高级技师[电工基础].ppt

1、电 工 基 础,梁炳亮,2017年维修电工高级技师培训班,第一节 直流电路 第二节 磁与磁路 第三节 单相交流电路 第四节 三相交流电路,课程内容,1.1 电路的基本概念和欧姆定律（略）,第一节 直流电路,基尔霍夫定律是用来说明电路中各支路电流之间及回路个电压之间基本关系的定律。应用它可以求解电路中的未知量，是分析、计算复杂直流电路的重要理论基础之一。,1.2 基耳霍夫定律,几个常用术语： 支路、节点、回路、网孔,1.2.1 基尔霍夫第一定律（ KCL）,电路中，流进任一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。即,所有电流均为正。,电路中，任一节点处电流的代数和恒等于零。即,可假定流入节点的

2、电流为正，流出节点的电流为负；也可以作相反的假定。,如图列节点a的电流方程： I1I2I3或I1I2I30,注：KCL通常用于节点，但是对于包围几个节点的闭合面也是适用的。,1.2.2 基尔霍夫第二定律（ KVL）,任意回路中，电动势的代数和恒等于各电阻上电压降的代数和。即：,任一回路中各元件上的电压降的代数和恒等于零。,在运用KVL列回路电压方程时，首先要假设电流方向和回路方向，以确定E、IR的正负。,如图：E1=I1R1+I3R3,注：KVL通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上。,例：已知如图，求电流I1 、 I2 和I3 。,1.3 支路电流法,支路电流法是以支路电流为未

3、知量，直接应用KCL和KVL，分别对节点和回路列出所需的方程式，然后联立求解出各未知电流。,1.4 戴维南定理,当需要计算复杂电路中某一支路上的电压、电流时，可将这一支路划出，将电路的其余部分看做一个有源二端网络。所谓有源二端网络就是有两个出线端、且含有电源的部分电路。有源二端网络对该支路提供电能，相当于一个电源。 如果将有源二端网络等效为电压源形式，应用的是戴维南定理；如果将有源二端网络等效为电流源形式，应用的是诺顿定理。戴维南定理和诺顿定理是关于将一个线性有源二端网络等效为一个电源的重要定理，所以也称之为等效电源定理。,对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以等效为一个电压源，电压源

4、的电动势是该有源二端网络的开路电压，电压源的内阻是有源二端网络除源后的无源二端网络的等效电阻。这就是戴维南定理。,例1：用戴维南定理计算图(a)中R上的电流I。,解: 开路电压oc为,补充：1.5 电压源和电流源及其等效变换 1.6 叠加原理,1.5 电压源和电流源及其等效变换,或,可见一个实际电源可用两种电路模型表示：一种为电压源Us和内阻Ro串联，另一种为电流源Is和内阻Ro并联。,可见，电压源与电流源对外电路等效的条件为：,或,两端同除以R0得,例：用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流I1和I2。,解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：,练习：求图中所示的电路中R支路的电流。

5、已知Us1=10V, Us2=6V, R1=1, R2=3, R=6。,解 先把每个电压源电阻串联支路变换为电流源电阻并联支路。,图 (b)中两个并联电流源可以用一个电流源代替,并联R1、R2的等效电阻,对图 (c)电路, 可按分流关系求得R的电流I为,如图 (b)所示, 其中,1.6 叠加原理,在任何由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压等于每一个独立源单独作用于电路时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。这就是叠加定理。,说明：当某一独立源单独作用时，其他独立源置零。,叠加定理是线性电路的一个基本定理。,例：求 I,解：应用叠加定理,使用叠加定理时, 应注意以下几

6、点: （1） 只能用来计算线性电路的电流和电压, 对非线性电路, 叠加定理不适用。 （2） 叠加时要注意电流和电压的参考方向, 求其代数和。 （3） 化为几个单独电源的电路来进行计算时, 所谓电压源不作用, 就是在该电压源处用短路代替, 电流源不作用, 就是在该电流源处用开路代替。 （4） 不能用叠加定理直接来计算功率。 ,第二节 磁与磁路,2.1 磁的基本知识,2.1.1 电流的磁场,2.1.2 磁通,2.1.3 磁感应强度,2.1.4 磁导率,2.1.5 磁场强度,2.2 磁的基本知识,2.2.1 磁场对通电直导体的作用,2.2.2 磁场对通电线圈的作用,2.2.3 通电导体之间的相互作用

7、,2.3 铁磁性材料的磁性能,2.3.1 高导磁性,2.3.2 磁饱和性,2.3.3 磁滞性,软磁材料 硬磁材料 矩磁材料,2.4 电磁感应,2.4.1 导体切割磁力线的感生电动势,2.4.2 线圈回路磁通变化时的感生电动势,2.4.3 自感和互感,自感系数： 线圈中通过单位电流所产生的自感磁通数。,自感电动势的大小：,互感电动势的大小：,2.5 磁路与磁路定律,2.5.1 磁路概念,2.5.2 磁路定律和磁路计算,磁场强度：,因为,所以,F：磁动势，A,Rm：磁阻，1/H,：磁通，WB,3.1 正弦交流电的基本概念,3.1.1 正弦交流电的三要素,以正弦电流为例,振幅,角频率,相位,初相角:

8、 简称初相,振幅、角频率和初相称为正弦量的的三要素。,第三节 单相交流电路,3.1.2 正弦交流电的有效值,周期电流有效值：让周期电流i和直流电流I分别通过两个阻值相等的电阻R，如果在相同的时间T内，两个电阻消耗的能量相等，则称该直流电流I的值为周期电流i的有效值。,3.2 正弦交流电的表示方法,3.2.1 三角函数法（解析法）,3.2.2 图形法（曲线法）,3.2.3 旋转矢量法,3.2.4 相量法,用复数表示正弦量的方法称为相量法。,复数A的实部a1及虚部a2与模a及辐角的关系为：,可将复数A表示成代数型、三角函数型、指数型和极坐标型4种形式。,代数型,三角函数型,指数型,极坐标型,注意：

9、 相量用上面打点的大写字母表示。,3.3 R-L-C串联电路,3.3.1 R-L串联电路,电流与电压的频率关系、相位关系、大小关系；有功、无功和视在功率；阻抗和电阻、感抗的关系；,3.3.2 R-C串联电路,3.3.3 R-L-C串联电路,可见，总电压为： 总电压大小： 阻抗： 相位关系：,3.4 R、L串联再与C并联,例：一台功率为1.1kW的感应电动机，接在220 V、50 Hz的电路中，电动机需要的电流为10 A，求：(1)电动机的功率因数；(2)若在电动机两端并联一个79.5F的电容器，电路的功率因数为多少？,方法一,方法二,方法三,第四节 三相交流电路,4.1.1 三相电源的联接,4

10、.1.2 三相负载的联接,4.1.3 对称三相电源,4.1.4 对称三相负载,4.1.4 相序,4.1 三相交流电路的基本概念,4.2 对称三相交流电的计算,4.2.1 对称三相电路的特点,相电压与线电压的关系： 相电流与线电流的关系：,4.2.2 负载星连接时的计算,4.2.3 负载角连接时的计算,4.2.4 三相电路的功率,4.2.5 三相对称电路的功率,4.3 交流电路的功率因数,4.3.1 交流电路的功率因数,4.3.2 提高功率因数的意义,4.3.3 提高功率因数的方法,补充：不对称三相交流电路的计算,中点电压法,思考?,例5.7 图5.19（a）所示电路是用来测定三相电源相序的仪器, 称为相序指示器。任意指定电源的一相为U相,把电容C接到U相上, 两只白炽灯接到另外两相上。设R=1/C,试说明如何根据两只灯的亮度来确定V、W相。,图 5.19 例 5.7 图,解 这是一个不对称的星形负载连接电路。设,显然, , 从而可知, 较亮的灯接入的为V相, 较暗的