电工基本知识(培训)

1、电工基础知识电工基础知识 电工基础知识电工基础知识 目录目录 直流电路基本概念直流电路基本概念 1 2 3 3 4 3 5 欧姆定律欧姆定律 基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 电路分析的基本方法电路分析的基本方法 交流电路交流电路 电工基础知识电工基础知识 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电路就是电流所经过的路径，电路为一闭合回路。电路就是电流所经过的路径，电路为一闭合回路。 电路由电源、中间环节和负载组成，电路由电源、中间环节和负载组成，如图如图1-1（a）所示）所示 。 电源电源 电源，即电能的源泉，是推动电路中电流流动的原电源，即电能的源泉，是推动电路中电流流动的原 动

2、力。电源是指电路中供给电能的设备，动力。电源是指电路中供给电能的设备，如图如图1-1（a） 中的电池，它的作用是将非电形式的能量转换为电能。中的电池，它的作用是将非电形式的能量转换为电能。 如电池将化学能转换为电能，发电机将机械能转换为电如电池将化学能转换为电能，发电机将机械能转换为电 能等。能等。 1.1 电路及其组成电路及其组成 电工基础知识电工基础知识 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 2 中间环节中间环节 中间环节主要包括连接导线和一些控制、保护电器中间环节主要包括连接导线和一些控制、保护电器 等，它们将电源和负载连接成一个闭合回路，在电路中等，它们将电源和负载连接成一个闭合回路，

3、在电路中 起传输、分配电能以及保护等作用。起传输、分配电能以及保护等作用。 3 负载负载 负载是指用电设备，即电路中消耗电能的设备，它负载是指用电设备，即电路中消耗电能的设备，它 的作用是将电能转换为其他形式的能量。如电灯将电能的作用是将电能转换为其他形式的能量。如电灯将电能 转换为光能，电炉将电能转换为热能，电动机将电能转转换为光能，电炉将电能转换为热能，电动机将电能转 换为机械能等。换为机械能等。 电工基础知识电工基础知识 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 图1-1电路的组成及电路模型 (a) 电路的组成;（b） 电路模型（电路图） 电工基础知识电工基础知识 将实际器件抽象成理想化的模

4、型，用一些规定的图将实际器件抽象成理想化的模型，用一些规定的图 形符号来表示，绘制成电路模型，即电路图。形符号来表示，绘制成电路模型，即电路图。 如图如图1-1（a）所示）所示的实际电路就可以用的实际电路就可以用图图1-1（b） 所示所示的电路模型表示，其中电池用电动势的电路模型表示，其中电池用电动势E和内电阻和内电阻R0 表示，灯泡用负载电阻表示，灯泡用负载电阻RL表示，开关用无接触电阻的理表示，开关用无接触电阻的理 想开关想开关K表示。由于金属导线的电阻相对于负载电阻来表示。由于金属导线的电阻相对于负载电阻来 说很小，一般可以忽略不计，即认为它是理想导线。说很小，一般可以忽略不计，即认为它

5、是理想导线。 1.2 电路模型电路模型 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 1 电流电流 电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力 的作用，形成有规则的定向运动，称为的作用，形成有规则的定向运动，称为电流电流。电流的大。电流的大 小是用单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量来度小是用单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量来度 量的，称为量的，称为电流强度电流强度，简称，简称电流电流。电流的正方向规定为。电流的正方向规定为 正电荷的移动方向。正电荷的移动方向。 大小和方向均不随时间变化的电流称为大小和方向均不随时间变化的

6、电流称为直流电流直流电流， 电流强度的符号用电流强度的符号用I表示，即表示，即I=Q/t。在国际单位制中，。在国际单位制中， 电流强度的单位为安培，简称安（电流强度的单位为安培，简称安（A）。）。 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 i 实际方向实际方向 参考方向参考方向 i 实际方向实际方向 参考方向参考方向 i 0 i 0 U 0 + U1 = 10V 10V 10 + U1 10V 10 + U1 U1 = 10V 例例 1、直流电路基本概念、直流电路基本概念 电工基础知识电工基础

7、知识 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电压与电位的区别：电压与电位的区别： 电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电 位也将随之改变；位也将随之改变； 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同 而变，而变， 即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。 电工基础知识电工基础知识 4 电动势电动势 在电源内部，非电场力将单位正电荷从电源的低电在电源内部，非电场力将单位正电荷从电源的低电 位端（负极）移到高电位端（正极）所做的功，称为位端（负极）移到高电位端（正极）所做

8、的功，称为电电 源的电动势源的电动势，用符号，用符号E表示，电动势的单位也是伏特。表示，电动势的单位也是伏特。 5 电阻电阻 导体阻碍电流通过的能力，称为导体阻碍电流通过的能力，称为电阻电阻，用，用R表示，表示， 单位为欧姆，简称欧（单位为欧姆，简称欧（）。）。 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 6 电功率电功率 单位时间内电流所做的功称为单位时间内电流所做的功称为电功率电功率，简称功率，简称功率， 用符号用符号P表示，单位为瓦特，简称瓦（表示，单位为瓦特，简称瓦（W）。）。 根据电流、电压、功率的定义，根据电流、电压、功率的定义， P=W/t= UI 1.直流电

9、路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 1 电阻的串联电阻的串联(图图1-2) 如果多个电阻顺序相联，并且在这些电阻中通过同如果多个电阻顺序相联，并且在这些电阻中通过同 一电流，这样的联结方式称为电阻的串联。串联等效电一电流，这样的联结方式称为电阻的串联。串联等效电 阻的计算公式为：阻的计算公式为： R=R1+R2+Rn 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 1.4 电阻的串联和并联电阻的串联和并联 电工基础知识电工基础知识 图图1-2 1-2 电阻的串联电阻的串联 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 2 电阻的并联电阻的并联(图图1-3) 如果多个电

10、阻联结在两个公共的节点之间，每个电如果多个电阻联结在两个公共的节点之间，每个电 阻上施加同一电压，这样的联结方式称为电阻的并联。阻上施加同一电压，这样的联结方式称为电阻的并联。 并联等效电阻的计算公式为：并联等效电阻的计算公式为： 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 图图1-3 1-3 电阻的并联电阻的并联 1.直流电路基本概念直流电路基本概念 电工基础知识电工基础知识 I U R 式中，式中，R为电路中的电阻，电阻的国际单为电路中的电阻，电阻的国际单 位是欧姆位是欧姆()。 + R I U 图图2-1 2-1 欧姆定律欧姆定律

11、 2.欧姆定律欧姆定律 1 欧姆定律欧姆定律 当电阻两端加上电压时，电阻中就会有当电阻两端加上电压时，电阻中就会有 电流通过。实验证明：在一段没有电动势而电流通过。实验证明：在一段没有电动势而 只有电阻的电路中，电流的大小与电阻两端只有电阻的电路中，电流的大小与电阻两端 的电压高低成正比，与电阻的大小成反比。的电压高低成正比，与电阻的大小成反比。 这一规律称为欧姆定律，用公式表示如下：这一规律称为欧姆定律，用公式表示如下： 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 在电路中，因所选电流、电压的参考方向不同，在电路中，因所选电流、电压的参考方向不同， 欧姆定律的表达式中将出现正负号。如欧姆

12、定律的表达式中将出现正负号。如 IRU IRU + R I U + R I U 图图2-22-2（a a） + R I U + R I U 图图2-22-2（b b） 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 注意问题：注意问题： 1 1、公式中的正、负号是由参考方向不同得出的，此、公式中的正、负号是由参考方向不同得出的，此 外还应注意电压、电流本身也有正值和负值之分。外还应注意电压、电流本身也有正值和负值之分。 3 3、电阻的倒数（、电阻的倒数（1/R）称为电导，用）称为电导，用G表示，它的国际表示，它的国际 单位为西门子（单位为西门子（S）。当电压和电流参考方向一致时，）。当电压和电

13、流参考方向一致时， 欧姆定律可表示为：欧姆定律可表示为： 2 2、电阻的单位除、电阻的单位除 欧欧姆姆()()外，还有千欧（外，还有千欧（kk）、）、 兆欧（兆欧（MM）换算关系为：）换算关系为： 1k=1000=10 1k=1000=103 3 1M=1000k=101M=1000k=106 6 GUI 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 欧姆定律中电阻的伏安特性也采用实验的方法测得，欧姆定律中电阻的伏安特性也采用实验的方法测得， 它表示电阻两端的电压与流过电流的关系，线性电阻的伏它表示电阻两端的电压与流过电流的关系，线性电阻的伏 安特性是一条经过原点的直线。欧姆定律只适用于线性

14、电安特性是一条经过原点的直线。欧姆定律只适用于线性电 阻。阻。 电压与流过电流不满足线性关系的，称非线性电阻。电压与流过电流不满足线性关系的，称非线性电阻。 非线性电阻的伏安特性是一条曲线非线性电阻的伏安特性是一条曲线 图图2-3 2-3 电阻伏安特性电阻伏安特性图图2-4 2-4 二极管伏安特性二极管伏安特性 I U 0 0 I U 0 0 电工基础知识电工基础知识 例：如图例：如图2-52-5所示的电路中，电源电压为所示的电路中，电源电压为6 6伏不变伏不变 ， R1=3R1=3、R2=12R2=12，当，当S S断开时断开时 ，电流表示数为多少？，电流表示数为多少？ 当当S S闭合时，电

15、流表示数又为多少？闭合时，电流表示数又为多少？ 2.欧姆定律欧姆定律 A U = 6V R1 R2 图图2-52-5 电工基础知识电工基础知识 解：当解：当S S断开时断开时 ， I = U / R=6/3=2VI = U / R=6/3=2V 当当S S闭合时，闭合时， R=3R=3* *12/12/（3+123+12）=2.4V=2.4V I = U / R=6/2.4=2.5V I = U / R=6/2.4=2.5V A U = 6V R1 R2 2.欧姆定律欧姆定律 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 2 2 电源有载工作电源有载工作 2.12.1电压与电流电压与电流 S

16、 I + _ E R0 + U _ 图图2-6 2-6 简单有源闭合电路简单有源闭合电路 开关开关S S闭合，应用欧姆定律得闭合，应用欧姆定律得 负载电阻端电压负载电阻端电压 U = IRL 由上两式得由上两式得U =E IR0 电流电流 I = E R0+ RL 全电路欧姆定律全电路欧姆定律 RL 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 E I U 0 0 图图2-72-7电源外特性曲线电源外特性曲线 表示电源端电压表示电源端电压U和输出电流和输出电流I之间的关系曲线，称为之间的关系曲线，称为 电源外特性曲线。电源外特性曲线。 因此得到电源外特性曲线：因此得到电源外特性曲线： 电工基

17、础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 2 2、功率与功率平衡、功率与功率平衡 S I + _ E R0 + U _ 图图2-82-8 简单有源闭合电路简单有源闭合电路 UI = EI I2R0 对式U =E IR0两边乘I得 P = PE PE PE=I2R0 是电源内阻消耗的功率是电源内阻消耗的功率 P=IU 是电源输出的功率是电源输出的功率 RL 电工基础知识电工基础知识 2.欧姆定律欧姆定律 在电源侧接入熔断器或自动断路器，当发生短路时，在电源侧接入熔断器或自动断路器，当发生短路时， 迅速切断故障电路和防止设备进一步损坏。迅速切断故障电路和防止设备进一步损坏。 3 3 电源的短路电源

18、的短路 S + _ E R0 + U0 _ 图图2-9 2-9 电源短路状态图电源短路状态图 当电源的两端由于某种原当电源的两端由于某种原 因被电阻值接近零的导体连接因被电阻值接近零的导体连接 在一起，电源处于短路状态在一起，电源处于短路状态。 RL U = 0电压电压 PE =P = R0 IS 2功率功率 电流电流 I = IS = E R0 P = 0 电源短路特征电源短路特征 I 电工基础知识电工基础知识 1 基尔霍夫（基尔霍夫（Kirchhoff）定律）定律 支路支路 电路中通过同一电流的每个分支称为电路中通过同一电流的每个分支称为支路支路。 图图3-1 中的中的ab、cd、ef均是

19、均是支路支路。 节点节点 电路中三条或三条以上支路的联结点称为电路中三条或三条以上支路的联结点称为 节点节点。图。图3-1 中中a、b两点为两点为节点节点。 回路回路 电路中任一闭合路径称为电路中任一闭合路径称为回路回路。图。图3-1中的中的 abdca、aefba、aefbdca均是均是回路回路。 其中回路其中回路abdca和和aefba内部不包含支路，称为内部不包含支路，称为网孔网孔。 任何复杂电路都有三条以上的支路、两个以上的节任何复杂电路都有三条以上的支路、两个以上的节 点和两个以上的回路。点和两个以上的回路。 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 电工基础知识电工基础知识

20、 图3-1 复杂电路 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 电工基础知识电工基础知识 （1） 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL） 基尔霍夫电流定律是用来确定联结在同一节点上各基尔霍夫电流定律是用来确定联结在同一节点上各 支路电流间的关系。支路电流间的关系。 基尔霍夫电流定律指出：基尔霍夫电流定律指出：在任一瞬时，流入电路中在任一瞬时，流入电路中 任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即 I入 入=I出出 如果规定流入节点的电流为正号，流出节点的电流如果规定流入节点的电流为正号，流出节点的电流 为负号，则上式可改写为为负号

21、，则上式可改写为 I=0 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 电工基础知识电工基础知识 因此，基尔霍夫电流定律也可表述为：在任一瞬时，因此，基尔霍夫电流定律也可表述为：在任一瞬时， 电路中任一个节点上电流的代数和等于零。电路中任一个节点上电流的代数和等于零。 基尔霍夫电流定律通常应用于节点，但也可以把它基尔霍夫电流定律通常应用于节点，但也可以把它 推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面，推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面，如图如图3-2 所示所示，IA+IB+IC=0。 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 图3-2 KCL的扩展应用 电工基础知识电工基础知识

22、 【例例3-1】图图3-3 表示某复杂电路中的一个节点表示某复杂电路中的一个节点a。已知。已知 I1=-6A，I2=3A，I3=8A，假设通过，假设通过R的电流的电流I4的参考方向的参考方向 如图所示，试求通过如图所示，试求通过R的电流的电流I4。 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 图3-3 例3-1图 电工基础知识电工基础知识 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 【解解】根据基尔霍夫电流定律列出电流方程为：根据基尔霍夫电流定律列出电流方程为： I入 入=I1+I4=I出出=I2+I3 I4=I2+I3-I1=3+8-(-6)=17(A) I4为正值，表明与假设的

23、参考方向相同，通过为正值，表明与假设的参考方向相同，通过R 的电流的电流I4的实际方向是流入的实际方向是流入a点的。点的。 电工基础知识电工基础知识 （2） 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL） 基尔霍夫电压定律指出：在任一瞬时，沿电路任一基尔霍夫电压定律指出：在任一瞬时，沿电路任一 回路顺时针或逆时针绕行一周，回路中各段电压的代数回路顺时针或逆时针绕行一周，回路中各段电压的代数 和恒等于零（一般取电位升为正，电位降为负），或电和恒等于零（一般取电位升为正，电位降为负），或电 位升等于电位降。即位升等于电位降。即 U=0 或或 U升 升=U降降 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、

24、电压定律 电工基础知识电工基础知识 【例例3-2】在图在图3-4 中中，E1=50V，E2=100V，E3=25V， R1=15，R2=15，R3=10，R4=10，求回路中的电，求回路中的电 流。流。 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 图图3-4 例例3-2图图 电工基础知识电工基础知识 解：假设回路绕行方向为顺时针，回路电流为解：假设回路绕行方向为顺时针，回路电流为I I，回路电，回路电 流的参考方向也为顺时针。根据流的参考方向也为顺时针。根据KVLKVL列出方程如下：列出方程如下： U升 升=U降降 E1+E2=R1I+R2I+E3+R4I+R3I 解得：解得：I=(E1

25、+E2-E3)/(R1+R2+R3+R4)=(50+100- 25)/(15+15+10+10)=2.5(A) 3.基尔霍夫电流、电压定律基尔霍夫电流、电压定律 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 1 1 节点电位法节点电位法 以节点电压为未知变量列写电路方程分析电路的方以节点电压为未知变量列写电路方程分析电路的方 法。法。 解题时，先在电路中选定一个节点为参考点（零电解题时，先在电路中选定一个节点为参考点（零电 位点），利用节点电位列出各支路电流的表达式，再根据位点），利用节点电位列出各支路电流的表达式，再根据 KCLKCL列出节点电位所满足的方程，并求出节点

26、电位。列出节点电位所满足的方程，并求出节点电位。 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 【例例4-14-1】图图4-14-1例：计算图中的例：计算图中的A A点和点和B B点的电位。点的电位。C C点为点为 参考点。参考点。 图图4-1 4-1 例例4-14-1图图 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 3 3 2 2 1 1 1 , R U I R UU I R UE I AABA 5 5 5 4 4 , R UE I R U I BB 0 0 425 321 III IIIKCL得：由 0 321 1 R U R UU R UE

27、AABA 0 325 5 R U R UU R UE AABB 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 2 支路电流法支路电流法 支路电流法计算电路的步骤为：支路电流法计算电路的步骤为： （1） 标出各支路电流的方向。如果不能确定电流标出各支路电流的方向。如果不能确定电流 的实际方向，可先任意假设一个方向。最后根据计算得的实际方向，可先任意假设一个方向。最后根据计算得 到的电流值是正还是负，判别实际方向与假设方向一致到的电流值是正还是负，判别实际方向与假设方向一致 或相反。或相反。 （2） 根据基尔霍夫电流定律，对根据基尔霍夫电流定律，对n个节点列出（个节点列出（n

28、- 1）个独立的电流方程式。所谓独立的电流方程，一般是）个独立的电流方程式。所谓独立的电流方程，一般是 指在方程中至少包含一个在其他方程中没有出现过的新指在方程中至少包含一个在其他方程中没有出现过的新 支路电流。支路电流。 电工基础知识电工基础知识 （3） 根据基尔霍夫电压定律，对各回路列出根据基尔霍夫电压定律，对各回路列出b-（n- 1）个独立的电压方程式。独立的电压方程数等于电路的）个独立的电压方程式。独立的电压方程数等于电路的 网孔数。网孔是指内部不包含其他支路的回路。具有网孔数。网孔是指内部不包含其他支路的回路。具有b个个 支路、支路、n个节点的电路中，网孔数为个节点的电路中，网孔数为

29、b-（n-1）个。）个。 （4） 解联立方程组，求出各未知的支路电流。解联立方程组，求出各未知的支路电流。 上面根据基尔霍夫电流定律和电压定律一共可列出上面根据基尔霍夫电流定律和电压定律一共可列出 （n-1）+b-（n-1）b个独立方程，所以能解出个独立方程，所以能解出b个个 支路电流。支路电流。 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 电工基础知识电工基础知识 【例例4-24-2】试求试求图图4-24-2所示所示电路的各支路电流。电路的各支路电流。 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 图图4-2 4-2 例例4-24-2图图 电工基础知识电工基础知识 【解解】在电路图中标出电流和回路

30、绕行方向，根据在电路图中标出电流和回路绕行方向，根据KCLKCL与与 KVLKVL列出方程为：列出方程为： 对节点对节点A:IA:I1 1+I+I2 2=I=I3 3 对回路对回路1:E1:E1 1=R=R1 1I I1 1+R+R3 3I I3 3 对回路对回路2:E2:E2 2=R=R2 2I I2 2+R+R3 3I I3 3 将已知数据代入上面的方程，得：将已知数据代入上面的方程，得：I I1 1+I+I2 2-I-I3 3=0=0 I I1 1+4I+4I3 3=12 I=12 I2 2+4I+4I3 3=6=6 解联立方程组得：解联立方程组得：I I1 1=4A I=4A I2 2

31、=-2A I=-2A I3 3=2A =2A 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 3 支路电流法支路电流法 以回路电流为未知量以回路电流为未知量, ,根据根据KVLKVL列出独立回路的电压列出独立回路的电压 方程，然后联立求解的方法。主要针对支路比较的电路。方程，然后联立求解的方法。主要针对支路比较的电路。 具体步骤如下：具体步骤如下： （1 1）选取独立回路。）选取独立回路。 （2 2）选取独立回路的绕行方向。）选取独立回路的绕行方向。 （3 3）根据）根据KVLKVL列写回路电流方程，自阻上的压降恒为列写回路电流方程

32、，自阻上的压降恒为 “+”+”，互阻上的压降可，互阻上的压降可“+”+”可可“-”-”，符号的选择取决，符号的选择取决 于回路电流和绕行方向；方程右边为独立电压源的电压于回路电流和绕行方向；方程右边为独立电压源的电压 的代数和，当电压源的正方向与绕行方向相反时取的代数和，当电压源的正方向与绕行方向相反时取“+”+”， 反之取反之取“-”-”。 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 【例例4-34-3】已知下图电路结构，其中电阻的单位为欧姆。已知下图电路结构，其中电阻的单位为欧姆。 求：求：R4中的电流中的电流I=I=？ 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本

33、方法电路分析的基本方法 (2+4+6)I1-6I2=16-48+32 -6I1+ (6+3+8)I2-8I3=48 -8I2+(8+5+3)I3=0 解得：I=2.4A 解： 电工基础知识电工基础知识 3 3 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算 在电路中指定某点作参考点，规定其电位为零，电路在电路中指定某点作参考点，规定其电位为零，电路 中其它点与参考点之间的电压，称为该点的电位。所以，中其它点与参考点之间的电压，称为该点的电位。所以， 讲某点电位必须以某一点作为参考电位，否则无意义。讲某点电位必须以某一点作为参考电位，否则无意义。 图图4-4 4-4 电路举例电路举例 参考点可任意

34、指定，常选大地、接地点或多条支路的连接点作参考点。参考点可任意指定，常选大地、接地点或多条支路的连接点作参考点。 如图中如图中a a、b b点就是任意指定的参考点。参考点的图形为：点就是任意指定的参考点。参考点的图形为： 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 图图4-4 4-4 电路举例电路举例 以图以图4-4电路为例，学习电位的概念及计算。电路为例，学习电位的概念及计算。 VUVUVV1406010420 c cb bc cc cb bb bc c VUVUVV V 60106 0 a ab ba aa ab bb ba

35、 a b b VUVUVV90601065 d db bd dd db bb bd d 在图在图(a)(a)中选中选b b点为参考点：点为参考点： 电工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 VVVVVV V 308060 0 d dc cb b a a 在图在图(b)(b)中选中选a a点为参考点：点为参考点： VUUVV140 c cb bc cb bb bc c VUUVV90 d db bd db bb bd d 则则: : 结论：结论：参考点不同，各结点电位不同，但结点间的电压参考点不同，各结点电位不同，但结点间的电压 ( (电位差电位差) )不变。不变。 电

36、工基础知识电工基础知识 4.电路分析的基本方法电路分析的基本方法 在电路中，当电位参考点在电路中，当电位参考点 选定后选定后, ,电路常可以不画电源部电路常可以不画电源部 分分, ,而是在端点标以电位值。而是在端点标以电位值。 例：如图例：如图4-4(a)电路可简化为图电路可简化为图 4-4(a)(b)所示电路。所示电路。 图图4-4 4-4 电路举例电路举例 图图4-5 4-4(a)4-5 4-4(a)的简化电路图的简化电路图 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 1.1.正弦交流电路基本概念：波形、表达式、正弦交流电正弦交流电路基本概念：波形、表达式、正弦交流电 的三要素的三要素

37、【了解了解】 2.2.正弦交流电的有效值、平均值、最大值、瞬时值的概正弦交流电的有效值、平均值、最大值、瞬时值的概 念及其相互关系念及其相互关系【了解了解】 3.3.单相和三相交流电路中电流、电压、阻抗、功率的计单相和三相交流电路中电流、电压、阻抗、功率的计 算算【熟悉熟悉】 4.4.提高功率因素的意义及方法提高功率因素的意义及方法【熟悉熟悉】 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 5.1 5.1 正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素 大小和方向均随时间作周期性变化且平均值为零的大小和方向均随时间作周期性变化且平均值为零的 电动势、电压和电流统称为电动势、电压和电流统称为交流电交流电

38、。交流电的波形可以。交流电的波形可以 为正弦、三角形或矩形等。其中随时间作正弦规律变化为正弦、三角形或矩形等。其中随时间作正弦规律变化 的电动势、电压和电流，称为的电动势、电压和电流，称为正弦交流电正弦交流电，正弦交流电，正弦交流电 流的波形流的波形如图如图5-1所示所示。 正弦交流电的瞬时值可用正弦函数表示，正弦交流电的瞬时值可用正弦函数表示， 如图如图7-1所所 示正弦交流电流可表示为：示正弦交流电流可表示为： i=Imsin(t+) 图图5-1 5-1 正弦交流电流的波形正弦交流电流的波形 角频率、幅值和初相位称为角频率、幅值和初相位称为正弦正弦 电量的三要素电量的三要素。 电工基础知识

39、电工基础知识 5.交流电路交流电路 5.2 5.2 频率、周期与角频率频率、周期与角频率 正弦交流电作周期性变化一次所需的时间称为正弦交流电作周期性变化一次所需的时间称为周期周期 T，单位是秒，单位是秒(s)。每秒内变化的次数称为。每秒内变化的次数称为频率频率f，其单位，其单位 是赫兹（是赫兹（Hz）。）。 正弦交流电每秒内变化的电角度称为正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率角频率，其，其 单位是弧度秒（单位是弧度秒（rads）。显然，频率、周期与角频）。显然，频率、周期与角频 率的关系为率的关系为 =2f=2/T 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 5.3 5.3 幅值与有效值

40、幅值与有效值 正弦交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字正弦交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字 母来表示，如母来表示，如i、u、e分别表示电流、电压、电动势的瞬分别表示电流、电压、电动势的瞬 时值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标时值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标 m的大写字母来表示，如的大写字母来表示，如Im、Um和和Em分别表示电流、分别表示电流、 电压和电动势的幅值。电压和电动势的幅值。 当一个直流电流和一个交流电流在该交流电的一个当一个直流电流和一个交流电流在该交流电的一个 周期内通过相同的电阻产生的热量相等时的该直流电流周期内通过相同的电阻产生的热量相

41、等时的该直流电流 值称为该交流电流的有效值。值称为该交流电流的有效值。 热效应相当热效应相当 dtRi T 2 0 交流交流直流直流 RTI 2 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 平均值平均值( )与最大值、有效值关系：与最大值、有效值关系： IIImmp 637. 0 2 UUU mmp 637. 0 2 I I 90.0 p U U 90.0 p I I p 1 . 1 U U p 1 . 1 Ip Up 2 m I I 注意：注意： 工程上说的正弦电压、电工程上说的正弦电压、电 流一般指有效值，如设备铭牌流一般指有效值，如设备铭牌 额定值、电网的电压等级等。额定值、电网的电

42、压等级等。 但绝缘水平、耐压值指的是最但绝缘水平、耐压值指的是最 大值。因此，在考虑电器设备大值。因此，在考虑电器设备 的耐压水平时应按最大值考虑。的耐压水平时应按最大值考虑。 测量中，交流测量仪表指测量中，交流测量仪表指 示的电压、电流读数一般为有示的电压、电流读数一般为有 效值。效值。 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 5.4 5.4 单相交流电路单相交流电路 )sin(cos jZjxrZeZ j CjC j e C Z j C 11 2 LjLeZ j L 2 电阻：电阻： 电感：电感： 电容：电容： 阻抗：阻抗： RZ R 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路

43、 5.5 5.5 单相交流电路功率单相交流电路功率 22 无功有功 PPS 无功功率无功功率 有功功率有功功率 视在功率视在功率UIS （VA，kVA） cosSP 有功 （W，kW） sinSP 无功 （Var，乏尔乏尔） 瞬时功率瞬时功率)()()(titutP 平均功率：瞬时功率在一个周期内的平均值。平均功率：瞬时功率在一个周期内的平均值。 功率因数：有功功率与视在功率的比值。功率因数：有功功率与视在功率的比值。 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 1) 纯电阻电路纯电阻电路0 RIUIP 2 2) 纯电感或纯电容纯电感或纯电容 22 或0P 3)3) 一般一般RLC 电路电

44、路 cosUIP 有功功率的计算：有功功率的计算： 电工基础知识电工基础知识 5.交流电路交流电路 5.6 5.6 三相交流电路三相交流电路 三相三相交流电源是由三个频率相同、大小相等、彼交流电源是由三个频率相同、大小相等、彼 此之间具有此之间具有120120相位差的对称三相电动势组成的，相位差的对称三相电动势组成的， 一般称为对称一般称为对称三相电源三相电源。 对称三相电动势是由三相交流发电机产生的，对对称三相电动势是由三相交流发电机产生的，对 用户来说也可看成是变压器提供的。不管发电机还是用户来说也可看成是变压器提供的。不管发电机还是 变压器，三相电源都是由三相绕组直接提供的。每相变压器，三相电源都是由三相绕组直接提供的。每相 绕组的始端标为绕组的始端标为A A、B B、C C，而末端标为，而末端标为X X、Y Y、Z Z。AXAX、 BYBY、CZCZ分别称为分别称为A A相、相、B B相和