电工与电子技术①

1、l在复杂电路中，电流的实际方向很难判断，为了分析 问题方便，可以任意规定某一方向为电流方向，并用 箭头表示在电路图上，将此称为电流的参考方向。 l如电流的实际方向与参考方向一致，则电流为正值； 如果两者相反，则电流为负值。 图1-2 电流的参考方向 l由物理学知道，电路中A、B两点的电压是将单位正电 荷由A点移动到B点时电场力所做的功。电压用u表示， 即 l当电压的量值和方向都不随时间变化时，称为直流电 压，用U来表示 q W U AB AB dq dw u l式中，q电荷电量(C)； WAB电荷由A点移至B点电场力所做 的功(J)； UABA、B两点间的电压(V)。 常用的电压单位还有千伏(

2、 kV)、毫伏 ( mV)和微伏(V)，它们之间的换算关系是 1 kV103 V106 mV109 V q W U AB AB l与电流类似，在电路分析中也要规定电压的参考方向， 通常有3种表示方法： (1)采用正()、负()极性表示，称为参考极性。 这时，从正极性端指向负极性端的方向就是电压的参 考方向。 (2)采用实线箭头表示。 (3)采用双下标表示，UAB表示电压的参数方向由 A指向B。 图1-3 电压的参考方向 UAB 图1-4 电流和电压的参考方向 l电压的参考方向规定之后，当电压的实际方向 与参考方向一致时，电压为正值；反之，电压 为负值。 任一元件的电流参考方向和电压参考方向 可

3、以分别独立规定，但为了分析方便，常使同 一元件的电流参考方向与电压参考方向一致， 称为关联参考方向。 l如下图所示，（a）中电流和电压的参考方向 为关联参考方向，而（b）为非关联参考方向。 l设导体两端电压为U，通过导体横截面的电量为q，电场 力所做的功为：W = q U ，而q = I t， W = U I t l单位：W焦耳（J）；U伏特（V）； I安培（A）；t 秒（s）。 电能 l电能的主单位是焦（耳），符号J。实际生 活中还采用千瓦小时（kWh），为电能的 单位。简称度。 1 kWh3.6106 J=1度 l电场力所做的功即电路所消耗的电能W = U I t。 l电流做功的过程实际上

4、是电能转化为其他 形式的能的过程。 l在一段时间内，电路产生或消耗的电能与 时间的比值。 l或 l单位：P瓦特（W）。 W P t PUI 式中，P电功率(W)； U电压(V)； I电流(A)。 功率的单位为瓦（特），常用的有千瓦（kW）、兆瓦（MW） 和毫瓦（mW）。 一段电路，若P0，表明该段电路吸收功率；若P0， 则表明该段电路供出功率。 P=UI l实验结果表明：电流通过导体产生的热量，跟 电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比， 这就是焦耳定律。 Q = I2 R t 单位：Q焦耳（J）；I安培（A）； R欧姆 （）；t秒（s） l额定功率、额定电压：用电器上标明的电功率 和电压，叫

5、用电器的额定功率和额定电压。若 给用电器加上额定电压，它的功率就是额定功 率，此时用电器正常工作。若加在它上面的电 压改变，则它的实际功率也改变。 l有一220 V / 60 W的白炽灯接在220 V的供电线路 上，它消耗的功率为多大？若加在它两端的电 压为110 V，它消耗的功率为多少？（不考虑温 度对电阻的影响） l1.一个电阻元件，当其电流减为原来的一半时，其功 率为原来的（）。 l2.220V,40W的白炽灯正常发光（）h，消耗电能为1度。 l3.某礼堂有40盏白炽灯，每盏灯的功率为100W，则全 部灯点亮2h,消耗的电能为（）kW.h。 l4.某导体的电阻是1，通过它的电流是1A,那

6、么在 1min内通过导体横截面的电荷量是（）C，它消耗的 功率是（）W。 l电路元件理想电路元件，是电路元件理想 化的模型。 l电阻元件R，只表示消耗电能的元件。 l电感元件L，表示周围空间存在着磁场而 可以储存磁场能量的元件。 l电容元件C，表示周围空间存在着电场而 可以储存电场能量的元件。 l电路模型：实际电路可以用一个或若干个理想电路元 件经理想导体连接起来模拟。 l建模：用理想电路元件或它们的组合模拟实际元件， 建立其模型。 l举例：一个线圈的建模。直流电下是一个电阻元件； 电流变化情况下是一个电阻元件加一个电感元件；电 流变化很快时还得加上一个电容元件。 l本书中涉及的电路均指由理想

7、电路元件构成的电路模 型。 l1电能和电功的计算。 l2额定电压和额定功率的概念。 l3焦耳定律的内容。 1.电阻的串并、联电阻的串并、联 串联串联 并联并联 I = I1 = I2 = =In I = I1 + I2 + In U = U1 + U2 + +Un R = R1 + R2 + Rn U = U1 = U2 = = Un 1/R = 1/R1 +1/ R2+ 1/Rn IR =I1 R1 =I2 R2 =In Rn U/R =U1/ R1 +U2/ R2 + Un / Rn 总电流与各电阻电流相等总电流与各电阻电流相等 总电压为各电阻电压之和总电压为各电阻电压之和 总电阻为各电阻

8、之和总电阻为各电阻之和 电阻越大分得的电压越大电阻越大分得的电压越大 总电流为各之路电流之和总电流为各之路电流之和 各电阻电压与干路电压相等各电阻电压与干路电压相等 总电阻倒数为各电阻倒数之和总电阻倒数为各电阻倒数之和 电阻越小流过的电流越大电阻越小流过的电流越大 串联串联: 分压，通过电阻的电流分压，通过电阻的电流 相相 等；电阻越大电阻两端电压等；电阻越大电阻两端电压 越大越大 并联并联: 分流，电阻两端的电压分流，电阻两端的电压 相相 等；电阻越小通过电阻的电等；电阻越小通过电阻的电 流越大流越大 串联电阻特点 并联电阻特点 I = I1 = I2 = =In U = U1 +U 2+

9、+Un R = R1 + R2 + Rn I = I1 + I2 + In U = U1 = U2 = = Un 1/R = 1/R1 +1/ R2+ 1/Rn 串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的 阻值都大。 电阻并联后，总电阻的阻值比任何一个分电阻电阻并联后，总电阻的阻值比任何一个分电阻 的阻值小的阻值小 电容的串、并联 当电容为串联或并联组合时，可用一个等效电容当电容为串联或并联组合时，可用一个等效电容 来替代。来替代。 一、电容的串并联一、电容的串并联 1 1、串联、串联 u1 u2 u n C1C2 C n + + + - - - u i i C u + + - - u 1/C

10、=1/C1+ 1/C2+ 1/C n i1 + - u i C1C2Cn i2 in C=C1+C2+Cn i C u + + - - u 2 2、并联、并联 基尔霍夫定律概括了电路中电流和电基尔霍夫定律概括了电路中电流和电 压分别遵循的基本规律，是用以分析和计算压分别遵循的基本规律，是用以分析和计算 电路的基本依据。电路的基本依据。 KCL适用于电路中的任一适用于电路中的任一“节点节点”， KVL适用于适用于电路中的任一电路中的任一“回路回路” lKCL基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 lKVL基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 l1、支路：、支路： l（1）每个元件就是一条支路 l（2）串联

11、的元件我们视它为一条支路 l（3）流入等于流出的电流的支路 l2、节点：、节点： l（1）支路与支路的连接点 l（2）两条以上的支路的连接点 l（3）广义节点（任意闭合面） l l3、回路：、回路： l（1）闭合的支路 l（2）闭合节点的集合。 l4、网孔：、网孔： l（1）其内部不包含任何支路的回路 l（2）网孔一定是回路，但回路不一定是 网孔 l集中参数电路：电阻、电容、电感都集中到一 点，能量损耗、电场储能、磁场储能过程也分 别集中在电阻、电容、电感元件中进行。称 这些电阻、电容、电感元件为集中参数 元件，由集中参数元件组成的电路为集 中参数电路。 l 对于任一集中参数电路中的任一节点，

12、在对于任一集中参数电路中的任一节点，在 任一瞬间，流出（或流入）该节点的所有支路任一瞬间，流出（或流入）该节点的所有支路 电流的代数和等于零。电流的代数和等于零。 1 ( )0 n k k i t KCL反映了电路中会合到任一节点的各反映了电路中会合到任一节点的各 电流间相互约束关系。电流间相互约束关系。 对上图所示电路，取流出节点的支路电流对上图所示电路，取流出节点的支路电流 为正，流入为负（或取流入为正，流出为负）为正，流入为负（或取流入为正，流出为负） 则有：则有： 节点节点 -i2+i3+i4=0 lKCL的实质是电流的实质是电流连续性原理在集中参数电路连续性原理在集中参数电路 中的表

13、现。所谓电流连续性：在任何一个无限中的表现。所谓电流连续性：在任何一个无限 小的时间间隔里，流入节点和流出节点的电流小的时间间隔里，流入节点和流出节点的电流 必然是相等的，或在节点上不可能有电荷的积必然是相等的，或在节点上不可能有电荷的积 累，即每个节点上电荷守恒。累，即每个节点上电荷守恒。 l对于任一集中参数电路中的任一回路，在任一对于任一集中参数电路中的任一回路，在任一 瞬间，沿该回路的所有支路电压的代数和等于瞬间，沿该回路的所有支路电压的代数和等于 零。零。 lKVLKVL反映了回路中各支路电压间的相互约束关反映了回路中各支路电压间的相互约束关 系。系。 1 ( )0 n k k v t

14、 对右图所示电路，取支对右图所示电路，取支 路电压方方向与回路方向路电压方方向与回路方向 一致时为正，否则为负，一致时为正，否则为负， 则有则有 回路回路 v4-v5+v6=0 回路回路 -v1+v5-v4-v3=0 l电路中要有电流通过，就必须在电路两端保持电压， 电路中的电源就是完成这一任务的设备，它的工作实 质就是将其他形式的能量转化为电能。 如图是电源工作的示意图。虚线内为电源，A是 电源的正极，B是电源的负极，R为用电器。 图1-5 电源工作示意图 电动势电动势 l电源的工作就是把正电荷从B极通过电源内部移动到A 极，或者把负电荷从A极移动到B极。在这个过程中外 力要克服电场力做功，

15、而将其他形式的能转化成电能。 不同的电源这种做功的本领大小不同。电源的这种本 领，我们用“电动势”这个物理量来表示。 外力把正电荷通过电源内部从B极移动到A极所做 的功为W，与所移动电荷量q的比值，称为电源的电动 势。规定电动势的方向从电源负极指向正极。电动势 的方向与其端电压U的方向相反。 W E q 式中，W功(J)； q电量(C)； E电动势(V)。 电位电位 l分析电路时常用到“电位”这一物理量。在电路中任选一点作 为参考点，用符号“”表示，规定该点的电位为零。如果参 考点为O，则电路任一点A的电位为 VAUAO l参考点本身的电位为零，VO=0，参考点又叫零电位点。 l如果已知A、B

16、两点的电位各为VA、VB，则两点间的电压为 UABUAOUOBUAOUBOVAVB 即两点间的电压等于这两点的电位之差，又叫电位差。 l电压和电位都是非常抽象的物理量，它们之间 既有区别又有联系。电路某点的电位与参考点 有关，即参考点不同，电路中同一点的电位不 同，但电路中任意两点间的电压与参考点的位 置无关。 l复习高中学过的正弦函数 y o 2 4 1 1 x 2 4 ysinx y=Asinx；y=Asin(2x+y) 周期T=2 最大值：当x=/2 ，y(max)=1 最小值：当x=3/2，y(min)=-1 零值点： (k,0) l正弦交流电正弦交流电: l 电流或电压的大小和方向随

17、时间按正弦规律变电流或电压的大小和方向随时间按正弦规律变 化化. 数学表示式为数学表示式为: u tUu sin m i tIi sin m I Im m 2 T i t O 角频率：角频率： 幅值：幅值： 初相角：初相角： 0m sintIi f T 2 2 T f 1 t O 工频工频50赫兹周期赫兹周期 为为20毫秒角频率毫秒角频率314 rad/s 相位角：相位角：0 t 初相位初相位： 0 初相位等于初相位等于 相位差相位差 : 两个两个同频率同频率正弦量相位差等于正弦量相位差等于初相位之差初相位之差。 i t )sin( m0 tIi O 0 )sin( 1m tUu )()( 2

18、1 tt 21 )sin( 2m tIi 相位差：相位差： 两个两个同频率同频率正弦量相位差等于正弦量相位差等于初相位之差初相位之差。 l最大值 ：Im、Um l有效值：有效值：与其热效应相等的直流电量的大小。与其热效应相等的直流电量的大小。I、U dtRi T 2 0 RTI 2 则有则有 T ti T I 0 2 d 1 T ttI T 1 0 22 m dsin 2 m I 同理：同理： 2 m U U 2 m E E 已知一正弦信号源的电压幅值为已知一正弦信号源的电压幅值为10 mV10 mV，初相位为，初相位为3030， 频率为频率为1 000 Hz1 000 Hz，则电压瞬时值表达

19、式为，则电压瞬时值表达式为_。 )30314sin(210)(ttu )30314sin(10)(ttu )30 2000sin(210)(ttu)30 2000sin(10)(ttu A D C B 如图所示，某正弦电流波形图，其瞬时值表达式为如图所示，某正弦电流波形图，其瞬时值表达式为_。 )90314sin(210ti)90314sin(10ti )90314sin(10ti)904.31sin(10ti A B CD a j b A +1 0 r 根据欧拉公式根据欧拉公式: e j= cos+ j sin A = r e j 指数式指数式 A = r 极坐标式极坐标式 A= a+j b

20、 A= r(cos +j sin ) 1.复数 模模 幅角幅角 2.2正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法 = arctan( b/a ) 22 bar a = r cos b = r sin 其中其中 i y t 一个复数的幅角等于正弦量的初相角，一个复数的幅角等于正弦量的初相角， 复数的复数的 模等于正弦量的最大值或有效值，该复数称为模等于正弦量的最大值或有效值，该复数称为 正弦量的相量。正弦量的相量。 tIi m sin m mII 初相角初相角 幅值幅值 相量相量 mm UU . tUusin m UU . 有效值相量有效值相量 最大值相量最大值相量 1 j 0 30 60 I1m I

21、2m 画出相量图画出相量图 相相 量量 图图 分析：根据分析：根据i1、 、i2的幅值、 的幅值、 初相角，可直接写出其相量；初相角，可直接写出其相量； 根据相量画出相量图。根据相量画出相量图。 例例 若若 i1= 8sin( t+30)A, i2= 6sin( t+60)A 按照正弦量的大小和相位关系画出的若干按照正弦量的大小和相位关系画出的若干 相量的图形，称为相量的图形，称为相量图相量图。 注意：注意： 只有只有正弦周期量正弦周期量才能用相量表示；才能用相量表示； 只有只有同频率同频率的正弦量才能画在同一相量图上；的正弦量才能画在同一相量图上； 相量是相量是正弦交流电的复数，正弦交流电正

22、弦交流电的复数，正弦交流电 是时间的函数，二者之间是时间的函数，二者之间并并。 相量图中，可以用幅值相量，也可化为有效值相量图中，可以用幅值相量，也可化为有效值 相量，但是有效值相量在纵轴上的投影不再代相量，但是有效值相量在纵轴上的投影不再代 表正弦量的瞬时值。表正弦量的瞬时值。 l2.3.1 电阻元件 lU和i为关联参考方向时，根据欧姆定律得出， i=u/R或u=Ri 电感线圈电感线圈 电感电感线圈是由线圈是由导线导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线 彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯 或磁粉芯，简

23、称电感。用或磁粉芯，简称电感。用L L表示，单位有表示，单位有亨利亨利(H)(H)、毫亨利、毫亨利 (mH)(mH)、微亨利、微亨利(uH)(uH)。 电感是利用电磁感应的原理进行工作的电感是利用电磁感应的原理进行工作的. .当有电流流过当有电流流过 一根导线时一根导线时, ,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场就会在这根导线的周围产生一定的电磁场, ,而而 这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导 线发生感应作用线发生感应作用. . l右手螺旋定则： l(1)通电直导线：用右手握住通电直导线，让大拇 指指向电流的方向，那么四指的指向

24、就是磁感线的环 绕方向； l(2)通电螺线管：用右手握住通电螺线管，使四指 弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通 电螺线管的N极。 l（3）磁感线方向判断：在磁体外部磁感线由N极 指向S极，在磁体内部由S极指向N 极。 定义：定义：一个二端元件如果在任一时刻一个二端元件如果在任一时刻t，它的磁通，它的磁通(t),同同 它的电流它的电流i（t）之间的关系可以用）之间的关系可以用i，平面上一条曲平面上一条曲 线来确定，则此元件称电感元件。线来确定，则此元件称电感元件。 磁通磁通L与电流与电流i参考方向关联时参考方向关联时：L=Li L=Li lL自感磁链自感磁链 l L电感系数，电感电感

25、系数，电感 l电感电感L单位有单位有 亨利亨利(H)、毫亨利、毫亨利 (mH)、微亨利、微亨利 (uH)。 l1H=103mH=106uH l电感为常数时，称之为线性电感元件。电感为常数时，称之为线性电感元件。 图1-13 线圈的磁通和磁链图1-14 线性电感元件 i + 线圈线圈N匝匝 （此图只画出一匝） 磁通磁通 u N N匝线圈产生的磁通总和称为磁链：匝线圈产生的磁通总和称为磁链： Li 磁链与电流成比例：磁链与电流成比例： 磁通的参考方向与电流的参考方向符合右手螺旋法则磁通的参考方向与电流的参考方向符合右手螺旋法则 L称为电感，无铁心线圈称为电感，无铁心线圈L是常数是常数 2.3.2电

26、感 若选择电感若选择电感u、i的方向为关联参考方向的方向为关联参考方向 1 1）数量关系：）数量关系： 2 2）相位关系：）相位关系： 3 3）相量关系：）相量关系： LL IXU L LL LIU? 2 iu LLj IXU L 电压超前电流电压超前电流9090度度 LX L 感抗感抗 或 图1-15 线性电容元件 当电压参考极性与极板储存 电荷的极性一致时，线性电容元件 所储存的电荷与电容C关系为： 电容C-表征电容元件特性的参数。 （电感H-表征电感元件特性的参数。） 单位为法拉，符号F。通常还用微法（F），皮法（pF）。 1F=106 F=1012 pF 1 1）数量关系：）数量关系：

27、 2 2）相位关系：）相位关系： 3 3）相量关系：）相量关系： 电压滞后电流电压滞后电流9090度度 CC IXU C 2 ui C I C U 1 C 容抗容抗 C 1 X C C C Cj IXU 或 单一参数正弦交流电路中的关系总结 t i Lu d d t u Ci d d iRu 基本关系基本关系 I IL LU U I I C C 1 1 U U R RI IU U I IX X L L I IX X C C 有效值关系有效值关系 RIU IXU L j IXU C j 相量式相量式 U I U I U I 相量图相量图 i iu u 9090 i iu u 9 90 0 i i

28、u u 相位关系相位关系 L C R 参数参数 有功功率有功功率I IU UP P0P P0P P 无功功率无功功率0Q QI IU UQ QI IU UQ Q 2.6 功率因数的提高功率因数的提高 问题的提出问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，日常生活中很多负载为感性的， 其等效电路及相量关系如下图。其等效电路及相量关系如下图。 u i R L R u L u 当当U、P 一定时，一定时， 希望将希望将 cos 提高提高 U I RU LU P = PR = UIcos 其中消耗的有功功率为：其中消耗的有功功率为： cosI (1) 设备不能充分利用。设备不能充分利用。 (2) 当输出相

29、同的有功功率时，线路上电流大当输出相同的有功功率时，线路上电流大 I=P/(Ucos )，线路压降损耗大。，线路压降损耗大。 功率因数低带来的问题功率因数低带来的问题： 解决办法解决办法：改进自身设备；：改进自身设备； 并联电容，提高功率因数。并联电容，提高功率因数。 例例 40W白炽灯白炽灯 1cos 40W日光灯日光灯 5 . 0cos A364. 0 5 . 0220 40 cos U P I 发电与供电发电与供电 设备的容量设备的容量 要求较大要求较大 供电局一般要求用户的供电局一般要求用户的 ， 否则受处罚。否则受处罚。 85. 0cos A182. 0 220 40 U P Ico

30、sUIP A102 220 104400 U S I 4 3 e 例题例题1：一台发电机的额定电压为：一台发电机的额定电压为220V，输出的总功，输出的总功 率为率为4400kVA。（。（1）该发电机向额定电压）该发电机向额定电压220V，有，有 功功率为功功率为4.4kW，功率因数为，功率因数为0.5的用电器供电，能使的用电器供电，能使 多少这样的用电器正常工作？（多少这样的用电器正常工作？（2）若把用电器的功）若把用电器的功 率因数提高到率因数提高到0.8，又能使多少个用电器正常工作。，又能使多少个用电器正常工作。 40A 0.5220 4400 Ucos P I 个500 40 102

31、I I In 4 e e 发电机额定电流发电机额定电流 cos=0.5=0.5时，时，每每 个用电器的电流个用电器的电流 发电机供给用电器个数发电机供给用电器个数 1、提高供电设备的能量利用率。、提高供电设备的能量利用率。 A102 220 104400 U S I 4 3 e 例题例题1：一台发电机的额定电压为：一台发电机的额定电压为220V，输出的总功，输出的总功 率为率为4400kVA。（。（1）该发电机向额定电压）该发电机向额定电压220V，有，有 功功率为功功率为4.4kW，功率因数为，功率因数为0.5的用电器供电，能使的用电器供电，能使 多少这样的用电器正常工作？（多少这样的用电器

32、正常工作？（2）若把用电器的功）若把用电器的功 率因数提高到率因数提高到0.8，又能使多少个用电器正常工作。，又能使多少个用电器正常工作。 25A 0.8220 4400 Ucos P I 个800 25 102 I I In 4 e e 发电机额定电流发电机额定电流 cos=0.8=0.8时，时，每每 个用电器的电流个用电器的电流 发电机供给用电器个数发电机供给用电器个数 1、提高供电设备的能量利用率。、提高供电设备的能量利用率。 纯电阻电路纯电阻电路 )0( 1cos 1cos0R-L-C串联电路串联电路 )9090( 纯电感电路或纯电感电路或 纯电容电路纯电容电路 0cos)90( 电动

33、机电动机 空载空载 满载满载 3 . 02 . 0cos 9 . 07 . 0cos 日光灯日光灯 （R-L-C串联电路）串联电路） 6 . 05 . 0cos 常用电路的功率因数常用电路的功率因数 提高功率因数的原则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。载上的电压和负载的有功功率不变。 提高功率因数的措施提高功率因数的措施: 并电容并电容 u i R L R u L u C RLI CI I 1 并联电容值的计算并联电容值的计算 u i R L R u L u C 设原电路的功率因数为设原电路的

34、功率因数为 cos L，要求补偿到，要求补偿到 cos 需并联多大电容（设需并联多大电容（设 U、P 为已知）为已知） ？ U C I C + U - R L I 1 I 1 I C I I U 1 相量图相量图 因为因为IC=UC sinsin 11 III C sin cos sin cos 1 1 U P U P 即即: :sinsin 11 IICU )tan(tan 1 2 U P C 所以所以 11sin I sinI )tan(tan 2 L U P C i u R L R u L u C 正弦交流发电机原理图 正弦交流发电机的主要部 分是线圈和磁极。 线圈：多用铜线绕成矩 形，

35、有许多匝，匝数越多，产 生的感应电动势越大。 磁极：至少一对，多的 达40对以上。磁极对数越多 的发电机，产生的交流电的变 化速度越快。图示发电机的磁 极对数为一对。 线圈处于磁极中性面位置（如图示 位置）并逆时针转时， =0，转至与 磁极中线平行时， 最大；边转至边的 位置时，线圈转动半周，这个半周中 除了这两个位置，A点的电位高于B点 的电位，电动势为正。此后的另一半 周中，B点的电位高于A点的电位，电 动势为负。故图示发电机(一对磁极发 电机)的线圈转动一周，电动势正、负 变化一次。流过负载的电流的方向也 就随线圈转动一周而变化一次。 e e 电能可以由水能（水力发电）、热能电能可以由水

36、能（水力发电）、热能 （火力发电）、核能（核能发电）、化学能（火力发电）、核能（核能发电）、化学能 （电池）、太阳能（太阳能电站）等转换而得。（电池）、太阳能（太阳能电站）等转换而得。 而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发 电机来完成。电机来完成。 如：三峡电站，三相水轮发电机将水能转换为如：三峡电站，三相水轮发电机将水能转换为 电能；火电站，三相气轮发电机将燃烧煤炭产电能；火电站，三相气轮发电机将燃烧煤炭产 生的热能转换为电能。三相交流电是如何产生？生的热能转换为电能。三相交流电是如何产生？ 有何特点？有何特点？ 2.7 三相交流电源 1 、三相电

37、源、三相电源 三相交流电一般是由三相交流发电机产生的，下图(a)为三 相交流发电机的示意图。 三相发电机示意图 定子定子 转子转子 铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经） 三相绕组三相绕组 : 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁 定子定子 转子转子 发电机结构发电机结构 对称三相交流电相电压的瞬时值分别为 以相量形式表示为 120EEV 0EE U UU . Uv . U U 三相电动势的特征：三相电动势的特征： 大小相等，频率大小相等，频率 相同，相位差互为相同，相位差互为120120 2sin UP uUt 2sin120o VP uUt 2sin2402sin120 oo WPP uUt

38、Ut 240120 WUUU （b）相量图（a）波形图 3 2 3 2 uWuUuV O t e 三相对称电动势的波形图和相量图 1200 1200 UV . UW . UU . - (1) 联接方式联接方式 中性点中性点 CBA UUU 、 CABCAB UUU 、 、Up C U + + B U + A U 、Ul X Y Z N B C A eA + eC + eB + AB U + + BC U + CA U 三相三线制三相三线制 中性点中性点 零线（中线）零线（中线） 火线（相线或端线）火线（相线或端线） 火线（相线或端线）火线（相线或端线） 火线（相线或端线）火线（相线或端线） X

39、 X Y Y Z Z 三相四线制三相四线制 通常将三个末端联在一起，称为中性点或零点，用通常将三个末端联在一起，称为中性点或零点，用 N N表示，从中性点表示，从中性点N N引出的导线称为中性线。引出的导线称为中性线。 从三个首端从三个首端U U、V V、W W分别引出相线（即火线）。分别引出相线（即火线）。 星形接法星形接法 U U V V W W N N 相电压（相电压（U UP P）：火线和零线间的电压）：火线和零线间的电压 线电压线电压(U(U1 1) )：火线间的电压：火线间的电压 线电压和相电压在线电压和相电压在大小大小上的关系：上的关系： 中性点中性点 零线（中线）零线（中线） 火线（相线或端线）火线（相线或端线） 火线（相线或端线）