《电工电子技术》课件全套 刘燕 模块1-5：直流电路-数字电子技术

电工电子技术：开启现代科技之门你与世界的“隐形纽带”当清晨的闹钟响起，当指尖划过屏幕连接网络，当电梯平稳升降，当空调送来清凉……是什么无形的力量在背后默默支撑？它不是魔法，却创造了无数奇迹；它无处不在，却常被忽略。答案，就藏在我们即将探索的「电工电子技术」之中——这是揭开现代世界运行底层密码的钥匙，也是连接你我与未来的核心桥梁。无处不在的影响力：电工电子技术的应用实例?01.智能终端设备智能手机、笔记本、智能手表等设备，内部复杂的处理器、存储器和各类传感器，都是微电子技术高度集成的结晶，构成了现代生活的数字基石。02.现代交通系统无论是电动汽车的电池管理、电机驱动，还是传统汽车的ABS防抱死系统，都依赖精确的电子控制单元(ECU)，让出行更安全、高效和环保。03.医疗健康守护从CT、MRI等精密诊断设备，到日常电子血压计、血糖仪，电子技术在疾病诊断、临床治疗和健康监测的全过程中发挥着不可替代的关键作用。04.前沿算力核心AI模型训练、大数据处理需要海量算力，这依赖于由数十亿晶体管构成的高性能GPU与CPU。电子技术的极限，定义了信息时代的计算边界。电路基础：能量流动的底层逻辑从电压、电流、电阻出发，掌握交直流电路分析方法，理解电能的传输与分配规律。模拟电子：捕捉真实世界的信号探索二极管、晶体管的奥秘，学习放大、滤波与稳压技术，解析声音、图像等连续信号的处理。数字电子：构建0和1的数字帝国深入逻辑门与触发器，掌握数字电路设计，揭秘计算机逻辑运算与数据存储的核心原理。模块一直流电路三个项目项目一认识电路的组成及其物理量

认识电路的组成及电路图、认识电路的基本物理量项目二

分析简单的直流电路

欧姆定律、串并联电路项目三

分析复杂的直流电路

基尔霍夫定律、等效变换法、叠加定理、戴维南定理和诺顿定理

项目一认识电路的组成及其物理量6项目一认识电路的组成及其物理量本项目的焦点问题：

电路基本组成？常用电路符号？电路基本物理量？

技能点：万用表使用项目一

学习目标知识目标1.掌握电路的组成和各部分的作用。2.理解电路中常见的物理量。技能目标1.能够搭建简单的直流电路。2.能够使用直流电压表、直流电流表、万用表测量电路基本物理量。素质目标

树立安全用电意识，养成文明生产、认真严谨的职业习惯。思考？完整电路的组成任务一

认识电路的组成及电路图结论：每一个完整的电路都是由电源、负载、连接导线和辅助设备四个基本部分组成的。负载中间环节电路模型SRL+

U–IUS+_R0理想电路元件分有无源和有源两大类任务一

认识电路的组成及电路图RC+

US–电阻元件只具耗能的电特性电容元件只具有储存电能的电特性理想电压源输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定理想电流源输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定L电感元件只具有储存磁能的电特性IS无源二端元件有源二端元件记一记：常用的电路图形符号和文字符号

任务一

认识电路的组成及电路图！测一测：常用的电路图形符号和文字符号任务一

认识电路的组成及电路图序号名称外形图形符号文字符号1

2

3

4

5

6

7

序号名称外形图形符号文字符号8

9

10

11

12

13

14本项目的焦点问题：任务二

认识电路的基本物理量六个基本物理量？物理量基本计算？

技能点：万用表使用

一、电流（i或I）

电荷的定向移动称为电流。电流的大小用电流强度来表示，用于表征同一时间内流过导体横截面的电荷量的多少。

大小：

方向：习惯上规定为正电荷移动的方向。

单位：安培【A】换算：1A=103mA=106μA=109nA任务二

认识电路的基本物理量

通过图分析：实际方向、参考方向，交流电、直流电任务二

认识电路的基本物理量

二、电压（u或U）

电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点A移到另一点B所做的正功称为A、B两点间的电压，用UAB表示。·大小：·方向：规定为由高电位（+）指向低电位（-）。（即电压降落的方向，故电压又称作电压降。）·单位：伏特【V】

换算：1V=103mV=10－3KV任务二

认识电路的基本物理量

·分类：（1）直流电压：（2）交流电压。

在电路分析中，电流方向的表示方法：

⑴实线箭头，⑵双下标，⑶高、低电位：

例如：UAB为电压U由A指向B，或A、B两点间的电压、A点到B点的电压。思考:UAB和UBA的区别？任务二

认识电路的基本物理量

思考：参考方向、实际方向，

关联参考方向、非关联参考方向。电路图中，电压方向的表示方法：

任务二

认识电路的基本物理量

为什么要在电路图中预先标出参考方向？

任务二

认识电路的基本物理量aI

负载

元件

＋U－b非关联参考方向关联参考方向aI

电源

元件＋U－b

任务二

认识电路的基本物理量三、电动势E（V）

电动势是描述电源性质的重要物理量。

电动势用符号E来表示,其单位常用伏特(V)来表示。

任务二

认识电路的基本物理量四、电位（V）

电场力把单位正电荷从电路中的某点移到参考点所做的功,称为该点的电位,用大写字母V表示。单位：伏特【V】思考：电位和电压的关系根据上述电压、电位的定义,可以证明电路中任意两点之间的电压就等于这两点间的电位差,即Uab=Va-Vb

任务二

认识电路的基本物理量

电位、电压的区别与联系：例：如图，UAB=5V。①

以B点为参考点时，VB=0，VA=UAB=5VVA-VB=5V=UAB②

以A点为参考点时，VA=0，VB=UBA=-UAB=-5VVA-VB=0-（-5）=UAB∴（Ⅰ）电路中任意两点间的电压等于该两点之间的电位差；（Ⅱ）各点电位的高低是相对的，两点间的电压是绝对的。（参考点选择不同，电路中各点的电位值随之改变，但任意两点间的电压值是不变的）

任务二

认识电路的基本物理量做一做：图所示的电路中,以O为参考点,VA=10V,VB=5V,VC=-5V,试求UAB

、UBC

、UAC

、UCA

。解:以O为参考点,则VO=0V。UAB=VA-VB=10-5=5(V)UBC=VB-VC=5-(-5)=10(V)UAC=VA-VC=10-(-5)=15(V)UCA=VC-VA=-5-10=-15(V)

任务二

认识电路的基本物理量五、电能、电功率1.电能：电流所做的功,简称电功(即电能),用字母W表示。

电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。大小：单位：焦耳【J】，工程上常用千瓦时（kWh）或度。1度=1kWh=3.6×106J

任务二

认识电路的基本物理量2.电功率：单位时间内电流所做的功称为电功率,用字母P表

示,单位为瓦(W)。用以表示电场力做功的快慢。

大小：单位：瓦特（W），单位还有kW,它和瓦(W)的换算关系为1kW=1×103W

任务二

认识电路的基本物理量做一做：一个100Ω的电阻流过50mA的电流时,求电阻上的电压降和电阻消耗的功率;当电流通过时间为1min时,电阻消耗的电能为多少?解:由欧姆定律得电压降为U=IR=0.05×100=5(V)消耗的功率P=UI=5×0.05=0.25(W)消耗的电能W=Pt=0.25×60=15(J)认一认任务一

认识电路的组成及电路图

任务二

认识电路的基本物理量复制打开抖音，看看【安泰小课堂的作品】还不会用万用表？资深工程师教你每个档位的测量方法.../b4VuH-z1xi4/B@t.eO04/30:8pmxfo:/！技能练一练：尝试用万用表进行电阻、电容、二级管等测试

任务二

认识电路的基本物理量巩固提升：扫码学习尝试绘图；完成P32：一（1-6），

二（1-4），

三（1-5）P11项目二分析简单的直流电路

项目二

学习目标知识目标1.掌握全电路欧姆定律。2.掌握电阻串、并联电路的特点及其应用。技能目标1.能够调试简单的直流电路。2.能够识别电路工作状态。3.能够熟练使用直流电压表、直流电流表、万用表等仪表进行测量。4.能够验证欧姆定律。素质目标树立安全操作意识，养成主动探究、刻苦钻研、认真严谨的职业精神。任务一

认识全电路欧姆定律一、部分电路欧姆定律定义：只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。如图：流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比,与电阻成反比,这称之为部分电路欧姆定律,用公式表示。I=UR或U=IR

【例1-3】某白炽灯接在220V电源上,正常工作时流过的电流为273mA,试求此电灯的电阻。任务一

认识全电路欧姆定律二、全电路欧姆定律定义：全电路是指含有电源的闭合电路,电源内部的电路称为内电路(虚线框中为内电路)。电源内部一般都是有电阻的。如图：在一个闭合电路中,电流I与电源的电动势E成正比,与电路中内电阻和外电阻之和成反比,这个规律称之为全电路欧姆定律,用公式表示。I=Er+R

或

U=E-Ir

例：有一电源电动势E=6V,内阻r=0.8Ω,外接负载电阻R=19.2Ω,求电源端电压和内压降。任务一

认识全电路欧姆定律三、电路的工作状态通路

通路即有载工作状态，是指电源与负载连成回路，电路中有电流存在。开路

也称为断路，是指电源与负载之间未接成闭合回路。短路

是指电源未经过任何负载而直接由导线接通成闭合回路。？？？

任务一

认识全电路欧姆定律练一练：根据图1-14，完成任务实施表1-5。

任务二

认识电阻的串并联一、电阻的串联

任务二

认识电阻的串并联二、电阻的并联

任务二

认识电阻的串并联三、电阻的混联等效电阻：尝试求RAB

任务二

认识电阻的串并联练一练P28根据图完成工单1-4

任务二

认识电阻的串并联练一练：88根据图完成工单88881-488P28

项目二

简单直流电路

小结小结1.欧姆定律2.电阻串并联计算项目三分析复杂的直流电路项目三

分析复杂的直流电路

知识导入

10V+－2A2

II=?哪个答案对？项目三

分析复杂的直流电路

知识导入

上述电路为多个电源共同作用，电源也有可能被充电的时候(负载)。所以不能简单的用欧姆定律来求解电路变量。项目三

分析复杂的直流电路

任务一认识基尔霍夫定律

任务二理解电源等效变换法

任务三认识叠加定理

任务四认识戴维南定理和诺顿定理

任务一

认识基尔霍夫定律

任务目标（1）掌握基尔霍夫定律。（2）利用基尔霍夫定律分析和计算复杂电路。（3）连接复杂直流电路，验证基尔霍夫定律。任务一

认识基尔霍夫定律

一、电路名词:找出图中节点、支路、回路、网孔节点(m):三个或三个以上元件之间的联接点。支路(n):联结于两个节点之间的一段电路。回路(l):电路中的任一闭合路径。网孔(k):回路内部没有包围其它支路的回路。任务一

认识基尔霍夫定律

练一练:找出图中节点、支路、回路、网孔R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_+_R1US1+_US2R2R3任务一

认识基尔霍夫定律

二、基尔霍夫电流定律（KCL)基尔霍夫电流定律又称基尔霍夫第一定律(KCL):电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和,即:∑I进=∑I出或∑I=0写出图中KCL公式任务一

认识基尔霍夫定律

例：求下图示电路中电流i1、i2。17+(–16)

–i1–i2=0®

i2=5A

8+i1–

4=0

®

i1=－4A

其中i1得负值，说明它的实际方向与参考方向相反。任务一

认识基尔霍夫定律

KCL推广：节点电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。I1+I2=I3I=0任务一

认识基尔霍夫定律

三、基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫第二定律：任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为：ΣU=0注意！应用基尔霍夫电压定律分析电路时，列出回路的电压方程。首先必须确定任意沿回路的绕行方向，当电压的参考方向与绕行方向一致时，该电压为正，否则为负。任务一

认识基尔霍夫定律

例：列出下图KVL方程先确定绕行方向任务一

认识基尔霍夫定律

四、支路电流法定义：支路电流法是以支路电流为未知量,利用基尔霍夫定律和欧姆定律列出所需的方程组,并解出各个未知电流的一种电路分析计算方法。解题步骤：(1)任意标定各支路电流的参考方向和网孔绕行方向。(2)用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。有n个节点,就可以列出n-1个独立电流方程。(3)用基尔霍夫电压定律列出L=b-(n-1)个网孔方程。L指的是网孔数,b指支路数,n指节点数。(4)代入已知数据求解方程组,确定各支路电流及方向。任务一

认识基尔霍夫定律

例：如图E1=E2=17V,R1=2Ω,R2=1Ω,R3=5Ω。求各支路电流。解题步骤：(1)标支路电流参考方向、网孔绕行方向。(2)列KCL方程。(3)列KVL方程(4)带入求解。任务一

认识基尔霍夫定律

练一练：1.求:I1I2I3I1I2I36Ω24V+_30V_+6Ω3Ω2.US1=20V、US2=6V、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=510Ω。求:I1I2I3任务一

认识基尔霍夫定律

实验：2.US1=20V、US2=6V、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=510Ω。验证基尔霍夫定律。I1I2I3计算数值

直流电流表量程

测量数值

任务二

理想电源等效变换法

任务目标（1）理解电压源和电流源、受控电压源和受控电流源的概念。（2）掌握电源等效变换的方法。（3）掌握含受控源电路的分析方法。任务二

理想电源等效变换法一、电压源1.理想电压源（恒压源）：电压源具有端电压保持恒定不变,而输出电流大小由负载决定。内阻为02.实际电压源：实际上任何电源内部都存在电阻,通常称为内阻。内阻不为0理想电压源的外特性0UI0UI实际电压源的外特性任务二

理想电源等效变换法一、电压源

任何电源都可以用两种电源模型来表示，输出电压比较稳定的，如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型(理想电压源和一个电阻元件相串联的形式)表示；US+_RS任务二

理想电源等效变换法二、电流源1.理想电流源（恒流源）：理想电流源具有输出电流保持恒定不变,而端电压的大小由负载决定。2.实际电流源：实际电流源可以用一个内阻r和电流源IS并联表示,其输出电流I随端电压U增大而减小理想电流源的外特性实际电流源的外特性0IUU+_RLISIIGS+u_IS0IU任务二

理想电源等效变换法三、实际电压源与实际电流源的等效变换IRS+U_ISI+_USRS+U_（1）两电源模型内阻相等。（2）电压源电压等于电流源电流乘以内阻。任务二

理想电源等效变换法四、理想电压源的串并联uS2+_+_uS1ºº+_uSºº+_5VIºº5V+_+_5VIºº电压相同的电压源才能并联，且每个电压源的电流不确定。uS=

uSk

(

注意电压参考方向)任务二

理想电源等效变换法五、理想电流源串并联iS1iS2iSkººiSººiSiSu1u2电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电流源的端电压不能确定。任务二

理想电源等效变换法练一练：等效变换应用5A3

4

7

2AI+_15v_+8v7

7

II=0.5A任务二

理想电源等效变换法6A+_U5

5

10V+_U5∥5

2A6AU=20V练一练：等效变换应用任务二

理想电源等效变换法特例：等效变换特殊情况usisususisisus1is2is1us2is=is2-is1任务三

认识叠加定理定义：在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。IR1+–R2ISUSI'R1+–R2USI"R1R2IS=+I=I

I+

*计算功率时不能应用叠加原理！*当恒流源不作用时应视为开路*当恒压源不作用时应视为短路任务三

认识叠加定理例：如图1-33所示电路,已知E=12V,IS=3A,R1=4Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,试用叠加定理求支路电流I2。任务三

认识叠加定理练一练：用叠加原理求下图所示电路中的I2。BAI23Ω7.2V+_2Ω12V+_6ΩBA3Ω7.2V+_2Ω6ΩBA3Ω2Ω6Ω+_+根据叠加原理:I2=I2´+I2=1+(－1)=0任务三

认识叠加定理练一练：用叠加定理求：I=?+-I4A20V10

10

10

I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

+I=I′+I″=2+（－1）=1A4A电流源单独作用时：I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

+20V电压源单独作用时：I=I′+I″=2+（－1）=1A任务三

认识叠加定理定义：应用叠加定理要注意的问题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）。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。任务三

认识叠加定理4.叠加定理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率，即功率不能叠加。例：R3I3任务四

认识戴维南定理和诺顿定理戴维南定理内容：任一线性有源二端网络都可用一个电压源与一个阻抗的串联支路来等效置换,此电压源的电压等于有源二端网络的开路电压,此阻抗等于有源二端网络内所有电压源短路、所有电流源开路时的等效电阻。使用范围：求解复杂电路中的某一条支路电流或电压。ABAB无源二端网络有源二端网络任务四

认识戴维南定理和诺顿定理解题步骤：（1）将所求变量所在的支路（待求支路）与电路的其他部分断开，形成一个或几个二端网络。（2）求二端网络的开路电压UOC。（3）将电压源用短路代替、电流源用断路代替，得到无源二端网络，求二端网络端钮的等效电阻RO。（4）画出戴维南等效电路，并与待求支路相连，得到一个无分支闭合电路，再求变量电流或电压。任务四

认识戴维南定理和诺顿定理例：用戴维南定理计算图1-35所示电路中的电流I3。Uoc=5×I2+10=15(V)Ri=5×5/(5+5)=2.5(Ω)任务四

认识戴维南定理和诺顿定理例：用戴维南定理计算图1-35所示电路中的电流I3。任务四

认识戴维南定理和诺顿定理例子：如下图求I5R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U有源二端网络任务四

认识戴维南定理和诺顿定理解1：求开路电压I520Ω+_AB30Ω30Ω20Ω10V16ΩUSR0+_ABUOC20Ω+_A+_30Ω30Ω20Ω10VBCD任务四

认识戴维南定理和诺顿定理解2：求等效电阻CR020ΩA30Ω30Ω20ΩBD

R0=RAB=20//30+30//20

=12+12=24Ω

解3：画等效电路求解A2V24Ω+_16ΩI5B任务四

认识戴维南定理和诺顿定理诺顿定理内容：任一线性有源二端网络都可以用一个实际的电流源模型来代替;此电流源的电流等于二端网络端口处短路时的短路电流,其内电阻等于二端网络除源后,从端口处得到的等效电阻。对有源二端网络的除源方法,与戴维南定理方法相同,即电压源短路,电流源开路。任务四

认识戴维南定理和诺顿定理例：在图1-36所示电路中,US1=14V,US2=9V,R1=20Ω,R2=5Ω,R=4Ω,试用诺顿定理求流过R的电流I。附1.课后习题2.验证实验参考教材P23\P27\P29模块二交流电路三大项目内容认识交流电掌握单向正弦交流电的基本概念；认识非正弦交流电。分析计算正弦交流电路分析计算单一参数、简单的正弦交流电路，提高交流电路的功率因数。认识三相交流电路认识三相交流电源，理解三相负载的连接以及掌握安全用电常识。8686项目一认识交流电2.1.1掌握单相正弦交流电的基本概念2.1.2认识非正弦交流电学习任务了解正弦交流电的特点。理解正弦交流电的有效值、频率、初相位及相位差的概念。掌握正弦交流电的三种表示方法。熟练使用函数信号发生器、示波器，能够使用示波器观测正弦交流电、非正弦交流电。体验交流电，树立规范操作的职业意识，养成探索求知的精神。8787任务一

掌握单相正弦交流电的基本概念一、交流电的概念8989

可见，正弦量（正弦电压、正弦电流）的大小和方向由Um或Im（幅值）、ω（角频率、也可用频率或周期表示）、φ0（初相位）决定。随时间按正弦规律变化的电压、电流称为正弦电压和正弦电流。表达式为：U、it一、交流电的概念

城市电网可通过变电站向城市轨道交通系统提供正弦交流电，从而使城市轨道交通系统能够正常运行。一般情况下，城市轨道交通系统用电设备的额定频率为50Hz，其额定电压因设备实际工作情况的不同而不同。日常用电都是正弦交流电，区别于直流电，正弦交流电的大小和方向随时间变化而变化。大小和方向都随时间做周期性变化的电动势、电压和电流分别称为交变电动势、交变电压和交变电流,三者统称为交流电。9090二、表征正弦交流电的物理量周期、频率和角频率9191角频率ω：正弦量单位时间内变化的弧度数,单位为弧度/秒

（rad/s）。角频率与周期及频率的关系：周期T：正弦量完整变化一周所需要的时间,单位为秒(s)。频率f：正弦量在单位时间内变化的周数,单位为赫兹（Hz）。周期与频率的关系：*我国采用50Hz作为国家电力工业标准频率(工频)。二、表征正弦交流电的物理量最大值、有效值、瞬时值9292瞬时值：正弦量任一时刻的值,规定用小写字母表示.最大值Um：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电的最大值(又称峰值、幅值)。二、表征正弦交流电的物理量最大值、有效值、瞬时值9393有效值：按照一个周期T内交流电流i与直流电流I对电阻R热效应相等的原则,这一稳恒直流电I的数值就称为该交流电的有效值.Rii通过电阻R时，在t时间内产生的热量为QRII通过电阻R时，在t时间内产生的热量也为Q上述直流电流I就是上述交流电流i的有效值。理论和实际都可以证明：

有效值用大写字母来表示，如U、I。有效值反映了正弦量在功能转换方面的实际效果。二、表征正弦交流电的物理量例题：照明电源的额定电压为220V,动力电源的额定电压为380V,问它们的最大值各为多少?解析：额定电压均为有效值，根据公式（2-7）照明电源的最大值为动力电源的最大值为二、表征正弦交流电的物理量正弦交流电的相位、初相位和相位差正弦量表达式中的角度。相位：t=0时的相位。初相位：图2-3正弦电流的初相位（a）φ=π/6；（b）φ=-π/6相位相位初相位反映了正弦量的计时起点的状态。相位描述了正弦量变化的进程或状态。二、表征正弦交流电的物理量正弦交流电的相位、初相位和相位差指两个同频率正弦量之间的相位差，数值上等于它们的初相之差。相位差：相位初相i1、i2

的相位差为：习惯上取∣φ∣≤180°。二、表征正弦交流电的物理量相位差情况有如下几种：1）若φ>0时，称u超前iφ角度或称i滞后uφ角度。2）若φ<0时，称u滞后iφ角度或称i超前uφ角度。3）若φ=0时，称u与i同相。4）若φ=π时，称u与i反相。5）若φ=π/2时，称u与i正交。（a）同相；（b）反相；（c）正交二、表征正弦交流电的物理量例题：正弦交流电压试求：（1）最大值、频率和初相位；

（2）当t=0时，电压u的瞬时值。解析：（1）根据瞬时值表达式可知：最大值为角频率为频率为初相位为（2）当t=0时二、表征正弦交流电的物理量u1与u2反相；u1与u4同相；u3与u4正交；u3超前u490°；u3滞后u290°。U=180V，则Um≈255V

正弦量的三要素是最大值、角频率和初相。最大值反映了正弦交流电的大小问题；角频率反映了正弦量随时间变化的快慢程度；初相确定了正弦量计时始的位置。何谓正弦量的三要素？它们各反映了什么？耐压为220V的电容器，能否用在180V的正弦交流电源上？255V>220V不能用在180V正弦电源上！何谓反相？同相？相位正交？超前？滞后？uu3ωtu4u2u1三、正弦交流电的向量表示方法100100

三、正弦交流电的向量表示方法一、复数的相关知识（1）复数的几种形式①代数形式：

。②三角函数形式：

。③指数形式：

。

（利用欧拉公式ejφ=cosφ+jsinφ）。④极坐标形式：

。

上式中，a称为复数A的实部，b称为复数A的虚部，r称为复数A的模，φ称为复数A的辐角，其中

，

。

101101复数在复平面内用有向线段表示，复数A的模r为有向线段OA的长度，辐角φ为有向线段OA与实轴的夹角。三、正弦交流电的向量表示方法（2）复数的四则运算加减：乘除：102102

显然，复数相加减时用代数形式比较方便；复数相乘除时用极坐标形式比较方便。三、正弦交流电的向量表示方法103103一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上的投影值来表示。矢量长度=

矢量与横轴之间夹角

=初相位矢量以角速度ω按逆时针方向旋转ωu二、相量表示法三、正弦交流电的向量表示方法

相量法是利用正弦量与复数一一对应、正弦量运算与复数运算一一对应的关系，用复数来表示正弦量，借助复数运算代替正弦交流电路的稳态分析与计算，简化正弦电路分析计算的一种方法。104104

正弦量→复数（相量）正弦量运算→复数运算（相量运算）

表示正弦量的复数称为相量，相量用大写字母上面加小圆点表示，如、三、正弦交流电的向量表示方法例题：正弦交流电压电压相量：正弦交流电流电压相量：相量图表示正弦量的注意事项①只有正弦周期量才能用相量表示②只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上③有时可不必画出复平面上的实轴和虚轴三、正弦交流电的向量表示方法例题：已知求

的值，并画出向量图。解析：首先将i1

和i2转换为相量形式总电流相量为：最后将总电流的相量形式变换成正弦函数表达式：任务二

认识非正弦交流电不按正弦规律做周期性变化的电流、电压和电动势统称为非正弦交流电。如表2-2所示，常见的非正弦交流电波形有三角波、方波、锯齿波、矩形波等。108108109109项目二分析计算正弦交流电路2.2.1分析单一参数的正弦交流电路2.2.2分析计算简单的正弦交流电路2.2.3提高交流电路的功率因数学习任务掌握R、L、C单一元件在正弦交流电路中的电压电流关系。掌握简单电路的有功功率、无功功率与视在功率的计算方法。掌握阻抗串、并联电路的计算方法及其应用。了解RLC串联、并联谐振电路的特点及其应用。理解感性负载并联电容器提高功率因数的原理。110110任务一

分析单一参数的正弦交流电路一、纯电阻电路1121121.纯电阻电路上的电压、电流关系

设则Ri

u解析式：相量表达式：0uR(t),iR(t)

tuRiRπ/2一、纯电阻电路113113（1）电压与电流频率相同；（2）电压与电流相位相同；（3）有效值关系：（4）相量关系：UR相量图为：IR正弦交流电路中的纯电阻元件上的电压、电流关系为：一、纯电阻电路2.纯电阻电路上的功率

（1）瞬时功率p瞬时功率用小写！结论：1.p随时间变化；2.p≥0,为耗能元件。uiωt++（瞬时功率=瞬时电压×瞬时电流）0一、纯电阻电路（2）平均功率（有功功率）P

(一个周期内瞬时功率的平均值)由:可得:平均功率用大写！即:2.纯电阻电路上的功率二、纯电感电路电感器116116电感器用铜导线绕成的圆筒状线圈。线圈的内腔有些是空的,有些是铁芯或铁氧体芯,加入铁芯或铁氧体芯是把磁感线更紧密地约束在电感器的周围。交流电的大小和方向随时都在变化,电感线圈中便不停地产生自感电动势,自感电动势时刻起着阻碍电流变化的作用,电感器对交流电的阻碍作用称为感抗,用XL表示。感抗的单位与电阻相同，也是欧姆【Ω】。线圈自感系数越大,感抗越大;交流电频率越高,线圈感抗也越大。二、纯电感电路纯电感电路的电压与电流的关系117117设则解析式：相量表达式：Li

u0uL(t),iL(t)

tπ/2iLuL二、纯电感电路纯电感电路的电压与电流的关系ILUL相量图：电感元件上uL

超前iL

90°电角度（在相量关系式中用j来表示）。（1）频率相同；（2）uL

相位超前iL

90º；（3）有效值关系：（4）相量关系：正弦交流电路中电感元件上的电压、电流关系为：二、纯电感电路纯电感电路的电压与电流的关系感抗与哪些因素有关？XL与频率成正比，与电感量L成正比。直流情况下感抗为多大？直流下频率f=0，所以XL=0。L

相当于短路。电感元件具有通直阻交的特性。交流电路中频率f

↑，XL↑;频率f

↓，XL↓

。（通低频阻高频）二、纯电感电路纯电感电路的功率

（1）瞬时功率p瞬时功率用小写！（瞬时功率=瞬时电压×瞬时电流）二、纯电感电路纯电感电路的功率uip=UIsin2tωtui

关联,吸收电能;建立磁场;p>0ui

非关联,送出能量;释放磁能;p<0ui

关联,吸收电能;建立磁场;p>0ui

非关联,送出能量;释放磁能;p<0P也为正弦波（周期性函数），频率为u、i的2倍；在一个周期内，L吸收的电能等于它释放的磁场能。

电感元件储存磁场能量，其储能公式为:++--（2）平均功率（有功功率）PP=0，电感元件不耗能。电感元件上只有能量交换而不耗能，为储能元件。结论：二、纯电感电路纯电感电路的功率电感元件虽然不消耗电能，但它与电源之间发生了能量交换，占用了电能的一部分。

电感元件瞬时功率的最大值反映了它与电源之间进行能量交换的最大规模，用Q来表示，称为无功功率。无功功率的单位Var（乏），工程上常用KVar(千乏)。（3）无功功率Q二、纯电感电路例题：设有一电感元件的电感L=19.1mH,接在

的电源端。试计算:(1)电感元件的感抗XL、电流i和无功功率QL;

(2)如果电源的频率增加为原来频率的2000倍,重新计算(1)。交流电流的频率越高,电感元件的感抗越大。在电压有效值一定的条件下,电流的有效值便越小。因此,电感线圈具有阻止高频电流通过的作用。三、纯电容电路电容124124电容器由两个导体中间隔以纸、云母、陶瓷等绝缘材料构成，其组成、符号、常见的电容器如图所示。电路中有电容器存在时,电容器极板(由绝缘材料隔开的两个金属导体)上会聚集起等量异号电荷。电压u越高,聚集的电荷q就越多,产生的电场越强,储存的电场能就越多。q的单位为库[仑]；C的单位为法[拉]（F）、（μF）、（pF）三、纯电容电路电容π125125当极板上的电荷q或电压u发生变化时，在电路中就要引起电流流过。当电容器外接交流电时，电源与电容器之间不断地充电和放电，电容器对交流电也有阻碍作用。电容器对交流电地阻碍作用称为容抗，用

表示,单位Ω。容抗与ω成反比,电源频率越高,XC越小,在一定电压下,I越大;在直流电路中,频率f=0,容抗XC=∞三、纯电容电路电容126126a）电容器并联b）电容器串联三、纯电容电路纯电容电路的电压与电流的关系127127设则解析式：相量表达式：三、纯电容电路纯电感电路的电压与电流的关系相量图：电容元件上iL

超前uL

90°电角度（在相量关系式中用j来表示）。（1）频率相同；（2）iL相位超前uL

90º；（3）有效值关系：（4）相量关系：正弦交流电路中电容元件上的电压、电流关系为：三、纯电容电路纯电容电路的电压与电流的关系容抗与哪些因素有关？XC与频率成反比，与电容量C成反比。直流情况下容抗为多大？直流下频率f=0，所以XC=∞。C

相当于开路。电容元件具有隔直交的特性。交流电路中频率f

↑，XC

↓

;频率f

↓，XC↑

。（通高频阻低频）三、纯电容电路纯电容电路的功率

（1）瞬时功率p瞬时功率用小写！（瞬时功率=瞬时电压×瞬时电流）三、纯电容电路纯电容电路的功率uip=UIsin2tωtui

关联,吸收电能;建立磁场;p>0ui

非关联,送出能量;释放磁能;p<0ui

关联,吸收电能;建立磁场;p>0ui

非关联,送出能量;释放磁能;p<0P也为正弦波（周期性函数），频率为u、i的2倍；在一个周期内，C吸收的电能等于它释放的磁场能。

电容元件储存磁场能量，其储能公式为:++--（2）平均功率（有功功率）PP=0，电容元件不耗能。电容元件上只有能量交换而不耗能，为储能元件。结论：三、纯电容电路纯电容电路的功率电容元件虽然不消耗电能，但它与电源之间发生了能量交换，占用了电能的一部分。

电容元件瞬时功率的最大值反映了它与电源之间进行能量交换的最大规模，用Q来表示，称为无功功率。无功功率的单位Var（乏），工程上常用KVar(千乏)。（3）无功功率Q三、纯电容电路例题：电容元件的电感C=10㎌,接在

的正弦交流电源上。试计算:(1)电容元件的容抗XC、电流I和无功功率QC;

(2)如果电源的频率增加为原来频率的1000倍,电源电压U不变,重新计算(1)。任务二

分析计算简单的正弦交流电路一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路135135RI

U

IIUUILI

UCI

U电阻元件电感元件电容元件U一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路XLR

XCi

u

uR

uL

uCabRLC串联电路则u、i对应的相量形式为：设电流由KVL可得一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路jXLR-jXCI

U

UR

UL

UCabRLC电路相量模型则有：因为总电压与总电流的关系式令则：一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路

Z

体现了相量形式的正弦交流电路中电路元件对电流的阻碍作用，称为此电路的复数阻抗，简称阻抗，单位为欧姆（Ω）。Z：复数阻抗实部电阻R虚部电抗X容抗XC感抗XLX=XL-XC称为电路的电抗，单位为欧姆（Ω）

注：Z是一个复数参数，但并不是相量，故上面不能加点。一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路将阻抗写成极坐标形式，则为为阻抗的模，称为阻抗模；为复阻抗的辐角，称为阻抗角。其中：阻抗三角形0+1+j阻抗角一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路由复数形式的欧姆定律可得：结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比，而Ｚ

的幅角（阻抗角）则为总电压和总电流的相位差。（1）Z和总电压、总电流的关系

一定时，电路电压与电流的大小相位关系由参数决定

一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路（2）Z

和电路性质的关系当时，表示u

超前i

－－电路呈感性；当时，表示u

、i同相－－电路呈电阻性。当时，表示u

滞后i

－－电路呈容性；电压与电流相位差一定时，电路性质由参数决定

阻抗角一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路当

时，可画出RLC串联电路的相量图，由图可以看出：IULURUCUUXRLC串联电路相量图其中：UURUX其中称为电抗上的电压。电压三角形（电压有效值）（电压、电流相位差）电压、电流相位差一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路电压三角形三边同除以电流I，可得到阻抗三角形/z/X=ωL－ωC1RU=I/Z/UR=IRUX=IX阻抗三角形电压三角形一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路RLC串联交流电路的功率关系设则瞬时功率为解析式：其中电路的平均功率（有功功率）为平均功率P表示的是电路的实际耗能效果。由于电感、电容元件的平均功率为零,所以,整个电路的平均功率P就等于所有电阻元件消耗的功率之和。一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路RLC串联交流电路的功率关系在RLC串联的正弦交流电路中,电感元件的瞬时功率为pL=uLi,电容元件的瞬时功率为pC=uCi。由于电压uL、uC反相,因此,pL与pC反相,即电感元件吸收能量时,电容元件正在释放能量。UURUX电压三角形由电压三角形可知无功功率为一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路RLC串联交流电路的功率关系通常设备或电路额定电压和额定电流的乘积表征设备的容量或电路提供的总功率，称作视在功率S，其单位为伏安（V.A），工程上也常用千伏安（kV.A）。视在功率：S

=UI

视在功率、有功功率和无功功率三者之间的关系：SQ=QL－QCP功率三角形功率因数角一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路例题：在电阻、电感和电容相串联的电路中,已知R=30Ω,L=127mH,C=40μF,电源电压

试计算:①电路的阻抗Z;②电流i;③uR、uL、uC;④绘出相量图;⑤有功功率P、无功功率Q、视在功率S。一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路（4）以电流为参考相量,绘出相量图如图所示。（5）有功功率:无功功率:视在功率:一、电阻、电感和电容元件(RLC)串联交流电路知识回顾

有功功率P的单位是瓦特【W】；无功功率Q的单位是乏尔【var】；视在功率S的单位是伏安【VA】。有功功率无功功率视在功率相似三角形阻抗三角形电压三角形功率三角形RLCSQPR二、电阻、电感和电容元件(RLC)并联交流电路RLC并联交流电路实际上是电感线圈与电容器的并联电路。其中的电感线圈又相当于电阻、电感串联如图2-25RLC并联交流电路所示。第一支电流

的有效值为

滞后于

的相位角为第二支电流

的有效值为

超前于电压

的相位角为二、电阻、电感和电容元件(RLC)并联交流电路电路总电流与两分支电流的关系为根据

与

的大小、相位不同，电路可能呈现电感性、电容性或电阻性三种不同的性质。根据向量图可以计算出：总电流滞后电压的相位差为：并联谐振三、用相量法分析正弦交流电路相量法分析步骤如下：(1)绘出相量图,将电路中的电压、电流都写成相量形式,每个元件或无源二端网络都用阻抗表示。(2)应用相量形式的欧姆定律

和基尔霍夫定律进行计算,得出正弦量的相量值。(3)根据需要,写出正弦量的瞬时值表达式或计算出其他量。三、用相量法分析正弦交流电路阻抗串联的正弦交流电路两个阻抗串联的电路,按图示的参考方向,应用相量形式的基尔霍夫电压定律由相量形式的欧姆定律得：用等效阻抗Z替代两个串联的阻抗三、用相量法分析正弦交流电路阻抗串联的正弦交流电路阻抗串联的特性：①阻抗串联的等效阻抗等于各个串联阻抗之和。②阻抗串联有分压作用。三、用相量法分析正弦交流电路阻抗并联的正弦交流电路两个阻抗并联的电路,按图示的参考方向,应用相量形式的基尔霍夫电压定律由相量形式的欧姆定律得：用等效阻抗Z替代两个并联的阻抗三、用相量法分析正弦交流电路阻抗并联的正弦交流电路阻抗并联的特性：①阻抗并联的等效阻抗的倒数等于各个并联阻抗倒数之和。②阻抗并联有分流作用。三、用相量法分析正弦交流电路例题：某并联交流电路如图所示，已知电源电压

试计算:(1)并联交流电路的总阻抗Z及电流(2)电路的平均功率P和无功功率Q；(3)画相量图。三、用相量法分析正弦交流电路知识拓展：串联谐振在RLC串联交流电路中,当电路总电压与电流同相时,电路呈电阻性,电路的这种状态称为串联谐振电路。如图为RLC串联电路模型。RLC串联电路：jXLR-jXCI

U

UR

UL

UCab电路相量模型

当XL=XC时，阻抗角φ=0，即电压

与电流

同相，电路呈纯电阻性，我们称电路发生谐振了。其中：jXLR-jXCI

U

UR

UL

UCab1.串联谐振的条件当电路发生谐振时，UL=UC或者XL=XC，即

谐振频率

为写谐振频率为

知识拓展：串联谐振知识拓展：串联谐振电路发生谐振的方法：(1)电源频率f

一定，调节电路参数L、C，可使fo=f；调节电路参数L、C，使电路发生谐振的过程称为调谐。(2)电路参数L、C

一定，调节电源频率f，可使f=fo。知识拓展：串联谐振串联谐振电路特点（1）总阻抗值最小;电源电压一定时，电流最大;（2）（3）电压关系：电阻电压：电容、电感电压：I•U•UR•UL•Uc•（谐振时，电阻电压等于电源电压；电感电压与电容电压大小相等、相位相反，相互抵消。）知识拓展：串联谐振2）电路的品质因数：Q值为品质因数，表征谐振电路的谐振质量。

UL和UC是电源电压的Q倍（Q的取值通常是几十-几百），UC、UL将远大于电源电压U，所以串联谐振又称为电压谐振。当时：有：知识拓展：并联谐振CL–

+R电感线圈与电容并联1.谐振条件

可得谐振频率：一般线圈电阻R<<XL(忽略R）得：(也可用阻抗推导，当Q>>1时）谐振角频率：知识拓展：并联谐振并联谐振电路的特点：（1）总阻抗最大；（2）电压一定时，谐振时电流最小；（3）电路呈电阻性，支路电流可能会大于总电流；IL和IC是总电流的Q倍，并联谐振又称为电流谐振。（4）功率

谐振时，电路的能量交换发生在电容C和电感L之间，电路向电源吸收的无功功率Q=0。任务三

提高交流电路的功率因数一、提高功率因数的意义167167功率因数表征电能的利用率。正弦交流电路中存在着有功功率和无功功率，无功功率高，会造成线路功率因数低。功率因数低不仅造成电力能源的浪费，还能增加线路上的功率损耗，为了避免此类现象造成的影响，电力系统要设法提高线路的功率因数。一、提高功率因数的意义168168提高功率因数的意义是什么？如何提高？提高功率因数的意义：1.提高发配电设备的利用率；2.减少输电线上的电压降和功率损失。

提高功率因数的基本思想是在保证负载获得的有功功率不变的前提下，减少其无功功率。日常提高功率因数的方法就是在感性负载的两端并联适当大小的电容器（在电路中增加容性负载）。二、提高功率因数的方法169169（a）电路图UI1IICIC由相量图分析可得：（b）相量图并联电容前：并联电容后：

工程上一般将功率因数提高到0.85~0.95jXLR-jXCI

Ua

IC

I1二、提高功率因数的方法解析：并联电容器前感性负载的功率因数为

,并联电容器后电路的功率因数为例题：一感性负载与220V、50Hz的电源相接,其功率因数为0.7,消耗功率为4kW,若要把功率因数提高到0.9,应加接什么元件?其元件值为多少?171171项目三认识三相交流电路2.3.1认识三相交流电源2.3.2理解三相负载的连接2.3.3掌握安全用电常识学习任务了解三相交流电的特点。掌握对称三相电路中星形接法和三角形接法的线电压与相电压、线电流与相电流的关系。理解对称三相电路中电压、电流和功率的计算方法。掌握安全用电知识。172172任务一

认识三相交流电源一、三相交流电源的产生174174在工业生产和日常生活中使用的交流电，几乎全部是由三相交流发电机发电、三相输电线路输送的。一、三相交流电源的产生175175三相交流电的优点：

（1）三相交流发电机比体积相同的单相交流发电机输出的功率要大。（2）三相交流发电机的结构不比单相交流发电机复杂多少,而使用、维护都比较方便,且运转时比单相发电机的振动要小。（3）在同样条件下输送同样大的功率,特别是在远距离输电时,三相输电比单相输电节约材料。（4）从三相电力系统中可以很方便地获得三个独立的单相交流电。当有单相负载时，可使用三相交流电中的任意一相。一、三相交流电源的产生176176三相交流电是由三相交流发电机产生的。●定子：电机的固定部分，包括定子铁芯和定子绕组，在定子铁心的内圆周上每隔120º均匀开槽，嵌放入三相定子绕组。三相交流发电机主要由定子和转子组成，原理图如右图。×ו

NSXBYCZA定子转子三相交流发电机原理图••×●转子：电机的旋转部分，是一对磁极。一、三相交流电源的产生177177尾端：

X

Y

Z首端：

A

BC↓

↓↓三相绕组单相绕组AX一、三相交流电源的产生178178当转子顺时针方向以

的速度匀速旋转时，则各相绕组将产生频率相同、振幅相同、相位彼此相差120º的电压源，这三个电压源称为三相对称电源。对称三相交流电波形图u0TuAuBuCωt表达式：相量式：120°120°120°UBUAUC对称三相电压相量图二、三相交流电源的星形(Y形)连接179179N中性点N火线中性线或零线火线火线线电压相电压三相四线制ACB将三相交流发电机绕组AX、BY、CZ的末端X、Y、Z联结在一起，从首端A、B、C分别引出的一根线与外电路相联，这三根线称为端线或相线（俗称火线），末端X、Y、Z联结成的一点称为中性点，其引出的线N称为中线（俗称零线）。XZY二、三相交流电源的星形(Y形)连接Y

UWVN

UW

二、三相交流电源的星形(Y形)连接181181若是对称三相交流电源,则有相电压相量图120°120°120°UVUUUW三个相电压是对称的

三、三相交流电源的三角形(△形)连接182182

UVW

将三相交流发电机绕组U、V、W的首尾依次相联，联结成一个闭合回路，从联结点引出三根线分别与外电路相联。

由图可知：三相电源的三角形联结，相电压等于线电压。知识拓展

三相四线制供电183183三相四线制中,中性线通常与大地相连,接地的中性点称为零点,接地的中性线称为零线。工程上,零线或中性线所用导线一般用蓝色或黑色表示。目前在低压供电系统中多采用三相四线制供电。知识拓展

三相五线制供电184184三相五线制是在三相四线制的基础上,另增加一根专用保护线,称为保护零线(也称接地线),与接地网相连,从而更好地起到保护作用,如图2-40所示。保护零线一般用黄绿相间色作为标志,用PE表示。相应地,原三相四线制中的零线一般称为工作零线。知识拓展

三相五线制供电185185生活中日常使用的单相交流电都是由三相五线制得来的。其中,取三条相线中的一条为相线,同时保留工作零线和保护零线。按照《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303—2015),单相三孔插座的接线必须遵循“左零(N)右相(L)上接地(PE)”的原则;单相两孔插座不接保护零线,遵循“左零(N)右相(L)”的原则,如图所示。知识拓展

三相三线制供电186186三相三线制就是三相电源采用星形连接时,中性线不引出,由三根相线对外供电。三相三线制供电只能向三相用电器供电,提供线电压,不能向单相用电器供电,主要用于高压供电线路和低压动力线路。任务二

理解三相负载的连接一、三相负载的星形连接188188在低压配电系统中,均采用三相四线制,这里的中性线是不能随意取掉的,而且规定中性线不能装开关和熔断器。这是因为在低压配电系统中,有大量单相负载存在,使得三相负载总是不对称。如果没有中性线,三相负载的相电压就高低不同,使得各负载无法正常工作,严重时还会烧毁负载。可见,三相四线制中的中性线的作用是非常重要的。

?一、三相负载的星形连接189189例题：现有白炽灯60盏,每盏灯的额定电压UN=220V,额定功率PN=100W。电源是三相四线制供电系统,电压380V/220V。试计算:(1)60盏白炽灯如何接入三相电源?(2)白炽灯全部点亮时,计算负载的相电流解:(1)白炽灯的额定电压与电源的相电压相等,又按照三相负载应尽可能平均、对称分布的要求,应将60盏白炽灯平均地接在U、V和W三条相线与中性线之间,每一相20盏。此时,三相负载按星形连接,电路如图2-43所示。二、三相负载的三角形连接190190二、三相负载的三角形连接191191例题：已知有一对称三相电源的线电压,对称三相负载的额定电压是380V。试计算:(1)三相负载如何接入三相电源?(2)计算负载的相电流和线电流。解:(1)由于负载的额定电压与电源的线电压相等,故三相负载应接在三条相线之间,是三角形连接,电路如图2-44所示。三、三相负载的功率192192三相总有功功率：当负载对称时,每相有功功率是相等的,因此三相总功率为当对称负载是三角形连接时当对称负载是星形连接时不论对称负载为哪种连接,总功率对称三相电路无功功率及视在功率二、三相负载的三角形连接193193例题：已知有一对称三相电源的线电压,对称三相负载的额定电压是380V。试计算:对称三相电路的平均功率、无功功率和视在功率。解:(1)前面已计算得出对称三相电路的线电流IL=13.16A、线电压UL=380V负载的阻抗角φ=53.13°,于是可算出该对称三相电路的功率分别为任务三

掌握安全用电常识一、电流对人体的伤害195195在供配电系统运行中,电气事故种类很多,可分为电流伤害事故、电磁场伤害事故、雷电事故、静电事故、电气设备事故和电力系统事故。其中人身触电事故是电气事故中常见的一种形式。电流通过人体时,对人体的伤害程度与电流的大小、持续时间、途径、电流的种类以及人体状况等多种因素有关,而且各种因素之间有着十分密切的关系。触电伤害电伤电灼伤电烙印皮肤金属化电光眼机械性损伤电击对人体外表的伤害接触灼伤电弧灼伤二、触电形式1.单相触电单相触电是指人体在地面或其他接地体上触及一相带电体的触电。大部分的触电事故属于这种情况。这种触电形式的危险程度与配电系统的中性点运行方式有关。如图2-47a)所示,中性点直接接地的系统中发生单相触电时,因接地短路回路的阻抗很小,电流很大,对人的危害性较大;如图2-47b)所示,在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中发生单相触电时,因接地短路回路阻抗大、电流小,其危害性相对较小;如图2-47c)所示,人体接触漏电的设备外壳,也属于单相触电。二、触电形式2.两相触电两相触电是指人体两处同时触及两相带电体的触电,如图2-48所示。因相间电压直接加在人体上,其危险性较大。二、触电形式3.跨步电压触电跨步电压触电是指当电气设备发生接地短路故障时,有很大的接地短路电流在大地中流散,从而在接地点周围的地面上产生一个电位分布。接地点的电位最高,距接地点20m处的电位约为零。如果有人在接地点周围行走,则其两脚之间将出现电位差,即所谓的“跨步电压”。由此而引起的触电事故,称为跨步电压触电。三、电气设备的接地与接零在供配电系统中,为了保证电气设备的正常运行和安全用电,电气设备必须接地或接零。接地是指将电气设备的某一部分与大地进行良好的电气连接。接零是指将电气设备在正常情况下不带电的金属部分(如外壳)与中性线(或称零线)紧密相连。按其作用的不同,可分为工作接地、保护接地,保护接零和重复接地等。工作接地为了保证电气设备在正常或发生事故的情况下能可靠地运行,将电路中的某一点接地,称为工作接地。例如,三相变压器三相绕组星形连接时中性点接地和避雷设备(避雷针、避雷器)的接地。保护接地在中性点不接地的三相电源系统中,为了防止外壳因绝缘损坏而发生触电的危险,将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳或金属构架与大地进行可靠连接,其接地电阻不得超过4Ω,这种形式称为保护接地,例如电动机、变压器的外壳接地。三、电气设备的接地与接零重复接地在三相四线制供电系统中,为了确保保护接零可靠,除了在电源中性点进行工作接地外,还必须在零线的其他地方,按一定的间距进行多次接地,称为重复接地,如图2-52所示。零线上不得装设熔断器或开关设备,应保证零线的安装质量,定期进行检查。保护接零在