電工學(xué)（第六版）中職PPT完整全套教學(xué)課件

電工學(xué)（第六版）準(zhǔn)備知識(shí)認(rèn)識(shí)電工實(shí)訓(xùn)第一章直流電路第二章單相正弦交流電路第三章三相正弦交流電路第四章變壓器與電動(dòng)機(jī)第五章電力拖動(dòng)控制電路第六章二極管與晶閘管第七章三極管與集成運(yùn)算放大器第八章數(shù)字電路知識(shí)全套可編輯PPT課件一、熟悉電工實(shí)訓(xùn)環(huán)境

電工實(shí)訓(xùn)室實(shí)景電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)常用安全警示標(biāo)志示例禁止合閘禁止啟動(dòng)禁止用水滅火當(dāng)心觸電二、了解電工實(shí)訓(xùn)操作規(guī)程連接電路時(shí)：解拆電路時(shí)：送電順序：斷電順序：三、認(rèn)識(shí)電工常用工具鋼絲鉗螺釘旋具尖嘴鉗偏口鉗剝線鉗電工刀旋具式數(shù)字式筆式筆尾金屬體彈簧小窗氖管高電阻筆尖金屬體測(cè)電筆的結(jié)構(gòu)和樣式測(cè)電筆的正確握法測(cè)電筆的錯(cuò)誤握法（手未接觸筆尾金屬體）注意當(dāng)測(cè)電筆的金屬筆尖已接觸帶電導(dǎo)體時(shí)，切不可用手或身體的其他部位再去接觸筆尖！四、觸電及觸電急救常識(shí)1．電流對(duì)人體的傷害

電流對(duì)人體的傷害分為電擊和電傷兩類。

電流是危害人體的直接因素，通過人體的工頻交流電流達(dá)到10mA會(huì)使人感到麻痹或劇痛，難以擺脫電源，達(dá)到30mA以上且持續(xù)時(shí)間超過1s，就可能危及人的生命。

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常見的電流有直流和交流，交流又分為高頻和工頻。跟直流電、高頻交流電流相比，50Hz的工頻交流電流對(duì)人體的傷害更大。四、觸電及觸電急救常識(shí)2．觸電的主要類型

單相觸電

兩相觸電

跨步電壓觸電四、觸電及觸電急救常識(shí)3．使觸電者脫離電源的方法

拉

切

挑低壓高壓拉閘四、觸電及觸電急救常識(shí)4.觸電急救

發(fā)生觸電事故時(shí),首先要使觸電者迅速脫離電源。確定觸電者脫離電源后,應(yīng)馬上將觸電者移至通風(fēng)、干燥的地方，松開其衣褲，使其仰臥，并檢查其呼吸、心跳情況，觀察瞳孔是否放大。如果觸電者已停止呼吸和心跳,應(yīng)立即采用口對(duì)口人工呼吸法、胸外心臟按壓法和人工心肺復(fù)蘇術(shù)等方法就地施救，直至醫(yī)護(hù)人員到達(dá)。四、觸電及觸電急救常識(shí)

發(fā)現(xiàn)觸電者呼吸停止，但有心跳，這時(shí)應(yīng)立即采取口對(duì)口人工呼吸法進(jìn)行搶救。1.使觸電者身體仰臥，松開其衣領(lǐng)和褲帶，使其頭偏向一側(cè)，清除觸電者口腔中的異物2.搶救者在觸電者一側(cè)，一只手放在觸電者前額，使其頭部后仰，另一只手食指和中指放在觸電者下頜骨處，抬起下頜，使其氣道暢通3.用一只手捏緊觸電者的鼻子，另一只手托在觸電者頸后，將其頸部上抬，深吸一口氣，用嘴貼緊觸電者的嘴，大口吹氣4.吹氣2s后，離開觸電者的嘴，松開捏緊鼻子的手，讓空氣從觸電者肺部排出換氣5.按照步驟3-4的順序操作，每隔5s吹氣一次，必須堅(jiān)持連續(xù)操作，不可中斷，直至觸電者能自行呼吸。四、觸電及觸電急救常識(shí)

通過就地診斷發(fā)現(xiàn)觸電者心跳停止，但呼吸尚存，這時(shí)應(yīng)采取胸外心臟按壓法立即進(jìn)行搶救。1.使觸電者仰臥在硬板或硬質(zhì)地面上，頸部枕墊軟物使其頭部稍后仰，松開其衣領(lǐng)和褲帶，急救者跪跨在觸電者腰部2.急救者將右手掌根部按于觸電者最下一根肋骨和胸骨結(jié)合處的向上二指位置，中指指尖對(duì)準(zhǔn)其頸部凹陷的下緣，左手掌復(fù)壓在右手背上3.急救者掌根用力下壓5cm左右，然后放松。擠壓與放松動(dòng)作要有節(jié)奏，以80-100次/分鐘為宜，必須堅(jiān)持連續(xù)操作，不可中斷，直至觸電者蘇醒為止四、觸電及觸電急救常識(shí)

觸電者喪失意識(shí)，心跳和呼吸全都停止，這時(shí)應(yīng)立即采用人工心肺復(fù)蘇法進(jìn)行搶救（最好在4分鐘以內(nèi)進(jìn)行）。

一人實(shí)施心肺復(fù)蘇法的方法：當(dāng)只有一個(gè)急救者給病人進(jìn)行心肺復(fù)蘇法時(shí)，應(yīng)是每做30次胸外心臟按壓，交替進(jìn)行2次人工呼吸。

二人實(shí)施心肺復(fù)蘇法的方法：

當(dāng)有兩個(gè)急救者給病人進(jìn)行心肺復(fù)蘇法時(shí)，首先兩個(gè)人應(yīng)呈對(duì)稱位置，以便于互相交換。此時(shí)，一個(gè)人做胸外心臟按壓；另一個(gè)人做人工呼吸。每按壓心臟30次，進(jìn)行2次人工呼吸。五、電氣火災(zāi)撲救常識(shí)

電氣火災(zāi)的撲救方法主要分?jǐn)嚯姕缁鸷蛶щ姕缁饍深悺?/p>

1．?dāng)嚯姕缁?/p>

要先斷電，后滅火，滅火時(shí)注意做好絕緣防護(hù)。2．帶電滅火

帶電滅火時(shí)不允許使用泡沫滅火器滅火，一般使用干粉滅火器。干粉滅火器使用方法：拔出保險(xiǎn)銷,按下手柄,將噴口對(duì)準(zhǔn)火源根部掃射,如圖所示。a）提起滅火器c）壓下手柄b）拔出保險(xiǎn)銷d）噴嘴對(duì)準(zhǔn)火焰根部掃射§1-1電路及基本物理量一、電路的組成及作用電路：電流流通的路徑。電路的組成：電源、負(fù)載、導(dǎo)線和控制裝置。實(shí)物接線圖用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡稱電路圖。實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和處理

進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配電能傳輸示意圖信息處理示意圖

電路通常有三種狀態(tài)：

通路：電路構(gòu)成閉合回路，有電流流過。

開路：電路斷開，電路中無電流通過。開路也稱斷路。

短路：短路是電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路。名稱外形圖形符號(hào)文字符號(hào)二極管VD電流表APA電容器C滑動(dòng)變阻器RP電氣圖用圖形符號(hào)（轉(zhuǎn)下頁）名稱外形圖形符號(hào)文字符號(hào)電感器L熔斷器FU三相異步電動(dòng)機(jī)M電壓表PV電池GB（轉(zhuǎn)下頁）V名稱外形圖形符號(hào)文字符號(hào)燈泡EL開關(guān)SA電阻R

1．電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流，在金屬導(dǎo)體中，實(shí)質(zhì)上能定向移動(dòng)的電荷是帶負(fù)電的自由電子。電子方向→←電流方向二、電流在單位時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導(dǎo)體的電流越強(qiáng)。若在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q，則電流I可用下式表示：2．電流的大小式中，I、Q、t的單位分別為A、C、s。

（1）對(duì)交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測(cè)量。（2）電流表應(yīng)串接到被測(cè)量的電路中。電流的大小可用電流表進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)應(yīng)注意：（3）注意直流電流表的正負(fù)極性直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“－”記號(hào)，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測(cè)量，也容易損壞電流表。（4）合理選擇電流表的量程每個(gè)電流表都有一定的測(cè)量范圍，稱為電流表的量程。一般被測(cè)電流的數(shù)值在電流表量程的一半以上，讀數(shù)較為準(zhǔn)確。因此在測(cè)量之前應(yīng)先估計(jì)被測(cè)電流大小，以便選擇適當(dāng)量程的電流表。若無法估計(jì)，可先用電流表的最大量程擋測(cè)量，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)不到1/3刻度時(shí)，再改用較小擋去測(cè)量，直到測(cè)得正確數(shù)值為止。

為了在接入電流表后對(duì)電路的原有工作狀況影響較小，電流表的內(nèi)阻應(yīng)盡量小。習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，因此電流的方向?qū)嶋H上與自由電子和負(fù)離子移動(dòng)的方向相反。

若電流的方向不隨時(shí)間的變化而變化，則稱其為直流電流，簡稱直流，用符號(hào)DC表示。其中，電流大小和方向都不隨時(shí)間變化而變化的電流，稱為穩(wěn)恒直流電；電流大小隨時(shí)間的變化而作周期性變化，但方向不變的稱為脈動(dòng)直流電。若電流的大小和方向都隨時(shí)間作相應(yīng)變化的，稱為交流，用符號(hào)AC表示。3．電流的方向直流電路交流電路

參考方向：在分析和計(jì)算較為復(fù)雜的直流電路時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到某一電流的實(shí)際方向難以確定的問題，這時(shí)可先任意假定電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。如果計(jì)算結(jié)果I>0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相同。如果計(jì)算結(jié)果I<0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相反。如下圖所示電路中，電流參考方向已選定，已知I1=1A，I2=–3A，I3=–5A，試指出電流的實(shí)際方向。三、電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1．電壓電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓，用Uab表示。電壓單位的名稱是伏特，簡稱伏，用V表示。已知圖a中，Uab=-5V；圖b中，Uab=-2V；圖c中，Uab=-4V。試指出電壓的實(shí)際方向。

如果在電路中選定一個(gè)參考點(diǎn)（即零電位點(diǎn)），電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即為該點(diǎn)的電位。2．電位電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電位差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓，即Uab=Ua－Ub，故電壓又稱電位差。下圖所示電路中，已知E1=24V，E2=12V，電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，R1=3Ω，R2=4Ω，R3=5Ω，分別選D點(diǎn)和E

點(diǎn)為參考點(diǎn)，試求A、B、D、E

四點(diǎn)的電位及UAB和UED的值。對(duì)于一個(gè)電源來說，既有電動(dòng)勢(shì)，又有端電壓。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部；而端電壓則是電源加在外電路兩端的電壓，其方向由正極指向負(fù)極。3．電動(dòng)勢(shì)電源將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用電動(dòng)勢(shì)表示，電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)為E，單位為V。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。4．電壓的測(cè)量（1）對(duì)交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測(cè)量。（2）電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端。測(cè)量電壓時(shí)應(yīng)注意：（4）合理選擇電壓表的量程,其方法和電流表相同。（3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“-”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致,即“+”端接高電位,“-”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。電壓的測(cè)量方法：直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“－”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。四、電功和電功率1．電功

電流所做的功,稱為電功，用字母W表示,單位為焦耳(J)。研究表明,電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積，即：式中W、U、I、t的單位分別為J、V、A、s。

電能的另一個(gè)常用單位是千瓦時(shí)(kW·h),即通常所說的1度電,它和焦耳的換算關(guān)系為：a)機(jī)械式b)電子式c)預(yù)付費(fèi)式用來測(cè)量電路消耗電能的儀表稱為電能表。四、電功和電功率2．電功率

電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，用字母P表示，單位為瓦特(W)，其計(jì)算式為：D26—W型便攜式單相功率表a)外形圖b)電壓線圈前接法c)電壓線圈后接法電功率可利用功率表進(jìn)行測(cè)量。四、電功和電功率3．電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。也就是說，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。電流與它流過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系可用下式表示Q的單位是焦耳(J),這種熱也稱焦耳熱。

某電烤箱電阻是5Ω,工作電壓是220V,通電15min能放出多少能量?消耗的電能是多少度?四、電功和電功率4．負(fù)載的額定值

電氣設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為它們的額定電流、額定電壓和額定功率。

電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài)，也稱滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過載或超載。

額定值為100Ω/1W的電阻,兩端允許加的最大直流電壓為多少?允許流過的最大直流電流又是多少?§1-2電阻及其連接一、電阻率和電阻定律電阻率小，電流容易通過的物體稱為導(dǎo)體。電阻率大，幾乎不能通過電流的物體稱為絕緣體。導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體。在一定條件下，某些材料的電阻會(huì)變?yōu)榱?，稱為超導(dǎo)體。導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體接口鍍金或銀，以增強(qiáng)導(dǎo)電性能半導(dǎo)體材料制成的集成電路絕緣材料制成底板橡膠絕緣體金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體塑料絕緣體橡膠絕緣體木柄、絕緣金屬、導(dǎo)電金屬、導(dǎo)電塑料、絕緣常用電工工具導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積，可按下式計(jì)算：式中ρ稱為材料的電阻率，電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。二、常用電阻器電阻器也簡稱電阻。類型名稱外形電路符號(hào)固定電阻器碳膜電阻器線繞電阻器金屬膜電阻器（轉(zhuǎn)下頁）類型名稱外形電路符號(hào)可變電阻器滑動(dòng)變阻器帶開關(guān)電位器微調(diào)電位器RPRP黑000×100—棕111×101+1%紅222×102+2%橙333×103—固定電阻色環(huán)的識(shí)讀黃444×104—綠555×105—藍(lán)666×106—紫777×107—（轉(zhuǎn)下頁）灰888×108—白999×109—金———10－1+5%銀———10－2+10%（轉(zhuǎn)下頁）電阻上面常用四道色環(huán)或五道色環(huán)來表示電阻值。阻值為27kΩ、允許偏差±5%的電阻器阻值為17.4Ω、允許偏差為±1%的電阻器敏感電阻是指對(duì)溫度、電壓、濕度、光照、氣體、磁場(chǎng)、壓力等作用敏感的電阻器。如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻等。敏感電阻器熱敏電阻壓敏電阻濕敏電阻光敏電阻電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負(fù)溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻,電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱正溫度系數(shù)(PTC)的熱敏電阻。熱敏電阻的應(yīng)用1．電阻的串聯(lián)

像這樣把多個(gè)元件逐個(gè)順次連接起來,就組成了串聯(lián)電路。三、電阻的連接電阻的串聯(lián)電路

a)電阻的串聯(lián)電路b)等效電路三、電阻的連接電阻串聯(lián)電路具有以下特點(diǎn):(1)電路中流過每個(gè)電阻的電流都相等。(2)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和,即(3)電路的等效電阻(即總電阻)等于各串聯(lián)電阻之和,即三、電阻的連接電阻串聯(lián)電路具有以下特點(diǎn)：(4)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與它的阻值成正比,即上式表明,在電阻串聯(lián)電路中，阻值越大的電阻分配到的電壓越大；反之電壓越小。三、電阻的連接

有一只萬用表,表頭等效內(nèi)阻Ra=10kΩ,滿刻度電流(即允許通過的最大電流)Ia=50mA,如改裝成量程為10V的電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的電阻?2．電阻的并聯(lián)

像這樣把多個(gè)元件并列地連接起來,由同一電壓供電,就組成了并聯(lián)電路。電阻并聯(lián)電路具有以下特點(diǎn)：(1)電路中各電阻兩端的電壓相等,且等于電路兩端的電壓。

像這樣把多個(gè)元件并列地連接起來,由同一電壓供電,就組成了并聯(lián)電路。電阻并聯(lián)電路具有以下特點(diǎn):(2)電路的總電流等于流過各電阻的電流之和,即(3)電路的等效電阻(即總電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,即(4)電路中通過各支路的電流與支路的阻值成反比,即上式表明,阻值越大的電阻所分配到的電流越小,反之電流越大。3．電阻的混聯(lián)

既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為電阻混聯(lián)電路。

電阻混聯(lián)電路及其等效電路

已知圖中的R1=R2=R3=R4=R5=1Ω,求A、B間的等效電阻RAB等于多少?解：圖中R3和R4依次相連,中間無分支,它們是串聯(lián),其等效電阻為R'=R3+R4=1+1=2Ω§1-3全電路歐姆定律一、部分路歐姆定律

只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱為部分電路，

導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。公式為部分電路

如果以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，可畫出電阻的U/I關(guān)系曲線，即伏安特性曲線。電阻元件的伏安特性曲線是直線時(shí)，稱為線性電阻其電阻值可認(rèn)為是不變的常數(shù)。如果不是直線，則稱為非線性電阻?！?-3全電路歐姆定律二、全電路歐姆定律全電路是含有電源的閉合電路。電源內(nèi)部的電路稱內(nèi)電路；電源內(nèi)部的電阻稱內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。電源外部的電路稱外電路；外電路中的電阻稱外電阻。簡單的全電路全電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。公式：電源電動(dòng)勢(shì)等于U外和U內(nèi)之和。全電路歐姆定律又可表述為：電源電動(dòng)勢(shì)E=U內(nèi)+U外二、電路的三種狀態(tài)電源端電壓U與電源電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系為：U=E－Ir

電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性稱為電源的外特性，其關(guān)系特性曲線稱為電源的外特性曲線。電源端電壓U隨著電流I的增大而減小。電源內(nèi)阻越大，直線傾斜得越厲害；直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)的大小（I=0時(shí)，U=E）。電源的外特性曲線電路的三種狀態(tài)1．有載開關(guān)SA接到位置“3”時(shí)，電路處于有載狀態(tài)。電路中電流為端電壓與輸出電流的關(guān)系為電路有載狀態(tài)開關(guān)SA接到位置“2”時(shí)，電路處于開路狀態(tài)。2．開路（斷路）即：電源的開路電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。電路開路狀態(tài)3．短路

開關(guān)SA接到位置“1”時(shí)，相當(dāng)于電源兩極被導(dǎo)線直接相連。電路中短路電流為由于電源內(nèi)阻一般都很小，所以短路電流極大。此時(shí)電源對(duì)外輸出電壓電路短路狀態(tài)§1-4基爾霍夫定律試試能用電阻串、并聯(lián)化簡，并用歐姆定律求解嗎？不能用電阻串、并聯(lián)化簡求解的電路稱為復(fù)雜電路。分析復(fù)雜電路要應(yīng)用基爾霍夫定律。電路的基本術(shù)語支路電路中的每一個(gè)分支稱為一條支路。它由一個(gè)或幾個(gè)相互串聯(lián)的元件所構(gòu)成。含有電源的支路稱有源支路，不含電源的支路稱無源支路。節(jié)點(diǎn)3條或3條以上支路所匯成的交點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn)?；芈泛途W(wǎng)孔

電路中任一閉合路徑都稱回路。一個(gè)回路可能只含一條支路，也可能包含幾條支路。其中，最簡單的不含有之路的回路又稱獨(dú)立回路或網(wǎng)孔。一、基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律。它指出：在任一瞬間，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即∑I進(jìn)

=∑I出對(duì)于節(jié)點(diǎn)O有I1+I2=I3+I4+I5可將上式改寫成I1+I2

－I3

－I4－I5=0因此得到∑I=0即對(duì)任一節(jié)點(diǎn)來說:流入（或流出）該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。在應(yīng)用基爾霍夫第一定律求解未知電流時(shí)，可先任意假設(shè)支路電流的參考方向，列出節(jié)點(diǎn)電流方程。通?？蓪⒘鬟M(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流取正，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)，再根據(jù)計(jì)算值的正負(fù)來確定未知電流的實(shí)際方向。有些支路的電流可能是負(fù)，這是由于所假設(shè)的電流方向與實(shí)際方向相反?；鶢柣舴虻谝欢煽梢酝茝V應(yīng)用于任一假設(shè)的閉合面（廣義節(jié)點(diǎn)）。上圖電路中閉合面所包圍的是一個(gè)三角形電路，它有3個(gè)節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用基爾霍夫第一定律可以列出IC=ICA-IBCIA=IAB-ICAIB=IBC-IAB上面三式相加得IA＋I(xiàn)B＋I(xiàn)C=0 或∑I=0即流入此閉合面的電流恒等于流出該閉合面的電流。

下圖中，I1=2A，I2=-3A，I3=-2A，試求I4。解：由基爾霍夫第一定律可知I1-I2+I3-I4=0代入已知值2-(-3)+(-2)-I4=0可得I4=3A二、基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律。它指出：在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。用公式表示為∑U=0按虛線方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電流的參考方向可列出UAB+UBC+UCD+UDA=0即E1－I1R1

＋E2－I2R2=0或E1+E2=I1R1+I2R2

由此，可得到基爾霍夫第二定律的另一種表示形式∑E=∑IR

即在任一回路循環(huán)方向上，回路中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和恒等于電阻上電壓降的代數(shù)和。

在應(yīng)用基爾霍夫第二定律分析回路時(shí)，凡電動(dòng)勢(shì)的方向與所選回路循環(huán)方向一致者，取正，反之取負(fù)；凡電流的參考方向與回路循環(huán)方向一致者，該電流在電阻上所產(chǎn)生的電壓降取正，反之取負(fù)。

基爾霍夫第二定律也可以推廣應(yīng)用于不完全由實(shí)際元件構(gòu)成的假想回路。圖電路中，A、B兩點(diǎn)并不閉合，但仍可將A、B兩點(diǎn)間電壓列入回路電壓方程，可得∑U=UAB+I2R2

-I1R1=0三、支路電流法

支路電流法是的一種基本方法。它是以電路中每條支路的電流為未知量，對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)、獨(dú)立回路(網(wǎng)孔)分別應(yīng)用基爾霍夫電流定律、電壓定律列出相應(yīng)的方程，從而解得支路電流。下圖所示電路中，E1=18V，E2=9V，R1=R2=1Ω，R3=4Ω，求各支路電流。解：（1）標(biāo)出各支路電流參考方向和獨(dú)立回路的繞行方向，應(yīng)用基爾霍夫第一定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程。I1+I2=I3（2）應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出回路電壓方程。對(duì)于回路1有E1=I1R1+I3R3對(duì)于回路2有E2=I2R2+I3R3代入已知值，整理得聯(lián)立方程I1+I2-I3=0I1+4I3=18I2+4I3=9（3）解聯(lián)立方程得I1=6A（實(shí)際方向與假設(shè)方向相同）I2=-3A（實(shí)際方向與假設(shè)方向相反）I3=3A（實(shí)際方向與假設(shè)方向相同）支路電流參考方向和獨(dú)立回路繞行方向可以任意假設(shè)，繞行方向一般取與電動(dòng)勢(shì)方向一致，對(duì)具有兩個(gè)以上電動(dòng)勢(shì)的回路，則取電動(dòng)勢(shì)大的為繞行方向?！?-1正弦交流電的基本概念計(jì)算機(jī)中的直流電源一、正弦交流電的產(chǎn)生交流電與直流電的根本區(qū)別是：直流電的方向不隨時(shí)間的變化而變化，交流電的方向則隨時(shí)間的變化而變化。穩(wěn)恒直流電

：電壓的大小和方向都不隨時(shí)間而變化正弦交流電

：電壓的大小和方向按正弦規(guī)律變化非正弦交流電

：一系列正弦交流電疊加合成的結(jié)果1.交流電的概念恒穩(wěn)直流電正弦交流電三角波電壓信號(hào)方波電壓信號(hào)2.交流電的產(chǎn)生正弦交流電的產(chǎn)生設(shè)備：交流電可以由交流發(fā)電機(jī)提供，也可由振蕩器產(chǎn)生。交流發(fā)電機(jī)主要是提供電能，振蕩器主要是產(chǎn)生各種交流信號(hào)。整個(gè)線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=2Blvsinωt2Blv為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，設(shè)為Em，則上式稱為正弦交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，也稱解析式。正弦交流電壓、電流等表達(dá)式與此相似。正旋交流電的產(chǎn)生若從線圈平面與中性面成一夾角開始計(jì)時(shí)，則正弦交流電壓、電流等表達(dá)式與此相似。實(shí)際應(yīng)用的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)大型水力發(fā)電機(jī)組

二、正弦交流電的基本物理量周期：交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間，用符號(hào)T表示，單位是s。頻率：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，用符號(hào)f表示，單位是Hz。角頻率：正弦交流電1秒內(nèi)變化的電角度，用符號(hào)ω表示，單位是rad/s。1.周期、頻率、角頻率

最大值：正弦交流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標(biāo)m表示，如Em、Um、Im。有效值：加在同樣阻值的電阻上，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生與交流電作用下相等的熱量的直流電的大小。有效值用大寫字母表示，如E、U、I。2.正弦交流電的最大值、有效值正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關(guān)系：有效值=×最大值≈0.707×最大值交流電的有效值相位在式中,表示在任意時(shí)刻線圈平面與中性面所成的角度，這個(gè)角度稱為相位角，也稱相位或相角，它反映了交流電變化進(jìn)程。其中，為正弦量t=0時(shí)的相位，稱為初相位，也稱初相角或初相。3.正弦交流電的相位與相位差相位差兩個(gè)同頻率交流電的相位之差稱為相位差，用符號(hào)表示，即兩個(gè)同頻率交流電的相位差就等于它們的初相之差。e1超前e2e1與e2同相e1與e2反相e1與e2正交正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。最大值、角頻率和初相位稱為正弦交流電的三要素。

已知兩正弦電動(dòng)勢(shì)分別是：e1=100sin(100πt+60°)V,

求:(1)各電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值。(2)頻率、周期。(3)相位、初相位、相位差。(4)波形圖。(4)波形圖如圖所示：u1=3sin（314t+30°）Vu2=4sin（314t-60°）V三、正弦交流電的相量圖表示法在實(shí)際應(yīng)用中，常采用相量圖表示法來解決這一問題。u1=3sin（314t+30°）V相量求和正弦量都可以用這樣一個(gè)長度對(duì)應(yīng)有效值、與參考方向夾角對(duì)應(yīng)初相的有向線段來表示，這個(gè)量稱為相量，一般用符號(hào)來表示。應(yīng)用相量圖時(shí)注意以下幾點(diǎn)：1.同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應(yīng)相同。2.同一相量圖中，相同單位的相量應(yīng)按相同比例畫出。

3.一般取直角坐標(biāo)軸的水平正方向?yàn)閰⒖挤较?，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為正，反之為負(fù)。有時(shí)為了方便起見，也可在幾個(gè)相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標(biāo)軸。4.用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運(yùn)算可按平行四邊形法則進(jìn)行。一個(gè)正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法，它們有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但在數(shù)學(xué)上并不相等，如果寫成則是錯(cuò)誤的?！?-2電容器和電感器

電容器通常簡稱電容，電感器通常簡稱電感，在電工和電子技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，而且經(jīng)常一起配合使用。下圖所示為某收音機(jī)內(nèi)部實(shí)物圖，可以看到其中用作接收天線的電感線圈和用于調(diào)臺(tái)的雙聯(lián)電容器及其他電容器。天線線圈（電感器）雙聯(lián)電容器電解電容器雙聯(lián)電容器

兩個(gè)相互絕緣又靠得很近的導(dǎo)體就組成了一個(gè)電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的兩個(gè)極板，中間的絕緣材料稱為電容器的介質(zhì)。1．電容器的結(jié)構(gòu)和類型一、電容器

電力電容電解電容瓷介電容滌綸電容可變電容微調(diào)電容

電容器按電容量是否可變，分為固定電容器和可變電容器；按絕緣介質(zhì)的不同又可分為空氣、紙質(zhì)、云母、陶瓷、滌綸、聚苯乙烯、金屬化紙質(zhì)、電解、金屬鉭電容等。電容量是反映電容器儲(chǔ)存電荷能力的一個(gè)物理量，它在數(shù)值上等于電容器在單位電壓作用下所儲(chǔ)存的電荷量，即：電容的單位是法拉，簡稱法，用F表示，常用較小的單位有微法（μF）和皮法（pF）。其換算關(guān)系為：1法拉

微法=109納法=1012皮法1F=106μF=109nF=1012pF2．電容量電容量也簡稱電容。它只與電容器的極板正對(duì)面積、極板間距離以及極板間電介質(zhì)的特性有關(guān)；而與外加電壓的大小，電容器帶電多少等外部條件無關(guān)。

式中S、d、C的單位分別是m2、m、F，介電常數(shù)ε的單位是F/m。真空中的介電常數(shù)ε0≈8.86×10-12F/m，某種介質(zhì)的介電常數(shù)ε與ε0之比，稱該介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，用εr表示。用介電常數(shù)較大的物質(zhì)作為電容器的電介質(zhì)可顯著增大電容，而且能做成很小的極板間隔，因而應(yīng)用很廣。任何兩個(gè)導(dǎo)體之間都存在著電容。

（1）電容器的充電

當(dāng)開關(guān)S置于A端，電源E通過電阻R對(duì)電容器C開始充電。起初，充電電流

較大，但隨著電容器C兩端電荷的不斷積累，形成的電壓

越來越高，它阻礙了電源對(duì)電容器的充電，使充電電流越來越小，當(dāng)電容器兩端電壓達(dá)到了最大值E時(shí)，則不再變化，電流為零。故在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電容相當(dāng)于開路，這就是電容的隔直作用。3.電容器的充電和放電

（2）電容器的放電

當(dāng)電容器兩端充足電后，若將開關(guān)S置于B端，電容器通過電阻R開始放電。起初放電電流

很大，但隨著電容器C兩端電荷的不斷減少，電壓

越來越低，放電電流越來越小，直至為零，這時(shí)電容器兩端的電壓也為零。3.電容器的充電和放電

在電容器的充、放電的過程中，電容器兩端電壓發(fā)生變化，其電荷量也發(fā)生了變化，電荷在電路中移動(dòng)，便形成了電流。電容電流與其兩端電壓的變化率成正比，。即只有當(dāng)電容上電壓隨時(shí)間變化時(shí)，電容上才有電流流過，因此電容為動(dòng)態(tài)元件。

當(dāng)電容兩端的電壓增大時(shí)，電場(chǎng)能量增大，在此過程中，電容從電源取用電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能量；當(dāng)電容兩端的電壓減小時(shí)，電場(chǎng)能量減小，電容釋放能量，電場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為電能?？梢婋娙萜魇且环N儲(chǔ)能元件。

（1）標(biāo)稱電容量

電容器的外殼上標(biāo)出的電容量值稱為標(biāo)稱電容量。（2）允許偏差

電容器的允許偏差常用的有±2%、±5%、±10%、±20%等幾種。通常電容量越小，允許偏差越小。（3）額定電壓

額定電壓又稱為耐壓，是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，可以連續(xù)加在電容器上而不損壞電容器的最大直流電壓。在使用過程中，加在電容器兩端的實(shí)際電壓不能超過此數(shù)值。常用固定電容器的額定電壓有10V、16V、25V、50V、100V、160V、250V、400V、2500V等。4.電容器的主要參數(shù)

當(dāng)電容器外接交流電時(shí)，電源與電容器之間不斷地充電和放電，電容器對(duì)交流電也會(huì)有阻礙作用，我們把電容對(duì)交流電的阻礙作用稱為容抗，用XC表示，容抗的單位也是歐姆（Ω）。容抗的計(jì)算式為：

電容的容抗與頻率的關(guān)系可以簡單概括為：隔直流，通交流，阻低頻，通高頻。因此電容也被稱為高通元件。5.容抗—電容對(duì)交流電的阻礙作用電容器的簡易檢測(cè)1．檢測(cè)電容器時(shí)，手指不要接觸到表筆和電容器引腳，以免人體電阻對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來影響。2．如果是在線檢測(cè)大容量電容器，應(yīng)在電路斷電后，先用導(dǎo)線將被測(cè)電容器的兩個(gè)引腳相碰一下，放掉可能存在的電荷，對(duì)于容量很大的電容器則要用100Ω左右電阻來放電。3．由于小容量電容器，漏電阻很大，所以測(cè)量時(shí)應(yīng)用R×10k擋，這樣測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確。檢測(cè)電容器的注意事項(xiàng)§2-2電容器和電感器

二、電感器1.電感器的結(jié)構(gòu)、類型和符號(hào)

電感器是由銅導(dǎo)線繞成的圓筒狀線圈。線圈的內(nèi)腔有空的，也有的是鐵心或鐵氧體心，加入鐵心或鐵氧體心的目的是，能把磁感線更緊密地約束在電感的周圍，能更有效地發(fā)揮其功能。雙聯(lián)電容器

帶磁心可調(diào)電感器空心電感線圈色碼電感器帶磁心的電感器貼片電感器鐵心線圈

常用電感外形

電感量是反映電感器抗拒電流變化能力的一個(gè)物理量,它在數(shù)值上等于當(dāng)電流以1安培/秒的變化速率通過電感器時(shí)，它能產(chǎn)生多少伏特的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

電感量的大小與線圈的匝數(shù)、形狀、大小及磁心的材料有關(guān)?？招碾姼衅鳎ㄒ卜Q線性電感器）的電感量大小取決于自身結(jié)構(gòu)，與線圈是否通電及通電大小無關(guān)。

電感量用符號(hào)L表示，單位是亨利，用字母H表示。實(shí)際常取毫亨（

）和微亨（

）作為電感量的單位，換算關(guān)系如下：電感量更小的單位還有納亨（nH）和皮亨（pH）。1H=109nH=1012pH2.電感量電感量也簡稱電感。

電感兩端的電壓與通過電流的變化率成正比，當(dāng)電流不隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)(直流電流)，則電感元件兩端電壓為零，這時(shí)電感元件相當(dāng)于短路。當(dāng)流過電感的電流增大時(shí)，磁場(chǎng)能量增大，在此過程中，電感從電源取用電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能量；當(dāng)流過電感的電流減小時(shí)，磁場(chǎng)能量減小，電感釋放能量，磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為電能?？梢婋姼衅饕彩且环N儲(chǔ)能元件。（1）標(biāo)稱電感量

電感器的外殼上標(biāo)出的電感量值稱為標(biāo)稱電感量。（2）額定電流

通常是指允許長時(shí)間通過電感元件的直流電流值。選用電感元件是看其額定電流值，一般要稍大于電路中流過的最大電流。（3）品質(zhì)因數(shù)

品質(zhì)因數(shù)也稱Q值，是衡量電感器儲(chǔ)存能量損耗率的一個(gè)物理量。Q值大，說明線圈的損耗小，效率高。收音機(jī)選頻電路的Q值越高，對(duì)信號(hào)的選擇性越好。3.電感器的主要參數(shù)

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)刻起著阻礙電流變化的作用，我們把電感對(duì)交流電的阻礙作用稱為感抗，用XL表示。

感抗的單位也是歐姆（Ω）。線圈自感系數(shù)越大，感抗越大；交流電頻率越高，線圈感抗也越大。感抗的計(jì)算式為：

電感的感抗與頻率的關(guān)系可以簡單概括為：“通直流，阻交流，通低頻，阻高頻”，因此電感也稱為低通元件。

4.感抗—電感對(duì)交流電的阻礙作用檢測(cè)電感器

電感器的直流電阻很小，通常只有幾歐或幾十歐，線徑越細(xì)，圈數(shù)越多，電阻值越大。一般情況下用萬用表R×1電阻擋測(cè)量，只要能測(cè)出電阻值，即可認(rèn)為電感器是正常的；如果測(cè)量結(jié)果為無窮大，說明電感器已經(jīng)開路?！?-3純電阻、純電感、純電容交流電路交流電路中如果只考慮電阻的作用，這種電路稱為純電阻電路。純電阻應(yīng)用實(shí)例

一、純電阻交流電路1.電流與電壓的相位關(guān)系上式表明，在正弦電壓的作用下，電阻中通過的電流也是一個(gè)同頻率的正弦交流電流，且與加在電阻兩端的電壓同相位。設(shè)加在電阻兩端的電壓為u=實(shí)驗(yàn)證明，在任一瞬間通過電阻的電流i仍可用歐姆定律計(jì)算，即i==電路圖相量圖功率曲線圖波形圖，則得2.電流與電壓的數(shù)量關(guān)系通過電阻的最大電流若把上式兩邊同除以這說明，在純電阻電路中，電流與電壓的瞬時(shí)值、最大值、有效值都符合歐姆定律。3.功率

在任一瞬間，電阻中電流瞬時(shí)值與同一瞬間的電阻兩端電壓的瞬時(shí)值的乘積，稱為電阻獲取的瞬時(shí)功率，用表示，即由于電流和電壓同相，所以P在任一瞬間的數(shù)值都大于或等于零，這就說明電阻總是要消耗功率，因此，電阻是一種耗能元件。

由于瞬時(shí)功率時(shí)刻變動(dòng)，不便計(jì)算，通常用電阻在交流電一個(gè)周期內(nèi)消耗的功率的平均值來表示功率的大小，叫做平均功率。平均功率又稱有功功率，用P表示，單位仍是瓦（W）。電壓、電流用有效值表示時(shí)，平均功率P的計(jì)算與直流電路相同，即

已知某白熾燈的額定參數(shù)為220V/100W，其兩端所加電壓為試求：1．交流電的頻率；2．白熾燈的工作電阻；3．白熾燈的有功功率。解:1．交流電的頻率為2．白熾燈的工作電阻為3．白熾燈的有功功率為§2-3純電阻、純電感、純電容交流電路

二、純電感交流電路

由電阻很小的電感線圈組成的交流電路,可以近似地看做是純電感電路。1.電流與電壓的關(guān)系純電感電路歐姆定律的表達(dá)式：感抗只是電壓與電流最大值或有效值的比值，而不是電壓與電流瞬時(shí)值的比值，即，這是因?yàn)閡和i的相位不同。設(shè)電流i為參考正弦量，電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式為在純電感交流電路中，電壓比電流超前90°，即電流比電壓滯后90°。電路圖相量圖功率曲線圖波形圖2.功率有功功率表無功功率表瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)，有時(shí)為正值，有時(shí)為負(fù)值。瞬時(shí)功率為正值，說明電感從電源吸收能量轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來；瞬時(shí)功率為負(fù)值，說明電感又將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能返還給電源。瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)吸收的能量與釋放的能量相等。也就是說純電感電路不消耗能量，它是一種儲(chǔ)能元件。

不同的電感與電源轉(zhuǎn)換能量的多少也不同，通常用瞬時(shí)功率的最大值來反映電感與電源之間轉(zhuǎn)換能量的規(guī)模，稱為無功功率，用QL表示，單位是乏（var）。其計(jì)算式為

一個(gè)0.7H的電感線圈,電阻可以忽略不計(jì)。(1)先將它接在220V、50Hz的交流電源上,試求流過線圈的電流和電路的無功功率;(2)若電源頻率為500Hz,其他條件不變,流過線圈的電流將如何變化?解:(1)線圈的感抗流過線圈的電流電路的無功功率解:(2)當(dāng)時(shí)f=500Hz時(shí)可見,頻率增高,感抗增大,電流減小。§2-3純電阻、純電感、純電容交流電路把電容器接到交流電源上,如果電容器的電阻等可以忽略不計(jì),可以把這種電路近似地看成是純電容電路。

三、純電容交流電路純電容電路歐姆定律的表達(dá)式為：1.電流與電壓的關(guān)系在純電容電路中,電流與電壓成正比,與容抗成反比。設(shè)電壓uC為參考正弦量,電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式為純電容電路中電壓與電流的相量圖和波形圖如下圖所示,對(duì)照波形圖可見,在uC從零增加的瞬間,電壓變化率

最大,電流i的值也最大,隨著電壓的增加,電壓變化率逐漸減小。當(dāng)uC達(dá)到最大值時(shí),電壓變化率

為零,電流i也變?yōu)榱?。其余可類推?.功率電容也是儲(chǔ)能元件。瞬時(shí)功率為正值電容從電源吸收能量轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來瞬時(shí)功率為負(fù)值電容將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能返還給電源純電容電路不消耗功率，平均功率為零。純電容電路的無功功率為容量為40μF的電容接在一交流電源上，電源電壓為試求：（4）電路的無功功率。（1）電容的容抗。（2）電流的有效值。（3）電流瞬時(shí)值表達(dá)式。解：（1）電容的容抗（2）電流的有效值（3）電流的瞬時(shí)值表達(dá)式（4）電路的無功功率§2-4RLC串聯(lián)電路一、電流與電壓的關(guān)系RLC串聯(lián)電路的總電壓瞬時(shí)值等于多個(gè)元件上電壓瞬時(shí)值之和，即對(duì)應(yīng)的相量關(guān)系為由于uR、uL和uC的相位不同，所以總電壓的有效值不等于各個(gè)元件上電壓有效值之和。以電流為參考相量，畫出相量圖。由相量圖可得：UL>UC，φ>0UL<UC，φ<0UL=UC，φ=0RLC串聯(lián)電路相量圖將UR=IR、UL=IXL、UC=IXC代入上式，可得式中X=XL—XC，稱為電抗， 稱為阻抗，單位是Ω。φ稱為阻抗角，它就是總電壓與電流的相位差，即二、電路的三種性質(zhì)1．電感性電路當(dāng)XL>XC時(shí)，則UL>UC，阻抗角φ

>0，電路呈電感性，電壓超前電流角。2．電容性電路當(dāng)XL<XC時(shí)，則UL<UC，阻抗角φ

<0，電路呈電容性,電壓滯后電流角。3．電阻性電路當(dāng)XL=XC時(shí)，則UL=UC，阻抗角φ

=0，電路呈電阻性，且總阻抗最小，電壓和電流同相。此時(shí)，電感和電容的無功功率恰好相互補(bǔ)償。電路的這種狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。電壓與電流有效值的乘積定義為視在功率，用S表示，單位為伏·安（VA）。視在功率并不代表電路中消耗的功率，它常用于表示電源設(shè)備的容量。視在功率S與有功功率P和無功功率Q的關(guān)系為式中 ，稱為功率因數(shù)，它表示電源功率被利用的程度。三、功率電壓三角形、阻抗三角形和功率三角形電壓相量圖電壓三角形阻抗三角形功率三角形RLC串聯(lián)電路的三個(gè)三角形

1.諧振頻率

在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)電路發(fā)生諧振時(shí)，XL=XC，即可得稱為諧振頻率。四、RLC串聯(lián)諧振電路

2.品質(zhì)因數(shù)

電路串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓有可能大于電源電壓，因此串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。通常把UL或UC與電壓U的比值稱為品質(zhì)因數(shù)，用Q表示，即

在無線電技術(shù)中，常利用諧振電路從眾多的電磁波中選出我們所需要的信號(hào)，這一過程稱為調(diào)諧?！?-5提高功率因數(shù)的意義和方法

指針式功率因數(shù)表低壓開關(guān)柜中的電容器組企業(yè)所用交流設(shè)備多數(shù)為感性負(fù)載。計(jì)算感性負(fù)載有功功率應(yīng)用下式：在感性電路中，感性負(fù)載的功率因數(shù)也就是說，電路中還有一部分能量并沒有消耗在負(fù)載上，而是與電源之間反復(fù)進(jìn)行交換，這就是無功功率，它占用了電源的部分容量。一、提高功率因數(shù)的意義1．充分利用電源設(shè)備的容量如果一個(gè)電源的額定電壓為UN，額定電流為IN，那么它的額定容量即額定視在功率SN=UNIN設(shè)電源容量為SN=40kV·A，則帶40W（cosφ=0.4）的熒光燈，可帶400盞；帶40W（cosφ

=1）的白熾燈，可帶1000盞。2．減小輸電線路的功率損耗在電源電壓一定的情況下，對(duì)于相同功率的負(fù)載，功率因數(shù)越低，電流越大，供電線路上電壓降和功率損耗也越大。如果供電線路上的電壓降過大，就會(huì)造成電網(wǎng)末端的用電設(shè)備長期處于低壓運(yùn)行狀態(tài)，影響其正常工作。為了減少電能損耗，改善供電質(zhì)量，就必須提高功率因數(shù)。二、提高功率因數(shù)的方法合理選用電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)的容量與被拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載配套，避免“大馬拖小車”的現(xiàn)象。應(yīng)盡量不要讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)；對(duì)于負(fù)載有變化且經(jīng)常處于輕載運(yùn)行狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過程中，采用△—Y接線的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使電路的功率因數(shù)提高。并接電容器補(bǔ)償

電容器與感性負(fù)載并聯(lián)a）電路圖b）相量圖智能無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器集中補(bǔ)償初投資較少，且便于控制和維護(hù)，所以應(yīng)用更為廣泛。個(gè)別補(bǔ)償適用于負(fù)荷較穩(wěn)定且無功功率較大的設(shè)備。目前，大多采用智能無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器。電容器個(gè)別補(bǔ)償§3-1三相正弦交流電架空的三相輸電線

三相異步電動(dòng)機(jī)電源線三相交流電的優(yōu)點(diǎn)

1．三相發(fā)電機(jī)比體積相同的單相發(fā)電機(jī)輸出的功率大。

2．三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)不比單相發(fā)電機(jī)復(fù)雜多少，而使用、維護(hù)都比較方便，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比單相發(fā)電機(jī)的振動(dòng)要小。

3．在同樣條件下輸送同樣大的功率時(shí)，特別是在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，三相輸電比單相輸電節(jié)約材料。

4．從三相電力系統(tǒng)中可以很方便地獲得三個(gè)獨(dú)立的單相交流電。當(dāng)有單相負(fù)載時(shí)，可使用三相交流電中的任意一相。一、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生轉(zhuǎn)子是電磁鐵，其磁極表面的磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布三相交流發(fā)電機(jī)示意圖電樞繞組三相繞組及其電動(dòng)勢(shì)

eU=Emsin（ωt+0°）VeV=Emsin（ωt－120°）Vew=Emsin（ωt+120°）V三個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大值（或零）的先后次序稱為相序。

規(guī)定各相電動(dòng)勢(shì)的正方向是從線圈的末端指向始端，即電流從始端流出時(shí)為正，反之為負(fù)。正序：UVWU負(fù)序：UWVU三相繞組始端分別用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分別稱為U相，V相，W相。發(fā)電機(jī)的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃（U）、綠（V）、紅（W）三種顏色作為標(biāo)志。三個(gè)繞組在空間位置上彼此相隔120°。三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的波形圖和相量圖

波形圖相量圖

電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與電源相序的關(guān)系

正序接線調(diào)換相序二、三相四線制供電三相四線制是把發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈的末端連接在一起，成為一個(gè)公共端點(diǎn)（稱中性點(diǎn)）。從中性點(diǎn)引出的輸電線稱為中性線，簡稱中線；接地的中性線稱為零線。零線或中線所用導(dǎo)線一般用黃綠相間色表示。從三個(gè)線圈始端引出的輸電線稱為端線或相線，俗稱火線。

有時(shí)為了簡便，常不畫發(fā)電機(jī)的線圈連接方式，只畫四根輸電線表示相序。三相四線制電路相線與相線之間的電壓，稱線電壓，分別用表示。相線與中性點(diǎn)之間的電壓，稱相電壓，分別用表示。線電壓與相電壓之間的關(guān)系為利用幾何知識(shí)可以得到：即：線電壓總是超前于對(duì)應(yīng)的相電壓30°。三個(gè)相電壓只有在對(duì)稱時(shí)其和為零，而線電壓無論對(duì)稱與否其和均為零，即：三、三相五線制供電目前，許多新建的民用建筑在配電布線時(shí)，已采用三相五線制，設(shè)有專門的保護(hù)零線。三相五線制供電單相三孔插座三相五線制供電系統(tǒng)示意圖

四、三相三線制供電三相三線制就是三相電源星形連接時(shí)，中性線不引出，有3根相線對(duì)外供電。三相三線制供電只能向三相用電器供電，提供線電壓，不能向單相用電器供電，主要用于高壓供電線路和低壓動(dòng)力線路。三相三線制供電§3-2三相負(fù)載的連接方式各相負(fù)載相同的三相負(fù)載稱為對(duì)稱三相負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)、三相變壓機(jī)、三相電阻爐等。工廠中許多電氣設(shè)備都需要由三相電源供電,這樣的負(fù)載稱為三相負(fù)載。兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌電動(dòng)機(jī)采用星形接法電動(dòng)機(jī)采用三角形接法接法一、三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負(fù)載的星形連接（常用“Y”標(biāo)記）。三相負(fù)載的星形連接電流相量圖負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。在忽略輸電線上的電壓降時(shí)，負(fù)載的相電壓就等于電源的相電壓，電源的線電壓為負(fù)載相電壓的倍，即流過每相負(fù)載的電流稱為相電流。流過每根相線的電流稱為線電流。線電流和相電流的大小關(guān)系為：流過中線的電流稱為中線電流。若三相負(fù)載對(duì)稱，則各負(fù)載中的相電流也相等，而且三個(gè)相電流的相位差也互為120°。中線電流為各相電流的相量和，由相量圖可知三個(gè)相電流的相量和為零。即

已知加在星形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)上的對(duì)稱電源線電壓為380V，每相電阻為6Ω，感抗為8Ω，求流入電動(dòng)機(jī)每相繞組的相電流及各線電流。解：由于電源電壓對(duì)稱，各相負(fù)載也對(duì)稱，則各相電流應(yīng)相等。因?yàn)?/p>

所以

星形連接的特點(diǎn)三相對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)：

1．各相負(fù)載相電壓相等，均等于電源相電壓。

2．流過三相對(duì)稱負(fù)載的各相電流相等，線電流的大小等于相電流。

3．有中線時(shí)，流過三相不對(duì)稱負(fù)載的各相電流不相等，中線電流不等于零。

4．有中線時(shí)，各相負(fù)載相電壓相等，均等于電源相電壓，各相負(fù)載能正常工作。5．無中線時(shí)，各相負(fù)載相電壓不相等，阻抗小的負(fù)載相電壓減小，阻抗大的負(fù)載相電壓增大，各相負(fù)載不能正常工作。二、三相負(fù)載的三角形連接把三相負(fù)載分別接在三相電源每兩根相線之間的接法稱為三角形連接（常用“△”標(biāo)記）。

三相負(fù)載的三角形連接電流相量圖在三角形連接中，負(fù)載的相電壓和電源的線電壓大小相等，即U△P=UL。三相負(fù)載接到電源中，是作三角形還是星形連接，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓而定。線電流和相電流的關(guān)系為從電流相量圖可以看出，線電流總是滯后于相應(yīng)的相電流30o。將上例中電動(dòng)機(jī)三相繞組改為三角形連接后，接入電源，其他條件不變。試求各相電流、線電流的大小，并與星形連接時(shí)作比較。解：在三角形連接中，負(fù)載的相電壓等于電源的線電壓，因而相應(yīng)的相電流、線電流的比值：即：電動(dòng)機(jī)三相繞組接成三角形時(shí)的相電流是接成星形時(shí)相電流的倍；接成三角形時(shí)的線電流是接成星形時(shí)線電流的3倍。1．各相負(fù)載相電壓等于電源線電壓；三根相線的線電流相等，三相負(fù)載的相電流相等。2．各相負(fù)載相電壓均等于電源線電壓，三根相線的線電流不相等，三相負(fù)載的相電流不相等。三角形連接的特點(diǎn)三相對(duì)稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí)：三相對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)的相電壓是作星形連接時(shí)相電壓的√3倍。因此

，三相負(fù)載接到電源中，是作三角形連接還是作星形連接，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓而定。例如，對(duì)“380V/220V”三相電源來說，當(dāng)三相負(fù)載的額定電壓為220V時(shí)，應(yīng)采用星形連接；當(dāng)三相負(fù)載的額定電壓為380V時(shí)，應(yīng)采用三角形連接。三、三相負(fù)載的功率在三相交流電源中，三相負(fù)載消耗的總功率為各相負(fù)載消耗的功率之和，即上式中，UU、UV、UW為各相負(fù)載的相電壓，IU、IV、IW為各相負(fù)載的相電流，cosφU、cosφV、cosφW為各相負(fù)載的功率因數(shù)。在對(duì)稱三相電路中，。當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作星形連接時(shí)，有功功率為當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)，有功功率為即三相對(duì)稱負(fù)載不論是連成星形還是連成三角形，其總有功功率均為φ仍是負(fù)載相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流間的相位差注意上式中φ仍是負(fù)載相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流間的相位差。另外，負(fù)載作三角形連接時(shí)的線電壓和線電流并不等于作星形連接時(shí)的線電壓和線電流。工業(yè)電阻爐常利用改變電阻絲的接法來控制功率大小，達(dá)到調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度的目的。有一臺(tái)三相電阻爐，每相電阻R=11Ω，試求：（1）在380V線電壓下，分別采用星形連接和三角形連接時(shí)所消耗的功率。（2）在220V線電壓下，采用三角形連接時(shí)所消耗的功率。解：（1）星形連接時(shí)的線電流為：星形連接時(shí)的功率為：三角形連接時(shí)的線電流為：三角形連接時(shí)的功率為：（2）從上面例題可以得出以下兩點(diǎn)：第一，線電壓不變時(shí)，負(fù)載作三角形連接時(shí)的功率為作星形連接時(shí)功率的3倍。第二，只要每相負(fù)載所承受的相電壓相等，那么不管負(fù)載接成星形還是三角形,負(fù)載所消耗的功率均相等?！?-3安全用電一、輸電和配電火力發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠1.發(fā)電廠核電站太陽能發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組升壓變壓器高壓輸電線用戶降壓變壓器變電所電流輸送流程圖2.電力網(wǎng)和電力系統(tǒng)將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能傳輸和分配到用戶的輸配電系統(tǒng)稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。

（1）電力網(wǎng)（電網(wǎng)）

（2）電力系統(tǒng)

將發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體叫電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)示意圖

在電力系統(tǒng)中，1000V以上為高壓，1000V以下為低壓，常用用電設(shè)備或用戶所需的電壓一般都是低壓。（3）變配電及配電方式

1）變配電電力電源進(jìn)入工廠的電壓大多為6－10kV

，當(dāng)供電距離遠(yuǎn)或負(fù)荷容量大時(shí)，則采用35kV以上電壓進(jìn)電。常用的用電設(shè)備額定電壓為220V或380V；少數(shù)高壓電動(dòng)機(jī)的額定電壓為6kV。因此，電能進(jìn)入工廠后，還要進(jìn)行變電（變換電壓）和配電（分配電能）。變電所的任務(wù)是受電、變壓和配電；如果只受電和配電，而不進(jìn)行變壓的則稱為配電所。2）廠區(qū)內(nèi)配電方式工廠配電系統(tǒng)承擔(dān)著廠區(qū)內(nèi)高壓（大多為6－10kV）和低壓（220/380V）電能傳輸和分配的任務(wù)。配電方式主要有放射式、樹干式兩種類型。放射式樹干式3）配電裝置配電裝置是用于受電和配電的電氣設(shè)備，它包括斷路器、隔離開關(guān)等控制電器、熔斷器、繼電器等保護(hù)電器及母線和各種載流導(dǎo)體，用于功率補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鞯取?/p>

低壓配電室低壓配電柜的內(nèi)部構(gòu)造

斷路器熱繼電器電流互感器時(shí)間繼電器熔斷器交流接觸器二、防止觸電的技術(shù)措施1．保護(hù)接地中性點(diǎn)不接地三相供電系統(tǒng)的接地保護(hù)2．保護(hù)接零保護(hù)接零采用保護(hù)接零須注意以下幾點(diǎn)：（1）保護(hù)接零只能用于中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng)。（2）接零導(dǎo)線必須牢固可靠，防止斷線、脫線。（3）零線上禁止安裝熔斷器和單獨(dú)的斷流開關(guān)。（4）零線每隔一定距離要重復(fù)接地一次。一般中性點(diǎn)接地要求接地電阻小于10Ω。（5）接零保護(hù)系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備的金屬外殼都要接零，絕不可以一部分接零，一部分接地。同一供電線路中部分接零、部分接地的后果

3．家庭安全用電家庭配電示意圖三腳插頭三孔插座（1）照明配電箱照明配電箱外形照明配電箱又稱小型斷路器組合配電箱，通常作為家庭住宅的總配電設(shè)備，嵌裝在進(jìn)戶門后墻壁上，用來方便地控制家庭電器設(shè)備的每一路電源,并兼有過流保護(hù)功能，有的還兼有漏電保護(hù)功能。（2）漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器原理圖三極漏電保護(hù)器（組合式）二極漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器接線示例

三、安全用電注意事項(xiàng)1．判斷電線或用電設(shè)備是否帶電，必須用試電器（或測(cè)電筆），決不允許用手觸摸。2．禁止帶負(fù)載操作動(dòng)力配電箱中的刀開關(guān)。3．禁止在運(yùn)行中拆卸、修理電氣設(shè)備。檢修電氣設(shè)備時(shí)必須停車，切斷電源。并在開關(guān)處要設(shè)置“禁止合閘，有人工作”的警示牌。白底紅字紅底白字4．根據(jù)需要選擇熔斷器的熔絲粗細(xì)，嚴(yán)禁用銅絲代替熔絲。5．安裝照明線路時(shí)，開關(guān)必須接在相線上，開關(guān)和插座離地一般不低于1.3m。不要用濕手去摸開關(guān)、插座、燈頭等，也不要用濕布去擦燈泡。6．室內(nèi)配線時(shí)禁止使用裸導(dǎo)線和絕緣破損的導(dǎo)線，塑料護(hù)套線直接裝置在敷設(shè)面上時(shí)，須用防銹的金屬夾頭或其他材料的夾頭牢固裝夾。塑料護(hù)套線連接處應(yīng)加瓷接頭或接線盒。嚴(yán)禁將塑料護(hù)套線或其他導(dǎo)線直接埋設(shè)在水泥或石灰粉刷層內(nèi)。7．拆開的或斷裂的裸露的帶電接頭，必須及時(shí)用絕緣物包好并放在人身不易接觸到的地方。8．配電箱、開關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備附近，不準(zhǔn)堆放各種易燃、易爆、潮濕和其他影響操作的物體。9．在電力線路附近，不要安裝電視機(jī)的天線；不放風(fēng)箏、打鳥；更不能向電線、瓷瓶和變壓器上仍物。在帶電設(shè)備周圍嚴(yán)禁使用鋼板尺，鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量工作。10．發(fā)現(xiàn)電線或電氣設(shè)備起火，應(yīng)迅速切斷電源，在帶電狀態(tài)下，決不能用水或泡沫滅火器滅火。四、照明電路1.常用照明方式（1）一般照明無特殊要求,為整個(gè)被照?qǐng)鏊O(shè)置的照明。（2）局部照明局限于某一工作部位的照明。（3）混合照明由一般照明和局部照明共同組成的照明稱混合照明。此外，還有事故照明、障礙物照明等特殊的照明方式。2.常用照明燈具使用最為廣泛的照明燈具是白熾燈和熒光燈,此外還有鹵鎢燈、高壓汞燈、高壓鈉燈等。3.配電板和雙控照明電路配電板(配電箱、配電屏)是連接電源與用電設(shè)備的中間裝置。照明電路配電板比較簡單,由單相電能表、電源開關(guān)、熔斷器等組成。單相電能表刀開關(guān)熔斷器（1）單相感應(yīng)式電能表電能表又稱電度表或火表,是計(jì)量電能的儀表，它能測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)電路所消耗的電能。電能表分為有功電能表和無功電能表兩種，有功電能表又分為單相電能表和三相電能表。機(jī)械式

電子式

預(yù)付費(fèi)式單相電能表配有接線盒,電能表的接線圖一般繪制在接線盒蓋的背面，在接線盒內(nèi)設(shè)有4個(gè)接線端子，接線時(shí)，一般按照1、3接電源進(jìn)線，2、4接負(fù)載出線接線。單相電能表接線圖（2）刀開關(guān)開關(guān)通常是指用手來操縱，使電路接通或斷開的一種控制電器，其用于通斷的部件做成閘刀形狀的稱為刀開關(guān)，又稱閘刀開關(guān)或隔離開關(guān)。外形

符號(hào)刀開關(guān)在安裝時(shí)需注意：1.手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時(shí)，手柄有可能因?yàn)檎駝?dòng)而自動(dòng)下落造成誤合閘，另外分閘時(shí)電弧可能灼手。2.接線時(shí)，應(yīng)將電源線接在上端(靜觸點(diǎn))，負(fù)載線接在下端(動(dòng)觸點(diǎn))，這樣，拉閘后刀開關(guān)與電源隔離,便于更換熔絲。（3）熔斷器熔斷器在低壓配電線路中主要起短路保護(hù)作用。熔斷器按結(jié)構(gòu)形式分為瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、無填料封閉管式熔斷器、有填料封閉管式熔斷器和自復(fù)式熔斷器。封閉管式圓筒帽形熔斷器符號(hào)（4）電路組成雙控照明電路采用兩個(gè)雙聯(lián)開關(guān)(又稱單刀雙擲開關(guān))控制同一盞燈。安裝在樓梯或走廊中間的照明燈,需要在樓梯上、下或走廊兩端都能控制其亮滅.雙控工作原理圖§4-1磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)一、電流的磁場(chǎng)用鐵屑模擬磁場(chǎng)分布當(dāng)兩個(gè)磁極靠近時(shí),它們之間會(huì)產(chǎn)生相互作用的力:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。在磁體周圍的空間中存在著一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng),磁極之間的作用力就是通過磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞的。根據(jù)鐵屑的分布和磁場(chǎng)中