电工电子学(非电专业)

1、下图中已知：I1=10A、UAB =100V，求： A 、UO 的读数解题方法有两种：1.利用复数进行相量运算2.利用相量图求结果AAB C25UOC12I&1I&I&例2.81解法1:利用复数进行相量运算已知： I1=10A、 UAB =100V，则：A读数为 10安求：A、UO的读数即：设：为参考相量，AAB C25UOC11I&I&2I&2UO读数为141伏求：A、UO的读数已知： I1=10A、 UAB =100V，AAB C25UOC12I&I&3解法2:利用相量图求解设：45由已知条件得：、领先 90 45落后于I=10 A、 UO =141V由图得：求：A、UO的读数已知： I1

2、=10A、 UAB =100V，UC1=I XC1=100VuC1落后于 i 90AAB C25UOC12I&1I&I&4在具有电感和电容的电路中，若调节电路的参数或电源的频率，使电压与电流同相，则称电路发生谐振现象。2.7.1串联谐振1. 谐振条件2.7 电路中的谐振谐振时：CLww1=谐振频率 即5或电路发生谐振的方法：(1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo= f；2. 谐振频率 (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 由：可得谐振频率为：62. 串联谐振特征(1) 阻抗最小当电源电压一定时： (2) 电流最大电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和 相互补偿。

3、即电源与电路之间不发生能量互换。(3) 同相7(4) 电压关系电阻电压：UR = Io R = U电容、电感电压：当 时：有：表征串联谐振电路的谐振质量品质因数， 0LLXIU= 0CCXIU=UC 、UL将大于电源电压U8所以串联谐振又称为电压谐振。注意谐振时:与相互抵消，但其本身不为零，而是电源电压的Q倍。相量图：所以电力系统应避免发生串联谐振。如Q=100,U=220V,则在谐振时94. 谐振曲线Q值越大，曲线越尖锐，电路的选择性越好。Q大Q小分析：谐振电流R 010通频带：谐振频率上限截止频率下限截止频率Q值越大，选择性越好，但通频带越窄。= 21 当电流下降到0.707Io时所对应的

4、上下限频率之差，称通频带。即：Q大Q小11串联谐振应用举例收音机接收电路接收天线与 C ：组成谐振电路将选择的信号送 接收电路12 为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号； 组成谐振电路 ，选出所需的电台。调C，对所需信号频率产生串联谐振最大则132.7.2 并联谐振(自学)141. 谐振条件+-实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有则：151. 谐振条件2. 谐振频率或可得出：由：3. 并联谐振的特征(1) 阻抗最大，呈电阻性(当满足 0L R时)16(2)恒压源供电时，总电流最小；恒流源供电时，电路的端电压最大。(3)支路电流与总电流 的关系当 0L R时，171支路电流是总电流的 Q倍

5、 电流谐振相量图18功率因数低引起的问题有功功率 P=UNIN cos 功率因数1. 电源设备的容量将不能充分利用2. 增加输电线路和发电机绕组的功率损耗I = U cosP在P、U一定的情况下， cos越低，I 越大损耗越大。情况下，cos 越低，P越小，设备得不到充分利用。P=UI cos P = r I 2电压与电流的相位差角(功率因数角)在电源设备UN、IN一定的2.7 功率因数的提高(自学)19负载iu说明：由负载性质决定。与电路的参数和频率有关，与电路的电压、电流无关。功率因数 和电路参数的关系RZ20例40W白炽灯 40W日光灯 发电与供电设备的容量要求较大 供电局一般要求用户的

6、 ， 否则受处罚。 21纯电阻电路R-L-C串联电路纯电感电路或纯电容电路电动机 空载 满载 日光灯 （R-L-C串联电路）常用电路的功率因数22提高功率因数的原则： 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。提高功率因数的措施:uiRL并电容C23提高功率因数的方法已知感性负载的功率及功率因数cos 1 若要求把电路功率因数提高到cos ，则应并联电容C为+uiiRLLRCiCI IcIRLU1Ucos I= PUcos 1IRL= PP=UIRLcos 1=UIcos Ic= IRLsin 1 Isin Psin Ucos 1Ic=Psin 1Ucos U P

7、(tan 1 tan)=C = U 2P(tan1 tan )Ic=UXc=U C分析依据：补偿前后 P、U 不变。24本章小结1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法；2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗； 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法， 会画相量图；3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬功率、无功功率和视在功率的概念；4.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐振的条件及特征；5.了解提高功率因数的意义和方法。25作 业：P97-100页B基本题：（交）：2.5.3、2.5.10、2.6.1、2.6.4（不交）：2.5.4、2.5.7、2.6.3262.8.1 三相电压2.8.2

8、 三相电路中负载的连接方法2.8 三相电路2.8.3 三相功率27NSAXe在两磁极中间，放一个线圈。根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由AX。让线圈以的速度顺时针旋转。 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。1. 三相交流电动势的产生2.8.1 三相电压28定子中放三个线圈：A XB YC Z首端末端三线圈空间位置各差120o1. 三相交流电动势的产生AXYBZC定子转子AYBZXCNS+三相交流发电机的构造：定子、转子。2.8.1 三相电压29定子：内表面冲槽铁心转子：铁心绕直流励磁绕组转子绕组通直流，由机械力带动并以 的速度旋转匀速转动。三个

9、线圈中便产生三个单相电动势。电动势的产生AXYCBZNS定子转子+1. 三相交流电动势的产生2.8.1 三相电压30NSAZBXCYNSAZBXCYNSAZBXCYAXeeBYeeCZee(1) t=0时,A相绕组的感应电动势达到最大。(2) t=120时,B相绕组的感应电动势达到最大。(3) t=240时,C相绕组的感应电动势达到最大。三相交流发电机结构示意图各相绕组中感应电动势的正方向1. 三相交流电动势的产生2.8.1 三相电压31eAAXeBBYeCCZ t0EmEmeAeBeC2eA= Emsin teB= Emsin ( t 120)eC= Emsin ( t 240)= Emsi

10、n ( t+ 120)相序A-B-C三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。321. 三角函数式2. 相量表示式及相互关系Em 0120240360tEA.EB.EC.120o120o120o33最大值相等频率相同相位互差120称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征EA.EB.EC.120o120o120o342. 三相电源的联接（1 ）发电机绕组星形（Y形）联接（绕组末端XYZ连一起）UAEA=UBEB=ECUC=发电机绕组星形联接,可提供两种数值的电压。相电压线电压UABUAUB=UBCUBUC=UCAUCUA=ABCEAECEBUAUBUCUBCUABN中性点中性线（零线）相线(

11、火线)相线相线UCA35=UP120UB发电机绕组星形联接时线电压与相电压的关系UAUBUC=UP0UA相电压:UC=UP+120UP3630UABUAUB=3030UAUBUCUABUBUBCUCUCAUA线电压：在大小关系上，线电压是相电压的 倍，在相位上，线电压比相应的相电压超前30 。 UPUA=30= UP30UBC=UB30= UP90UCA=UC30= UP+150Ul = UP37 发电机绕组星形联接，已知线电压 UCA=380120 V，试求：UBCUABUAUBUC和、303030UAUABUCAUBCUBUC=380 0 VUAB解：由相量图得UBC=380 120 VU

12、A=220 30 VUB=220 150 VUC=220 90 VUP= Ul /=380/=220V例1牢记6个电压之间的关系38（2） 三相绕组三角形联接eA + eB + eC = 0EA+ EB+ EC = 0对称UBCUABUCAEAEBEC提供一组三相对称电压AXBYCZUBCUABUCAEAECEB本节主要讨论发电机绕组星形联接39ABCN对称负载不对称负载当单相负载的额定电压等于电源的相电压时,应将负载接在相线与中性线之间。1、三相四线制电路-负载Y型连接的三相电路2.8.2 三相电路中负载的连接方法三相四线制电路40ABCUAUBUCNZAZBZCIAINIBIC（1） 三相不对称负载IA= UAZAIB= UBZBIC= UCZC=INIAIBIC+NABC每相负载上的电压等于电源的相电压,可分别计算各相负载中的电流, 即41（2） 三相对称负载ZA =ZB= ZC =Z ,ABCUAUBUCNNZAZBZC ABIAIBICCIA与 是一组对称三相电流，IC、IBIN中性线电流=INIAIBIC+=0三相对称负载时可以不要中性线。IBICUAUBUCIA相量图断开中性线后,仍有UN=UN42UPZ RARBRCi Ni Ai