電工上崗證考試培訓(xùn)

第一章電工基礎(chǔ)知識

§1-1電路的基本知識和基本定律

按電流的性質(zhì)不同分為交流電和直流

電：

交流電：電流的大小和方向隨時(shí)間作周

期性變化。若變化符合正弦規(guī)律，

稱之為正弦交流電。

直流電：電流的大小和方向不隨時(shí)間變

化。若大小始終不變稱為恒穩(wěn)直流電。

、直流電路的組成:電源、負(fù)載和

中間環(huán)節(jié)

1、電源：將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡?/p>

能，作為供能者。

2、負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降?/p>

能，作為耗能者。

3、中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線和開關(guān)）：負(fù)責(zé)

傳輸、控制與分配。

導(dǎo)線

導(dǎo)線

A開關(guān)

電源

導(dǎo)線

電源本身電流的通路稱之為內(nèi)電路，除

此以外稱為外電路。

外電路：電流從電源的正極經(jīng)過負(fù)載流

到負(fù)極。

內(nèi)電路：電流從電源的負(fù)極流到正極。

二、電路的常用物理量

電流、電壓、電位、電動勢、電阻、

電功率、電能的基本知識、基本概念

1.電流I

電流的形成：在電場力作用下，自

由電荷有規(guī)則的定向移動就形成了電

流。

電流的方向：規(guī)定正電荷的運(yùn)動方

向?yàn)殡娏鞯恼较?，與負(fù)電荷的運(yùn)動方

向相反。

電流方向用一個(gè)箭頭表示。

金屬導(dǎo)體中電流方向與負(fù)電荷運(yùn)動

方向相反。

<電流方向E

電流的大小用電流強(qiáng)度I表示。

電流強(qiáng)度:單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某

一截面的電量。

直流電：/=幺單位：安培（A）

t

電流密度：單位截面通過的電流。

，=（單位：A/mm2

在直流電路中電流是均勻分布在導(dǎo)

體橫截面上的。當(dāng)導(dǎo)線中通過的電流超

過允許電流時(shí)，導(dǎo)線會發(fā)熱，甚至造成

事故。

2?電位V

必須要設(shè)定參考點(diǎn)。

參考點(diǎn)：假設(shè)電位為零的點(diǎn)，也叫零電

位點(diǎn)。

參考點(diǎn)可按實(shí)際需要隨意設(shè)定。一般

電力系統(tǒng)以大地作為參考點(diǎn)，電子線

路以電源負(fù)極性端做參考點(diǎn)。

電位的大?。涸擖c(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。

單位：伏特（V）

參考點(diǎn)發(fā)生變化電位的大小隨之發(fā)

生變化。

3.電壓U

電壓：在電場力的作用下，將單位正電

荷從高電位移到低電位所做的功

電壓的方向：高電位指向低電位。

電壓的大?。簝牲c(diǎn)之間的電位差。

Uab=Va—Vb

單位：伏特（V）

4.電動勢E

在電源力的作用下，在電源內(nèi)部，將

單位正電荷從電源的負(fù)極搬到正極所

做的功。

電動勢的方向：從電源的負(fù)極性端指

向正極性端。

電源的電動勢是一個(gè)定值，與外電

路負(fù)載大小無關(guān)。單位：伏特（V）

------------0------------

/sI?A

電場力工?電源力?1電場力

bab

電壓與電位的關(guān)系

1）電路中兩點(diǎn)之間的電壓等于兩點(diǎn)之間

的電位差。

2）參考點(diǎn)改變則各點(diǎn)電位也隨著改變。

3）各點(diǎn)電位高低與參考點(diǎn)選擇有關(guān)。

4）不論參考點(diǎn)如何選擇，任意兩點(diǎn)間電位

差（電壓）不變，即，任意兩點(diǎn)間電

位差（電壓）與參考點(diǎn)無關(guān)。

電動勢與端電壓的關(guān)系

1）電源兩端的電位差稱為電源端電壓，

也稱為電源電壓。

2）電動勢方向由電源負(fù)極指向正極，而

電壓方向則由高電位指向低電位；即

對于電源，電動勢方向與電壓方向是

相反的。

3）在不接負(fù)載的情況下，電源電動勢與

端電壓在數(shù)值上是相等的。

5.電阻R

導(dǎo)體對電流的阻礙作用就稱為電

阻，用字母R表示。單位：歐姆（Q）

在溫度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體

長度成正比，與導(dǎo)體橫截面積成反比，

還與導(dǎo)體的材料有關(guān)。即：”若其中：

p?電阻率1-導(dǎo)體長度導(dǎo)體橫

截面積

導(dǎo)體的電阻還與溫度有關(guān)：

7?2=/?ix[l+a（T2-Ti）]a為材料的溫度系數(shù)。

一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高

而增大；碳、半導(dǎo)體、電解液，其電

阻通常是隨著溫度的升高而減小；康

銅的電阻不隨溫度變化而變化。

電阻的倒數(shù)叫電導(dǎo),用符號G表示，

即：G11\單位：西門子，簡稱西（S）

導(dǎo)體的電阻越小,電導(dǎo)越大,導(dǎo)體

導(dǎo)電性能越好。在電工技術(shù)中，各種材

料按它們導(dǎo)電能力一般分為導(dǎo)體、半導(dǎo)

體、絕緣體和超導(dǎo)體。

6.電功（電能）W

把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥芰繒r(shí)，電

流都要做功。電流所做的功叫電功。

用W表示，單位：焦耳（J）

W=Pt

習(xí)慣用千瓦時(shí)表示（kWh）即“度”

[kWh=1度電

7.電功率P

單位時(shí)間電能的變化，稱為電功率。用

P表示，單位：瓦特（W）

P=—=UI=—=I2R

tR

三、歐姆定律

歐姆定律分為部分電路歐姆定律和

全電路歐姆定律。

部分電路歐姆定律：

I一在電阻電路中，電流

R的大小與導(dǎo)體兩端電壓成

-—J正比，而與導(dǎo)體電阻的阻

值成反比，這就是歐姆定律，也稱為部

分電路歐姆定律，即：

.U八f

全電路歐姆定律:

廠二「二全電路是指含有電源的閉

iR合電路。電源內(nèi)部一般都

ir

；___?有電阻,稱為電源內(nèi)阻，

用r表示。

S閉合時(shí)，有：U=E-Ir

結(jié)論:在一個(gè)閉合電路中，電流強(qiáng)度

與電源電動勢成正比，與電路中內(nèi)電阻

與外電阻之和成反比。這個(gè)規(guī)律稱全電

路歐姆定律。

根據(jù)全電路歐姆定律分析電路的三

種狀態(tài)：通路、開路和短路

Iu

U=E-Ir

通路R+r

開路1=0U=E

/一U=0

短路r

當(dāng)電路短路時(shí)，因?yàn)樗械碾妱觿?/p>

都作用在內(nèi)阻上，而電壓源的內(nèi)阻又極

小，所以短路電流極大。發(fā)生短路后

會損壞電路和燒毀電源。

四、電阻連接

1、電阻串聯(lián)：把幾個(gè)電阻首尾相連地

連接起來，在這幾個(gè)電阻中通過的是同

一電流。

Ri

uR2

R；

串聯(lián)電路的特點(diǎn)

1）串聯(lián)電路中各處電流相等，即

/=，］=，2=，3=???=/”

2）電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓

之和，即〃=。1+。2+〃3+???+0，，

3）電路總電阻（也叫等效電阻）等于各

串聯(lián)電阻之和。底=&+&+&+…+&

由n個(gè)相等阻值R的電阻串聯(lián)，

總電阻為：所以串聯(lián)電路電阻總

是越串越大。

4）串聯(lián)電路中各電阻上電壓與電阻阻值

成正比,即q：力：4：???：8：此：&：???:R”

5）串聯(lián)電路中，各電阻消耗功率與電阻

大小成正比，P、：PjP,：…：P.=R、：七：&：???：氏、

2、電阻并聯(lián)：把幾個(gè)電阻并列地連接

在兩點(diǎn)之間，使每一個(gè)電阻兩端都承受

同一電壓的連接方式。

I

?n______

U|RiR?R3

1_O__r

并聯(lián)電路的特點(diǎn)

1）并聯(lián)電路中各電阻兩端電壓相等，且

等于電路兩端電壓，即u=5=4=03=?..=0“

2）并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之

木口,艮□/=/]+/2+，3+???+，”

3）并聯(lián)電路的總電阻（等效電阻）的倒

數(shù)為各電阻倒數(shù)之和，即《4+白！+…+A

K超以2效3居1

兩個(gè)電阻并聯(lián)的總電阻：R"〃心誓字

&+

n個(gè)相等電阻并聯(lián)的總電阻：n

所以并聯(lián)電路電阻總是越并越

小，且比最小的一個(gè)還小。

4）并聯(lián)電路中各支路分得電流與支路電

阻阻值成反比，即『白/

兩個(gè)電阻并聯(lián)，各電阻上分得電流

為:

1

.Il2=——?

R、+/?2R、+R）

5）在并聯(lián)電路中功率分配與電阻成反

比，即阻值大的消耗功率小，阻值小

的消耗功率大…：尸"：…七qW：…:/

AlK2A3Kn

3、電阻混聯(lián)

電路中電阻元件既有串聯(lián)又有

并聯(lián)的連接方式稱為電阻的混聯(lián)。

電阻混聯(lián)分析方法

1）應(yīng)用電阻的串聯(lián)并聯(lián)特點(diǎn)逐

步簡化電路，求出電路等效電阻；

2）由電路等效電阻和電路總電

壓，據(jù)歐姆定律求電路的總電流；

3）由總電流據(jù)歐姆定律和電阻

串并聯(lián)的特點(diǎn)求出各支路

的電壓、電流。

五、基爾霍夫定律

1、基爾霍夫第一定律（節(jié)點(diǎn)電流定律）

冷斗:W在電路中任一節(jié)點(diǎn)上，

4限流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于

流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，這一規(guī)律稱為

基爾霍夫第一定律，用KCL表示，即

如果規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)電流為正，則流

出節(jié)點(diǎn)電流為負(fù)，那么對任一節(jié)點(diǎn)來說,

流入（或流出）該節(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和等于

0,這便是基爾霍夫第一定律的另一種表

述方式，即》=。

2、基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）

對任一閉合回路沿

任一方向繞行一周，各

段電壓的代數(shù)和等于零。即

￡u=o

ZE=?R

§1?2磁場與電磁感應(yīng)

一、磁場與磁力線

磁場雖不可見，但客觀存在?？梢?/p>

用磁力線描述

磁力線的性質(zhì)：

1、磁力線是一組互不交叉的封閉曲線。

磁力線的方向：磁體外部N極到S極，磁

體內(nèi)部S極到N極。

2、磁力線任何一點(diǎn)的切線方向，就是該

點(diǎn)的磁場方向，即N極的指向

3、磁力線的疏密表示了磁場的強(qiáng)弱。

二，磁場的基本物理量

1、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)：表示磁場內(nèi)某點(diǎn)

磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。

磁感應(yīng)強(qiáng)度B即有大小，又有方向。

磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的方向之間符合右手

螺旋定則。

磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位：特斯拉(T),

IT=lWb/m2

均勻磁場：各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相

等，方向相同的磁場，也稱勻強(qiáng)磁場。

2、磁通

磁通,：穿過垂直于B方向的面積S中

的磁力線總數(shù)。

說明：如果不是均勻磁場，則取B

的平均值。

在均勻磁場中產(chǎn)BS或B二，S

磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為

與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁

通,故又稱磁通密度。

磁通。的單位:韋［伯］（Wb）

3、磁場強(qiáng)度

磁場強(qiáng)度H：介質(zhì)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)

度B與介質(zhì)磁導(dǎo)率〃之比。

磁場強(qiáng)度H的單位：安培/米（A/m）

同樣的導(dǎo)線，通過同樣的電流，在

同一相對位置的某一點(diǎn)來說，如果磁介

質(zhì)不同，就有不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但有

相同的磁場強(qiáng)度。

4、磁導(dǎo)率

磁導(dǎo)率〃：表示磁場媒質(zhì)磁性的物理

量，衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。

磁導(dǎo)率〃的單位：亨/米（H/m）

真空的磁導(dǎo)率為常數(shù)，用〃。表示:

4o=44xlO-7（”/⑼o

磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)度H只與電流

大小、線圈匝數(shù)、以及該點(diǎn)的幾何位置

有關(guān)，與磁場媒質(zhì)的磁性(〃)無關(guān)；而磁

感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場媒質(zhì)的磁性有關(guān)。

三、右手螺旋定則(電生磁)

1、通電直導(dǎo)線

甲乙指，使拇指指向電流方

向，則其余四指所圍繞的方向就是磁場

方向。

通電直導(dǎo)線的磁力線是以導(dǎo)線為圓

心的同心圓。離圓心越近磁力線越密，

磁性越強(qiáng)。

2、通電線圈

磁力線方向判定:

安培定則

右手握住線圈，伸出拇指，拇指指向?yàn)?/p>

磁場方向，四指所圍繞的方向?yàn)榫€圈中

電流的方向。

通電線圈的磁力線與條形磁體的磁

力線相同。

通電線圈產(chǎn)生磁場是所有繼電器、

電機(jī)與電磁閥的電磁系統(tǒng)工作原理

右手螺旋定則不僅可以通過已知電

流方向，求得磁場方向；也可以通過已

知磁場方向，判定電流方向。

四、磁場對載流導(dǎo)體的作用與左手定

則

載流導(dǎo)體在磁場中會受磁場的作用

發(fā)生運(yùn)動。導(dǎo)體所受的力稱作電磁力。

是一切電動機(jī)的工作原理。

電磁力的方向用左手定

則判定：伸出左手，大拇指與四指垂直,

磁力線從掌心穿入，四指方向?yàn)殡娏鞣?/p>

向，大拇指的指向?yàn)殡姶帕Φ姆较颉?/p>

電磁力的大小，與通過導(dǎo)體的電流

大小、磁場大小與導(dǎo)體在磁場中的有效

長度成正比。

F=BILsinaa為磁力線與載流導(dǎo)體

的夾角

五、電磁感應(yīng)

導(dǎo)體在切割磁力線時(shí)，會在導(dǎo)體上

產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，若導(dǎo)體構(gòu)成回路就會

產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱之為電磁感應(yīng)。

是一切發(fā)電機(jī)的工作原理。

感應(yīng)電動勢的方

向用右手定則判定：

.”伸出右手，大拇指與四

指垂直，磁力線從掌心穿入，大拇指的

指向?yàn)榍懈铍姶帕Φ姆较?，四指方向?yàn)?/p>

感應(yīng)電動勢方向。

感應(yīng)電動勢的大小，與導(dǎo)體的切割

速度，磁場大小與導(dǎo)體在磁場中的有效

長度成正比。

e-BLvsina

a為磁力線與導(dǎo)體切割方向的夾角

六、自感與互感現(xiàn)象

1、自感

流過線圈自身電流的變化，使線圈

中的磁場發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生自感

電動勢的現(xiàn)象。

衡量線圈產(chǎn)生自感電動勢大小

的量稱為電感，用L表示。

單位：亨利（H）

i

線圈匝數(shù)越多，線圈中單位電流

產(chǎn)生的磁通越大，電感量越大。

電感是線圈的固有參數(shù)，大小決定

于線圈的匝數(shù)、形狀和介質(zhì)磁導(dǎo)率。

電感現(xiàn)象有利有弊。

有利：應(yīng)用于日光燈的起輝。

有弊：感性負(fù)載開路時(shí)產(chǎn)生很高的

感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生電弧。

2、互感

兩個(gè)線圈放得很近，或同繞在一個(gè)

鐵芯上，其中一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化,

在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象

稱為互感。

是變壓器的工作原理。

§1?3單相交流電路

一、交流電的基本概念

電流的大小和方向隨時(shí)間作周期性

變化。若變化符合正弦規(guī)律，則稱之為

正弦交流電。

二、交流電的三要素：

最大值、角頻率、初相位

1.最大值（振幅）：

正弦量瞬時(shí)值中的最大值，叫振幅

值，也叫峰值。用大寫字母帶下標(biāo)

“m”表示,如Um、Im等。

交流電的瞬時(shí)值與最大值都不能反

應(yīng)交流電的做功能力。故引入正弦量的

有效值這一概念。

將一個(gè)直流電流I和一個(gè)交流電流i

分別通過同一電阻R,在同一段時(shí)間T內(nèi)

所產(chǎn)生的熱量相等，那么這個(gè)直流電流

I的數(shù)值就叫做交流電流i的有效值。

由此得出有效值和最大值關(guān)系：

/=若=0.707/，.

U=蚩=0.7074“

例：電壓有效值為220V,則最大

值為：

=22072=311(V)

所有交流電流表與電壓表上的

讀數(shù)都是有效值。

2.角頻率3：

角頻率3表示正弦量在單位時(shí)間內(nèi)

變化的弧度數(shù)，即

8昔=24單位為rad/s

其中“T”表示正弦量變化一周所

需的時(shí)間，稱為周期。單位為秒(s)。

“f”表示正弦量每秒鐘變化的周

數(shù)，稱為頻率。單位為赫茲(Hz)。

f=50Hz,稱為我國的工業(yè)頻率，簡

稱“工頻”。

周期和頻率互成倒數(shù)，即74

3.初相位

例如：交流電函數(shù)表達(dá)式中

i(i)=Imsin(a+/)

正弦量解析式中

的ca+(p稱為相位角。

t=o時(shí)，相位為

6,稱其為正弦量的

初相位。

圖示正弦量的三要素：

幅值為Im、角頻率為。=2力、初相為°

三、相位差

相位差指兩個(gè)同頻率正弦量的相位

之差。

如下例兩個(gè)同頻率的正弦量(只有

同頻率的交流電才討論相位差)

u\=Umisina(cot+(p\)與in=Um2S\na(cot+(pi)

相位差02=(cot+(p\)-(cot+(pi)=(p\-(pi

同頻率正弦量的幾種相位關(guān)系:

(1)超前關(guān)系

02>o且同狂〃,稱第一量超前第二量。

(2)滯后關(guān)系

02<0.且|陽449稱第一量滯后第二量，也

可稱第二量超前第一量。

(3)同相關(guān)系

02=0,稱這兩個(gè)正弦量同相。

(4)反相關(guān)系

—稱這兩個(gè)正弦量反相。

例：判斷下圖正弦量的相位關(guān)系:

(a)u和i同相；(b)ul超前

u2；(c)il和i2反相；

((1”滯后11。

四、正弦量的相量表示

1、波形圖：

2、解析式：

上圖可用解析式：i=Imsin(&tf+")表示

3、相量表示法：

用復(fù)數(shù)來表示正弦量方法叫正弦量

的相量表示法。

設(shè)某正弦電流解析式為：i?)=Imsin3+e)

則其相量表達(dá)式為：i=//(")=

4、相量圖：

相量圖就是把正弦量的相量畫在復(fù)

平面上，只有同頻率的交流電的相量才

可以畫在同一張相量圖上。

例：已知兩個(gè)正弦電壓

u\=141sin(or+y)(v)，“2=70.5sin(a—§(y)寫出加和“2的相

量，并畫出相量圖

_?141/711/JI

IL<——>U,=-7=-Z—=1八0八0Z—V

'1V233

_;70.5.7T__.7T,.

《—》U)=-f=^~N------=50N---V

22V233

相量圖如圖:

5、求兩個(gè)同頻率正弦量之和:

作相量圖，按照矢量的運(yùn)算法則求

相量和。即“平行四邊形法則”。

如下圖所示，用“平行四邊

形法則”求的和

五、交流電路的常用元件

1、純電阻元件

0X\/x0

(1)電流和電壓的有效值關(guān)系：/彳

K

(2)電流和電壓之間的相位關(guān)系為

同相

(3)電阻元件的功率

瞬時(shí)功率p：元件上電壓的瞬時(shí)值

與電流的瞬時(shí)值的乘積叫做該元件的瞬

時(shí)功率。

有功功率P：計(jì)算瞬時(shí)功率的平均值,

即平均功率，又叫有功功率。

功率的單位為瓦(W),工程上也常

用千瓦(kW)

2、純電感元件

(a)電路圖

0

(c)相量圖(d)功率的波形

(1)電流和電壓的有效值關(guān)系

U.=I=I[X[或1.==-^-

匕°乙L°3LXL

XL=coL=2刃億

XL稱為感抗，單位為。

(2)電流和電壓之間的相位關(guān)系：

電壓超前電流90。

(3)電感元件的功率

有功功率：電感與電源之間只進(jìn)行能量

的交換，不消耗能量。即：

無功功率QL：電感與電源之間進(jìn)行能量

交換的規(guī)模。等于電感元件上電壓的有

效值和電流的有效值的乘積。

TJ2

Q?LL,L=/L況L=—y^

AL

無功功率的單位為“乏”(var),

工程中也常用“千乏”(kvar)

3、純電容元件

(1)電流和電壓的有效值關(guān)系

I=(oCU=

cc]X,

coC

xc=—=—!—

ca)C2球C

及稱為容抗，單位為Q。

(2)電流和電壓之間的相位關(guān)系:

電流超前電壓90。

(3)電容元件的功率

有功功率：與純電感電路相同，電容與

電源之間只進(jìn)行能量的交換，不消耗能

量。

即：…

無功功率：電容與電源之間進(jìn)行能量交

換的規(guī)模。等于電容元件上電壓的有效

值和電流的有效值的乘積。

Q——UI=^―

cCCCcvCv

Qc和QL一樣，單位也是乏(var)或

千乏(kvar)o

§1?4三相交流電路

由三相正弦交流電源供電的電路稱

為三相電路。目前，世界上電力系統(tǒng)所

采用的供電方式，絕大多數(shù)屬于三相制

電路。

一、三相電動勢的產(chǎn)生及其主要特征

三相正弦交流電一般由三相交流發(fā)

電機(jī)產(chǎn)生，發(fā)電原理如圖4-1(a)所示。

發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。

定子包括機(jī)座、定子鐵心、電樞繞組等

幾部分。定子鐵心固定在機(jī)座里，其內(nèi)

圓表面沖有均勻分布的槽。定子槽內(nèi)對

稱嵌放著參數(shù)相同的三組繞組，每組N

匝(圖中以一匝示意)稱為一相，于是有

三相對稱繞組，每相的始末端分別用U1、

U2,V1、V2,W1>W2標(biāo)示。圖4T(b)是一

相繞組結(jié)構(gòu)示意圖。圖4-l(c)為每相繞

組電路模型。各相繞組的始端Ui、Vi、

Wi(末端也、V2、W2)彼此間隔120。。發(fā)

電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心上繞有勵(lì)磁線圈，它以直

流電流作為電源，這就形成一個(gè)可轉(zhuǎn)動

的磁極S-N,其磁通經(jīng)定子鐵心閉合。

轉(zhuǎn)子由原動機(jī)驅(qū)動，按順時(shí)針方向以a

角速度勻速旋轉(zhuǎn)。

圖4—1

由電磁感應(yīng)定律，三相繞組中會產(chǎn)

生頻率相同、幅值相等、相位彼此互差

120°的三相正弦交流電動勢，感應(yīng)電動

勢的正方向由各相繞組的末端指向始

端，如圖4-l（b）、（c）所示，稱為三相對

稱電動勢。即

。1=_N-=N心依sinst=E,sin3t、

&=一N噠=&sin（加一120。）?

初=-N箸=%sin（3t+120。）

三相電動勢各瞬時(shí)值抵達(dá)正幅值的

先后次序稱為相序。圖4-l（a）所示電源

相序IL-%一%稱為正相序，與之相反的

相序Ui-%-%稱為逆相序。當(dāng)發(fā)電機(jī)并

網(wǎng)運(yùn)行時(shí)必須嚴(yán)格按相序同名端連線。

一些三相負(fù)載的工作狀態(tài)也與相序密切

相關(guān)，比如給三相電動機(jī)逆相序供電，

則使其反轉(zhuǎn)。將三相電源輸出端線的任

意兩個(gè)接點(diǎn)彼此調(diào)換一次，即可獲得逆

相序供電。相序無誤才能確保系統(tǒng)正常

工作。

圖4-2

上圖給出三相電動勢波形圖及相量

圖。經(jīng)計(jì)算三相對稱電動勢的瞬時(shí)值之

和及相量之和均為零，即

eu+ev+&=0

Eu++Ew=0

二、三相電源的星形聯(lián)結(jié)

發(fā)電機(jī)供電時(shí)，三相繞組通常采用

星形聯(lián)結(jié)：三相繞組的末端也、V2、啊聯(lián)

結(jié)成一點(diǎn)，稱為中性點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示;

三相繞組的始端UI、V］、也引出三條輸電

線L］、L2、L3,稱為相線或端線（火線），

如圖4-3（a）所示三相電源的星形聯(lián)結(jié)。

由中性點(diǎn)也可引出一條輸電線，稱為中

線（零線）。

(b)電壓相量圖

相線與中性線之間的電壓稱之為相電

壓。

相線與相線之間的電壓稱之為線電壓。

圖4-3(b)是三相電源星形接法的線

電壓與相電壓關(guān)系相量圖，由圖可知三

個(gè)相電壓對稱，三個(gè)線電壓也是對稱電

壓，并且有

1!7>^cos300'

切=44-

各線電壓相位分別超前于其下標(biāo)第一字

符所對應(yīng)的相電壓相位30。角。

三、三相對稱負(fù)載電路

我們把必須由三相電源供電的負(fù)載

稱為三相負(fù)載(如三相電動機(jī)等)，一般

其各相阻抗參數(shù)相等，是三相對稱負(fù)載。

那些可以由單相電源供電的負(fù)載稱為單

相負(fù)載。三組單相負(fù)載可以組合成三相

負(fù)載，由三相電源供電，構(gòu)成三相電路,

但這種組合難以保證三相的阻抗參數(shù)完

全相等，一般屬于三相不對稱負(fù)載。

三相負(fù)載可以星形(Y)聯(lián)結(jié)接入三

相電源，也可以三角形(△)聯(lián)結(jié)接入三

相電源，選擇哪種聯(lián)結(jié)方式應(yīng)根據(jù)其額

定電壓及工作需要而定。

(1)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)有中線時(shí)，又稱Y0聯(lián)

結(jié)，三相四線制電路模型如圖4-4(a)所

㈤電路模型

圖4—4

三相四線制電路當(dāng)忽略線路阻抗

時(shí)，負(fù)載上的相電壓、線電壓等于電源

電壓。每相負(fù)載中的電流稱為相電流，

可用歐姆定律分別計(jì)算。

，1=U=蜀0°_的=石z~yi、

ziHI

，2=容=您/-120°-<P2=h/T20°-7Z

由式得出電流與電壓的相量關(guān)系如

圖4-4(b)所示。三相負(fù)載對稱是指各相

阻抗相等，即Zi=Z2=Z3=Z=團(tuán)N9,在三相對稱

電壓作用下，三相對稱負(fù)載的電流計(jì)算

結(jié)果顯然也是幅值相等、頻率相同、相

位互差120。，是三相對稱電流，即

11=Z/-y]

J2=J/-1200-tp>

J3=J/1200-yJ

由相量圖運(yùn)用相量求和可知，這時(shí)

中性線上電流為零，即：

h=h+h+73=Jrv(1+/-1200+/120°)=o

這種情況下(即三相負(fù)載對稱)，中

線可以省掉，成為三相三線制電路。

由圖4-4（a）可知，負(fù)載星形聯(lián)結(jié)電

路由相線輸入的線電流（有效值一般用L

表示），即是每相負(fù)載上流過的相電流

（有效值一般用％表示），于是對稱負(fù)載

星形聯(lián)結(jié)電路有如下關(guān)系

5=4緯1

片J

各線電壓相位分別超前于其下標(biāo)第一字

符所對應(yīng)的相電壓相位30。角。

（2）負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路

負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的電路如圖4-5（a）

所示，各相負(fù)載彼此首尾相連，再引出

三條相線接對稱電源，是三相三線制電

圖4-5對稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)電路

負(fù)載兩端的相電壓等于電源相線間

的線電壓，在忽略線路阻抗時(shí)即電源線

電壓。若仍以電源相電壓次=u也為參考相

量，則三相負(fù)載的相電壓應(yīng)為：

。2=久/30°,口3=4包，)3產(chǎn)以應(yīng)于

各相電流可分別求解：

當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)有4=27=z”=z=|z?可以

算出對稱負(fù)載△聯(lián)結(jié)電路的三相電流是

頻率相同、幅值相等、相位互差120。的

三相對稱電流，即

『12=30一中、

2*23=4/一一.?

；31=4/150-<p