電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件

學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)三：三相交流電路任務(wù)一：電路基本概念和基本定律任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娐啡蝿?wù)四：磁路與磁性材料項(xiàng)目一：電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)三：三相交流電路任務(wù)一：電路基本概念和基本定律任務(wù)二任務(wù)一：

電路基本概念與基本定律依據(jù)基本概念基本元件基本定律基礎(chǔ)前提1.1電路基本概念任務(wù)一：電路基本概念與基本定律依據(jù)基本概念基本元件基本定律1、電路及其功能電路

由電工、電子器件或設(shè)備根據(jù)功能需要，按照某種特定方式連接而成的電流的通路手電筒電路

電池提供電能稱(chēng)電源燈泡取用電能稱(chēng)負(fù)載

導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)稱(chēng)中間環(huán)節(jié)，連接電源與負(fù)載，起分配與控制電能的作用

一、電路及電路模型1、電路及其功能電路由電工、電子器件或設(shè)備根據(jù)功能需要，按電路功能

照明電路和動(dòng)力電路，習(xí)慣上常稱(chēng)為“強(qiáng)電”電路電話線路和計(jì)算機(jī)線路等，習(xí)慣上也常稱(chēng)為“弱電”電路。電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換

電信號(hào)的傳遞和處理

電路功能照明電路和動(dòng)力電路，習(xí)慣上常稱(chēng)為“強(qiáng)電”電路電話線2、電路模型理想元件組成的電路

理想元件是指忽略了實(shí)際電氣元件的次要因素，突出主要因素，并將它抽象為只含一種參數(shù)的元件模型

實(shí)體電路電路模型2、電路模型理想元件組成的電路理想元件是指忽略了實(shí)際電氣元3、電路工作狀態(tài)通路

（有載狀態(tài)）開(kāi)路（空載狀態(tài)）短路電路閉合，燈泡發(fā)亮

電路斷開(kāi)，燈泡不亮

導(dǎo)線直接將電源兩端連在一起，此時(shí)電源處于短路狀態(tài)

3、電路工作狀態(tài)通路（有載狀態(tài)）開(kāi)路（空載狀態(tài)）短路電路閉二、電壓、電流及其參考方向1、電流及其參考方向*

電流

電源作用下電荷有規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)形成電流也是用來(lái)衡量電流強(qiáng)弱的物理量。“電流”不僅代表一種物理現(xiàn)象，也代表一個(gè)物理量。直流電流（DC）簡(jiǎn)稱(chēng)直流，I表示交流電流（AC）簡(jiǎn)稱(chēng)交流，i表示電流大小和方向不隨時(shí)間變化

電流大小和方向均隨時(shí)間變化

*

電流單位二、電壓、電流及其參考方向1、電流及其參考方向*電流電源*

電流實(shí)際方向

習(xí)慣規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向

*

電流參考方向

假定，用帶有箭頭的線段表示

帶箭頭的實(shí)線段為電流參考方向，虛線段為電流實(shí)際方向

簡(jiǎn)單的直流電路，電流實(shí)際方向是由電源的正極性端流出的。但在分析復(fù)雜的直流電流時(shí)，對(duì)于某條支路電流的實(shí)際方向往往難于判斷；在分析交流電路中由于電流的方向是隨時(shí)間變化的，所以它的實(shí)際方向就不能確定參考方向選定后，電流就有了正值和負(fù)值之分了，電流的正負(fù)符號(hào)就反應(yīng)了電流實(shí)際方向。如果為正表示電流的真實(shí)方向與參考方法一致，為負(fù)表示電流的真實(shí)方向與參考方向相反。*電流實(shí)際方向習(xí)慣規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向*電流參考方向2、電壓及其參考方向*

電壓

電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因

a、b兩點(diǎn)的電壓等于其兩點(diǎn)間的電位差

電路中某點(diǎn)電位在數(shù)值上等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓電位參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）

參考點(diǎn)選取

大地接地裝置相連的機(jī)殼電子設(shè)備的公共連接點(diǎn)2、電壓及其參考方向*電壓電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因*

電壓實(shí)際方向

規(guī)定為高電位指向低電位，即電位降的方向*

電壓?jiǎn)挝?/p>

*

電壓參考方向

“＋”、“－”極性符號(hào)表示

極性為“＋”稱(chēng)為高電位

極性為“—”稱(chēng)為低電位

有用箭頭表示，箭頭的方向?yàn)楦唠娢欢酥赶虻碗娢欢穗妷旱膶?shí)際方向與參考方向一致時(shí)，電壓為正值。*電壓實(shí)際方向規(guī)定為高電位指向低電位，即電位降的方向*3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致，即電流從電壓“＋”極性的一端流入，并從電壓“－”極性的一端流出3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致三、電路中功率3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致，即電流從電壓“＋”極性的一端流入，并從電壓“－”極性的一端流出在電工學(xué)中，電功率簡(jiǎn)稱(chēng)功率功率的單位為W（瓦）。在電力系統(tǒng)中，常用kW（千瓦）或MW（兆瓦）為功率單位，弱電工程中，常用mW（毫瓦）*

電功率

三、電路中功率3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參關(guān)聯(lián)參考方向*

元件吸收功率計(jì)算

非關(guān)聯(lián)參考方向*

功率正負(fù)區(qū)分元件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載

p﹥0，元件吸收功率，具有負(fù)載特性，用于消耗電能

P＜0，元件發(fā)出功率，具有電源特性，用于提供電能

關(guān)聯(lián)參考方向*元件吸收功率計(jì)算非關(guān)聯(lián)參考方向*功率*

設(shè)備額定值

在給定工作條件下保證電器設(shè)備安全運(yùn)行而規(guī)定的容許值如額定電壓、額定電流和額定功率

一盞白熾燈上標(biāo)有220V、60W，表示這盞燈的額定電壓為220V，額定功率為60W。滿載工作狀態(tài)電氣設(shè)備的電流等于額定電流輕載工作狀態(tài)過(guò)載工作狀態(tài)電氣設(shè)備的電流小于額定電流電氣設(shè)備的電流大于額定電流*設(shè)備額定值在給定工作條件下保證電器設(shè)備安全運(yùn)行而規(guī)定的試計(jì)算各元件的功率，并說(shuō)明是發(fā)出功率還是吸收功率。元件吸收功率

元件吸收功率

元件發(fā)出功率

試計(jì)算各元件的功率，并說(shuō)明是發(fā)出功率還是吸收功率。元件吸收功1.2電路基本元件一、電阻元件1、電阻元件的歐姆定律一個(gè)電氣元件能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能消耗掉，那么它的理想電路模型就可抽象為電阻元件，如白熾燈、電爐等的基本特性都可抽象為電阻元件1.2電路基本元件一、電阻元件1、電阻元件的歐姆定律一個(gè)2、電阻元件的串聯(lián)特點(diǎn)

①各電阻按首尾順序相連；②各電阻中通過(guò)同一電流

③兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式④等效電阻（總電阻）等于各電阻之和

2、電阻元件的串聯(lián)特點(diǎn)①各電阻按首尾順序相連；②各電阻中通2、電阻元件的并聯(lián)特點(diǎn)

①各電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間；②各電阻兩端電壓相同；③兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式④等效電阻（總電阻）的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和

2、電阻元件的并聯(lián)特點(diǎn)①各電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間；②二、電容元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)電場(chǎng)能量u恒定（如直流），則i=0，電容相當(dāng)于開(kāi)路

電壓變化時(shí)才有電流這種性質(zhì),稱(chēng)為電容的動(dòng)態(tài)性質(zhì),電容元件又被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)元件。關(guān)聯(lián)參考方向二、電容元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)電場(chǎng)能量u恒定（如直流），三、電感元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量i恒定（如直流），則u=0，電感相當(dāng)于短路

電流變化時(shí)才有電壓這種性質(zhì),稱(chēng)為電感的動(dòng)態(tài)性質(zhì),電感元件又被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)元件。關(guān)聯(lián)參考方向三、電感元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量i恒定（如直流），四、電源元件1、電壓源理想電源端電壓

恒定值時(shí)，稱(chēng)為穩(wěn)壓源。電流流過(guò)電壓源，是從低電位流向高電位，則電壓源向外提供電能電流流過(guò)電壓源，是從高電位流向低電位，則電壓源吸收電能，如電池充電四、電源元件1、電壓源理想電源端電壓恒定值時(shí)，稱(chēng)為穩(wěn)壓源。2、電流源理想電源輸出電流

恒定值時(shí)，稱(chēng)為恒流源。非關(guān)聯(lián)參考方向

當(dāng)p＜

0時(shí)，電流源向外電路提供功率，電流源起電源的作用。反之，電流源向外電路吸收功率，電流源是作為負(fù)載用。2、電流源理想電源輸出電流恒定值時(shí)，稱(chēng)為恒流源。非關(guān)聯(lián)參考計(jì)算電壓源的功率并分析其工作狀態(tài)電流從電壓源負(fù)端流入，電壓源向外提供功率

流過(guò)電壓源電流為1A，從電壓源的正端流入，電壓源處于負(fù)載狀態(tài)吸收功率的功率計(jì)算電壓源的功率并分析其工作狀態(tài)電流從電壓源負(fù)端流入，電壓1.3電路基本定律幾個(gè)基本概念支路

電路中每一分支稱(chēng)為支路含有電源元件的支路稱(chēng)為有源支路，不含電源元件的支路稱(chēng)為無(wú)源支路。支路中流過(guò)的電流稱(chēng)為支路電流

共有3條支路，3個(gè)支路電流1.3電路基本定律幾個(gè)基本概念支路電路中每一分支稱(chēng)為支節(jié)點(diǎn)

3條或3條以上支路的連接點(diǎn)有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)c回路

電路中任意閉合路徑3個(gè)回路（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）網(wǎng)孔

內(nèi)部不另含支路的回路2個(gè)網(wǎng)孔（Ⅰ和Ⅱ）節(jié)點(diǎn)3條或3條以上支路的連接點(diǎn)有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)c一、基爾霍夫電流定律（KCL）

對(duì)于電路中任意節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)電流之和

節(jié)點(diǎn)a節(jié)點(diǎn)各支路電流的代數(shù)和恒等于零規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)電流取“＋”，則流出節(jié)點(diǎn)電流相應(yīng)取“－”。（節(jié)點(diǎn)電流方程）一、基爾霍夫電流定律（KCL）對(duì)于電路中任意節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)推廣：“廣義節(jié)點(diǎn)”即包含部分電路的任意閉合面閉合面（虛線表示），有3條支路與閉合面內(nèi)的電路相連接流入閉合面的電流等于流出閉合面的電流推廣：“廣義節(jié)點(diǎn)”即包含部分電路的任意閉合面閉合面（虛線表二、基爾霍夫壓定律（KVL）

從電路的某點(diǎn)出發(fā)，沿回路繞行一周，各部分電壓降的總和恒等于各部分電壓升的總和

回路Ⅰ繞行方向（虛線箭頭）:順時(shí)針?lè)较騏1、U2、U3沿回路Ⅰ（順時(shí)針?lè)较颍╇娢唤?US1、Us2、沿回路Ⅰ（順時(shí)針?lè)较颍╇娢簧?/p>

（回路電壓方程）二、基爾霍夫壓定律（KVL）從電路的某點(diǎn)出發(fā)，沿回路繞行一任意一回路繞行一周，所有元件電壓的代數(shù)和恒等于零規(guī)定電位升取“＋”，則電位降相應(yīng)取“－”。任意一回路繞行一周，所有元件電壓的代數(shù)和恒等于零規(guī)定電位升電阻和電壓源構(gòu)成的回路流過(guò)電阻的電流參考方向與回路繞行方向一致，電阻電壓iK

RK前取“＋”；電壓源電壓參考方向與回路繞行方向一致，電壓源電壓uSK前取“－”。電阻和電壓源構(gòu)成的回路流過(guò)電阻的電流參考方向與回路繞行方向設(shè)想一個(gè)閉合回路——回路繞行方向（虛線所示）推廣：“廣義回路”（假想閉合回路）開(kāi)口電壓Uab?設(shè)想一個(gè)閉合回路——回路繞行方向（虛線所示）推廣：“廣義回路電流I和電壓Uab？(1)電流I的方向作為回路的繞行方向(2)以a、b右側(cè)電路為廣義回路電流I和電壓Uab？(1)電流I的方向作為回路的繞行三、基爾霍夫壓定律基本應(yīng)用

電路分析和計(jì)算的重要依據(jù)，基本應(yīng)用——支路電流法支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用KCL和KVL分別對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)和獨(dú)立回路（網(wǎng)孔）列出相應(yīng)的方程，從而求解各支路電路的方法①在電路圖中標(biāo)出各支路電流和網(wǎng)孔回路的繞行方向②根據(jù)KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程③根據(jù)KVL列出回路電壓方程。④聯(lián)解方程組，求得各支路電流n個(gè)節(jié)點(diǎn)，列（n-1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程b條支路，列（b-n+1）個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程三、基爾霍夫壓定律基本應(yīng)用電路分析和計(jì)算的重要依據(jù)，基本用支路電流法求電路中支路電流支路數(shù)b=3，節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2（1）支路電流的參考方向和網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ繞行方向

（2）選節(jié)點(diǎn)a作為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，列節(jié)點(diǎn)電流方程用支路電流法求電路中支路電流支路數(shù)b=3，節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2（（3）選網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ?yàn)楠?dú)立回路，列回路電壓方程

網(wǎng)孔Ⅰ：

網(wǎng)孔Ⅱ：

（4）解方程組求支路電流（3）選網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ?yàn)楠?dú)立回路，列回路電壓方程網(wǎng)孔Ⅰ：網(wǎng)孔任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娏髡医涣麟娐肥侵负姓医涣麟娫吹碾娐?.1正弦交流電基本概念正弦交流電簡(jiǎn)稱(chēng)為交流電，即電流和電壓隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化。凡按正弦規(guī)律變化的電流、電壓等統(tǒng)稱(chēng)為正弦量。一、正弦量的三要素正弦電流正弦量的三要素

幅值角頻率

初相任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娏髡医涣麟娐肥侵负姓医涣麟娫吹碾?.周期與頻率*

周期每秒內(nèi)變化的次數(shù)正弦量變化一次所需的時(shí)間*

頻率用T表示，單位為秒（S）用f表示，單位為赫茲（Hz）我國(guó)電力系統(tǒng)交流電的標(biāo)準(zhǔn)頻率（又稱(chēng)工頻）為50Hz。有些國(guó)家如日本、美國(guó)等采用60Hz1.周期與頻率*周期每秒內(nèi)變化的次數(shù)正弦量變化一正弦量每秒變化的弧度數(shù)*

角頻率用ω表示，單位為弧度/秒（rad/s）*瞬時(shí)值

正弦量在任意時(shí)刻的數(shù)值小寫(xiě)字母表示，如i、u*幅值（最大值）

瞬時(shí)值中最大的數(shù)值大寫(xiě)字母，小寫(xiě)小標(biāo)表示，如Im、Um2.幅值與有效值正弦量每秒變化的弧度數(shù)*角頻率用ω表示，單位為弧度*有效值（均方根值）大寫(xiě)字母表示，如I、U有效值與最大值的關(guān)系注意電壓高低和電流大小是交流電表測(cè)得的電壓和電流的數(shù)值

交流電壓220V，指的是有效值

瞬時(shí)值最大值角頻率相位初相位3.初相位*有效值（均方根值）大寫(xiě)字母表示，如I、U有效值與最大值幅值角頻率初相有效值頻率周期幅值角頻率初相有效值頻率周期相位差

初相之差比較兩個(gè)同頻率正弦量相位關(guān)系兩個(gè)同頻率正弦量相位之差相位差﹥0u超前于i一個(gè)角度

﹤0u滯后于i一個(gè)角度

u、i同相u、i反相相位差初相之差比較兩個(gè)同頻率正弦量相位關(guān)系兩個(gè)同頻率正弦i1

超前

i260。或i2滯后i1二、正弦量的相量表示相位差并指出它們的相位關(guān)系1.復(fù)數(shù)實(shí)部虛部虛數(shù)單位代數(shù)式

*

復(fù)數(shù)表示i1超前i260?；騣2滯后i1二、正弦量的相量表示abAθ+1+j0復(fù)平面上的矢量表示

復(fù)數(shù)的模

復(fù)數(shù)的幅角

三角函數(shù)式

極坐標(biāo)式特例abAθ+1+j0復(fù)平面上的矢量表示復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的幅角*

復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)的加、減運(yùn)算用代數(shù)式復(fù)數(shù)的乘、除運(yùn)算兩復(fù)數(shù)相乘，模相乘，幅角相加兩復(fù)數(shù)相除，模相除，幅角相減用代數(shù)式，其實(shí)部與實(shí)部相加（減），虛部與虛部相加（減）

用極坐標(biāo)式*復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)的加、減運(yùn)算用代數(shù)式復(fù)數(shù)的乘、除運(yùn)算2.正弦量的相量表示

正弦量可用復(fù)數(shù)來(lái)表示大寫(xiě)字母上“?”表示正弦量的復(fù)數(shù)稱(chēng)為相量復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值復(fù)數(shù)的幅角表示正弦量的初相電流相量電壓相量2.正弦量的相量表示正弦量可用復(fù)數(shù)來(lái)表示大寫(xiě)字母上“?相量圖在復(fù)平面上畫(huà)出的相量的圖形稱(chēng)為相量圖畫(huà)相量圖時(shí)，實(shí)軸、虛軸可以省略30o60?！1·I2相量圖在復(fù)平面上畫(huà)出的相量的圖形稱(chēng)為相量圖畫(huà)相量圖時(shí)，實(shí)軸2.2單一參數(shù)的正弦交流電路一、電阻元件的交流電路設(shè)則1.相位關(guān)系電阻元件上電壓與電流同相位2.大小關(guān)系滿足歐姆定律2.2單一參數(shù)的正弦交流電路一、電阻元件的交流電路設(shè)則13.相量關(guān)系電流相量滿足歐姆定律電壓相量所以相量圖

3.相量關(guān)系電流相量滿足歐姆定律電壓相量所以相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電阻元件吸收功率，消耗電能

*

平均功率電路中消耗的功率，故又稱(chēng)有功功率，有功功率的國(guó)際單位為瓦（W）4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電阻元件吸收功率，消耗電能*二、電感元件的交流電路

設(shè)1.相位關(guān)系電感元件上電壓超前電流90。二、電感元件的交流電路設(shè)1.相位關(guān)系電感元件上電壓超前電流2.大小關(guān)系感抗

電感元件具有通低頻電流、阻高頻電流的作用單位為歐姆

反映電感元件對(duì)交流電流的阻礙作用

2.大小關(guān)系感抗電感元件具有通低頻電流、阻高頻電流的作用3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖

3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電感處于受電狀態(tài)，從電源吸收功率將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能

p﹥0p﹤0電感處于供電狀態(tài)，將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能送回電源

4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電感處于受電狀態(tài)，從電源吸收功*

平均功率電感元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電源與電感元件間的能量互換。P=0*

無(wú)功功率反映電感元件與電源間能量互換規(guī)模等于瞬時(shí)功率的幅值無(wú)功功率單位乏(var)或千乏(kvar*平均功率電感元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電L=0.1H的電感線圈接在U=10V的工頻電源上，試求：（1）線圈的感抗；（2）電流的有效值；（3）無(wú)功功率；（4）若電壓的初相為零，求電流相量，作相量圖分析：（1）感抗

（2）電流有效值（3）無(wú)功功率（4）設(shè)電壓相量則電流相量為相量圖L=0.1H的電感線圈接在U=10V的工頻電源上，試求：（1三、電容元件的交流電路

1.相位關(guān)系電容元件上電流超前電壓90。三、電容元件的交流電路1.相位關(guān)系電容元件上電流超前電壓92.大小關(guān)系容抗

單位為歐姆

反映電容元件對(duì)交流電流的阻礙作用

電感元件具有通高頻電流、阻低頻電流的作用2.大小關(guān)系容抗單位為歐姆反映電容元件對(duì)交流電流的阻礙作3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖

3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電容充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能

p﹥0p﹤0電容放電，將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能釋放給電源

4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電容充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能p﹥0p*

平均功率表明電容元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電源與電容元件間的能量互換。。P=0*

無(wú)功功率反映電容元件與電源間能量互換規(guī)模無(wú)功功率單位乏(var)或千乏(kvar設(shè)電流

則電壓瞬時(shí)功率所以*平均功率表明電容元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只四、電路的復(fù)阻抗

單位：歐姆1.復(fù)阻抗電壓相量與電流相量的比（復(fù)數(shù)）

電阻元件電容元件電感元件四、電路的復(fù)阻抗單位：歐姆1.復(fù)阻抗電壓相量與電流相量的2.阻抗三角形設(shè)電壓相量電流相量

則復(fù)阻抗復(fù)阻抗的大?。ㄗ杩怪担?/p>

復(fù)阻抗的幅角（阻抗角）阻抗角的正負(fù)可以判斷出電路的性質(zhì)﹥0電路呈電感性﹤0電路呈電容性=0電路呈電阻性2.阻抗三角形設(shè)電壓相量電流相量則復(fù)阻抗復(fù)阻抗的大小復(fù)阻抗的實(shí)部為電阻R復(fù)阻抗的虛部為電抗X阻抗三角形復(fù)阻抗的實(shí)部為電阻R復(fù)阻抗的虛部為電抗X阻抗三角形2.3單相交流電路功率一、有功功率設(shè)端口電壓

端口電流有功功率反應(yīng)交流電路中實(shí)際消耗的功率，用P表示，單位（w）電壓與電流間的相位差或阻抗角功率因素

2.3單相交流電路功率一、有功功率設(shè)端口電壓端口電流有二、無(wú)功功率反應(yīng)交流電路與電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模，并不代表電路實(shí)際消耗的功率單位為乏（var）無(wú)功功率的正負(fù)與電路性質(zhì)有關(guān)。

﹥0電路呈電感性Q﹥0﹤0電路呈電容性Q﹤0二、無(wú)功功率反應(yīng)交流電路與電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模，并不代三、視在功率正弦交流電壓有效值U與電流有效值I的乘積

單位為V?A或kV?A反應(yīng)交流電氣設(shè)備能提供或取用功率的能力

交流電氣設(shè)備的能力稱(chēng)為額定容量，簡(jiǎn)稱(chēng)容量，是按照預(yù)先設(shè)計(jì)的額定電壓UN和額定電流IN來(lái)確定的，用額定視在功率SN表示。三、視在功率正弦交流電壓有效值U與電流有效值I的乘積單位為四、功率因素提高

有功功率和無(wú)功功率、視在功率組成一個(gè)直角三角形功率三角形功率因素低會(huì)帶來(lái)兩方面的不良影響線路損耗大損耗為U、P一定越大越小P越大四、功率因素提高有功功率和無(wú)功功率、視在功率組成一個(gè)直角三電源的利用率低

電源容量SN一定可知電源的利用率只有50%

實(shí)際供電線路中，功率因素低的根本原因是線路上接有大量的電感性負(fù)載。如三相異步電動(dòng)機(jī)，滿載時(shí)的功率因素為0.7～0.8，輕載時(shí)只有0.4～0.5，空載時(shí)只有0.2。按照供、用電規(guī)則，高壓供電的工業(yè)、企業(yè)單位，平均功率因素不得低于0.95，其它單位不得低于0.9。因此，提高功率因素是一個(gè)必須要解決的問(wèn)題。功率因素的提高必須保證負(fù)載正常工作的前提下實(shí)現(xiàn)。電源的利用率低電源容量SN一定可知電源的利用率只有50%既能提高線路功率因素，又要保證電感性負(fù)載正常工作，常用的方法是在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器提高到電感性負(fù)載并聯(lián)電容既能提高線路功率因素，又要保證電感性負(fù)載正常工作，常用的方法有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為220V、50Hz的交流電源上。（1）若將功率因素提高到0.98，需并聯(lián)多大的電容？（2）計(jì)算并聯(lián)電容前、后的線路電流。解：(1)有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為220V、50Hz的交流電源上。（1）若將功率因素提高到0.98，需并聯(lián)多大的電容？（2）計(jì)算并聯(lián)電容前、后的線路電流。解：(2)并聯(lián)電容前線路電流即負(fù)載電流并聯(lián)電容后的線路電流為：電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容后，減小了輸電線路電流，從而提高輸電網(wǎng)的功率因素。有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為任務(wù)三：

三相交流電路在供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)都采用三相制。采用三相輸電比采用單相輸電經(jīng)濟(jì)得多，生產(chǎn)上廣泛使用的三相異步電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備比單相電氣設(shè)備性能好，居民用戶中的單相電源是三相電源中的一相。3.1三相電源三相交流電源是頻率相同、幅值相同、初相依次相差120。的三個(gè)對(duì)稱(chēng)交流電壓源1、三相電源

中性點(diǎn)，低壓配電系統(tǒng)中，中性點(diǎn)往往接地，若中性點(diǎn)接地，則稱(chēng)為零點(diǎn)

中性線或零線，用N表示。用黑色標(biāo)記任務(wù)三：三相交流電路在供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)都采用三相制。采中性線或零線，N表示。相線或端線，俗稱(chēng)火線。L1、

L2

、L3表示（工程習(xí)慣采用U、V、W）

、黃色標(biāo)記

綠色標(biāo)記

紅色標(biāo)記

黑色標(biāo)記三相四線制中性線或零線，N表示。相線或端線，俗稱(chēng)火線。L1、L2、2、相電壓與線電壓

*相電壓相線與中性線間的電壓相電壓有效值UP

2、相電壓與線電壓*相電壓相線與中性線間的電壓相電壓有效*線電壓相線與相線間的電壓相電壓有效值UL

在低壓配電系統(tǒng)中，相電壓通常為220V，線電壓通常為380V三相電源不引出中性線，為三相三線制，只提供線電壓

*線電壓相線與相線間的電壓相電壓有效值UL在低壓配電系統(tǒng)*線電壓與相電壓關(guān)系線電壓在相位上超前對(duì)應(yīng)的相電壓30。

線電壓有效值是相電壓有效值的

*線電壓與相電壓關(guān)系線電壓在相位上超前對(duì)應(yīng)的相電壓30。線3.2三相負(fù)載連接三相電源與三相負(fù)載連接組成完整的三相電路。接在三相電路中的負(fù)載有動(dòng)力負(fù)載（如三相異步電動(dòng)機(jī)）、電熱負(fù)載（如三相電爐）或照明電路（如白熾燈）等。

對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載

每相負(fù)載的復(fù)阻抗相等（三相異步電動(dòng)機(jī)）（普通照明電路）三相負(fù)載星形（Y）連接

三角形（△）三相負(fù)載的連接方式

不管采用哪種連接，都應(yīng)保證電源作用在負(fù)載上的電壓等于負(fù)載的額定電壓，以使負(fù)載正常工作。3.2三相負(fù)載連接三相電源與三相負(fù)載連接組成完整的三相電路一、三相負(fù)載星形（Y）連接將三相負(fù)載的一端連在一起后接到三相電源的中性線上，三相負(fù)載的另一端分別接到三相電源的相線上。1.相電壓與線電壓的關(guān)系三相負(fù)載的線電壓就是電源的線電壓三相負(fù)載的相電壓就是電源的相電壓

一、三相負(fù)載星形（Y）連接將三相負(fù)載的一端連在一起后接到三2.相電流與線電流的關(guān)系流過(guò)每相負(fù)載的電流*相電流

*線電流

通過(guò)每根相線上的電流關(guān)系2.相電流與線電流的關(guān)系流過(guò)每相負(fù)載的電流*相電流*線電3.相電壓與相電流的關(guān)系

每相負(fù)載電流

對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載負(fù)載相電壓對(duì)稱(chēng)，所以負(fù)載相電流也是對(duì)稱(chēng)

3.相電壓與相電流的關(guān)系每相負(fù)載電流對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載負(fù)載相對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載

“算一相，推其余兩相”

負(fù)載相電流有效值對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載“算一相，推其余兩相”負(fù)載相電流有效值4.中線電流

中線電流

對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載指流過(guò)中性線的電流

因負(fù)載相電流對(duì)稱(chēng)故中性線電流

可以中性線去掉構(gòu)成三相三線制電路

大電網(wǎng)的三相負(fù)載可以認(rèn)為基本上是對(duì)稱(chēng)的，在實(shí)際應(yīng)用中高壓輸電線都采用三相三線制。4.中線電流中線電流對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載指流過(guò)中性線的電流對(duì)于不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載中性線不能去掉，采用三相四線制

中性線作用就是保證負(fù)載相電壓對(duì)稱(chēng)

為了防止中性線突然斷開(kāi)，在中性線上不準(zhǔn)安裝開(kāi)關(guān)或熔斷器

對(duì)于不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載中性線不能去掉，采用三相四線制中性線星形連接的對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，每相負(fù)載阻抗接入線電壓的三相電源上，求負(fù)載相電流。

分析：

U相電壓

星形連接的對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載相電流對(duì)稱(chēng)，采用“算一相，推其余兩相”法。

算U相負(fù)載相電流推知其余兩相負(fù)載相電流星形連接的對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，每相負(fù)載阻抗接入線電壓的三相電源二、三相負(fù)載三角形（△）連接將三相負(fù)載依次接在電源的兩根相線之間，這種接法像個(gè)“△”字，又稱(chēng)△形連接

1.相電壓與線電壓的關(guān)系每相負(fù)載直接連接在電源的兩根相線之間，三相負(fù)載相電壓就是電源線電壓

二、三相負(fù)載三角形（△）連接將三相負(fù)載依次接在電源的兩根相2.相電壓與相電流的關(guān)系

因三相電源線電壓對(duì)稱(chēng)，故三相負(fù)載相電流也是對(duì)稱(chēng)的負(fù)載相電流對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載“算一相，推其余兩相”

負(fù)載相電流有效值2.相電壓與相電流的關(guān)系因三相電源線電壓對(duì)稱(chēng)，故三相負(fù)載相2.相電流與線電流的關(guān)系

對(duì)于三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載，因?yàn)樨?fù)載相電流對(duì)稱(chēng)，所以線電流也是對(duì)稱(chēng)的線電流線電流有效值與相電流有效值的關(guān)系

2.相電流與線電流的關(guān)系對(duì)于三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載，因?yàn)樨?fù)載相電流對(duì)3.3三相電路功率有功功率對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相電路是相電壓與相電流之間的相位差

無(wú)功功率視在功率功率因素3.3三相電路功率有功功率對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相電路是相電壓與相有功功率等于各相負(fù)載的有功功率之和推證對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)三角形連接時(shí)

有功功率等于各相負(fù)載的有功功率之和推證對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載星形聯(lián)接有一對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，每相負(fù)載復(fù)阻抗接在線電壓為380V的三相對(duì)稱(chēng)電源上，試分別計(jì)算負(fù)載作三角形連接和星形連接時(shí)的三相有功功率，并比較其結(jié)果分析：每相負(fù)載阻抗值每相負(fù)載功率因素（1）負(fù)載作三角形連接時(shí)相電壓相電流線電流有功功率有一對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，每相負(fù)載復(fù)阻抗接在線電壓為380V的三相（2）負(fù)載星型連接時(shí)相電壓線電流有功功率（3）比較當(dāng)三相電源線電壓不變時(shí)，三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載作三角形連接時(shí)所消耗的有功功率是星形連接時(shí)的3倍。（2）負(fù)載星型連接時(shí)相電壓線電流有功功率（3）比較任務(wù)四：

磁路和磁性材料一、磁路基本概念描述磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向

磁感應(yīng)強(qiáng)度用B表示，國(guó)際單位為特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)特（T）工程中常用單位高斯，簡(jiǎn)稱(chēng)高（Gs）任務(wù)四：磁路和磁性材料一、磁路基本概念描述磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)磁通描述磁場(chǎng)中某一范圍內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)弱Φ表示，其國(guó)際單位是韋伯（Wb）。工程中常用單位麥克斯韋，簡(jiǎn)稱(chēng)麥（Mx）磁通描述磁場(chǎng)中某一范圍內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)弱Φ表示，其國(guó)際單位是韋伯（W磁導(dǎo)率磁場(chǎng)中介質(zhì)導(dǎo)磁性能單位為H/m（亨每米）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，真空的磁導(dǎo)率是一常數(shù)。

磁導(dǎo)率磁場(chǎng)中介質(zhì)導(dǎo)磁性能單位為H/m（亨每米）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，磁場(chǎng)強(qiáng)度H表示，國(guó)際單位A/m。磁場(chǎng)強(qiáng)度H表示，國(guó)際單位A/m。磁路歐姆定律磁路的歐姆定律磁動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生磁通的源泉，磁動(dòng)勢(shì)單位為安（A）為磁阻，反應(yīng)磁路對(duì)磁通的阻力，磁阻單位是1/H（每亨）。磁路歐姆定律磁路的歐姆定律磁動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生磁通的源泉，磁動(dòng)勢(shì)單位例11在圖1.36所示的環(huán)形線圈

解：例11在圖1.36所示的環(huán)形線圈

解：二、磁性材料具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性等性能鐵、鎳、鈷及其合金以及鐵氧體等材料磁滯回線，二、磁性材料具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性等性能鐵、鎳、鈷及根據(jù)磁滯特性，磁性材料可分為□軟磁材料。磁滯回線較窄有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金及鐵氧體等□永磁材料。磁滯回線較寬碳鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁合金等□矩磁材料。磁滯回線接近矩形鎂錳鐵氧體及1J51型鐵鎳合金等根據(jù)磁滯特性，磁性材料可分為□軟磁材料。磁滯回線較窄有鑄鐵、學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)三：三相交流電路任務(wù)一：電路基本概念和基本定律任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娐啡蝿?wù)四：磁路與磁性材料項(xiàng)目一：電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)三：三相交流電路任務(wù)一：電路基本概念和基本定律任務(wù)二任務(wù)一：

電路基本概念與基本定律依據(jù)基本概念基本元件基本定律基礎(chǔ)前提1.1電路基本概念任務(wù)一：電路基本概念與基本定律依據(jù)基本概念基本元件基本定律1、電路及其功能電路

由電工、電子器件或設(shè)備根據(jù)功能需要，按照某種特定方式連接而成的電流的通路手電筒電路

電池提供電能稱(chēng)電源燈泡取用電能稱(chēng)負(fù)載

導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)稱(chēng)中間環(huán)節(jié)，連接電源與負(fù)載，起分配與控制電能的作用

一、電路及電路模型1、電路及其功能電路由電工、電子器件或設(shè)備根據(jù)功能需要，按電路功能

照明電路和動(dòng)力電路，習(xí)慣上常稱(chēng)為“強(qiáng)電”電路電話線路和計(jì)算機(jī)線路等，習(xí)慣上也常稱(chēng)為“弱電”電路。電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換

電信號(hào)的傳遞和處理

電路功能照明電路和動(dòng)力電路，習(xí)慣上常稱(chēng)為“強(qiáng)電”電路電話線2、電路模型理想元件組成的電路

理想元件是指忽略了實(shí)際電氣元件的次要因素，突出主要因素，并將它抽象為只含一種參數(shù)的元件模型

實(shí)體電路電路模型2、電路模型理想元件組成的電路理想元件是指忽略了實(shí)際電氣元3、電路工作狀態(tài)通路

（有載狀態(tài)）開(kāi)路（空載狀態(tài)）短路電路閉合，燈泡發(fā)亮

電路斷開(kāi)，燈泡不亮

導(dǎo)線直接將電源兩端連在一起，此時(shí)電源處于短路狀態(tài)

3、電路工作狀態(tài)通路（有載狀態(tài)）開(kāi)路（空載狀態(tài)）短路電路閉二、電壓、電流及其參考方向1、電流及其參考方向*

電流

電源作用下電荷有規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)形成電流也是用來(lái)衡量電流強(qiáng)弱的物理量。“電流”不僅代表一種物理現(xiàn)象，也代表一個(gè)物理量。直流電流（DC）簡(jiǎn)稱(chēng)直流，I表示交流電流（AC）簡(jiǎn)稱(chēng)交流，i表示電流大小和方向不隨時(shí)間變化

電流大小和方向均隨時(shí)間變化

*

電流單位二、電壓、電流及其參考方向1、電流及其參考方向*電流電源*

電流實(shí)際方向

習(xí)慣規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向

*

電流參考方向

假定，用帶有箭頭的線段表示

帶箭頭的實(shí)線段為電流參考方向，虛線段為電流實(shí)際方向

簡(jiǎn)單的直流電路，電流實(shí)際方向是由電源的正極性端流出的。但在分析復(fù)雜的直流電流時(shí)，對(duì)于某條支路電流的實(shí)際方向往往難于判斷；在分析交流電路中由于電流的方向是隨時(shí)間變化的，所以它的實(shí)際方向就不能確定參考方向選定后，電流就有了正值和負(fù)值之分了，電流的正負(fù)符號(hào)就反應(yīng)了電流實(shí)際方向。如果為正表示電流的真實(shí)方向與參考方法一致，為負(fù)表示電流的真實(shí)方向與參考方向相反。*電流實(shí)際方向習(xí)慣規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向*電流參考方向2、電壓及其參考方向*

電壓

電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因

a、b兩點(diǎn)的電壓等于其兩點(diǎn)間的電位差

電路中某點(diǎn)電位在數(shù)值上等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓電位參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）

參考點(diǎn)選取

大地接地裝置相連的機(jī)殼電子設(shè)備的公共連接點(diǎn)2、電壓及其參考方向*電壓電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因*

電壓實(shí)際方向

規(guī)定為高電位指向低電位，即電位降的方向*

電壓?jiǎn)挝?/p>

*

電壓參考方向

“＋”、“－”極性符號(hào)表示

極性為“＋”稱(chēng)為高電位

極性為“—”稱(chēng)為低電位

有用箭頭表示，箭頭的方向?yàn)楦唠娢欢酥赶虻碗娢欢穗妷旱膶?shí)際方向與參考方向一致時(shí)，電壓為正值。*電壓實(shí)際方向規(guī)定為高電位指向低電位，即電位降的方向*3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致，即電流從電壓“＋”極性的一端流入，并從電壓“－”極性的一端流出3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致三、電路中功率3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參考方向選為一致，即電流從電壓“＋”極性的一端流入，并從電壓“－”極性的一端流出在電工學(xué)中，電功率簡(jiǎn)稱(chēng)功率功率的單位為W（瓦）。在電力系統(tǒng)中，常用kW（千瓦）或MW（兆瓦）為功率單位，弱電工程中，常用mW（毫瓦）*

電功率

三、電路中功率3、電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向同元件的電壓、電流參關(guān)聯(lián)參考方向*

元件吸收功率計(jì)算

非關(guān)聯(lián)參考方向*

功率正負(fù)區(qū)分元件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載

p﹥0，元件吸收功率，具有負(fù)載特性，用于消耗電能

P＜0，元件發(fā)出功率，具有電源特性，用于提供電能

關(guān)聯(lián)參考方向*元件吸收功率計(jì)算非關(guān)聯(lián)參考方向*功率*

設(shè)備額定值

在給定工作條件下保證電器設(shè)備安全運(yùn)行而規(guī)定的容許值如額定電壓、額定電流和額定功率

一盞白熾燈上標(biāo)有220V、60W，表示這盞燈的額定電壓為220V，額定功率為60W。滿載工作狀態(tài)電氣設(shè)備的電流等于額定電流輕載工作狀態(tài)過(guò)載工作狀態(tài)電氣設(shè)備的電流小于額定電流電氣設(shè)備的電流大于額定電流*設(shè)備額定值在給定工作條件下保證電器設(shè)備安全運(yùn)行而規(guī)定的試計(jì)算各元件的功率，并說(shuō)明是發(fā)出功率還是吸收功率。元件吸收功率

元件吸收功率

元件發(fā)出功率

試計(jì)算各元件的功率，并說(shuō)明是發(fā)出功率還是吸收功率。元件吸收功1.2電路基本元件一、電阻元件1、電阻元件的歐姆定律一個(gè)電氣元件能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能消耗掉，那么它的理想電路模型就可抽象為電阻元件，如白熾燈、電爐等的基本特性都可抽象為電阻元件1.2電路基本元件一、電阻元件1、電阻元件的歐姆定律一個(gè)2、電阻元件的串聯(lián)特點(diǎn)

①各電阻按首尾順序相連；②各電阻中通過(guò)同一電流

③兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式④等效電阻（總電阻）等于各電阻之和

2、電阻元件的串聯(lián)特點(diǎn)①各電阻按首尾順序相連；②各電阻中通2、電阻元件的并聯(lián)特點(diǎn)

①各電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間；②各電阻兩端電壓相同；③兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式④等效電阻（總電阻）的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和

2、電阻元件的并聯(lián)特點(diǎn)①各電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間；②二、電容元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)電場(chǎng)能量u恒定（如直流），則i=0，電容相當(dāng)于開(kāi)路

電壓變化時(shí)才有電流這種性質(zhì),稱(chēng)為電容的動(dòng)態(tài)性質(zhì),電容元件又被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)元件。關(guān)聯(lián)參考方向二、電容元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)電場(chǎng)能量u恒定（如直流），三、電感元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量i恒定（如直流），則u=0，電感相當(dāng)于短路

電流變化時(shí)才有電壓這種性質(zhì),稱(chēng)為電感的動(dòng)態(tài)性質(zhì),電感元件又被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)元件。關(guān)聯(lián)參考方向三、電感元件電流電壓關(guān)系能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量i恒定（如直流），四、電源元件1、電壓源理想電源端電壓

恒定值時(shí)，稱(chēng)為穩(wěn)壓源。電流流過(guò)電壓源，是從低電位流向高電位，則電壓源向外提供電能電流流過(guò)電壓源，是從高電位流向低電位，則電壓源吸收電能，如電池充電四、電源元件1、電壓源理想電源端電壓恒定值時(shí)，稱(chēng)為穩(wěn)壓源。2、電流源理想電源輸出電流

恒定值時(shí)，稱(chēng)為恒流源。非關(guān)聯(lián)參考方向

當(dāng)p＜

0時(shí)，電流源向外電路提供功率，電流源起電源的作用。反之，電流源向外電路吸收功率，電流源是作為負(fù)載用。2、電流源理想電源輸出電流恒定值時(shí)，稱(chēng)為恒流源。非關(guān)聯(lián)參考計(jì)算電壓源的功率并分析其工作狀態(tài)電流從電壓源負(fù)端流入，電壓源向外提供功率

流過(guò)電壓源電流為1A，從電壓源的正端流入，電壓源處于負(fù)載狀態(tài)吸收功率的功率計(jì)算電壓源的功率并分析其工作狀態(tài)電流從電壓源負(fù)端流入，電壓1.3電路基本定律幾個(gè)基本概念支路

電路中每一分支稱(chēng)為支路含有電源元件的支路稱(chēng)為有源支路，不含電源元件的支路稱(chēng)為無(wú)源支路。支路中流過(guò)的電流稱(chēng)為支路電流

共有3條支路，3個(gè)支路電流1.3電路基本定律幾個(gè)基本概念支路電路中每一分支稱(chēng)為支節(jié)點(diǎn)

3條或3條以上支路的連接點(diǎn)有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)c回路

電路中任意閉合路徑3個(gè)回路（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）網(wǎng)孔

內(nèi)部不另含支路的回路2個(gè)網(wǎng)孔（Ⅰ和Ⅱ）節(jié)點(diǎn)3條或3條以上支路的連接點(diǎn)有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)c一、基爾霍夫電流定律（KCL）

對(duì)于電路中任意節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)電流之和

節(jié)點(diǎn)a節(jié)點(diǎn)各支路電流的代數(shù)和恒等于零規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)電流取“＋”，則流出節(jié)點(diǎn)電流相應(yīng)取“－”。（節(jié)點(diǎn)電流方程）一、基爾霍夫電流定律（KCL）對(duì)于電路中任意節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)推廣：“廣義節(jié)點(diǎn)”即包含部分電路的任意閉合面閉合面（虛線表示），有3條支路與閉合面內(nèi)的電路相連接流入閉合面的電流等于流出閉合面的電流推廣：“廣義節(jié)點(diǎn)”即包含部分電路的任意閉合面閉合面（虛線表二、基爾霍夫壓定律（KVL）

從電路的某點(diǎn)出發(fā)，沿回路繞行一周，各部分電壓降的總和恒等于各部分電壓升的總和

回路Ⅰ繞行方向（虛線箭頭）:順時(shí)針?lè)较騏1、U2、U3沿回路Ⅰ（順時(shí)針?lè)较颍╇娢唤?US1、Us2、沿回路Ⅰ（順時(shí)針?lè)较颍╇娢簧?/p>

（回路電壓方程）二、基爾霍夫壓定律（KVL）從電路的某點(diǎn)出發(fā)，沿回路繞行一任意一回路繞行一周，所有元件電壓的代數(shù)和恒等于零規(guī)定電位升取“＋”，則電位降相應(yīng)取“－”。任意一回路繞行一周，所有元件電壓的代數(shù)和恒等于零規(guī)定電位升電阻和電壓源構(gòu)成的回路流過(guò)電阻的電流參考方向與回路繞行方向一致，電阻電壓iK

RK前取“＋”；電壓源電壓參考方向與回路繞行方向一致，電壓源電壓uSK前取“－”。電阻和電壓源構(gòu)成的回路流過(guò)電阻的電流參考方向與回路繞行方向設(shè)想一個(gè)閉合回路——回路繞行方向（虛線所示）推廣：“廣義回路”（假想閉合回路）開(kāi)口電壓Uab?設(shè)想一個(gè)閉合回路——回路繞行方向（虛線所示）推廣：“廣義回路電流I和電壓Uab？(1)電流I的方向作為回路的繞行方向(2)以a、b右側(cè)電路為廣義回路電流I和電壓Uab？(1)電流I的方向作為回路的繞行三、基爾霍夫壓定律基本應(yīng)用

電路分析和計(jì)算的重要依據(jù)，基本應(yīng)用——支路電流法支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用KCL和KVL分別對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)和獨(dú)立回路（網(wǎng)孔）列出相應(yīng)的方程，從而求解各支路電路的方法①在電路圖中標(biāo)出各支路電流和網(wǎng)孔回路的繞行方向②根據(jù)KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程③根據(jù)KVL列出回路電壓方程。④聯(lián)解方程組，求得各支路電流n個(gè)節(jié)點(diǎn)，列（n-1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程b條支路，列（b-n+1）個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程三、基爾霍夫壓定律基本應(yīng)用電路分析和計(jì)算的重要依據(jù)，基本用支路電流法求電路中支路電流支路數(shù)b=3，節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2（1）支路電流的參考方向和網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ繞行方向

（2）選節(jié)點(diǎn)a作為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，列節(jié)點(diǎn)電流方程用支路電流法求電路中支路電流支路數(shù)b=3，節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2（（3）選網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ?yàn)楠?dú)立回路，列回路電壓方程

網(wǎng)孔Ⅰ：

網(wǎng)孔Ⅱ：

（4）解方程組求支路電流（3）選網(wǎng)孔Ⅰ和Ⅱ?yàn)楠?dú)立回路，列回路電壓方程網(wǎng)孔Ⅰ：網(wǎng)孔任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娏髡医涣麟娐肥侵负姓医涣麟娫吹碾娐?.1正弦交流電基本概念正弦交流電簡(jiǎn)稱(chēng)為交流電，即電流和電壓隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化。凡按正弦規(guī)律變化的電流、電壓等統(tǒng)稱(chēng)為正弦量。一、正弦量的三要素正弦電流正弦量的三要素

幅值角頻率

初相任務(wù)二：?jiǎn)蜗嗾医涣麟娏髡医涣麟娐肥侵负姓医涣麟娫吹碾?.周期與頻率*

周期每秒內(nèi)變化的次數(shù)正弦量變化一次所需的時(shí)間*

頻率用T表示，單位為秒（S）用f表示，單位為赫茲（Hz）我國(guó)電力系統(tǒng)交流電的標(biāo)準(zhǔn)頻率（又稱(chēng)工頻）為50Hz。有些國(guó)家如日本、美國(guó)等采用60Hz1.周期與頻率*周期每秒內(nèi)變化的次數(shù)正弦量變化一正弦量每秒變化的弧度數(shù)*

角頻率用ω表示，單位為弧度/秒（rad/s）*瞬時(shí)值

正弦量在任意時(shí)刻的數(shù)值小寫(xiě)字母表示，如i、u*幅值（最大值）

瞬時(shí)值中最大的數(shù)值大寫(xiě)字母，小寫(xiě)小標(biāo)表示，如Im、Um2.幅值與有效值正弦量每秒變化的弧度數(shù)*角頻率用ω表示，單位為弧度*有效值（均方根值）大寫(xiě)字母表示，如I、U有效值與最大值的關(guān)系注意電壓高低和電流大小是交流電表測(cè)得的電壓和電流的數(shù)值

交流電壓220V，指的是有效值

瞬時(shí)值最大值角頻率相位初相位3.初相位*有效值（均方根值）大寫(xiě)字母表示，如I、U有效值與最大值幅值角頻率初相有效值頻率周期幅值角頻率初相有效值頻率周期相位差

初相之差比較兩個(gè)同頻率正弦量相位關(guān)系兩個(gè)同頻率正弦量相位之差相位差﹥0u超前于i一個(gè)角度

﹤0u滯后于i一個(gè)角度

u、i同相u、i反相相位差初相之差比較兩個(gè)同頻率正弦量相位關(guān)系兩個(gè)同頻率正弦i1

超前

i260?；騣2滯后i1二、正弦量的相量表示相位差并指出它們的相位關(guān)系1.復(fù)數(shù)實(shí)部虛部虛數(shù)單位代數(shù)式

*

復(fù)數(shù)表示i1超前i260?；騣2滯后i1二、正弦量的相量表示abAθ+1+j0復(fù)平面上的矢量表示

復(fù)數(shù)的模

復(fù)數(shù)的幅角

三角函數(shù)式

極坐標(biāo)式特例abAθ+1+j0復(fù)平面上的矢量表示復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的幅角*

復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)的加、減運(yùn)算用代數(shù)式復(fù)數(shù)的乘、除運(yùn)算兩復(fù)數(shù)相乘，模相乘，幅角相加兩復(fù)數(shù)相除，模相除，幅角相減用代數(shù)式，其實(shí)部與實(shí)部相加（減），虛部與虛部相加（減）

用極坐標(biāo)式*復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)的加、減運(yùn)算用代數(shù)式復(fù)數(shù)的乘、除運(yùn)算2.正弦量的相量表示

正弦量可用復(fù)數(shù)來(lái)表示大寫(xiě)字母上“?”表示正弦量的復(fù)數(shù)稱(chēng)為相量復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值復(fù)數(shù)的幅角表示正弦量的初相電流相量電壓相量2.正弦量的相量表示正弦量可用復(fù)數(shù)來(lái)表示大寫(xiě)字母上“?相量圖在復(fù)平面上畫(huà)出的相量的圖形稱(chēng)為相量圖畫(huà)相量圖時(shí)，實(shí)軸、虛軸可以省略30o60。·I1·I2相量圖在復(fù)平面上畫(huà)出的相量的圖形稱(chēng)為相量圖畫(huà)相量圖時(shí)，實(shí)軸2.2單一參數(shù)的正弦交流電路一、電阻元件的交流電路設(shè)則1.相位關(guān)系電阻元件上電壓與電流同相位2.大小關(guān)系滿足歐姆定律2.2單一參數(shù)的正弦交流電路一、電阻元件的交流電路設(shè)則13.相量關(guān)系電流相量滿足歐姆定律電壓相量所以相量圖

3.相量關(guān)系電流相量滿足歐姆定律電壓相量所以相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電阻元件吸收功率，消耗電能

*

平均功率電路中消耗的功率，故又稱(chēng)有功功率，有功功率的國(guó)際單位為瓦（W）4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電阻元件吸收功率，消耗電能*二、電感元件的交流電路

設(shè)1.相位關(guān)系電感元件上電壓超前電流90。二、電感元件的交流電路設(shè)1.相位關(guān)系電感元件上電壓超前電流2.大小關(guān)系感抗

電感元件具有通低頻電流、阻高頻電流的作用單位為歐姆

反映電感元件對(duì)交流電流的阻礙作用

2.大小關(guān)系感抗電感元件具有通低頻電流、阻高頻電流的作用3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖

3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電感處于受電狀態(tài)，從電源吸收功率將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能

p﹥0p﹤0電感處于供電狀態(tài)，將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能送回電源

4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電感處于受電狀態(tài)，從電源吸收功*

平均功率電感元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電源與電感元件間的能量互換。P=0*

無(wú)功功率反映電感元件與電源間能量互換規(guī)模等于瞬時(shí)功率的幅值無(wú)功功率單位乏(var)或千乏(kvar*平均功率電感元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電L=0.1H的電感線圈接在U=10V的工頻電源上，試求：（1）線圈的感抗；（2）電流的有效值；（3）無(wú)功功率；（4）若電壓的初相為零，求電流相量，作相量圖分析：（1）感抗

（2）電流有效值（3）無(wú)功功率（4）設(shè)電壓相量則電流相量為相量圖L=0.1H的電感線圈接在U=10V的工頻電源上，試求：（1三、電容元件的交流電路

1.相位關(guān)系電容元件上電流超前電壓90。三、電容元件的交流電路1.相位關(guān)系電容元件上電流超前電壓92.大小關(guān)系容抗

單位為歐姆

反映電容元件對(duì)交流電流的阻礙作用

電感元件具有通高頻電流、阻低頻電流的作用2.大小關(guān)系容抗單位為歐姆反映電容元件對(duì)交流電流的阻礙作3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖

3.相量關(guān)系電流相量電壓相量所以滿足歐姆定律相量圖4.功率關(guān)系*

瞬時(shí)功率電容充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能

p﹥0p﹤0電容放電，將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能釋放給電源

4.功率關(guān)系*瞬時(shí)功率電容充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能p﹥0p*

平均功率表明電容元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只有電源與電容元件間的能量互換。。P=0*

無(wú)功功率反映電容元件與電源間能量互換規(guī)模無(wú)功功率單位乏(var)或千乏(kvar設(shè)電流

則電壓瞬時(shí)功率所以*平均功率表明電容元件的交流電路中，沒(méi)有能量的消耗，只四、電路的復(fù)阻抗

單位：歐姆1.復(fù)阻抗電壓相量與電流相量的比（復(fù)數(shù)）

電阻元件電容元件電感元件四、電路的復(fù)阻抗單位：歐姆1.復(fù)阻抗電壓相量與電流相量的2.阻抗三角形設(shè)電壓相量電流相量

則復(fù)阻抗復(fù)阻抗的大?。ㄗ杩怪担?/p>

復(fù)阻抗的幅角（阻抗角）阻抗角的正負(fù)可以判斷出電路的性質(zhì)﹥0電路呈電感性﹤0電路呈電容性=0電路呈電阻性2.阻抗三角形設(shè)電壓相量電流相量則復(fù)阻抗復(fù)阻抗的大小復(fù)阻抗的實(shí)部為電阻R復(fù)阻抗的虛部為電抗X阻抗三角形復(fù)阻抗的實(shí)部為電阻R復(fù)阻抗的虛部為電抗X阻抗三角形2.3單相交流電路功率一、有功功率設(shè)端口電壓

端口電流有功功率反應(yīng)交流電路中實(shí)際消耗的功率，用P表示，單位（w）電壓與電流間的相位差或阻抗角功率因素

2.3單相交流電路功率一、有功功率設(shè)端口電壓端口電流有二、無(wú)功功率反應(yīng)交流電路與電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模，并不代表電路實(shí)際消耗的功率單位為乏（var）無(wú)功功率的正負(fù)與電路性質(zhì)有關(guān)。

﹥0電路呈電感性Q﹥0﹤0電路呈電容性Q﹤0二、無(wú)功功率反應(yīng)交流電路與電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模，并不代三、視在功率正弦交流電壓有效值U與電流有效值I的乘積

單位為V?A或kV?A反應(yīng)交流電氣設(shè)備能提供或取用功率的能力

交流電氣設(shè)備的能力稱(chēng)為額定容量，簡(jiǎn)稱(chēng)容量，是按照預(yù)先設(shè)計(jì)的額定電壓UN和額定電流IN來(lái)確定的，用額定視在功率SN表示。三、視在功率正弦交流電壓有效值U與電流有效值I的乘積單位為四、功率因素提高

有功功率和無(wú)功功率、視在功率組成一個(gè)直角三角形功率三角形功率因素低會(huì)帶來(lái)兩方面的不良影響線路損耗大損耗為U、P一定越大越小P越大四、功率因素提高有功功率和無(wú)功功率、視在功率組成一個(gè)直角三電源的利用率低

電源容量SN一定可知電源的利用率只有50%

實(shí)際供電線路中，功率因素低的根本原因是線路上接有大量的電感性負(fù)載。如三相異步電動(dòng)機(jī)，滿載時(shí)的功率因素為0.7～0.8，輕載時(shí)只有0.4～0.5，空載時(shí)只有0.2。按照供、用電規(guī)則，高壓供電的工業(yè)、企業(yè)單位，平均功率因素不得低于0.95，其它單位不得低于0.9。因此，提高功率因素是一個(gè)必須要解決的問(wèn)題。功率因素的提高必須保證負(fù)載正常工作的前提下實(shí)現(xiàn)。電源的利用率低電源容量SN一定可知電源的利用率只有50%既能提高線路功率因素，又要保證電感性負(fù)載正常工作，常用的方法是在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器提高到電感性負(fù)載并聯(lián)電容既能提高線路功率因素，又要保證電感性負(fù)載正常工作，常用的方法有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為220V、50Hz的交流電源上。（1）若將功率因素提高到0.98，需并聯(lián)多大的電容？（2）計(jì)算并聯(lián)電容前、后的線路電流。解：(1)有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為220V、50Hz的交流電源上。（1）若將功率因素提高到0.98，需并聯(lián)多大的電容？（2）計(jì)算并聯(lián)電容前、后的線路電流。解：(2)并聯(lián)電容前線路電流即負(fù)載電流并聯(lián)電容后的線路電流為：電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容后，減小了輸電線路電流，從而提高輸電網(wǎng)的功率因素。有一電感性負(fù)載，功率為10W，功率因素為0.6，接在電壓為任務(wù)三：

三相交流電路在供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)都采用三相制。采用三相輸電比采用單相輸電經(jīng)濟(jì)得多，生產(chǎn)上廣泛使用的三相異步電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備比單相電氣設(shè)備性能好，居民用戶中的單相電源是三相電源中的一相。3.1三相電源三相交流電源是頻率相同、幅值相同、初相依次相差120。的三個(gè)對(duì)稱(chēng)交流電壓源1、三相電源

中性點(diǎn)，低壓配電系統(tǒng)中，中性點(diǎn)往往接地，若中性點(diǎn)接地，則稱(chēng)為零點(diǎn)

中性線或零線，用N表示。用黑色標(biāo)記任務(wù)三：三相交流電路在供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)都采用三相制。采中性線或零線，N表示。相線或端線，俗稱(chēng)火線。L1、

L2

、L3表示（工程習(xí)慣采用U、V、W）

、黃色標(biāo)記

綠色標(biāo)記

紅色標(biāo)記

黑色標(biāo)記三相四線制中性線或零線，N表示。相線或端線，俗稱(chēng)火線。L1、L2、2、相電壓與線電壓

*相電壓相線與中性線間的電壓相電壓有效值UP

2、相電壓與線電壓*相電壓相線與中性線間的電壓相電壓有效*線電壓相線與相線間的電壓相電壓有效值UL

在低壓配電系統(tǒng)中，相電壓通常為220V，線電壓通常為380V三相電源不引出中性線，為三相三線制，只提供線電壓

*線電壓相線與相線間的電壓相電壓有效值UL在低壓配電系統(tǒng)*線電壓與相電壓關(guān)系線電壓在相位上超前對(duì)應(yīng)的相電壓30。

線電壓有效值是相電壓有效值的

*線電壓與相電壓關(guān)系線電壓在相位上超前對(duì)應(yīng)的相電壓30。線3.2三相負(fù)載連接三相電源與三相負(fù)載連接組成完整的三相電路。接在三相電