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1、关于电工基础知识全关于电工基础知识全面面第1页，讲稿共139张，创作于星期二电工基础知识电工基础知识第一节第一节 直流电路直流电路第二节第二节 单相交流电路单相交流电路第三节第三节 三相交流电路三相交流电路第四节第四节 电磁感应电磁感应第五节第五节 晶体管与晶闸管晶体管与晶闸管第2页，讲稿共139张，创作于星期二直流电路直流电路第3页，讲稿共139张，创作于星期二一、电路一、电路1.1.电路及其组成电路及其组成电路：电流流通的路径电路的组成：电源、开关、负载和导线。第4页，讲稿共139张，创作于星期二2.2.电路图电路图 用电气符号描述电路连接情况的图，用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原

2、理图，简称称电路原理图，简称电路图电路图电路图电路图。内电路内电路内电路内电路 外电路外电路外电路外电路 内电路内电路内电路内电路 外电路外电路外电路外电路实际电路电路图第5页，讲稿共139张，创作于星期二电路的三种不同状态电路的三种不同状态 第6页，讲稿共139张，创作于星期二3.3.电路的功能电路的功能 进行能量的转换、传输和分配进行能量的转换、传输和分配 实现信息的传递和处理实现信息的传递和处理 电能的传输示意图电能的传输示意图 扩音机电路示意图扩音机电路示意图第7页，讲稿共139张，创作于星期二二、电流二、电流1 1电流的形成电流的形成 电荷的定向移动形成电荷的定向移动形成电流电流电流

3、电流。2 2电流的方向 习惯上规定正电荷正电荷正电荷正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与电子(带负电荷)移动的方向移动的方向相反相反。3 3电流的大小 在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强。若在流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体横截面的电荷时间内通过导体横截面的电荷量是量是Q ，则电流则电流I可用下式表示：可用下式表示：动画动画第8页，讲稿共139张，创作于星期二3 3电流的测量电流的测量 （1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。（2 2）电流表必串接到被测量的电路中。（3

4、 3）直流电流表表壳接线柱上标明的直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“”记记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。（4 4）要合理选择电流表的量程。）要合理选择电流表的量程。动画动画第9页，讲稿共139张，创作于星期二三、电压、电位和电动势三、电压、电位和电动势1电位和电位和电压的单位的单位都是伏特，简称伏电压的单位的单位都是伏特，简称伏(V)(V)。2 2 规定参考点的电位为零，高于参考点的电位为正电位，低于参考点的电位为负电位。电路中电路中任意两点之间的电

5、位差就等于这两点之间的电压。3电动势电动势电动势电动势电动势表示表示电源将正电荷从电源负极电源将正电荷从电源负极经电源内部经电源内部经电源内部经电源内部移到移到正极正极的能力用，电动势的符号为的能力用，电动势的符号为E，单位为V V。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向在电源内部由负极指向在电源内部由负极指向在电源内部由负极指向正极正极正极正极。动画动画第10页，讲稿共139张，创作于星期二4.4.电压的测量电压的测量 （1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。电压表测量。（2 2）电压表必须并联在被测电路的两端。（3）直流电压表表壳

6、接线柱上标明的）直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“”记号，应和被测两点的电位相一致，即“+”端接高电位，端接高电位，“”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。损坏电压表。动画动画第11页，讲稿共139张，创作于星期二 （4 4）合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。第12页，讲稿共139张，创作于星期二电阻 导体的电阻是导体本身的一种性质。定义为：导体对电流的阻碍作用称为电阻。它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，可按下式计算：式中式中称为材料的电阻率电阻率电阻率电阻率，电阻率的大小反映了物体的导电能力。电阻率小、容易导电的物

7、体称为导体导体，电阻率大，电阻率大，不容易导电的物体称为不容易导电的物体称为绝缘体绝缘体，导电能力介于导体和绝，导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为缘体之间的物体称为半导体半导体半导体半导体 。第13页，讲稿共139张，创作于星期二电阻与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化。各种材料的电阻率都随温度而变化。利用某些材料对温度的敏感特性，可以制成热热敏电阻敏电阻。电阻值随温度升高而减小的热敏电阻称为负温度系数的热敏电阻；电阻值随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系电阻值随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系数的热敏电阻。数的热敏电阻。第14页，讲稿共139张，创作于星期二电阻器电阻器是组

8、成电路的最基本的元件之一。1.电阻器的主要指标：标称阻值、允许偏差、额定功率。2.电阻器的标志方法：直标法、色环法。第15页，讲稿共139张，创作于星期二用万用表测量电阻 测量时注意以下几点：测量时注意以下几点：1.1.准备测量电路中的电阻时应先切断电源，切不可带电测量。2.2.首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍率挡，首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍率挡，然后调零，即将两支表笔相触，旋动调零电位器，使然后调零，即将两支表笔相触，旋动调零电位器，使指针指在零位。指针指在零位。3.测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，以免接入人体电阻，引起测量误

9、差。以免接入人体电阻，引起测量误差。4测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断开。开。第16页，讲稿共139张，创作于星期二电压、电位和电动势小结电压、电位和电动势小结 定义：定义：定义：定义：电压电压Uab Uab 电场力将单位正电荷从电场力将单位正电荷从a a点移到点移到b b点所做的功点所做的功 ；电位电位Ua Ua 电场力将单位正电荷从电场力将单位正电荷从a a点移到参考点所做的功；点移到参考点所做的功；电动势电动势E E 外力外力外力外力将将单位单位正电荷从电源负极移到正极正电荷从电源负极移到正极所做的功；所做的功；方向：方向：方向：方向：电位的正

10、负只表明它比参考点电位高还是低；电位的正负只表明它比参考点电位高还是低；电压的方向规定为由高电位指向低电位（正极指向负极）；电压的方向规定为由高电位指向低电位（正极指向负极）；电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极；电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极；单位：单位：单位：单位：单位为伏特（单位为伏特（V V），都用电压表测量；），都用电压表测量；联系：联系：联系：联系：电路中电路中任意两点之间的电位之差就等于这两点之间的电压，即任意两点之间的电位之差就等于这两点之间的电压，即U Uabab=U Ua aU Ub b，故电压又称电位差，故电压又称电位差。电位具有相对性，电压具有绝对性；

11、电位具有相对性，电压具有绝对性；电动势仅存在于电源内部；电动势仅存在于电源内部；第17页，讲稿共139张，创作于星期二电流、电阻小结电流、电阻小结定义：定义：电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流 ；电阻是导体对电流的阻碍作用；电阻是导体对电流的阻碍作用；方向：方向：电流由高电位流向低电位；高电位流向低电位；单位：单位：单位：单位：电流电流单位为安培（A A）；电阻单位为欧姆（单位为欧姆（）存在：存在：导体两端有一定的电压，才能有持续不断的电流；导体两端有一定的电压，才能有持续不断的电流；电阻是导体的固有属性，是客观存在的，与导体有没有电压无关，只与导体的材料性质、横截面积、度有关系，温

12、度对导体的电阻也有一定的影响。第18页，讲稿共139张，创作于星期二部部分分电电路路欧欧姆姆定定律律 只含有负载而不包含电源的一段电路称为只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路部分电路部分电路部分电路。定律内容定律内容:导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比 公式：公式：第19页，讲稿共139张，创作于星期二全全电电路路欧欧姆姆定定律律全电路全电路全电路全电路是含有电源的闭合电路。电源内部的电是含有电源的闭合电路。电源内部的电路称为路称为内电路内电路内电路内电路。电源内部的电阻称为。电源内部的电阻称为内电阻内电阻，简称内阻。电简称内阻。电源外部的电路称源外部的电路称外电

13、路外电路，外电路中的电阻称为外电阻外电阻。内电路内电路内电路内电路 外电路外电路外电路外电路 第20页，讲稿共139张，创作于星期二全电路欧姆定律又可表述为：E=U外+U内即：电源电动势E等于U外和U内之和。第21页，讲稿共139张，创作于星期二电阻的联接电阻的联接第22页，讲稿共139张，创作于星期二一、电阻的串联一、电阻的串联把多个元件逐个顺次连接起来，就组成了串联电串联电串联电串联电路路路路。第23页，讲稿共139张，创作于星期二电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点（1）电路中流过每个电阻的电流都相等。（2）电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和。（3）电路的等效电阻（即总电阻）等于

14、各串联电阻之和，第24页，讲稿共139张，创作于星期二电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点 若已知R1 1和R R2两个电阻串联，电路总电压为两个电阻串联，电路总电压为U,可得分压公式如下图所示第25页，讲稿共139张，创作于星期二电阻串联电路的应用电阻串联电路的应用第26页，讲稿共139张，创作于星期二第27页，讲稿共139张，创作于星期二并联电路并联电路 把多个元件并列地连接起来，由同一电压供电，就组成了并联电路并联电路并联电路并联电路。第28页，讲稿共139张，创作于星期二电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点（1 1）电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。（2 2）电路的总电

15、流等于流过各电阻的电流之和。（3 3）电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和。第29页，讲稿共139张，创作于星期二 若已知和两个电阻并联，并联电路的总电流为I I，可得分流公式如下：，可得分流公式如下：电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点 第30页，讲稿共139张，创作于星期二电阻并联电路的应用电阻并联电路的应用 （1）凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。这样每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。（2）获得较小阻值的电阻。（3 3）扩大电流表的量程。）扩大电流表的量程。第31页，讲稿共139张，创作于星期二基尔霍夫定律

16、基尔霍夫定律第32页，讲稿共139张，创作于星期二电路的基本术语电路的基本术语电路中的每一个分支称支路支路。它由一个或几个相互串联的电路元件所构成。含有电源的支路称有源支路有源支路，不含电源的支路称无源支路无源支路。3条或3条以上支路所汇成的交点称节点节点。电路中任一闭合路径都称回路回路。一个回路可能只含一条支路，也可能包含几条支路。其中，最简单的回路又称独立回路独立回路或网孔网孔。第33页，讲稿共139张，创作于星期二一、基尔霍夫第一定律一、基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律又称节节点点电电流流定定律律。它指出：在任一瞬间，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即I进=I出第34页

17、，讲稿共139张，创作于星期二1.2 直直流流电电路路基基本本定定理理二、基尔霍夫第一定律二、基尔霍夫第一定律在在电电路路中中，汇汇聚聚于于某某节节点点的的所所有有支支路路电电流流的的代代数数和和等等于于零零。定定义义支支路路电电流流的的正正方方向向，例例如如：定定义义流流入入节节点点电电流流为为正正，流流出出为为负负。第第一一定定律律说说明明流流入入节节点点的电流等于流出节点的电流，其实质上是电荷不灭定律。的电流等于流出节点的电流，其实质上是电荷不灭定律。第35页，讲稿共139张，创作于星期二 在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时，可先任在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时，可先任意假设支路

18、电流的参考方向，列出节点电流方程。意假设支路电流的参考方向，列出节点电流方程。通常可将通常可将流进节点的电流取正，流出节点的电流取流进节点的电流取正，流出节点的电流取负负，再根据计算值的正负来确定未知电流的实际方向。有些支路的电流可能是负，这是由于所假设的电流方向与实际方向相反。第36页，讲稿共139张，创作于星期二 例题例题例题例题 如如如如图，图，I I1 1=2A=2A，I I2 2=-3A=-3A，I I3 3 =-2A =-2A，试求，试求I I4 4。解：解：由基尔霍夫第一定律可知由基尔霍夫第一定律可知I I1 1I I2 2 +I I3 3 I I4 4 =0 =0 代入已知值代

19、入已知值 2 2（3 3）+（2 2）I I4 4 =0 =0 可得可得 I I4 4=3 A=3 A 式中括号外正负号是由基尔霍夫第一定律根据电流的式中括号外正负号是由基尔霍夫第一定律根据电流的参考方向确定的参考方向确定的，括号内数字前的负号则是表示实际电流方向和，括号内数字前的负号则是表示实际电流方向和参考方向相反。参考方向相反。第37页，讲稿共139张，创作于星期二二、基尔霍夫第二定律二、基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称基尔霍夫第二定律又称回路电压定律回路电压定律回路电压定律回路电压定律。它指出：在。它指出：在任一闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零。任一闭合回路中，各段电路

20、电压降的代数和恒等于零。用公式表示为用公式表示为U=0 凡电流的参考方向与回路循环方向一致者，该电流在电阻上所产生的电压降取正，反之取，反之取负。电动势也作。电动势也作为电压来处理，即从电源的正极到负极电压取正，反之取为电压来处理，即从电源的正极到负极电压取正，反之取负。负。第38页，讲稿共139张，创作于星期二1.2 直直流流电电路路基基本本定定理理三、基尔霍夫第二定律三、基尔霍夫第二定律三、基尔霍夫第二定律三、基尔霍夫第二定律在在闭闭合合回回路路中中，所所有有电电势势的的代代数数和和等等于于回回路路中中所所有有电电压压降降的的代代数数和和。定义回路电流的正方向，例如：定义顺时针方向为正，逆

21、时针方向为负。定义回路电流的正方向，例如：定义顺时针方向为正，逆时针方向为负。第39页，讲稿共139张，创作于星期二电功和电功率电功和电功率第40页，讲稿共139张，创作于星期二一、电功一、电功 电流所做的功，简称电功电功（即电能），用字母W表示。W=U I t 式中W、U、I、t的单位分别用焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（s）。电能的另一个常用单位是千瓦时千瓦时（kWh）,即通常所说的1度电度电，它和焦耳的换算关系为 1 kWh=3.6106 J 第41页，讲稿共139张，创作于星期二二、电功率二、电功率电流在单位时间单位时间内所作的功称为电功率电功率，用字母P表示，单位为瓦特（表示

22、，单位为瓦特（W）。）。对于纯电阻电路，上式还可以写为对于纯电阻电路，上式还可以写为第42页，讲稿共139张，创作于星期二三三、电电流流的的热热效效应应电流通过导体时使导体发热的现象叫电流的热电流的热效应效应。电流流过导体时所产生的热量Q可用下式计算：（焦耳-楞次定律）Q=I2Rt Q的单位是焦耳（J），这种热也称焦耳热。第43页，讲稿共139张，创作于星期二四、负载的额定值四、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的额定电流额定电流、额定电压额定电压和额额定功率定功率。电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工额定工作状态作状态，也称满载满载；低于额定

23、功率的工作状态称为轻载轻载；高于额定功率的工作状态称为过载过载或超载超载。由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。第44页，讲稿共139张，创作于星期二单相交流电路单相交流电路第45页，讲稿共139张，创作于星期二一、什么是交流电一、什么是交流电 交流电与直流电的根本区别是：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间的变化而变化。稳恒直流电稳恒直流电 家庭使用的电视机家庭使用的电视机 显像管的偏转显像管的偏转 计算机中的计算机中的 正弦交流电正弦交流电 电流电流 方波信号方波信号 第46页，讲稿共139张，创作于星期二稳恒直流电稳恒直流电 ：电压的大小和方向都：电压的大小

24、和方向都不随时间而变化不随时间而变化 正弦交流电正弦交流电 ：电压的大小和方向按：电压的大小和方向按正弦规律变化正弦规律变化 非正弦交流电非正弦交流电：一系列正弦交流电叠加合成的结果 第47页，讲稿共139张，创作于星期二二、交流电的产生二、交流电的产生正弦交流电的产生设备正弦交流电的产生设备 交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡器产生。交流发电机主要是提供电能，振荡器主要是产生各种交流信号。正弦交流电的产生过程动画动画第48页，讲稿共139张，创作于星期二第49页，讲稿共139张，创作于星期二三、正弦交流电的周期、频率和角频率三、正弦交流电的周期、频率和角频率周期周期T T ：交流电每重复

25、变化一次所需的时间，用用符号T表示，单位是表示，单位是s 频率f f：交流电在交流电在1秒内重复变化的次数，用符 号f f表示，单位是表示，单位是HzHz角频率角频率 ：正弦交流电：正弦交流电1秒内变化的电角度，用符秒内变化的电角度，用符 号表示，单位是表示，单位是rad/s第50页，讲稿共139张，创作于星期二四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值最大值最大值 ：正弦交流电在一个周期所能达到的最大：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，瞬时值，又称峰值、幅值。又称峰值、幅值。最大值用大写字母加下标最大值用大写字母加下标mm表示，如Em、U Um、Im

26、m。有效值有效值 ：加在同样阻值的电阻上，在相同的时间内产生：加在同样阻值的电阻上，在相同的时间内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。有效值用大写字母表示，如E E、U U、I。第51页，讲稿共139张，创作于星期二正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为：正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为：有效值=最大值0.707最大值 第52页，讲稿共139张，创作于星期二 平均值：由于正弦量取一个周期时平均值为零，所以取半个周期的平均值为正弦量的平均值。平均值。正弦电动势、电压和电流的平均正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号值分别用符号Ep

27、p、U Up、I Ip表示。平均值与最大值之间的关系是：平均值与最大值之间的关系是：有效值与平均值之间的关系是：第53页，讲稿共139张，创作于星期二五、正弦交流电的相位与相位差五、正弦交流电的相位与相位差1.相位 在式 中，表示在任意时刻线圈平面与中性面所成的角度，这个角度称为相相位角位角，也称，也称相位相位或相角相角 ，它反映了交流电变化进程。其中，为正弦量t=0时的相位，称为初相位初相位，也称初相角初相角或初相初相。第54页，讲稿共139张，创作于星期二2.相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用符号表示，即两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。第55页，讲稿共139张，

28、创作于星期二e1超前e2e1与e2同相e1与e2反相e1与e2正交第56页，讲稿共139张，创作于星期二正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。最大值、角频率和初相位称为正弦交流电正弦交流电的三要素的三要素。第57页，讲稿共139张，创作于星期二正弦交流电的相量图表示法正弦交流电的相量图表示法第58页，讲稿共139张，创作于星期二正弦交流电的相量图表示法正弦交流电的相量图表示法为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这一矢量称为一矢量称为相量相量。第59页，讲稿共139张，创作于

29、星期二 正弦交流电的相量用正弦交流电的相量用 表示。但实际应表示。但实际应用更多的是用更多的是有效值相量有效值相量，即将有向线段OAOA的长度定的长度定为正为正 弦量的有效值，相应符号则改为弦量的有效值，相应符号则改为 。第60页，讲稿共139张，创作于星期二应用相量图时注意以下几点：1.同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。2.同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出。3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向，逆时针转动的角度为正，反之为负。有时为了方便起见，也可在几个相量中任选其一作为参考相量，并省略直角坐标轴。4.用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。第

30、61页，讲稿共139张，创作于星期二一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应的关系，但在数学上并不相等，如果写成 则是错误的。第62页，讲稿共139张，创作于星期二纯电阻电路纯电阻电路第63页，讲稿共139张，创作于星期二纯电阻电路纯电阻电路交流电路中如果只考虑电阻的作用，这种电路称为纯电阻电路纯电阻电路。白炽灯、卤钨灯、电暖器、工业电阻炉等都可近似地看成是纯电阻电路。在这些电路中，当外电压一定时，影响电流大小的主要因素是电阻R。第64页，讲稿共139张，创作于星期二一、电流与电压的相位关系一、电流与电压的相位关系设加在电阻两端的电压为设加在电阻两端的电压

31、为实验证明，在任一瞬间通过电阻的电流实验证明，在任一瞬间通过电阻的电流i i仍可用欧姆定律计算，即第65页，讲稿共139张，创作于星期二 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。第66页，讲稿共139张，创作于星期二二、电流与电压的数量关系二、电流与电压的数量关系由上式可知，通过电阻的最大电流把上式两边同除以把上式两边同除以 ，则得，则得这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律。最大值、有效值都符合欧姆定律。第67页，讲稿共139张，创作于星期二纯电感电

32、路纯电感电路第68页，讲稿共139张，创作于星期二一、电感对交流电的阻碍作用一、电感对交流电的阻碍作用先接通先接通6V直流电源，可以看到HL1HL1和和HL2亮度相同。亮度相同。再改接6V交流电源，发现灯泡HL2明显变暗，这表明电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。第69页，讲稿共139张，创作于星期二 对于直流电，起阻碍作用的只是线圈的电阻；对于交流电，除了线圈的电阻外电感也起阻碍作用。电感对交流电的阻碍作用称为感感抗抗，用XL表示。感抗的单位也是。感抗的大小与哪些因素有关呢？第70页，讲稿共139张，创作于星期二（1）线圈的自感系数越大，感抗就越大。（2）交流电的频率越高，线圈的感抗

33、也越大。感抗的计算式为 XL=2fL=L第71页，讲稿共139张，创作于星期二电感对交流电的阻碍作用，可以简单概括为：通直流通直流，阻交流阻交流，通低频通低频，阻高频阻高频。因此电感也被称为低通元件低通元件。第72页，讲稿共139张，创作于星期二二、电流与电压的关系二、电流与电压的关系由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，可以近似地由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，可以近似地看作是纯电感电路。看作是纯电感电路。第73页，讲稿共139张，创作于星期二纯电感电路欧姆定律的表达式：感抗只是电压与电流最大值或有效值的比值，而不是电压与电流瞬时值的比值，即 ，这是因为u和i的相位不同。第74页，讲稿共1

34、39张，创作于星期二设电流i i为参考为参考正弦量，电压u u的瞬时值表达式为的瞬时值表达式为 电压比电流超前电压比电流超前电压比电流超前电压比电流超前9090，即电流比电压滞后，即电流比电压滞后，即电流比电压滞后，即电流比电压滞后9090。第75页，讲稿共139张，创作于星期二纯电容电路纯电容电路第76页，讲稿共139张，创作于星期二一、电容对交流电的阻碍作用一、电容对交流电的阻碍作用 交流电能交流电能“通过通过”电容器，同时电容器对交流电有阻电容器，同时电容器对交流电有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用称为碍作用。电容对交流电的阻碍作用称为容抗容抗，用X XC C表示，容抗的单位也是。容抗的

35、大小与哪些因素有关呢？容抗的大小与哪些因素有关呢？第77页，讲稿共139张，创作于星期二 （1）电容器的电容量越大，容抗越小。（2）交流电的频率越高，电容器的容抗越小。容抗的计算式为第78页，讲稿共139张，创作于星期二 电容的容抗与频率的关系可以简单概括为：隔直流隔直流，通交流通交流，阻低频阻低频，通高频通高频。因此电容也被称为高通元件高通元件。第79页，讲稿共139张，创作于星期二二、电流与电压的关系二、电流与电压的关系 把电容器接到交流电源上，如果电容器的电阻和分布电感可以忽略不计，可以把这种电路近似地看成是纯电容电路。第80页，讲稿共139张，创作于星期二纯电容电路欧姆定律的表达式为：

36、纯电容电路欧姆定律的表达式为：设电压uc c为参考正弦量，电流为参考正弦量，电流i的的瞬时值表达式为瞬时值表达式为第81页，讲稿共139张，创作于星期二纯电容电路中，电压比电流滞后电压比电流滞后9090，即电流，即电流比电压超前比电压超前9090。第82页，讲稿共139张，创作于星期二三相交流电路三相交流电路第83页，讲稿共139张，创作于星期二三三相相交交流流电电的的优优点点 三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大。三三相相发发电电机机的的结结构构不不比比单单相相发发电电机机复复杂杂多多少少，而而使使用用、维维护护都都比比较较方方便便，运运转转时时比比单单相相发发电电机机的的振振动动要

37、要小小。在在同同样样条条件件下下输输送送同同样样大大的的功功率率时时，特特别别是是在在远远距距离离输输电电时时，三三相相输输电电比比单单相相输输电电节节约约材材料料。第84页，讲稿共139张，创作于星期二一一、三三相相交交流流电电动动势势的的产产生生 三相交流电动势由三相交流发电机产生。三相交流电动势由三相交流发电机产生。定子定子转子转子转子是电磁铁，其磁极表面的磁场按正弦规律分布 第85页，讲稿共139张，创作于星期二三相绕组始端分别用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分别称为U相，V相，W相。发电机的三根引出线及配电站的三根电源线分别以黄（U）、绿（V）、红（W）三种颜色作

38、为标志。三个绕组在空间位置上彼此相隔120。动画动画视频视频第86页，讲稿共139张，创作于星期二 当转子在原动机带动下以角速度作逆时针匀速转动时，三相定子绕组依次切割磁感线，产生三个对称的正弦交流电动势 eU=Emsin（t+0）VeV=Emsin（t120）VeW=Emsin（t+120）V第87页，讲稿共139张，创作于星期二 第88页，讲稿共139张，创作于星期二 电流从始端流出时为正，反之为 负。末端指向始端 三个交流电动势到达最大值（或零）的先后次序称为相序相序。每相电动势的正方向是从线圈的 ，即正序：UVWU负序：负序：UWVU第89页，讲稿共139张，创作于星期二二、三相四线制

39、二、三相四线制 三相四线制是把发电机三个线圈的末端连接在一起，成为一个公共端点（称中性点中性点）第90页，讲稿共139张，创作于星期二从中性点引出的输电线称为从中性点引出的输电线称为中性线，简称中中线线；接地的中性线称为接地的中性线称为零线零线零线零线。零线或中线所用导线一般用黄绿相间色表示。从三个线圈始端引出的输电线称为端线端线或或相线，俗称，俗称火线。有时为了简便，常不画发电机的线圈连接方式，只画四根输电线表示相序。第91页，讲稿共139张，创作于星期二端线与端线之间的电压，称端线与端线之间的电压，称线电压线电压，分别，分别 用用UUV、UVW、UWV表示。表示。端线与中线之间的电压，称端

40、线与中线之间的电压，称相电压相电压，分别，分别 用用UU、UV、UW表示。表示。线电压与相电压之间的关系为线电压与相电压之间的关系为 第92页，讲稿共139张，创作于星期二 利用几何知识可以得到：即：线电压总是超前于对应的相电压线电压总是超前于对应的相电压线电压总是超前于对应的相电压线电压总是超前于对应的相电压30303030。三个相电压只有在对称时其和为零，而线电压无论对称三个相电压只有在对称时其和为零，而线电压无论对称与否其和均为零，即：与否其和均为零，即：第93页，讲稿共139张，创作于星期二四、三相五线制供电四、三相五线制供电目前，许多新建的民用建筑在配电布线时，已采目前，许多新建的民

41、用建筑在配电布线时，已采用三相五线制，设有专门的保护零线。用三相五线制，设有专门的保护零线。第94页，讲稿共139张，创作于星期二三相负载的连接方式三相负载的连接方式第95页，讲稿共139张，创作于星期二各相负载相同的三相负载称为对称三相负对称三相负载载，如三相电动机、大功率三相电路。各相负载不同的三相负载称为不对称三相不对称三相负载负载，如三相照明电路中的负载。第96页，讲稿共139张，创作于星期二一、三相负载的星形连接一、三相负载的星形连接三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为三相负载的接法称为三相负载的星形连接星形连接（常用（

42、常用“Y”标记）。第97页，讲稿共139张，创作于星期二 负载两端的电压称为负载的相电压。在忽略输电线上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，电源的线电压为负载相电压的 倍，即 U线=U相Y 第98页，讲稿共139张，创作于星期二流过每相负载的电流称为相电流相电流。流过每根相线的电流称为线电流线电流。线电流和相电流的大小关系为：I线Y=I相Y=对于感性负载来说，各相电流滞后对应电压的角度，可按下式计算：第99页，讲稿共139张，创作于星期二负载星形连接时，中线电流为各相电流的相量和。在三相对称电路中，由于各相负载对称，所以流过三相电流也对称，其相量和为零，即第100页，讲稿共139张，创

43、作于星期二三相对称负载星形连接时中线电流为零，因此取消中线也不会影响三相负载的正常工作，三相四线制实际变成了三相三线制。第101页，讲稿共139张，创作于星期二二、三相负载的三角形连接二、三相负载的三角形连接 把三相负载分别接在三相电源每两根相线之间的接法称为三角形连接（常用“”标记）第102页，讲稿共139张，创作于星期二在三角形连接中，负载的相电压和电源的线电压大小相等，即U相=U线。三相对称负载做三角形连接时的相电压是作星形连接时的相电压的 倍。三相负载接到电源中，是作三角形还是星形连接，要根据负载的额定电压而定。线电流和相电流的关系为I线=I相第103页，讲稿共139张，创作于星期二三

44、、三相负载的功率三、三相负载的功率 在三相交流电源中，三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和，即 上式中，上式中，U UU U、UV V、UWW为各相负载的相电压，为各相负载的相电压，IU、I IV V、IWW为各相负载的相电流，、为各相负载的功率因数。在对称三相电路中，在对称三相电路中，P P=3=3U U相I I相cos cos 相=3P相 第104页，讲稿共139张，创作于星期二当对称负载作星形连接时，有功功率为当对称负载作星形连接时，有功功率为当对称负载作三角形连接时，有功功率为当对称负载作三角形连接时，有功功率为即三相对称负载不论是连成星形还是连成三角形，即三相对称负载不论是连

45、成星形还是连成三角形，其总有功功率均为其总有功功率均为 仍是负载相电压与相电流之间的相位差，而不是线电压与线电流间的相位差 第105页，讲稿共139张，创作于星期二提高功率因数的意义和方法提高功率因数的意义和方法第106页，讲稿共139张，创作于星期二 企业所用交流设备多数为感性负载。在感性电路中，感性负载的功率因数 也就是说，电路中还有一部分能量并没有消耗在负载上，而是与电源之间反复进行交换，这就是无功功率，它占用了电源的部分容量。第107页，讲稿共139张，创作于星期二一、提高功率因数的意义一、提高功率因数的意义1.1.充分利用电源设备的容量充分利用电源设备的容量 如果一个电源的额定电压为

46、UN，额定电流为IN，那么它的额定容量即额定视在功率SN=UNIN 设电源容量为SN=40kVA，则 带40W（=0.4）的荧光灯，可带400盏；带40W（=1）的白炽灯，可带1000盏。第108页，讲稿共139张，创作于星期二2.减小供电线路的功率损耗 在电源电压一定的情况下，对于相同功率的负载，功率因数越低，电流越大，供电线路上电压降和功率损耗也越大。如果供电线路上的电压降过大，就会造成电网末如果供电线路上的电压降过大，就会造成电网末端的用电设备长期处于低压运行状态，影响其正常工端的用电设备长期处于低压运行状态，影响其正常工作。为了减少电能损耗，改善供电质量，就必须提高作。为了减少电能损耗

47、，改善供电质量，就必须提高功率因数。功率因数。第109页，讲稿共139张，创作于星期二二、提高功率因数的方法二、提高功率因数的方法1.提高自然功率因数用电设备本身的功率因数又称自然功率因数。合理选用电动机，使电动机的容量与被拖动的机械负载配套，避免“大马拖小车”的现象。应尽量不要让电动机空转；对于负载有变化且经常应尽量不要让电动机空转；对于负载有变化且经常处于轻载运行状态的电动机，在运行过程中，采用处于轻载运行状态的电动机，在运行过程中，采用Y接线的自动转换，使电路的功率因数提高。第110页，讲稿共139张，创作于星期二2.并接电容器补偿 电容器与感性负载并联第111页，讲稿共139张，创作于

48、星期二 如果电容器的额定电压与如果电容器的额定电压与电网电压相同，应采用三角形电网电压相同，应采用三角形接法。接法。功率因数一般补偿到功率因数一般补偿到0.90.9以上即可，如果用过大的电容器，造成“过补偿”，反而会致使电路成为容性，降低功率因数。第112页，讲稿共139张，创作于星期二电磁感应第113页，讲稿共139张，创作于星期二一、磁体及其性质一、磁体及其性质 某某些些物物体体能能够够吸吸引引铁铁、镍镍、钴钴等等物物质质的的性性质质称称为为磁磁磁磁性性性性。具具有有磁磁性性的的物物体体称称为为磁磁磁磁体体体体。磁磁体体分分天天然然磁磁体体和人人造造磁磁体体两两大大类类。第114页，讲稿共

49、139张，创作于星期二 磁体两端磁性最强的部分称磁极磁极。可以在水平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北。指北的磁极称北极（N）；指南的磁极称南）；指南的磁极称南极（极（S S）。）。第115页，讲稿共139张，创作于星期二 任何磁体都具有两 个磁极，而且无论把 磁体怎样分割总保持 有两个异性磁极。与电荷间的相互作用力相似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引异名磁极相互吸引。第116页，讲稿共139张，创作于星期二二、磁场与磁感线二、磁场与磁感线1 1 磁场在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质在磁体周围的空间中

50、存在着一种特殊的物质磁场磁场磁场磁场。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。动画动画第117页，讲稿共139张，创作于星期二2 2 磁感线磁场的分布常用磁感线来描述。视频视频第118页，讲稿共139张，创作于星期二三、电流的磁场三、电流的磁场 不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应磁效应。动画动画第119页，讲稿共139张，创作于星期二一、电磁感应现象一、电磁感应现象电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？第120页，讲稿共139张，创作于星期二 将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不偏转，但将它迅速地插入或拔出时，检流计的指