電工理論基礎(chǔ)分解課件

SMNPC基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課程名稱：核電廠電氣原理與設(shè)備課程編號：BD001

SMNPC基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課程名稱：核電廠電氣原理與設(shè)備內(nèi)容簡介電容元件和電感元件3電路的基本概念和基本定律1正弦交流電路及其分析46磁場和磁路62內(nèi)容簡介電容元件和電感元件3電路的基本概念和基本定律本章培訓(xùn)目標(biāo)基爾霍夫（克?？路颍┑谝欢?；基爾霍夫（克?？路颍┑诙?；歐姆定律；電磁感應(yīng)定理；交、直流電路的計算；交流電路的基本電氣回路；阻抗；感抗；容抗；熟悉電流、電壓降、功率、阻抗之間的基本演算。本章培訓(xùn)目標(biāo)基爾霍夫（克?？路颍┑谝欢?；1.1電路的基本概念和基本定律電路的基本概念電路的一個作用是進行電能的傳輸、分配并實現(xiàn)與其他形式能量的相互轉(zhuǎn)換。電路的另一個作用是進行電信號的變換、傳輸和處理。我們把能將其他形式能量轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備或器件稱為電源，而把能將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備或器件稱為負載。（理想負載有電阻元件R、電感元件L、電容元件C）1.1電路的基本概念和基本定律電路的基本概念電路的常用物理量電路的常用物理量主要是電流、電壓、電位、電動勢和電功率。電流電流的方向：正電荷定向移動方向電流的大小：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量

每秒均勻通過導(dǎo)體某橫截面的電量為1庫侖（C）時，電流大小為1安（A）,其中It=Q,I為電流，Q為電量。

關(guān)鍵詞：直流、恒定直流、交流電路的常用物理量電壓電路中任意兩點a、b間的電壓，（類似于高度差）表明了電場力把單位正電荷由a點移到b點所做的功。

國際單位制中，電壓單位伏特（V）.當(dāng)電場力把1庫侖（C）電荷從一點移至另一點所做的功為1焦耳（J）時，則兩點間電壓的大小為1伏特（V）。關(guān)鍵詞：直流電壓、交流電壓電壓電位（V）

在核電廠中，等電位電網(wǎng)視為零電位參考點。其他部件相對于等電位地網(wǎng)的電位差是該部件的對地電壓。電動勢（V）

一個電路要維持持續(xù)的電流，其中應(yīng)有能把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的電源。在電源內(nèi)部，電源力（非電場力）把正電荷從低電位端（負極）移到高電位端（正極）做功來實現(xiàn)這種能量的轉(zhuǎn)換。我們把電動勢來衡量電源力對電荷做功的能力。用符號e或E表示。電位（V）參考方向和實際方向在分析電路中，復(fù)雜電路的某些支路事先無法確定實際方向。因此，為分析方便，人為任意標(biāo)一方向（參考方向），根據(jù)計算結(jié)果，才能確定各物理量的實際方向。電流的實際方向即是正電荷移動的方向。電壓的實際方向是從高電位端指向低電位端。電動勢的實際方向是從低電位端指向高電位端。參考方向和實際方向

電功率（W）

當(dāng)元件或支路的u，i采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)

u、i的參考方向一致時，若求得

p>0，則電路吸收功率，若

p<0，則電路發(fā)出功率；當(dāng)

u、i的參考方向不一致時，若求得

p>0，則電路發(fā)出功率，若

p<0，則電路吸收功率。

工程中電能常用千瓦時作單位（俗稱度），1度＝1千瓦·小時（kW·h）。電功率（W）

電路的基本定律歐姆定律基爾霍夫第一定律（電流定律&KCL）在任一瞬間，流入電路中任一節(jié)點的支路電流之和等于由該節(jié)點流出的支路電流之和,∑I=0.

電路的基本定律歐姆定律基爾霍夫第二定律（電壓定律&KVL）基爾霍夫電壓定律可以描述為，在任一瞬時，沿任一回路循環(huán)方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。對于圖1-1-3所示的電路中，對于回路1I1R1+I3R3-E1=0對于回路2I2R2+I3R3-E2=0對于回路3I1R1-I2R2-E1+E2=0基爾霍夫第二定律（電壓定律&KVL）直流電阻性電路有電阻的串聯(lián)、電阻的并聯(lián)和電阻的混聯(lián)。1.2直流電阻性電路電阻并聯(lián)電阻混聯(lián)電阻串聯(lián)關(guān)鍵詞：電壓和電流的關(guān)系直流電阻性電路有電阻的串聯(lián)、電阻的并聯(lián)和電阻的混聯(lián)。1.21.3電容元件和電感元件電容元件電容器是由兩塊金屬板中間隔以絕緣介質(zhì)構(gòu)成的。電容器在電力系統(tǒng)和電子技術(shù)中應(yīng)用很廣泛，例如在電力系統(tǒng)中用電容器來調(diào)整電壓、改善功率因數(shù)等；在電子技術(shù)中常用電容隔直、濾波、耦合等。除了人工制造的電容器，電路中凡是兩個導(dǎo)體之間有電壓還存在著自然形成的電容器（或分布電容）。例如輸電線之間形成電容器，一般情況下忽略不計，但在高電壓、遠距離輸電時，需考慮它的影響；又如變壓器繞組每匝之間、繞組與鐵殼之間形成電容器；又如電子電路中，三極管的電極之間形成電容器，電路的頻率很高時它們的影響不能忽略的。1.3電容元件和電感元件電容元件由上述可見，一個實際的電容器，不但有儲存電荷的特性，而且還有能量損耗，只不過后者較小而已。電感元件這種由于線圈本身的電流變化而在本圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。

變化的電流i變化的磁通ΦL感應(yīng)電動勢eL

由上述可見，一個實際的電容器，不但有儲存電荷的特性，而且還有自感電動勢eL

的方向由楞次定律確定，在圖中虛線表示。當(dāng)i>0且電流增加即>0時，eL的方向與i的方向相反，企圖阻礙電流的增加；當(dāng)i>0且減小即<0時，eL的方向與i的方向相同，企圖阻礙電流的減??；自感現(xiàn)象是一種重要的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。穿過線圈的磁通ΦL是由流過線圈本身的電流產(chǎn)生的，故稱為自感磁通。第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件1.4正弦交流電路及其分析交流電的特點交流電路和直流電路不同，在交流電路中的電動勢、電流、電壓的大小和方向都是隨著時間而變動的。變動的電壓或電流在任一瞬間的數(shù)值是瞬時值。直流電流可以看作是周期性電流的特殊情況，其周期為無窮大，頻率為零。（工頻為50Hz）隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的電動勢、電壓、電流分別稱為正弦電動勢、正弦電壓、正弦電流，并統(tǒng)稱為正弦量。1.4正弦交流電路及其分析交流電的特點正弦量的三要素正弦量的三要素

最大值、角頻率（或頻率、或周期）和初相（或相位）是構(gòu)成正弦量的三個主要因素，叫做正弦量的三要素。ω反映了正弦量變化的快慢。越大，f也越大，單位時間內(nèi)正弦量交變的次數(shù)也就越多。關(guān)系如式ω=2πf=2π/T。

叫做正弦量的相位。因為相位是用角度來表示的，所以它稱為相位角。而ψ稱為正弦量ν的初相，它是正弦量ν在t=0時刻的相位角。初相決定了正弦量的初始值，即t=0時刻的值。正弦量的三要素同頻率正弦量的相位差在正弦回路的分析中，時常要比較同頻率正弦量的相位。設(shè)任意兩個同頻率的正弦量ν1和ν2為

它們之間的相位之差稱為相位差，用表示，即=（ωt+ψ1）—（ωt+ψ2）=ψ1—ψ2可見，對兩個同頻率的正弦量來說，相位差在任何時刻都是一個常數(shù)，且為它們的初相之差，而與時間無關(guān)。

>

0，就說正弦量1超前正弦量2角。<

0，結(jié)論恰好相反。至于不同頻率的兩個正弦量之間的相位差，則不再是一個常數(shù)，而是隨時間變動的。

同頻率正弦量的相位差正弦交流電的有效值有效值的意義讓一個周期性交流電流和一個直流電流分別通過兩個阻值相等的電阻元件，如果在同樣的時間T（周期性交流電的周期）內(nèi)，它們的發(fā)熱量相等，我們就認為這兩個電流做功能力一樣的。與周期性交流電做功能力相等的直流電的數(shù)值，就叫做周期性交流電的有效值。

正弦交流電的有效值正弦量的有效值正弦電流的有效值為正弦電壓、正弦電動勢的有效值為在工程上，一般所說的正弦電壓、電流的大小都是指有效值，交流測量儀表所指示的讀數(shù)，電氣設(shè)備銘牌上的額定值都是指的是正弦量的有效值。但各種器件和電氣設(shè)備的絕緣水平——耐壓值，則按交流電的最大值來考慮。正弦量的有效值

正弦交流電路中的電阻、電感、電容元件正弦交流電路中電阻元件的電壓電流關(guān)系設(shè)有正弦電流流過電阻R，電阻元件上的電壓u和電流i取關(guān)聯(lián)參考方向，根據(jù)歐姆定律則有上式說明了電壓元件上的電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：(1)電壓u和電流i是同頻率的正弦量；(2)電阻上電壓最大值Um=RIm,電壓有效值U=RI。(3)電壓u和電流i同相，即ψu=ψi。正弦交流電路中的電阻、電感、電容元件正弦交流電路中電感元件的電壓電流關(guān)系電感元件的電流i、自感電動勢、自感電壓u的基本關(guān)系式在三者參考方向一致時為設(shè)通過電感元件L的正弦電流為，則其電壓為正弦交流電路中電感元件的電壓電流關(guān)系由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電感元件電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：（1）正弦電路電感元件上的電壓u和電流i是同頻率的正弦量；（2）電壓有效值U和電流有效值I關(guān)系為U=IωL。（3）u超前I，即。由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電感元件電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大電壓與電流的最大值或有效值之比為

叫做電感的電抗，簡稱感抗。在同樣電壓U的作用下，

越大，越小。所以感抗反映了電感元件在正弦電路中阻礙和反抗電流通過的能力。感抗的單位和電阻的單位一樣，L單位為亨利（H），的單位用歐（Ω）。電壓與電流的最大值或有效值之比為

在電感L一定的情況下，電感的感抗與頻率成正比。這是因為通過電感的電流頻率越高，越大，則電感元件產(chǎn)生的自感電動勢也就越大，電感元件高頻時的感抗大。對于直流，頻率為零，即ω=0，所以。

正弦交流電路中電容元件的電壓電流關(guān)系當(dāng)把正弦電壓加在電容元件C上時，電壓變動，電容極板上的電荷也在變動，電容上將有電流通過。當(dāng)電壓和電流取參考方向時，則正弦交流電路中電容元件的電壓電流關(guān)系由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電容元件的端電壓u和通過它的電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：（1）端電壓u和端電流i是同頻率的正弦量；（2）電壓有效值U和電流有效值I關(guān)系為。（3）u超前I，即。由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電容元件的端電壓u和通過它的電流i的電壓與電流的最大值或有效值之比為

叫做電容的電抗，簡稱容抗。在同樣電壓U的作用下，

越大，越小。所以容抗反映了電容元件在正弦電路中阻礙和反抗電流通過的能力。容抗的單位和電阻的單位一樣，C單位為法拉（F），容抗的單位用歐（Ω）。電壓與電流的最大值或有效值之比為在電容C一定的情況下，電容的容抗與頻率成反比。這是因為電容越大時，在同樣電壓下電容所容納的電量就越多，因而電流就越大。頻率越高，電壓變動越快，電流也就越大。當(dāng)ω=0時，則在直流的情況下，，電容相當(dāng)于開路。當(dāng)時，，電容接近于短路。第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件功率因數(shù)的提高提高功率因數(shù)的意義正弦交流電路中的負載從電源吸收的有功功率不但和它的電壓以及電流有效值有關(guān)，還和負載的功率因數(shù)有關(guān)，即

其中的對給定的頻率而言，只決定于電路（負載）的參數(shù)。白熾燈、電阻爐等電阻性負載，功率因數(shù)為1.但是實際的負載中，電阻性的負載只是一小部分，大部分負載功率因數(shù)比較低。功率因數(shù)的提高例如工業(yè)上廣泛應(yīng)用的異步電動機滿載時的功率因數(shù)約為0.7~0.9左右，如果輕載其功率因數(shù)更低，日光燈的功率因數(shù)大致為0.3~0.5。負載的功率因數(shù)低，會引起兩個問題：負載功率因數(shù)低，電源設(shè)備的容量不能充分利用引起輸電線路和電源內(nèi)部繞組功率損失及電壓降的增加第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件并聯(lián)電容提高功率因數(shù)在實際的用電設(shè)備中，存在大量低功率因數(shù)的電感性負載。這些負載由于自身工作需要一定的無功功率來建立交變的磁場，這就出現(xiàn)了電源和負載之間一定規(guī)模的能量交換。如果在電感性負載的兩端并聯(lián)電容，讓電容和感性負載之間就近進行一部分能量交換，就能減少電源與負載之間的能量交換，既減少電源與負載之間的能量交換，既減少電源供應(yīng)的無功功率，從而提高了整個電路的功率因數(shù)。并聯(lián)電容提高功率因數(shù)1.5三相正弦交流電路對稱三相正弦交流電源對稱三相正弦交流電源如果設(shè)每相電動勢有效值為E，角頻率為ω，并且選A相電動勢為參考正弦量，則對稱三相電動勢的瞬時值表達式為

對稱三相正弦量的特點,這說明：對稱三相正弦量在任一時刻瞬時值的代數(shù)和等于零。

1.5三相正弦交流電路對稱三相正弦交流電源相序三相正弦量輪換到達最大值的順序，稱為它們的相序。A相電動勢初相為零，B相比A相滯后，C相又比B相滯后，則三相電動勢的正最大值按A—B—C—A···依次輪換下去，相序為A—B—C—A稱為正序（或順序）。與此相反，如果B相電動勢超前于A相，C相又超前于B相，則相序為C—B—A—C，稱為負序（或逆序）。一般不加說明，工程上指的相序都是正序。注意：相序僅強調(diào)其順序，至于在三相正弦量中，把哪相定為A相是沒有關(guān)系的，但只要A相一經(jīng)確定，則滯后A相的就是B相，滯后B相的必是C相，切不可混淆。相序三相電路的連接

三相電路中的負載有靜負載（如照明）和動負載（如三相電動機）兩種。若三相負載的復(fù)阻抗相等，叫做對稱三相負載。否則叫做不對稱三相負載。星形連接三角形連接三相電路的連接星形連接三角形連接三相電路的連接方式

1、三相四線制這種電路常用符號—表示，即電源為Y形連接，負載也為Y形連接，用下標(biāo)o表示有中線，共有四根輸電線，所以叫做三相四線制電路。2、三相三線制a、

接法；b、接法；c、接法；d、接法。前面項代表電源，后面項代表負載，沒有下標(biāo)o，說明沒有中線。三相電路的連接方式星形連接中，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系三角形連接時，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系注意：在三相電路中，一般所說的電流，如不加說明，都是指線電流。星形連接中，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系對稱三相電路由對稱三相電源和對稱三相負載經(jīng)復(fù)阻抗相等的三相輸電線而連成的電路，叫對稱三相正弦電路（簡稱對稱三相電路），否則叫不對稱三相電路。對稱三相電路

連接的對稱三相電路具有以下特點：負載的相電流、相電壓以及電源相電壓都是與電源電動勢同相序的對稱三相正弦量。不論中線阻抗為何值，均有=0，即與等電位。中線電流N=0，中線不起作用，可以去掉。各相具有獨立性。由于=0，相當(dāng)于與間連接有復(fù)阻抗ZN=0的中線。這樣，電源相電動勢直接加在該相電動勢所在支路串聯(lián)總阻抗（）的兩端，相電流只由該支路的電動勢及總阻抗決定，與其它兩項無關(guān)。連接的對稱三相電路具有以下特點：

三相電路中的功率三相電路中有功功率、無功功率、視在功率和等效功率因數(shù)

在三相電路中，不論負載作什么樣的連接以及對稱與否，總有功功率為式中，、、、、、和、、分別為各相的相電壓相電流有效值和各相電壓與相電流間的相位差。

三相電路中的功率三相電路的無功功率為各相無功功率之和，即三相電路的視在功率定義為

等效功率因數(shù)定義為三相電路的無功功率為各相無功功率之和，即對稱三相電路有功功率、無功功率、視在功率設(shè)對稱三相電路的相電壓為,相電流為

，各相功率因數(shù)，則三相有功功率為

當(dāng)對稱三相電路中的負載或電源作Y形連接時，有

、；當(dāng)負載或電源作Δ形連接時，有、

。

對稱三相電路有功功率、無功功率、視在功率所以，不論電源或負載作Y形或Δ連接，對稱三相電路的總有功功率為線電壓、線電流有效值和一相功率因數(shù)三者乘積的

倍。對稱三相電路的總無功功率為對稱三相電路的總視在功率為所以，不論電源或負載作Y形或Δ連接，對稱三相電路1.6磁場和磁路磁場及其基本物理量常用的物理概念1、磁感應(yīng)強度（或磁通強度）磁感應(yīng)強度是表示磁場中某一點磁場強弱及方向的物理量，它是一個矢量。磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向就是磁場在這一點的方向，它規(guī)定為放在、該點小磁針的N極的指向。載流導(dǎo)體周圍的磁場方向與產(chǎn)生該磁場的電流方向有關(guān)。右手螺旋定則1.6磁場和磁路磁場及其基本物理量右手螺旋定則磁場中各點的磁感應(yīng)強度B的大小，可以用與磁場方向垂直、通過單位電流、單位長度的直導(dǎo)體在該點受到的磁場力的大小衡量。如果在磁場中的一點放置一小段長度為ΔL、電流為I、并且與磁場方向垂直的載流導(dǎo)體，它所受的力為ΔF時，該點的磁感應(yīng)強度的大小為

B—磁感應(yīng)強度，T。為了使磁場形象化，人為用磁力線來描述磁場。各點的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同的磁場稱為均勻磁場。

第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件2、導(dǎo)磁系數(shù)磁感應(yīng)強度不但取決于產(chǎn)生磁場電流的大小、方向和分布，還取決于磁場中物質(zhì)的種類。當(dāng)線圈放入某類介質(zhì)時，磁場大為增強；而當(dāng)放入另一種介質(zhì)時，磁場可能略微削弱。表示物質(zhì)這種磁性質(zhì)的物理量叫做磁導(dǎo)率，用μ表示。物質(zhì)根據(jù)磁性的不同，可以分為三類：一類為順磁性物質(zhì)，如空氣、鋁等，它的磁導(dǎo)率比真空的磁導(dǎo)率略大；二類叫逆磁性物質(zhì)，如氫、銅等，它的磁導(dǎo)率小于真空的磁導(dǎo)率；三類是鐵磁性物質(zhì)，如鐵、鈷、鎳等，磁導(dǎo)率為真空的幾百上千倍。

2、導(dǎo)磁系數(shù)3、磁場強度計算導(dǎo)磁物質(zhì)中的磁場時，引入輔助物理量磁場強度，它與磁密的關(guān)系為

H的單位是A/m。4、磁通

在均勻磁場中，磁感應(yīng)強度B與垂直于磁感應(yīng)強度方向的某一面積S的乘積稱為通過該面積的磁通Φ，即Φ=BS。

Φ—磁通，單位為韋伯（符號為Wb）。3、磁場強度磁場的基本定律磁通的連續(xù)性原理磁場的磁力線是連續(xù)不斷的閉合曲線，對于磁場中的任一封閉曲面，穿進它的磁力線總數(shù)必定等于穿出它的磁力線總數(shù)。而任何一個面積的磁通總量總是正比于穿過該面積的磁力線數(shù)的，因此，穿進封閉曲面的磁通等于穿出該封閉曲面的磁通。磁場的基本定律全電流定律（或安培環(huán)路定律）磁場中磁場強度矢量沿任何閉合曲線的線積分，等于該曲線所包圍的全電流的代數(shù)和。全電流定律的數(shù)學(xué)表達式為式中∑—代表代數(shù)和。全電流定律（或安培環(huán)路定律）交流鐵心線圈的鐵心損耗磁滯損耗鐵心線圈的鐵心在反復(fù)磁化的過程中，鐵磁材料磁疇的排列方向不停地改變，導(dǎo)致了功率的損耗，這種功率損耗稱為鐵心損耗。交流鐵心線圈的鐵心損耗渦流損耗當(dāng)鐵心線圈接通交流電源后，由于交變電流在線圈中流動，將在線圈周圍產(chǎn)生交變的磁場。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這一交變磁場，不僅在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而且在鐵心內(nèi)也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于鐵心本身是導(dǎo)電材料，所以在這個感應(yīng)電動勢的作用下會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流在鐵心內(nèi)部圍繞鐵心中心呈旋渦狀流動，所以稱為渦流。渦流損耗如圖？渦流在鐵心中流動，由于它流經(jīng)的鐵心路徑有電阻存在，所以要產(chǎn)生功率損失。如圖？對于電導(dǎo)率為y、厚度為b的鋼片，其渦流損失為式中，Kf波形系數(shù)，f為交變頻率，Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，V為鋼片的體積。上式表明：渦流損耗與鐵磁材料的電導(dǎo)率y成正比。因為渦流損耗與鋼片厚度b的平方成正比。鐵心損耗

鐵心損耗是鐵心中磁滯損耗和渦流損耗的總和。對于電導(dǎo)率為y、厚度為b的鋼片，其渦流損失為

Thankyou！Thankyou！SMNPC基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課程名稱：核電廠電氣原理與設(shè)備課程編號：BD001

SMNPC基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課程名稱：核電廠電氣原理與設(shè)備內(nèi)容簡介電容元件和電感元件3電路的基本概念和基本定律1正弦交流電路及其分析46磁場和磁路656內(nèi)容簡介電容元件和電感元件3電路的基本概念和基本定律本章培訓(xùn)目標(biāo)基爾霍夫（克?？路颍┑谝欢?；基爾霍夫（克?？路颍┑诙?；歐姆定律；電磁感應(yīng)定理；交、直流電路的計算；交流電路的基本電氣回路；阻抗；感抗；容抗；熟悉電流、電壓降、功率、阻抗之間的基本演算。本章培訓(xùn)目標(biāo)基爾霍夫（克?？路颍┑谝欢?；1.1電路的基本概念和基本定律電路的基本概念電路的一個作用是進行電能的傳輸、分配并實現(xiàn)與其他形式能量的相互轉(zhuǎn)換。電路的另一個作用是進行電信號的變換、傳輸和處理。我們把能將其他形式能量轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備或器件稱為電源，而把能將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備或器件稱為負載。（理想負載有電阻元件R、電感元件L、電容元件C）1.1電路的基本概念和基本定律電路的基本概念電路的常用物理量電路的常用物理量主要是電流、電壓、電位、電動勢和電功率。電流電流的方向：正電荷定向移動方向電流的大?。簡挝粫r間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量

每秒均勻通過導(dǎo)體某橫截面的電量為1庫侖（C）時，電流大小為1安（A）,其中It=Q,I為電流，Q為電量。

關(guān)鍵詞：直流、恒定直流、交流電路的常用物理量電壓電路中任意兩點a、b間的電壓，（類似于高度差）表明了電場力把單位正電荷由a點移到b點所做的功。

國際單位制中，電壓單位伏特（V）.當(dāng)電場力把1庫侖（C）電荷從一點移至另一點所做的功為1焦耳（J）時，則兩點間電壓的大小為1伏特（V）。關(guān)鍵詞：直流電壓、交流電壓電壓電位（V）

在核電廠中，等電位電網(wǎng)視為零電位參考點。其他部件相對于等電位地網(wǎng)的電位差是該部件的對地電壓。電動勢（V）

一個電路要維持持續(xù)的電流，其中應(yīng)有能把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的電源。在電源內(nèi)部，電源力（非電場力）把正電荷從低電位端（負極）移到高電位端（正極）做功來實現(xiàn)這種能量的轉(zhuǎn)換。我們把電動勢來衡量電源力對電荷做功的能力。用符號e或E表示。電位（V）參考方向和實際方向在分析電路中，復(fù)雜電路的某些支路事先無法確定實際方向。因此，為分析方便，人為任意標(biāo)一方向（參考方向），根據(jù)計算結(jié)果，才能確定各物理量的實際方向。電流的實際方向即是正電荷移動的方向。電壓的實際方向是從高電位端指向低電位端。電動勢的實際方向是從低電位端指向高電位端。參考方向和實際方向

電功率（W）

當(dāng)元件或支路的u，i采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)

u、i的參考方向一致時，若求得

p>0，則電路吸收功率，若

p<0，則電路發(fā)出功率；當(dāng)

u、i的參考方向不一致時，若求得

p>0，則電路發(fā)出功率，若

p<0，則電路吸收功率。

工程中電能常用千瓦時作單位（俗稱度），1度＝1千瓦·小時（kW·h）。電功率（W）

電路的基本定律歐姆定律基爾霍夫第一定律（電流定律&KCL）在任一瞬間，流入電路中任一節(jié)點的支路電流之和等于由該節(jié)點流出的支路電流之和,∑I=0.

電路的基本定律歐姆定律基爾霍夫第二定律（電壓定律&KVL）基爾霍夫電壓定律可以描述為，在任一瞬時，沿任一回路循環(huán)方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。對于圖1-1-3所示的電路中，對于回路1I1R1+I3R3-E1=0對于回路2I2R2+I3R3-E2=0對于回路3I1R1-I2R2-E1+E2=0基爾霍夫第二定律（電壓定律&KVL）直流電阻性電路有電阻的串聯(lián)、電阻的并聯(lián)和電阻的混聯(lián)。1.2直流電阻性電路電阻并聯(lián)電阻混聯(lián)電阻串聯(lián)關(guān)鍵詞：電壓和電流的關(guān)系直流電阻性電路有電阻的串聯(lián)、電阻的并聯(lián)和電阻的混聯(lián)。1.21.3電容元件和電感元件電容元件電容器是由兩塊金屬板中間隔以絕緣介質(zhì)構(gòu)成的。電容器在電力系統(tǒng)和電子技術(shù)中應(yīng)用很廣泛，例如在電力系統(tǒng)中用電容器來調(diào)整電壓、改善功率因數(shù)等；在電子技術(shù)中常用電容隔直、濾波、耦合等。除了人工制造的電容器，電路中凡是兩個導(dǎo)體之間有電壓還存在著自然形成的電容器（或分布電容）。例如輸電線之間形成電容器，一般情況下忽略不計，但在高電壓、遠距離輸電時，需考慮它的影響；又如變壓器繞組每匝之間、繞組與鐵殼之間形成電容器；又如電子電路中，三極管的電極之間形成電容器，電路的頻率很高時它們的影響不能忽略的。1.3電容元件和電感元件電容元件由上述可見，一個實際的電容器，不但有儲存電荷的特性，而且還有能量損耗，只不過后者較小而已。電感元件這種由于線圈本身的電流變化而在本圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。

變化的電流i變化的磁通ΦL感應(yīng)電動勢eL

由上述可見，一個實際的電容器，不但有儲存電荷的特性，而且還有自感電動勢eL

的方向由楞次定律確定，在圖中虛線表示。當(dāng)i>0且電流增加即>0時，eL的方向與i的方向相反，企圖阻礙電流的增加；當(dāng)i>0且減小即<0時，eL的方向與i的方向相同，企圖阻礙電流的減??；自感現(xiàn)象是一種重要的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。穿過線圈的磁通ΦL是由流過線圈本身的電流產(chǎn)生的，故稱為自感磁通。第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件1.4正弦交流電路及其分析交流電的特點交流電路和直流電路不同，在交流電路中的電動勢、電流、電壓的大小和方向都是隨著時間而變動的。變動的電壓或電流在任一瞬間的數(shù)值是瞬時值。直流電流可以看作是周期性電流的特殊情況，其周期為無窮大，頻率為零。（工頻為50Hz）隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的電動勢、電壓、電流分別稱為正弦電動勢、正弦電壓、正弦電流，并統(tǒng)稱為正弦量。1.4正弦交流電路及其分析交流電的特點正弦量的三要素正弦量的三要素

最大值、角頻率（或頻率、或周期）和初相（或相位）是構(gòu)成正弦量的三個主要因素，叫做正弦量的三要素。ω反映了正弦量變化的快慢。越大，f也越大，單位時間內(nèi)正弦量交變的次數(shù)也就越多。關(guān)系如式ω=2πf=2π/T。

叫做正弦量的相位。因為相位是用角度來表示的，所以它稱為相位角。而ψ稱為正弦量ν的初相，它是正弦量ν在t=0時刻的相位角。初相決定了正弦量的初始值，即t=0時刻的值。正弦量的三要素同頻率正弦量的相位差在正弦回路的分析中，時常要比較同頻率正弦量的相位。設(shè)任意兩個同頻率的正弦量ν1和ν2為

它們之間的相位之差稱為相位差，用表示，即=（ωt+ψ1）—（ωt+ψ2）=ψ1—ψ2可見，對兩個同頻率的正弦量來說，相位差在任何時刻都是一個常數(shù)，且為它們的初相之差，而與時間無關(guān)。

>

0，就說正弦量1超前正弦量2角。<

0，結(jié)論恰好相反。至于不同頻率的兩個正弦量之間的相位差，則不再是一個常數(shù)，而是隨時間變動的。

同頻率正弦量的相位差正弦交流電的有效值有效值的意義讓一個周期性交流電流和一個直流電流分別通過兩個阻值相等的電阻元件，如果在同樣的時間T（周期性交流電的周期）內(nèi)，它們的發(fā)熱量相等，我們就認為這兩個電流做功能力一樣的。與周期性交流電做功能力相等的直流電的數(shù)值，就叫做周期性交流電的有效值。

正弦交流電的有效值正弦量的有效值正弦電流的有效值為正弦電壓、正弦電動勢的有效值為在工程上，一般所說的正弦電壓、電流的大小都是指有效值，交流測量儀表所指示的讀數(shù)，電氣設(shè)備銘牌上的額定值都是指的是正弦量的有效值。但各種器件和電氣設(shè)備的絕緣水平——耐壓值，則按交流電的最大值來考慮。正弦量的有效值

正弦交流電路中的電阻、電感、電容元件正弦交流電路中電阻元件的電壓電流關(guān)系設(shè)有正弦電流流過電阻R，電阻元件上的電壓u和電流i取關(guān)聯(lián)參考方向，根據(jù)歐姆定律則有上式說明了電壓元件上的電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：(1)電壓u和電流i是同頻率的正弦量；(2)電阻上電壓最大值Um=RIm,電壓有效值U=RI。(3)電壓u和電流i同相，即ψu=ψi。正弦交流電路中的電阻、電感、電容元件正弦交流電路中電感元件的電壓電流關(guān)系電感元件的電流i、自感電動勢、自感電壓u的基本關(guān)系式在三者參考方向一致時為設(shè)通過電感元件L的正弦電流為，則其電壓為正弦交流電路中電感元件的電壓電流關(guān)系由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電感元件電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：（1）正弦電路電感元件上的電壓u和電流i是同頻率的正弦量；（2）電壓有效值U和電流有效值I關(guān)系為U=IωL。（3）u超前I，即。由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電感元件電壓u和電流i的頻率關(guān)系、大電壓與電流的最大值或有效值之比為

叫做電感的電抗，簡稱感抗。在同樣電壓U的作用下，

越大，越小。所以感抗反映了電感元件在正弦電路中阻礙和反抗電流通過的能力。感抗的單位和電阻的單位一樣，L單位為亨利（H），的單位用歐（Ω）。電壓與電流的最大值或有效值之比為

在電感L一定的情況下，電感的感抗與頻率成正比。這是因為通過電感的電流頻率越高，越大，則電感元件產(chǎn)生的自感電動勢也就越大，電感元件高頻時的感抗大。對于直流，頻率為零，即ω=0，所以。

正弦交流電路中電容元件的電壓電流關(guān)系當(dāng)把正弦電壓加在電容元件C上時，電壓變動，電容極板上的電荷也在變動，電容上將有電流通過。當(dāng)電壓和電流取參考方向時，則正弦交流電路中電容元件的電壓電流關(guān)系由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電容元件的端電壓u和通過它的電流i的頻率關(guān)系、大小關(guān)系和相位關(guān)系：（1）端電壓u和端電流i是同頻率的正弦量；（2）電壓有效值U和電流有效值I關(guān)系為。（3）u超前I，即。由以上推導(dǎo)可得正弦電路中電容元件的端電壓u和通過它的電流i的電壓與電流的最大值或有效值之比為

叫做電容的電抗，簡稱容抗。在同樣電壓U的作用下，

越大，越小。所以容抗反映了電容元件在正弦電路中阻礙和反抗電流通過的能力。容抗的單位和電阻的單位一樣，C單位為法拉（F），容抗的單位用歐（Ω）。電壓與電流的最大值或有效值之比為在電容C一定的情況下，電容的容抗與頻率成反比。這是因為電容越大時，在同樣電壓下電容所容納的電量就越多，因而電流就越大。頻率越高，電壓變動越快，電流也就越大。當(dāng)ω=0時，則在直流的情況下，，電容相當(dāng)于開路。當(dāng)時，，電容接近于短路。第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件功率因數(shù)的提高提高功率因數(shù)的意義正弦交流電路中的負載從電源吸收的有功功率不但和它的電壓以及電流有效值有關(guān)，還和負載的功率因數(shù)有關(guān)，即

其中的對給定的頻率而言，只決定于電路（負載）的參數(shù)。白熾燈、電阻爐等電阻性負載，功率因數(shù)為1.但是實際的負載中，電阻性的負載只是一小部分，大部分負載功率因數(shù)比較低。功率因數(shù)的提高例如工業(yè)上廣泛應(yīng)用的異步電動機滿載時的功率因數(shù)約為0.7~0.9左右，如果輕載其功率因數(shù)更低，日光燈的功率因數(shù)大致為0.3~0.5。負載的功率因數(shù)低，會引起兩個問題：負載功率因數(shù)低，電源設(shè)備的容量不能充分利用引起輸電線路和電源內(nèi)部繞組功率損失及電壓降的增加第一章--電工理論基礎(chǔ)分解課件并聯(lián)電容提高功率因數(shù)在實際的用電設(shè)備中，存在大量低功率因數(shù)的電感性負載。這些負載由于自身工作需要一定的無功功率來建立交變的磁場，這就出現(xiàn)了電源和負載之間一定規(guī)模的能量交換。如果在電感性負載的兩端并聯(lián)電容，讓電容和感性負載之間就近進行一部分能量交換，就能減少電源與負載之間的能量交換，既減少電源與負載之間的能量交換，既減少電源供應(yīng)的無功功率，從而提高了整個電路的功率因數(shù)。并聯(lián)電容提高功率因數(shù)1.5三相正弦交流電路對稱三相正弦交流電源對稱三相正弦交流電源如果設(shè)每相電動勢有效值為E，角頻率為ω，并且選A相電動勢為參考正弦量，則對稱三相電動勢的瞬時值表達式為

對稱三相正弦量的特點,這說明：對稱三相正弦量在任一時刻瞬時值的代數(shù)和等于零。

1.5三相正弦交流電路對稱三相正弦交流電源相序三相正弦量輪換到達最大值的順序，稱為它們的相序。A相電動勢初相為零，B相比A相滯后，C相又比B相滯后，則三相電動勢的正最大值按A—B—C—A···依次輪換下去，相序為A—B—C—A稱為正序（或順序）。與此相反，如果B相電動勢超前于A相，C相又超前于B相，則相序為C—B—A—C，稱為負序（或逆序）。一般不加說明，工程上指的相序都是正序。注意：相序僅強調(diào)其順序，至于在三相正弦量中，把哪相定為A相是沒有關(guān)系的，但只要A相一經(jīng)確定，則滯后A相的就是B相，滯后B相的必是C相，切不可混淆。相序三相電路的連接

三相電路中的負載有靜負載（如照明）和動負載（如三相電動機）兩種。若三相負載的復(fù)阻抗相等，叫做對稱三相負載。否則叫做不對稱三相負載。星形連接三角形連接三相電路的連接星形連接三角形連接三相電路的連接方式

1、三相四線制這種電路常用符號—表示，即電源為Y形連接，負載也為Y形連接，用下標(biāo)o表示有中線，共有四根輸電線，所以叫做三相四線制電路。2、三相三線制a、

接法；b、接法；c、接法；d、接法。前面項代表電源，后面項代表負載，沒有下標(biāo)o，說明沒有中線。三相電路的連接方式星形連接中，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系三角形連接時，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系注意：在三相電路中，一般所說的電流，如不加說明，都是指線電流。星形連接中，線電流、相電流、線電壓、相電壓的關(guān)系對稱三相電路由對稱三相電源和對稱三相負載經(jīng)復(fù)阻抗相等的三相輸電線而連成的電路，叫對稱三相正弦電路（簡稱對稱三相電路），否則叫不對稱三相電路。對稱三相電路

連接的對稱三相電路具有以下特點：負載的相電流、相電壓以及電源相電壓都是與電源電動勢同相序的對稱三相正弦量。不論中線阻抗為何值，均有=0，即與等電位。中線電流N=0，中線不起作用，可以去掉。各相具有獨立性。由于=0，相當(dāng)于與間連接有復(fù)阻抗ZN=0的中線。這樣，電源相電動勢直接加在該相電動勢所在支路串聯(lián)總阻抗（）的兩端，相電流只由該支路的電動勢及總阻抗決定，與其它兩項無關(guān)。連接的對稱三相電路具有以下特點：

三相電路中的功率三相電路中有功功率、無功功率、視在功率和等效功率因數(shù)

在三相電路中，不論負載作什么樣的連接以及對稱與否，總有功功率為式中，、、、、、和、、分別為各相的相電壓相電流有效值和各相電壓與相電流間的相位差。

三相電路中的功率三相電路的無功功率為各相無功功率之和，即三相電路的視在功率定義為

等效功率因數(shù)定義為三相電路的無功功率為各相無功功率之和，即對稱三相電路有功功率、無功功率、視在功率設(shè)對稱三相電路的相電壓為,相電流為

，各相功率因數(shù)，則三相有功功率為

當(dāng)對稱三相電路中的負載或電源作Y形連接時，有

、；當(dāng)負載或電源作Δ形連接時，有、

。