǎn) ，得到旋轉(zhuǎn) 因子：正誤判斷1.已知：？有效值？j45？最大值2.已知：3.已知：？復(fù)數(shù)瞬時值？負(fù)號4.已知： 已知選定參考方向下正弦量的波形圖如圖所示, 試寫出正弦量的表達(dá)式。 例 1:解： 已知同頻率的正弦量的解析式

40、分別為i = 10sin(t + 30), , 寫出 電流和電壓的相量 , 并繪出相量圖。 例 2:解: (1) 相量式(2) 相量圖例3: 已知有效值 I =16.8 A求：3.3 單一參數(shù)的交流電路1. 電壓和電流的關(guān)系設(shè)(2)大小關(guān)系：(3)相位關(guān)系 ：u、i 相位相同根據(jù)歐姆定律:(1) 頻率相同相位差 ：相量圖相量式：3.3.1 電阻元件的交流電路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。tpOp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）注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測量的功率均指有功功率。P3.3.

41、2 電感元件的交流電路 基本關(guān)系式：(1) 頻率相同(2) U =I L (3) 電壓超前電流90相位差1. 電壓與電流的關(guān)系設(shè)：90則: 感抗:直流： f = 0, XL =0，電感L視為短路定義：交流：fXLXL與 f 的關(guān)系OfXL( ) 電感L具有通直阻交的作用相量式：電感電路相量形式的歐姆定律相量圖超前2. 功率關(guān)系(1) 瞬時功率(2) 平均功率L是非耗能元件單位：var(3)無功功率Q 用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。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(dāng) XL XC 時 ， 0 感性)XL XC( 0 容性)XL 0后

42、的iL、uL。解這是RL電路全響應(yīng)問題，有：iLS(t=0)+24V0.6H4+uL8 零狀態(tài)響應(yīng)：全響應(yīng)：零輸入響應(yīng)：穩(wěn)態(tài)解初始值5.4 一階線性電路暫態(tài)過程分析的三要素法 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，稱為一階線性電路。據(jù)經(jīng)典法推導(dǎo)結(jié)果全響應(yīng)uC (0 -) = UosRU+_C+_iucRCtCCCCuuuu-+-+=e)()0()(：代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)式中,初始值-（三要素） 穩(wěn)態(tài)值-時間常數(shù)- 在直流電源激勵的情況下，一階線性電路微分方程解的通用表達(dá)式： 利用求三要素的方法求解暫態(tài)過程，稱為三要素法。 一階電路都可以應(yīng)用三要素

43、法求解，在求得 、 和 的基礎(chǔ)上,可直接寫出電路的響應(yīng)(電壓或電流)。電路響應(yīng)的變化曲線tOtOtOtO三要素法求解暫態(tài)過程的要點終點起點(1) 求初始值、穩(wěn)態(tài)值、時間常數(shù)；(3) 畫出暫態(tài)電路電壓、電流隨時間變化的曲線。(2) 將求得的三要素結(jié)果代入暫態(tài)過程通用表達(dá)式；tf(t)O 求換路后電路中的電壓和電流 ，其中電容 C 視為開路, 電感L視為短路，即求解直流電阻性電路中的電壓和電流。(1) 穩(wěn)態(tài)值 的計算響應(yīng)中“三要素”的確定uC+-t=0C10V5k1 FS例：5k+-t =03666mAS1H1) 由t=0- 電路求2) 根據(jù)換路定則求出3) 由t=0+時的電路，求所需其它各量的或

44、在換路瞬間 t =(0+) 的等效電路中電容元件視為短路。其值等于(1) 若電容元件用恒壓源代替，其值等于I0 , , 電感元件視為開路。(2) 若 , 電感元件用恒流源代替 ， 注意：(2) 初始值 的計算 1) 對于簡單的一階電路 ，R0=R ; 2) 對于較復(fù)雜的一階電路， R0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。(3) 時間常數(shù) 的計算對于一階RC電路對于一階RL電路 注意： 若不畫 t =(0+) 的等效電路，則在所列 t =0+時的方程中應(yīng)有 uC = uC( 0+)、iL = iL ( 0+)。R0U0+-CR0 R0的計算類似于應(yīng)用

45、戴維寧定理解題時計算電路等效電阻的方法。即從儲能元件兩端看進(jìn)去的等效電阻，如圖所示。R1U+-t=0CR2R3SR1R2R3例1：解：用三要素法求解電路如圖，t=0時合上開關(guān)S，合S前電路已處于穩(wěn)態(tài)。試求電容電壓 和電流 、 。(1)確定初始值由t=0-電路可求得由換路定則應(yīng)用舉例t=0-等效電路9mA+-6k RS9mA6k2F3kt=0+-C R(2) 確定穩(wěn)態(tài)值由換路后電路求穩(wěn)態(tài)值(3) 由換路后電路求 時間常數(shù) t 電路9mA+-6k R 3kt=0-等效電路9mA+-6k R三要素uC 的變化曲線如圖18V54VuC變化曲線tO用三要素法求54V18V2kt =0+-S9mA6k2F

46、3kt=0+-C R3k6k+-54 V9mAt=0+等效電路例2：由t=0-時電路電路如圖，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。t=0時S閉合，試求：t 0時電容電壓uC和電流iC、i1和i2 。解：用三要素法求解求初始值+-St=06V123+-t=0-等效電路12+-6V3+-求時間常數(shù)由右圖電路可求得求穩(wěn)態(tài)值 +-St=06V123+-23+-( 、 關(guān)聯(lián))+-St=06V123+- 第6章 供配電中主要的電氣設(shè)備 6.1 變壓器的選擇 6.2 線路導(dǎo)線的選擇 6.3 斷路器的選擇 6.4 開關(guān)的選擇 6.5 熔斷器的選擇本章要求:掌握變壓器、線路導(dǎo)線、斷路器、開關(guān)、熔斷器的結(jié)構(gòu)及工作原理、分

47、類、選擇原則、運行特性、故障處理措施。第6章 供配電中主要的電氣設(shè)備變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器，是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的重要裝置，也是電力拖動系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)中 ，電能傳遞或信號傳輸?shù)闹匾?6.1 變壓器的選擇 電力變壓器的種類很多，分類如下：(1)按變壓功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器。(2)按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。1. 變壓器的分類 6.1 變壓器的選擇(3)按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。(4)按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓（又稱無激磁調(diào)壓）和有載調(diào)壓兩大類。 (5)按繞組（線

48、圈）導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組和鋁繞組兩大類。(6)按繞組型式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。(7)按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等變壓器。其中油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等。 6.1 變壓器的選擇(8)按用途分，有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。采用較多的是普通電力變壓器，只在易燃易爆場所及安全要求特別高的場所采用全封閉變壓器，在多雷區(qū)采用防雷變壓器。 6.1 變壓器的選擇 變壓器由鐵芯、繞組、油箱和冷卻裝置、分接開關(guān)、絕緣套管、保護(hù)裝置等部分組成。2. 變壓器的結(jié)構(gòu) 6.1 變壓器的選擇 變壓器由鐵芯、繞

49、組、油箱和冷卻裝置、分接開關(guān)、絕緣套管、保護(hù)裝置等部分組成。2. 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器就是按照“動電生磁，動磁生電”的電磁感應(yīng)原理制成的。變壓器基本工作原理示意圖如圖所示。3. 變壓器的工作原理 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性1. 電壓變化率和外特性（1）電壓變化率 變壓器副繞組電壓隨負(fù)載變化的程度用電壓變化率來表示。 變壓器等效電路圖如圖所示。 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性1. 電壓變化率和外特性（2）變壓器的外特性 變壓器的外特性是指原繞組電壓為額定電壓，負(fù)載功率因數(shù)cos2為常數(shù)時，副繞組電壓隨負(fù)載電流I2的變化規(guī)律。變壓器的外特性曲線如圖所。 6.1 變壓器的選擇變壓器的

50、運行特性1. 電壓變化率和外特性（3）電壓調(diào)整 電壓調(diào)整有兩種方式，根據(jù)分接開關(guān)種類的不同分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓。利用無載分接開關(guān)進(jìn)行調(diào)壓稱為無勵磁調(diào)壓；利用有載分接開關(guān)進(jìn)行調(diào)壓稱為有載調(diào)壓。 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性1. 電壓變化率和外特性（3）電壓調(diào)整 電壓調(diào)整有兩種方式，根據(jù)分接開關(guān)種類的不同分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓。利用無載分接開關(guān)進(jìn)行調(diào)壓稱為無勵磁調(diào)壓；利用有載分接開關(guān)進(jìn)行調(diào)壓稱為有載調(diào)壓。（4）損耗特性 變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗。銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗。 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1

51、)效率 變壓器的效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。 式中，P2副繞組輸出的有功功率； P1原繞組輸入的有功功率； 代表變壓器的總損耗。 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1)效率 效率公式還可以寫成：其中， 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1)效率P2的計算：若忽略副繞組電壓接負(fù)載時的變化，則： 單相變壓器 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1)效率P2的計算：三相變壓器上述兩個式子的結(jié)果是一樣的。 6.1 變壓器的選擇變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1)效率變壓器的效率公式亦可寫成： 6.1 變壓器的選擇

52、變壓器的運行特性2. 變壓器效率特性(1)效率 一定時，cos2=；cos2一定時，=f() 效率特性曲線。令，則：或 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時,變壓器效率最大： 6.1 變壓器的選擇【例題6.1.1】一臺三相變壓器，SN=1000kVA，U1N/U2N=10000V/400V，Y-d接法?？蛰d損耗PO=4.9kW；短路損耗PSN=15kW。試求：計算滿載及cos2=0.8（滯后）時的效率；cos2=0.8（滯后）時的最高效率；cos2=1.0時的最高效率。解： 6.1 變壓器的選擇(2)效率特性 變壓器的效率特性是指在功率因數(shù)一定時，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f

53、()，稱為變壓器的效率特性。變壓器的效率特性曲線如圖所示。 6.1 變壓器的選擇變壓器的連接與容量的選擇 電力變壓器的聯(lián)接組別，是指變壓器一、二次側(cè)（或一、二、三次側(cè)）對應(yīng)的線電壓之間的不同相位關(guān)系。變壓器三相繞組有星型聯(lián)結(jié)（Y，y連接）、三角形聯(lián)結(jié)（D，d連接）與曲折聯(lián)結(jié)（Z，z連接）等三種聯(lián)結(jié)法。1. 變壓器的聯(lián)結(jié)組別 6.1 變壓器的選擇變壓器的連接與容量的選擇 2. 變壓器的容量選擇 變壓器容量的選擇，要根據(jù)它所帶設(shè)備的計算負(fù)荷，還有所帶負(fù)荷的種類和特點來確定。首先要準(zhǔn)確求計算負(fù)荷，計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。確定計算負(fù)荷目前最常用的一種方法是需用系數(shù)法。 6.1 變壓器的選擇特

54、殊用途變壓器 1. 自耦變壓器 自耦變壓器又稱自耦調(diào)壓器，它實際是一臺單繞組變壓器，副繞組只是原繞組的一部分，其結(jié)構(gòu)、原理圖如圖所示。 6.1 變壓器的選擇特殊用途變壓器 2. 儀用變壓器 儀用變壓器是在測量高電壓、大電流時使用的一種特殊的變壓器，也稱為儀用互感器。儀用變壓器有電流互感器和電壓互感器兩種形式。使用互感器的目的： 為了工作人員的安全，使測量回路與高壓電網(wǎng)隔離；擴大常規(guī)儀表的量程，可以使用小量程的電流表測量大電流，用低量程的電壓表測量高電壓。 6.1 變壓器的選擇特殊用途變壓器 3. 電焊變壓器 電焊變壓器是作電焊電源用的變壓器。按焊接方式可分為弧焊變壓器和阻焊變壓器兩類。 電焊變

55、壓器是專供電焊機使用的特殊變壓器。工廠和施工工地廣泛使用的交流電焊機就是由一個電焊變壓器和一個可變電抗器構(gòu)成的。其中電焊變壓器是一個降壓變壓器。 6.2 線路導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線與電纜 1. 導(dǎo)線 工業(yè)上也稱為“電線”，一般由銅或鋁制成，也有用銀線所制（導(dǎo)電、熱性好），用來疏導(dǎo)電流或者是導(dǎo)熱。導(dǎo)線分為單根實芯導(dǎo)線和多根實芯導(dǎo)線。2. 電纜 電纜通常是由幾根或幾組導(dǎo)線每組至少兩根絞合而成的類似繩索的電纜，每組導(dǎo)線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。 6.2 線路導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線與電纜的選擇原則 1. 導(dǎo)線與電纜型號的選擇原則 導(dǎo)線與電纜的選擇原則分為型號的選擇原則和截面的

56、選擇原則兩部分。2. 導(dǎo)線與電纜截面的選擇原則 導(dǎo)線和電纜型號的選擇應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境、工作條件等因素來確定。 導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的條件。 6.3 斷路器的選擇高壓斷路器的分類 1. 高壓斷路器的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)線與電纜的選擇原則分為型號的選擇原則和截面的選擇原則兩部分。 高壓斷路器由開斷元件、絕緣支撐元件、傳動元件、基座、操動機構(gòu)等部分組成。結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 6.3 斷路器的選擇 高壓斷路器結(jié)構(gòu)圖各部分功能如下：(1)開斷元件：開斷、關(guān)合電路和安全隔離電源；包括導(dǎo)電回路、動靜觸頭和滅弧裝置。(2)絕緣支撐元件：支撐開關(guān)的器身，承受開斷元件的操動力和各種外力，保證開斷元件的對地

57、絕緣；包括瓷柱、瓷套管和絕緣管。(3)傳動元件：將操作命令和操作動能傳遞給動觸頭。包括連桿、拐臂、齒輪、液壓或氣壓管道。 6.3 斷路器的選擇 (4)基座：用來支撐和固定開關(guān)。(5)操動機構(gòu)：用來提供能量，操動開關(guān)分、合閘。有電磁、液壓、彈簧、氣動等。 6.3 斷路器的選擇高壓斷路器的分類 2. 高壓斷路器的分類(1)按滅弧介質(zhì)或滅弧原理分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器、磁吹斷路器和固體產(chǎn)氣斷路器。(2)按照控制、保護(hù)對象分為發(fā)電機斷路器、輸變電斷路器、饋電斷路器和特殊用途斷路器。(3)按電壓等級分為中壓斷路器、高壓斷路器和超高壓斷路器。 6.3 斷路器的選擇高壓斷路器的

58、分類 3. 高壓斷路器的作用(1)控制作用：根據(jù)電網(wǎng)運行需要，將部分電器設(shè)備或線路投入或退出運行。(2)保護(hù)作用：在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置動作發(fā)出跳閘信號時，斷路器跳閘，保護(hù)無故障部分繼續(xù)運行。(3)安全隔離作用。 6.3 斷路器的選擇高壓斷路器的分類 4. 對高壓斷路器的要求(1)開斷、關(guān)合功能能快速可靠的開斷、關(guān)合各種負(fù)載線路和短路故障，且能滿足斷路器的重合閘要求；能可靠的開斷、關(guān)合其它電力元件，且不引起過電壓。(2)電氣性能載流能力；絕緣性能；機械性能。 6.3 斷路器的選擇高壓斷路器的分類 5. 幾種常用高壓斷路器介紹1）油斷路器 油斷路器是一種自能式斷路器，即是利

59、用電弧本身的能量來熄滅電弧。2）真空斷路器 真空斷路器是指在真空容器中進(jìn)行電流開斷與關(guān)合的斷路器。3）SF6斷路器 6.3 斷路器的選擇低壓斷路器的分類 1. 低壓斷路器工作原理低壓斷路器原理圖如圖所示。 6.3 斷路器的選擇斷路器的選擇原則 1. 斷路器的一般選用原則(1)斷路器的額定工作電壓線路額定電壓。 (2)斷路器的額定電流線路負(fù)載電流。 (3)斷路器的額定短路通斷能力線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流(按有效值計算)。 (4)線路末端單相對地短路電流1.25倍斷路器瞬時脫扣器整定電流。 6.3 斷路器的選擇斷路器的選擇原則 1. 斷路器的一般選用原則(5)斷路器的欠電壓脫扣器額定電壓線路額

60、定電壓。 (6)斷路器分勵脫扣器額定電壓控制電源電壓。 (7)電動傳動機的額定工作電壓控制電源電壓。 (8)校核斷路器允許的接線方向。有些型號斷路器只允許上進(jìn)線，有些型號允許上進(jìn)線或下進(jìn)線。 6.3 斷路器的選擇斷路器的選擇原則 2. 配電用斷路器的選用原則(1)斷路器長延動作電流整定值導(dǎo)線容許載流量。對于采用電線電纜的情況，可取電線電纜容許載流量的80。 (2)3倍長延時動作電流整定值的可返回時間線路中最大起動電流的電動機的起動時間。 (3)瞬時電流整定值 線路計算負(fù)載電流； 電動機起動電流的沖擊系數(shù)，一般取k1=1.72； 電動機起動電流倍數(shù)； 最大一臺電動機的額定電流。 6.3 斷路器的