电工基础知识

1、电工基础知识曾海燕电工基础1.直流电路及其基本物理量2. 磁场及电磁感应3.正弦交流电路1.直流电路及其基本物理量1.1直流电路1.2 电流和电压1.3 电阻电路1.4 电功率与电能 直流电路：电流的大小和方向都不随时间变化的电路。外电路：电源正极流向负及，内电路反之1.1直流电路电路的定义：电流的通路称为电路电路的主要功能： 1、进行能量的转换、传输和分配。 2、实现信号的传递、存储和处理。电路的组成：电源、连接导线、开关和 负载组成。1.2 电流和电压电流：电荷有规则定向移动形成电流。电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定 向运动就形成电流.方向：规定正电荷运动的方向直

2、流电流(稳恒电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量公式：I=Q/t I电流，单位是安，用A表示,千进位，还有微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q电荷量，单位库仑，用C表示，1库仑=6.2518个电子的电量；t时间，单位是秒，用s表示。电压: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,用U表示电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.电动势：一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. E=W/Q(该公式表明电

3、源将其它形式的能转化成电能的能力)其中W为外力所作的功,Q 为电荷量,E 为电动势.电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位 电压、电动势的单位都是伏特（简称伏），用v表示,千进位，还有微伏，毫伏，千伏等（mv、v、Kv） 1.3 电阻电路电阻元件：一种消耗电能的元件。自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种 导电所表现的能力就叫电阻. 电感元件：一种能够贮存磁场能量的元件。电容元件：一种能够贮存电场能量的元件。 R 电阻，单位欧姆（简称欧），用表示， 电工材料包括导体、半导体、和绝缘材料。有良好导电性能的叫导体，几乎不导电的绝缘体，介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。金属导体的电阻

4、R与长度L成正比，与截面积S成反比，且与电阻率p有关。 公式 ： R=pL/S电阻率是指长1米，截面积为1mm2 ，在200C温度下的电阻值。铜=0.017铝=0.028 欧姆定律：电压、电流、电阻三者关系的基本定律.部分电路欧姆定律:电阻中的电流与电压成正比，与电阻成反比。 公式：U=IR I=U/R全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为I=E/(R+ r0)其中R 为外电阻,r0 为内电阻,E 为电动势电阻的串联电阻的串联：将电阻首尾依次相联，使电流只有一条通路的连接方式，叫做电阻的串

5、联。串联电路的特点：1、串联电路中各流过的电流都相等 I=I1=I22、电路两端总电压等于各电阻两端电压之和。3、串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。4、各电阻值分配的电压与各电阻值成正比。电阻串联电路图例n个电阻串联可等效为一个电阻电阻的并联电阻的并联：两个或两个以上电阻连接在一起，各电阻承受同一电压，这种连接方式叫并联。电阻并联的特征：1、并联电路中各电阻两端的电压相等 2、并联电路的总电流等于各电阻中的电流之和 I=I1+I2+I33、并联电路中的总电阻的倒数，等于各电阻中的倒数之和 1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并联电路中，各支路分配的电流与各支路电阻值成反比 I1=IR/R

6、1 I2=IR/R2电阻并联图例电阻的混联电阻的混联：在一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种联接称方式称为电阻的混联。1.4 电功率与电能电功率：单位时间内电流所作的功称为电功率。 P=UI=I2RP电功率 单位瓦特（简称瓦),用w表示,常用千瓦、兆瓦表示（w、Kw、Mw）电能（电功）：电流在一段时间t内，电路消耗的电功率P称为该电路的电能。 W=Pt=UIt=I2RtW电能，单位焦耳，用J表示，（电压1V、电流1A，1秒时间内所作的功是1焦耳，1J=1AVS=1WS） 实际应用中，常用千瓦/小时（KWh）为单位。 1度电=1KWh 1 马力=736W 1KW = 1.36 马力2

7、.磁场及电磁感应2.1 磁的基本知识2.2 磁场的基本物理量2.3磁路欧姆定律2.4电磁感应2.5自感和互感2.1 磁的基本知识一、磁体与磁感线 某些物体具有吸引铁、镍、钴等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。 常见的人造磁体形式磁感应线:在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感应线。1. 磁场的强弱可用磁感应线的疏密表示，磁感应线密的地方磁场强；疏的地方磁场弱。2. 在磁铁外部，磁感应线从N极到S极；在磁铁内部，磁感应线从S极到N极。磁感应线是闭合曲线。3. 磁感应线不相交。磁感应线 二、电流的磁效应奥斯特：通电导体的周围存在磁场，这种现

8、象叫电流的磁效应。 磁场方向决定于电流方向，可以用右手螺旋定则来判断。1、直线电流产生的磁场 方法：用右手握住载流直导体，拇指伸直并指向电流方向，则弯曲的四指的指向伸直的拇指所指的方向就是磁感应线方向。图3 通电长直导线的磁场方向 2、通电螺线管的磁场方向 螺线管通电后，磁场方向仍可用右手螺旋定则来判定：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，拇指所指的就是螺线管内部的磁感线方向。图4 通电螺线管的磁场方向 2.1磁场的基本物理量1、磁感应强度 在磁场中垂直于此磁场方向的通电导线，所受到的电磁力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示。 磁感应强度是矢

9、量：B的方向与磁场方向相同，即与小磁针N极受力方向相同。 B=F/IL单位：特斯拉（T） 匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均相同。电磁力F的方向，用左手定则来判定。2、磁通在磁感应强度为 B 的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直，面积为 S 的平面，则 B 与 S 的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量 ，简称磁通。 = BS磁通的国际单位是韦伯 (Wb) 。由磁通的定义式，可得 B= /S即磁感应强度 B 可看作是通过单位面积的磁通，因此磁感应强度 B 也常叫做磁通密度，并用 Wb/m2 作单位。3、磁导率若在磁场中放置某种物体（例如将软铁插入线圈），磁场的强弱会受到影响。放置不同的物质，对磁场强

10、弱的影响不同。放置物质处的磁感应强度 B 将发生变化，磁介质对磁场的影响程度取决于它本身的导磁性能。物质导磁性能的强弱用磁导率 来表示。 的单位是：亨利/米(H/m)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下， 值越大，磁感应强度 B 越大，磁场越强； 值越小，磁感应强度 B 越小，磁场越弱。真空中的磁导率是一个常数，用 0 表示 0 = 4 107 H/m为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空磁导率 0 为基准，将其他物质的磁导率 与 0 比较，其比值叫相对磁导率，用 r 表示，即根据相对磁导率 r 的大小，可将物质分为三类： (1) 顺磁物质：r 略大于 1，如空气、氧、锡、铝、铅等物质都

11、是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度 B 略有增加。 (2) 抗磁物质：r 略小于 1，如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁性物质，又叫做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性物质，磁感应强度 B 略有减小。 (3) 铁磁物质：r 1，且不是常数，如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质，可使磁感应强度 B 增加几千甚至几万倍。4.磁场强度 磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质磁导率的比值，用字母H表示。 H=B/ 磁场强度 H 也是矢量，其方向与磁感应强度 B 同向，国际单位是：安培/米 (A/m)。 必须注意：磁场中各点的磁场强度H的大小只与产生磁场的

12、电流I的大小和导体的形状有关，与磁介质的性质无关。2.3磁路欧姆定律一、磁路 磁通所经过的路径叫做磁路。 为了使磁通集中在一定的路径上来获得较强的磁场，常常把铁磁材料制成一定形状的铁心，构成各种电气设备所需的磁路。二、磁路的欧姆定律如果磁路的平均长度为L，横截面积为S，通电线圈的匝数为N，磁路的平均长度为L，线圈中的电流为I，螺线管内的磁场可看作匀强磁场时，磁路内部磁通为 = BS= HS= (NI/L)S=NI/(L/ S)一般将上式写成欧姆定律得形式，即磁路欧姆定律F=NI 为磁通势电路磁路电流I磁通电阻磁阻电阻率磁导率电动势E磁动势FI N电路欧姆定律I=E/R磁路欧姆定律 = F/R2

13、.4电磁感应 在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系。为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时10年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。 实验步骤:1、导线AB在磁场中做切割磁感线的运动。2、导线AB沿着平行磁感线的方向运动。图4-14 电磁感应实验像这样利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，回路中有感应电流。E=BLVB-磁感应强度L-导体有效长度V-导体运动速度E-感应电动势当闭合回路中的导线作

14、切割磁感线运动时，所产生的感应电流方向可用右手定则来判断。伸开右手，使拇指与四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指的即为感应电流的方向。2.5自感与互感1自感现象 当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。在载流线圈中，载流线圈激发的磁场与其电流I成正比，通过线圈的磁通匝链数（当线圈为多匝时，通过各匝线圈的磁通量之和称为磁通匝链数，若通过每匝线圈的磁通量都相同，则N，N为线圈匝数）也与I成正比，

15、即LI=N L=N/IL-电感 H2互感现象 由于一线圈电流变化引起另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。产生的感应电动势叫互感电动势。 3正弦交流电 3.1 交流电基本感念3.2单相交流电路3.3三相交流电路设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢振幅：决定正弦量的大小振幅、角频率、初相角成为正弦量的三要素初相角：决定正弦量起始位置Im2TiO正弦量的三要素：正弦交流电的基本参数3.1正弦交流电的基本概念 e02tT一周期和频率：1. 周期（T）： 正弦交流电从零最大 零负最大零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期. 周期表明交流电变化 的快慢, 我国交流电的 周期为: T =

16、0.02秒 变化一周所需要的时间称之为周期2. 频率（F）： 1). 定义: 正弦交流电在1 秒 钟内完成周期变化的 次数叫频率。式中: T周期（S秒） F频率（Hz赫芝）单位: 1千赫芝 = 1000赫芝 2). 周期与频率的关系T我国交流电频率每秒变化50次e02t 单位:（弧度/秒） f = 50HZ 3.角频率（电角速度）二瞬时值、最大值、有效值1.瞬时值1).定义: 交流电的大小随时间变化而变化, 即某一瞬间的值.2).表示符号: 用小写出e、u、i表示.3).瞬时值的数学表达式解析式：A.电动势B.电压C.电流式中： Em、Um、Im 最大值(=90） 角速度（角频率） t 时间(

17、秒)瞬时值e、最大值Em2. 最大值 (Em): 当=90时, 瞬时值达到最大时的值. 用写Em、Um、Im表示. 有效值: 交流电与直流电在灯泡上消耗的电能等值 1).定义: 在相同时内, 交流电等效直流电 所消耗的电能, 那 么这个直流电的数 值就叫做交流电的 有效值 2).表示符号: 用大写E、U、I表示. 3.有效值 用导线把负载（电动机、电热器等）与交流电源连接起来，所组成的电路叫做交流电路。交流电路的负载一般用电阻R、电感L、电容C这三个参数表示。其中：3.2单相交流电路 电阻R ：表示电路中消耗电能的参数。电路中的热损耗，通常归结于电阻。由于交流电存在着集肤效应等影响，在交流电路

18、中的电阻一般比在直流电路中要大，并且频率越高越显著。电感L：表示电路中具有存储磁场能量特征负载的参数。电感在交流电流的作用下，会因电磁现象而产生感应电动势。因此，对通过电感的电流起到推迟其变化的阻碍作用。电容C： 任何两个金属导体，中间隔以绝缘材料，就形成电容器，简称电容。 表示电路中具有存储电场能量特征负载的参数。由于交流电压的变化，电容要随着外加电压的变化而反复充电、放电。因此，对通过电容两端电压起到推迟其变化的阻碍作用。 在任何一个交流电路中，R、L、C这三个参数都同时存在，但是在实际电路中，往往可以根据它们效应的强弱，略去其中某一个参数或两个参数。同时，为了计算方便，假定导线上的R、L

19、、C都可忽略不计，把电路中的参数都看成集中参数来分析。 纯电阻电路是略去电感L、电容C的作用而只有电阻负载的交流电路。如电炉的供电线路就可以看作是纯电阻电路。1、纯电阻电路纯电阻电路图+uRi（1）电压和电流 纯电阻电路中，电压和电流是同相位的，而且均按正弦规律变化。它们的波形图和相量图如下图：ui0u i波形图I U.相量图电流与电压的关系为由上式可知，在电阻电路内，电流的有效值等于电压的有效值除以电阻。 （2）有功功率 功率等于电压与电流的乘积。在交流电路中由于电压和电流都是交变量，功率为时间t的函数，称为瞬时功率，用“p”表示。瞬时功率在一个周期内平均值称为平均功率或有功功率，用“P”表

20、示。 纯电阻电路的有功功率等于该电路的电压有效值与电流有效值的乘积，单位是W或Kw. P = UI 例题1 有一电压u = 20sint（V）、负载电阻R=4的纯电阻电路。求电路电流的瞬时值、有效值及其有功功率。解：瞬时电流电压有效值电流有效值有功功率例题2试求：（1）220V/200W灯泡的灯丝电阻是多少？ （2）220V/100W灯泡的灯丝电阻又是多少？解：因为 所以（1）220V/200W灯丝电阻（2）220V/100W灯丝电阻 计算结果说明，在同样的电压下，负载电阻值的大小与其功率成反比。 2、纯电感电路 电机、变压器等电器设备，就是由许多绕组所组成的，具有一定电感。如果绕组的电阻很小

21、，可以忽略不计时，则由此类电器组成的电路，就可看成是一纯电感电路。纯电感电路实际上是不存在的。我们研究这种电路，主要是了解电感在电路中的作用，为以后研究复杂电路打下理论基础。+u纯电感电路图iL 波形图ui2tu i090o 1、频率相同。2、相位相差900,即u 领先i 900。电压与电流的关系：相量图0.U.I（1）电压有效值和电流有效值电感电路的电压有效值与电流有效值的比值为式中L表示电感对交流电电抗作用。简称感抗，以“XL”表示，单位为。即 一个电感线圈的感抗，只在一定频率下才是常量，频率越高则感抗越大，这是因为电流的频率越高，即变动越快，则感应电势就越大的缘故。对于恒定的直流来说，频

22、率为零，感抗亦为零，故恒定直流电路中不考虑电感这个参数。电感有短路直流的作用。（2）功率 在纯电感电路中，只有电感与电源间的能量交换，而没有能量消耗，这种电感与电源间的能量交换规律，用无功功率Q表示。无功功率的单位称乏（Var），其值等于电压与电流有效值的乘积。 无功功率在生产中占有重要的地位。因为很多电气设备，如电磁振动器、工频炉等，都是根据电磁原理工作的。它们都是感性负载，并靠磁场传送和转换能量。没有磁场这些设备就不能工作。可见“无功”不能理解为“无用”，无功功率是具有电感线圈的电气设备（感性负载）正常工作的必要条件。3、纯电容电路 将电容器接在交流电源上，就组成一电容性电路。如果电路中的

23、电阻很小可以忽略不计时，这个电路叫做纯电容电路，如图所示。i+uC纯电容电路图将电容器接在交流电路中，由于交流电压的周期变化，使电容器出现周期性的充放电。因此，在连接导线上有交变电流出现。波形图iu2u i0在纯电容正弦交流电路中，电压、电流的关系：1、频率相同。2、相位相差900，即i超前u900。电压达到0点时，电流达到最大值。相量图0.U.I（1）电压和电流有效值的关系纯电容电路电压与电流有效值的比是：式中， ，表示电容对交流电的电抗作用，简称容抗，以“XC”表示，单位为。即 一个电容器的容抗，只在一定频率下才是常量，频率越高则容抗越小，这是因为充、放电进行得越快，在同样电压下单位时间内

24、移动的电荷也越多，以致电流越大的缘故。频率等于零，容抗无穷大，故电容有隔离直流的作用，在直流电路中相当于开路。（2）功率 纯电容与纯电感一样，仅与电源进行能量交换，而没有能量消耗。电容充电，是它吸收电能并将其转换成电场能储存起来；电容放电，是将其储存的电能返还给电源。因此，电容元件本身并不消耗能量，仅与电源交换能量。 用无功功率Q表示能量交换的规模。其表达式为电压和电流有效值的乘积： 下面的表为纯电阻、纯电感和纯电容交流电路的主要特性比较。电路参数RLC电路图（正方向）iuiuiu电流（设电压 为 ）三角函数式相位差 =900 = 0（电压与电流同相）（电流滞后电压900） =-900（电流超

25、前电压900）波形图0电阻RRf感抗XL=L=2fL0XLf0Xcf容抗XC=1/C=1/2fC纯电阻、纯电感、纯电容交流电路主要特性电压与电流的有效值关系U=RIU=LI=XLI=XCI有功功率P无功功率Q阻抗及其频率特性0电阻Ru R itu R i t0感抗XL=L=2fL0u R it容抗XC=1/C=1/2fC 电器 220V最高耐压 =300V 若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上? 该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。电源电压有效值 U = 220V 最大值 Um = 220V = 311V 问题与讨论一1、正弦量的最大值和有效值是否随

26、时间变化?它们的大小与频率、相位有没有关系? 正弦量的最大值和有效值不随时间变化。它们的大小与频率、相位没有关系。 当交流电按正弦规律变化时，它的幅值与有效值之比是问题与讨论二3、将通常在交流电路中使用的220V、100W白炽灯接在220V的直流电源上，试问发光亮度是否相同？ 由于交流电压的有效值是220V，等于直流电源的电压220V，根据有效值的定义，可知发光亮度相同。4、已知你能说比超前吗？为什么？不能；不是同频率的正弦量不能比较相位关系。4、电阻、电感和电容串联的电路 交流输电线可以看作是一个电阻和电感串联的交流电路。当电流通过输电线时，在电阻和电感上都有电压损失。如果输电线比较长，输送

27、功率又比较大，输电线电阻和电感以及输送的电流都比较大，可能使输电线上的电压损失超过允许的限度，使得负荷端的电压过低。为了解决这个问题，可以在电路中串联电容器，叫做串联补偿。这种电路就是电阻、电感、电容串联的电路。 电阻、电感和电容串联电路如图所示。当通过电路的电流 i=Imsint 时，根据以上对纯电阻电路、纯电感电路及纯电容电路的分析，可知电阻两端产生的电压降与电流同相，有效值为：U = IR 在电感两端产生的电压降，超前于电流900，有效值为： UL= IXL 在电容两端产生的电压降，滞后于电流900，有效值为： UC= IXCCL Ri+uURULUCR、L、C串联电路 根据相量关系，电

28、阻压降与电流同相；电感压降超前于电流900；电容压降滞后于电流900；画出R、L、C串联电路的相量图，所以，总电压的相量等于各部分电压降的相量和。XL= XCUL.UC.I.0U=UR.对于电感：电流滞后电压900对于电容：电流超前电压900 ,电路的电抗部分等于零,故此时阻抗最小（Z=R），电流最大，电流与电压同相位，电路呈纯电阻电路性质。XLXCUL.UC.I.0UC.U.UR.UX.=UL.UC.，电压超前电流，电路呈现电感电路性质；U.XLXCUL.UC.I.0UL.UX.=UC.UL.UR.，电压滞后电流，电路呈现电容电路性质；因为UL与UC相位相差1800，所以总电压的有效值为：式

29、中“Z”的绝对值 叫做电路的总电抗，单位为。它由电阻“R”和电抗“X”两部分组成。三者之间的关系可以通过阻抗三角形来记忆。如图所示。其中电抗部分的大小由XL与XC之差来决定。即 电路中电流和总电压的相位差角为阻抗三角形 由上式可知，R、L、C串联电路总电压U与电流 i 之间的相位差与电路参数有关，在R、L、C电路中：当XLXC时：，电压超前电流，电路呈现电感电路性质；，电压滞后电流，电路呈现电容电路性质；当XLXC时： ,电路的电抗部分等于零,故此时阻抗最小（Z=R），电流最大，电流与电压同相位，电路呈纯电阻电路性质。当XL=XC时：R、L、C串联电路计算功率的一般表达式为：有功功率： 上式说

30、明，有功功率的大小与 有关，故称 为功率因数。并将电流与总电压之间的相位差 称为功率角。电压三角形无功功率： 在正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率，用符号S表示。视在功率：视在功率单位时伏安（VA）或千伏安（kVA）。其计算公式为： 视在功率是表示电气设备额定容量的参数。一般的交流电气设备都是根据额定电压和额定电流来设计的，所以其视在功率有一确定的值，又叫设备的容量。例如变压器的容量是用额定电压和额定电流的乘积来表示的。 视在功率S是总电压U和电流I的有效值的乘积，也就是电源的总功率它表示交流电源容量的大小。上式表明功率因数是一个负荷（如异步电动机）所需要的有功功率和视在

31、功率的比值。如，电灯、电炉的功率因数 ，说明它们只消耗有功功率。异步电动机的功率因数比较低，一般在0.70.85左右，说明它们需要一定数量的无功功率。 功率因数大就表明电路中用电设备的有功功率大，也就是说发电机输出功率的利用率高。 因此，对发电厂来说，就必须在输出有功功率的同时也输出无功功率。在输出功率中，有功功率和无功功率个占多少，不是决定于发电机，而是取决于负荷的需要，即取决于负荷的功率因数。如果负荷功率因数过低，就表示在输出功率中，无功功率的比例很大，这对于电力系统的运行是很不利的。例题1-13 在RC串联电路中，交流电压的有效值为50V，已知电阻R=20，容抗XC=15，求电路中电流和

32、各元件的电压。解：电路总阻抗总电流电阻上的电压电容上的电压5、 单相并联交流电路 在电阻、电感和电容相并联的交流电路中，最有实际意义的是电阻与电感串联起来，再和电容并联的电路。 感性负载，一般功率因数很低。为了既提高负载功率因数，又不改变电感线圈的电压，在电力系统中，采用并联电容器的方法，就地提供感性负载所需要的无功功率，以提高系统的功率因数。所以我们把这种电路叫做并联补偿电路。i+uCL Ri1icR、L支路的电流有效值为该支路的功率因数：电容支路电流有效值： 由相量图可以看出，在u和R、L参数不变的情况下（即i1和cos1不变）若电容值大，ic相应增大，但总电流 i 减小且 i 与U之间的

33、相位角变小，cos变大。0.U.I1.I.IC1相量图i+uCL Ri1ic 如果u表示的是交流电源，i是电源供电线路电流，cos就表示了电源的功率因数。当R、L支路与C并联后，线路上的总电流i比未补偿时减少很多，电源（电网）的功率因数cos就得到提高。从功率的角度来看，负荷所需的无功功率，大部分由电容器就地供给，不再需要经过线路传输过来。例题1-15 如图所示，一个电阻、电容、电感并联连接的电路，已知 , R=10，L=31.8mH，C=318F，求R、L、C的电流IR、IL、IC。 CL R+uiciLiR解：电压、电流相量图.IL0.U.IC.IRi+uCL Ri1icCL Ri+uUR

34、ULUCR、L、C串联电路3.3三相交流电路1、三相交流电路由三相交流电源和三相负载组成的电路叫三相交流电路。 电路分析中很少用电动势，通常用电压来表示。以A相绕组的感应电压为参考正弦量，则发电机感应的对三相电压分别为： 1. 对称三相交流电的特点uAuBuCu0Tt对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差120。120UBUAUC120 120对称三相电压的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三个正弦交流电动势满足以下特点:最大值相等、频率相同、相位互差120o供电系统三相交流电的相序为 L1 L2 L3 三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！2. 三相电源的星形（Y

35、）连接方式XYZACBNuAuBuC三相电源尾端连在一起三相电源首端分别向外引出端线，俗称火线。尾端公共点向外引出的导线称为中线，中线俗称零线。显然火线与零线之间的电压等于发电机绕组的三相感应电压相电压 火线与火线之间的电压称为线电压。uABuBCuCA结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种 电压。此种供电系统称为三相四线制。 数量上，线电压uAB是相电压uA的1.732倍；相位上，线电压超前与其相对应的相电压30电角！三相电源Y接时线、相电压之间的关系三个相电压对称电源的中性点总是接地的，因此相电压在数值上等于各相绕组首端电位。线电压与相电压之间的关系UBUAUC120120 1

36、20电压等于两点电位之差-UBUAB30同理可得UBCUCA显然，电源Y接时的三个线电压也是对称的！UC-30UA-303. 三相电源的三角形（）连接方式显然发电机绕组作接时只能向负载提供一种电压！三相电源首尾相接构成闭环在电源的三个连接点处分别外引三根火线。 显然，电源绕组作接时，线电压等于发电机绕组的三相感应电压。 发电机三相绕组作接时，不允许首尾端接反！否则将在三角形环路中引起大电流而致使电源过热烧损。uABuBCuCA结论：三相电源绕组作接时，线电压等于电源绕组的感应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源绕组的连接方式为星形。XYZuAuCuBABCBCA日常生活与工农业生产中，多

37、数用户的电压等级为: 三相电源绕组连接成Y接方式的最大优越性就是可向负载提供两种不同的电压，且其中线电压是发电机一相绕组感应电压的1.732倍！ 三相四线制供电系统两种电压一般表示为或验电笔的正确握法如下图示你能说出对称三相交流电的特征吗？你会做吗？三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？ 如何用验电笔或400V以上的交流电压表测出三相四线制供电线路上的火线和零线？电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线，不发光的是零线。 利用一块电压表的测量，你能正确判断出火线和零线吗？检验学习结果2.3.2 三相负载的连接方式 三相负载也有Y形和形两种连接方式。1. 三相负载的Y形连接ZACB NZZiA线电流由连接方式决定了相电流uAuB