电工学复习1-9(含课后习题答案与复习要点).唐介最新版ppt.ppt

1 了解 电路的作用和组成 电路的通路 开路和短路状态 电路模型的概念 支路电流法 掌握 电位的计算 用叠加定理和等效电源定理分析电路的方法 理解 额定值 负载大小的概念 参考方向和关联参考方向的意义 理想电阻元件的耗能特性 理想电压源的恒压特性和理想电流源的恒流特性 电路的基尔霍夫定律 2 1 叠加定理只适用于线性电路 电路参数不随电压 电流的变化而改变 1 8叠加定理 恒压源不起作用 就是将此恒压源短路 恒流源不起作用 就是将此恒流源开路 3 一 戴维宁定理 1 9等效电源定理 等效电压源的电压 UeS 等于有源二端网络的开路电压 UOC 等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络的输入电阻 有源网络变无源网络的原则是 电压源短路 电流源断路 4 二 诺顿定理 等效电流源IeS为有源二端网络输出端的短路电流Isc 5 练习题 1 2 1求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a b c三点的电位 S闭合时 S断开时 解 6 练习题 1 5 1试分析图示电路中电阻的电压和电流以及图 a 中电流源的电压和图 b 中电压源的电流 解 1 图 a 电路中 三者并联 故电压相同 2 图 b 电路中 三者串联 故电流相同 a b 7 练习题 S断开时 I2 IS 2A 选取由US R2和S组成的回路 S闭合时 R2右端电位与US下端电位相同 R2两端电压等于US 故I2 US R2 6A 选取右上结点a 利用KVL求得U US R2I2 4V 利用KCL求得I I2 IS 4A 8 练习题 解 a结点KCL 回路KVL 9 解 练习题 10 补充 解 11 补充 解 则US 0时Uab的值可记做U ab 应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果 12 解 练习题 将待求支路提出 剩下一有源二端网络 其开路电压UOC为 13 掌握 正弦交流电的相量表示法及其运算 串并联电路中复阻抗 阻抗 阻抗角的计算 串联 并联和简单混联电路的计算方法 功率P Q S的定义及其计算方法 理解 正弦交流电的三要素和各种表示方法 元件RLC在交流电路中的作用 功率因数提高的意义及方法 串并联谐振的条件和特征 基本要求 14 设正弦量 电压的有效值相量 15 注意 1 只有正弦量才能用相量表示 非正弦量不可以 2 只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上 不同频率不行 3 相量只是表示正弦量 而不等于正弦量 相量的复数运算 1 加 减运算 2 乘法运算 3 除法运算 旋转因子 j逆时针转90 j顺时针转90 16 电路参数 电路图 参考方向 阻抗 电压 电流关系 瞬时值 有效值 相量图 相量式 功率 有功功率 无功功率 R i u 设 则 u i同相 0 L C 设 则 则 u领先i90 0 0 基本关系 i u i u 设 u落后i90 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 17 电路参数与电路性质的关系 阻抗角 18 补充 正弦交流电路的解题步骤 1 根据原电路图画出相量模型图 电路结构不变 相量形式的基尔霍夫定律 相量 复数 形式的欧姆定律 2 根据相量模型列出相量方程式或画相量图 3 用相量法或相量图求解 4 将结果变换成要求的形式 19 阻抗三角形 电压三角形 功率三角形 将电压三角形的有效值同除I得到阻抗三角形 将电压三角形的有效值同乘I得到功率三角形 20 2 平均功率P 有功功率 3 无功功率Q 4 视在功率S 单位 V A 21 所以提高可使发电设备的容量得以充分利用 所以提高可减小线路和发电机绕组的损耗 必须保证原负载的工作状态不变 即 加至负载上的电压和负载的有功功率不变 在感性负载两端并电容 1 提高功率因数的原则 2 提高功率因数的措施 22 上一页 下一页 返回 23 3 2 1已知试写出表示它的有效值相量的四种形式 解 题目的目的是为了熟悉正弦交流电的相量表示法 极坐标式 指数式 指数式 三角式 三角式 代数式 24 上一页 下一页 返回 3 2 3 25 上一页 下一页 返回 26 上一页 下一页 返回 27 上一页 下一页 返回 28 3 4 4 三者串联后分别接于220V 50Hz和220V 100Hz的交流电源上 求上述两种情况下 电路的电流 并分析该电路是电容性还是电感性 解 1 220V 50Hz 由于电流超前于电压 故该电路是电容性的 29 3 4 4 三者串联后分别接于220V 50Hz和220V 100Hz的交流电源上 求上述两种情况下 电路的电流 并分析该电路是电容性还是电感性 2 220V 100Hz 由于电流滞后于电压 故该电路是电感性的 由于容抗与频率成反比 感抗与频率成正比 故频率加倍后 30 3 5 1 三者并联后接于220V的交流电源上 求电路总电流 解 31 3 6 1一R C L串联的交流电路 通过该电路的电流是21 58A 求该电路的有功功率 无功功率和视在功率 解 本题的目的是为了熟悉交流电路的功率求解方法 因为题目中没有给出具体的电压大小及电压与电流的相位差 因此由元件参数求取功率最简便 32 3 6 3一R C L并联的交流电路 接于220V的交流电源上 求电路总有功功率 无功功率和视在功率 解 本题由元件参数求取功率最简便 33 上一页 下一页 返回 3 7 4 34 上一页 下一页 返回 35 掌握 三相电源和三相负载的联结方式 对称三相电路中电压 电流和功率的计算 理解 三相电路相序 对称性等基本概念 三相四线制供电系统中中线的作用 不对称三相电路的分析方法和基本结论 基本要求 36 三相交流电源的连接 一 星形接法 线电流等于相电流 相位相同 二 三角形接法 中线的作用 保证星形联结三相不对称负载的相电压对称 37 三相电路计算 38 负载星形接法时的一般计算方法 39 三相功率计算 三相总功率 40 4 1 1某三相同步发电机 三相绕组联结成星形时的线电压为10 5kV 若将它联结成三角形 则线电压是多少 若联结成星形时 L2相绕组的首末端接反了 则三个线电压的有效值U12 U23和U31各是多少 星形联结时UlY 10 5kV 三角形联结时相电压不变 UlY UpY 6 06kV 解 41 L2首末端接反电路图和相量图如图所示 U12 6 06kVU23 6 06kVU31 10 5kV 42 4 2 4有一三相四线制照明电路 相电压为220V 已知三个相的照明灯组分别由34 45 56只白织灯并联组成 每只白织灯的功率都是100W 求三个线电流和中线电流的有效值 由于白织灯为电阻性负载 电压和电流的相位相同 解 43 4 3 2某三相负载 额定相电压为220V 每相负载的电阻为4 感抗为3 接于线电压为380V的对称三相电源上 试问该负载应采用什么联结方式 负载的有功功率 无功功率和视在功率 解 星形联结 S 3UPIP 3 220 44V A 29040V A Q 3UPIPsin 3 220 44 0 6var 1742var P 3UPIPcos 3 220 44 0 8W 23232W 44 4 3 3有一台三相电阻炉 每相电阻为14 接于线电压为380V的对称三线电源上 试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率 解 星形联结 Il Ip 15 7A P 3UPIP 3 220 15 7 1W 10362W 三角形联结 Up Ul 380V P 3UPIP 3 380 21 7 1W 30894W 45 4 5 1如图所示是刀开关的三种联线图 试问哪一种接法正确 答 b 4 6 1如果供电方式是TN S系统 试画出家用电相交流电器电源插座的接线图 答 如上图 46 了解 变压器的磁路和基本结构 绕组同名端的含义 理解 单相和三相变压器的额定值 变压器的三大作用 变压器的功率和损耗 基本要求 47 2 额定值 额定电压U1N U2N变压器二次侧开路 空载 时 一次 二次侧绕组允许的电压值 额定电流I1N I2N变压器满载运行时 一次 二次侧绕组允许长期流过的最大电流值 48 二 变压器的作用 1 电压变换 结论 改变匝数比 可得到不同的输出电压 变比 匝比 2 电流变换 结论 变压器原 副绕组的电流与匝数成反比 3 阻抗变换 结论 变压器原边的等效负载 为副边所带负载乘以变比的平方 49 三 变压器的功率关系 视在功率 变压器损耗 铜损耗 铁损耗 铁损耗与负载大小无关 若一次绕组电压有效值和频率不变 则铁损耗不变 变压器的效率 一般 95 负载为额定负载的 60 80 时 最大 50 绕向相同 绕向相反 当电流流入 流出 两个线圈时 若产生的磁通方向相同 则两个流入 或流出 端称为同名端或同极性端 否则 称为异名端或异极性端 5 7绕组的极性 同极性端用 或 表示 三相变压器 三相绕组的首端是一组同名端 末端是另一组同名端 51 5 3 4电阻值为8 的扬声器 通过变压器接到E 10V R0 250 的信号源上 设变压器一次绕组的匝数为500 二次绕组的匝数为100 求 1 变压器一次侧的等效阻抗模 Z 2 扬声器消耗的功率 解 本题目的仍是为了熟悉变压器的阻抗变换作用 1 一次侧的等效阻抗模 Z 即一次侧的等效电阻R 故 扬声器消耗的功率为 P2 RI12 200 0 0222 W 0 097W或 52 5 5 2某三相变压器的容量为800kV A Y d接法 额定电压为35 10 5kV 求高压绕组和低压绕组的额定相电压 相电流和线电流 解 U2Np U2N 10 5kV 53 5 7 1一自耦变压器 一次绕组的匝数N1 1000 接到220V交流电源上 二次绕组的匝数N2 500 接到R 4 XL 3 的感性负载上 忽略漏阻抗压降 求 1 二次侧电压U2 2 输出电流I2 3 输出的有功功率P2 解 2 ZL R jXL 3 j4 5 36 87o 3 P2 RI22 4 222 1936W 54 了解 三相异步电动机结构 特性和调速方法 理解 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的转矩和功率平衡关系 三相异步电动机三种状态的意义 基本要求 掌握 三相异步电动机改变转子转向的方法 三相异步电动机的启动方法 三相异步电动机铭牌的意义及其计算 55 三 转矩和功率平衡 转矩平衡方程式 T T0 TL 电磁转矩 空载转矩 负载转矩 输出转矩 T2 T T0 稳定运行 T2 TL 满载时 T T2 TL 输出机械功率 输入有功功率 功率损耗 P P1 P2 PCu PFe PMe 铜损耗 铁损耗 机械损耗 效率 56 临界转差率 电动机在额定负载时的转矩 1 额定状态 额定转矩TN 三个工作状态 三个重要转矩 电机带动最大负载的能力 2 临界状态 最大转矩TM 电动机起动时的转矩 Ts体现了电动机带载起动的能力 若Ts T2电机能起动 否则不能起动 3 起动状态 起动转矩Ts 57 三相异步电动机型号Y132S 6功率3kW频率50Hz电压380V电流7 2A联结Y转速960r min功率因数0 76绝缘等级B 三相异步电动机的铭牌数据意义及计算 3 联结方式 定子三相绕组的联接方法 4 额定电压UN UN 380V 额定电流IN IN 7 2A定子绕组在指定接法下应加的线电压 线电流 6 额定频率 fN fN 50Hz电动机正常工作时 定子绕组所接交流电压的频率 7 额定功率PN PN 3kW 电机在额定运行时转轴上输出的功率 其中P1N为电动机从电源吸收的额定有功功率 N为电动机的效率 58 6 5三相异步电动机的起动 选择起动方法要考虑的问题 1 足够的起动转矩 2 限制起动电流 1 直接起动 全压起动 2 降压起动 a Y 降压起动法 电动机的起动电流IS减小到直接起动的KA倍 从电源取用的电流和起动转矩Ts均减小到直接起动的 b 自耦变压器降压起动 59 60 61 6 4 3 有一台Y200L 4型异步电动机 PN 30kW UN 380VIN 56 8A sN 0 02 额定运行时的铜损耗PCu 1 2kW 铁损耗PFe 1 0kW 机械损耗PMe 0 3kW 求额定转速nN 额定输出转矩T2N 额定功率因数 N和额定效率 N 解 62 6 5 1 63 6 6 2 64 65 第7章电气自动控制 66 了解 常用低压电器的基本结构和功能 理解 短路 失压 过载保护的方法 基本要求 掌握 异步电动机的起停控制 正反转控制 行程控制 顺序和时间控制的原理 电路的自锁和互锁方法 读懂简单控制电路的原理图 67 7 2 3画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制电路 SBst1 SBstp1为甲地按钮 SBst2 SBstp2为乙地按钮 68 7 5 2如图三相异步电动机正反转控制电路 控制要求是 在正转和反转的预定位置能自动停止 并且有短路 过载和失压保护 请找出图中的错误 画出正确的电路 并阐述从KM1线圈通电换到KM2线圈通电的操作过程 69 正确的控制电路 70 第8章直流稳压电源 71 了解 半导体二极管和三极管的基本类型 伏安特性和主要参数 几种特殊二极管和集成稳压器 理解 二极管的钳位和限幅作用 三极管的三种工作状态 基本要求 掌握 单相桥式整流电路和滤波电路的原理及分析方法 72 二极管的用途 整流 限幅 钳位等 73 电源变压器 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2 整流电路 滤波电路 稳压电路 整流电路 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3 滤波电路 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4 稳压电路 清除电网波动及负载变化的影响 保持输出电压u0的稳定 直流稳压电源的组成和功能 74 u2 0时 D1 D3导通D2 D4截止电流通路 由a经D1 RL D3 b u2 0时 D2 D4导通D1 D3截止电流通路 由b经D2 RL D4 a 输出是脉动的直流电压 桥式整流电路输出电压波形及电流波形 通过负载的电流 75 4 参数计算 1 负载直流电压平均值Uo 2 负载直流电流平均值Io 3 二极管平均电流值ID 4 二极管承受的最高反向电压URm 5 整流二极管的选择 平均电流ID与最高反向电压URm是选择整流二极管的主要依