电工学复习1-4

1、1第第1 1章章 直流电路直流电路2n了解了解: :电路的作用和组成电路的作用和组成; ; 电路的电路的通路、开路和短路通路、开路和短路状态状态 电路模型的概念电路模型的概念 支路电流法支路电流法n掌握掌握: :电位的计算。电位的计算。 用叠加定理和等效电源定理分析电路的方法。用叠加定理和等效电源定理分析电路的方法。n理解理解: :额定值、负载大小的概念额定值、负载大小的概念; ; 参考方向和关联参考方向的意义参考方向和关联参考方向的意义 理想电阻元件的耗能特性、理想电压源的理想电阻元件的耗能特性、理想电压源的 恒压特性和理想电流源的恒流特性。恒压特性和理想电流源的恒流特性。 电路的基尔霍夫定

2、律。电路的基尔霍夫定律。31. 叠加定理只适用于叠加定理只适用于线性电路线性电路（电路参数不随电压、（电路参数不随电压、 电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。 2. 叠加时只将电源分别考虑，叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变电路的结构和参数不变。 3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电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、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+1.8 1.8 叠加定理叠加定理“恒压源不起作用恒压源不起作用”，就是将此恒压源短路，就是将此恒压源短路“恒流源不起作用恒流源不起作

3、用” ，就是将此恒流源开路，就是将此恒流源开路4(一一) 戴维宁定理戴维宁定理UeSRo+_R1.9 1.9 等效电源定理等效电源定理等效电压源的电压等效电压源的电压（UeS ）等于有源二端）等于有源二端网络的开路电压（网络的开路电压（UOC ）OCeSUU等效电压源的内阻等于有源二端网等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络的输入电阻。络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：（有源网络变无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）电压源短路，电流源断路）SCOCoIUR 5(二二) 诺顿定理诺顿定理ABIeSRo 等效电流源等效电流源 IeS 为有源二端网络输出端的

4、为有源二端网络输出端的短路电流短路电流Isc 等效电阻等效电阻 仍为相应无源二端网络的仍为相应无源二端网络的输入电阻输入电阻Ro6练习题练习题: :1.2.1 1.2.1 求图示电路中开关求图示电路中开关S S闭合和断开两种情况下闭合和断开两种情况下a a、b b、c c三点的电位。三点的电位。RS3V6VabcS闭合时闭合时 S断开时断开时6 ,3 ,0 .abcVV VV VV 6 ,(63)9 .abcVVV VVVRS3V6Vabc解：解：7练习题练习题: :1.5.1 1.5.1 试分析图示电路中电阻的电压和电流以及图试分析图示电路中电阻的电压和电流以及图(a)(a)中电流源的电压和

5、中电流源的电压和图图(b)(b)中电压源的电流。中电压源的电流。解解：（：（1 1）图）图(a)(a)电路中，三者并联，故电压相同电路中，三者并联，故电压相同1VRCSUUU12A0.5RRUIR（2 2）图）图(b)(b)电路中，三者串联，故电流相电路中，三者串联，故电流相同同V1ARSIII0.510.5VRRUI R(a)(a)(b)(b)81.6.1 1.6.1 在图示电路中，已知在图示电路中，已知US6 6V ，IS2 2A ， R12 2 ， R21 1 。求开关求开关S断开时开关两端的电压断开时开关两端的电压U和开关和开关S闭合闭合时通过开关的电流时通过开关的电流I（不必用支路电

6、流（不必用支路电流法）。法）。US+_ISR1R2U+_IS练习题练习题: :S断开时，断开时，I2=IS=2A选取由选取由US、R2和和S组成的回路组成的回路:S闭合时，闭合时， R2 右端电位与右端电位与US 下端电位相同，下端电位相同， R2 两端电压等于两端电压等于US ，故故I2=USR2 =6A选取右上结点选取右上结点a:解：解：设通过设通过R2的电流为的电流为I2，如图。，如图。I2ab利用利用KVL求得求得U=US R2 I2 4V利用利用KCL求得求得I=I2 IS 4A91.7.2 1.7.2 用支路电流法求图示用支路电流法求图示电路中各支路电流电路中各支路电流 。IS10

7、V10V2 2 5 5A AR2I2I1R1US+_3 3 练习题练习题: :解解:aba结点结点KCL：21sIII回路回路KVL：1122sI RI RU1214IAIA 101.8.1 1.8.1 用叠加原理求图示电用叠加原理求图示电路中的电流路中的电流I1和和 I2 。IS10V10V2 2 5 5A AR2I2I1R1US+_3 3 解解:ISR2I2I1R1恒流源恒流源单独作用单独作用:21123SRIIARR12122SRIIARRR2I2I1R1US+_恒压源恒压源单独作用单独作用:12122SUIIARR11122214IIIAIIIA 练习题练习题: :11补充补充: :解

8、解:8IIIA恒压源恒压源单独作用单独作用345SUIARRR2IR1US+_R3R41.8.2 1.8.2 用叠加原理求图示电路中的电流用叠加原理求图示电路中的电流I 。IS35V35V2 2 7 7A AR2IR1US+_1 1 R33 3 R44 4 恒流源恒流源单独作用单独作用3343SRIIARRR2IR1ISR3R412补充补充: :解解:1.8.3 1.8.3 在图示电路中，当在图示电路中，当US1616V时时 ，Uab8 8V, ,试用叠加原理求试用叠加原理求US0 时的时的Uab 。IS1RRUS+_RaIS2b恒压源恒压源US1616V单独作用时单独作用时44abSRUUV

9、RRRUS+_Rab+_Uab则则US0 0 时时Uab的值可记做的值可记做 Uab,应为三个电源共同作用的结果减应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果去恒压源单独作用的结果4abababUUUV13解解:1.9.2 1.9.2 用戴维宁定理求图示电路用戴维宁定理求图示电路中的电流中的电流I2 。IS10V10V2 2 5AR2I2R1US+_3 3 ISR1US+_UOC+_有源二端网络的有源二端网络的除源等效电阻除源等效电阻RO为为2 2 。R1用等效电压源代用等效电压源代替有源二端网络，替有源二端网络， I2为为4A 。R0UeS+_I2R2练习题练习题: :1OCSSUUI

10、 R将待求支路提出，剩下将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开一有源二端网络，其开路电压路电压UOC为为10+2 5=20V202esUIRR20=4A23012RR14第三章第三章 交流电路交流电路15n掌握掌握: :正弦交流电的相量表示法及其运算正弦交流电的相量表示法及其运算 串并联电路中复阻抗、阻抗、阻抗角的计算串并联电路中复阻抗、阻抗、阻抗角的计算 串联、并联和简单混联电路的计算方法串联、并联和简单混联电路的计算方法 功率功率P P、Q Q、S S的定义及其计算方法的定义及其计算方法n理解理解: :正弦交流电的三要素和各种表示方法正弦交流电的三要素和各种表示方法; ; 元件元件RLC

11、RLC在交流电路中的作用在交流电路中的作用 功率因数提高的意义及方法功率因数提高的意义及方法 串并联谐振的条件和特征串并联谐振的条件和特征基本要求基本要求16 UeUUmjmm 或：或：)(sinmtUu设正弦量设正弦量: UUeU j17注意注意 ： 1. 只有只有正弦量正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。才能用相量表示，非正弦量不可以。2. 只有只有同频率同频率的正弦量才能画在一张相量图上，的正弦量才能画在一张相量图上， 不同频率不行。不同频率不行。3. 相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。)(sinmtIiIeImjm ？= 相量的复数运算相量的复数

12、运算1. 加加 、减运算减运算222111jbaUjbaU设：设：jUebbjaaUUU)()(2121212. 乘乘法法运算运算)( jeUUUUU2121213. 除法除法运算运算212121jeUUUU旋转因子旋转因子: +j逆时针逆时针转转90-j顺时针顺时针转转9018电路电路参数参数电路图电路图(参考方向参考方向)阻抗阻抗电压、电流关系电压、电流关系瞬时值瞬时值有效值有效值相量图相量图相量式相量式功率功率有功功率有功功率 无功功率无功功率RiuiRuR设设则则tU2usintI2isinIRU RIUUIu、 i 同相同相0LtiLuddCtuCiddLXjCXj设设则则)90ts

13、in( 2 LIu则则LXIXULL cXIXUCC /1 u领先领先 i 90UIUILXIUjCXIUj00LXIUI2基本基本关系关系+-iu+-iu+-tI2isin设设RIUI2UICXI2-tI2isin)90sin( 2 tCIu u落后落后 i 9019电路参数电路参数与电路性质的关系：与电路性质的关系：当当 XL XC 时时， 0 ，u 超前超前 i 呈呈感性感性当当 XL XC 时时 ， 0 ， u 滞后滞后 i 呈呈容性容性当当 XL = XC 时时 ， = 0 ， u. i 同相同相 呈呈电阻性电阻性RXXCLiuarctan阻抗角：阻抗角：RCL / 1arctan

14、CLR20( (补充补充) )1、根据原电路图画出相量模型图、根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变电路结构不变)Ee 、Ii 、UuX C 、XL 、 RRCLjj0 KCL I0 KVL U 电阻电路电阻电路RIU)(jLXIU纯电感电路纯电感电路)j(CXIU纯电容电路纯电容电路一般电路一般电路UIZ2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图、根据相量模型列出相量方程式或画相量图3、用相量法或相量图求解、用相量法或相量图求解4、将结果变换成要求的形式、将结果变换成要求的形式21阻抗三角形、阻抗三角形、电压三角形、电压三角形、功率三角形功率三角形SQP22)(CLXXRZ sincosZX

15、ZR2)(CL2RUUUUsincosUUUUXR22QPSsincosSQSPRUUCLUU将电压三角形的有效值同除将电压三角形的有效值同除I得到阻抗三角形得到阻抗三角形将电压三角形的有效值同乘将电压三角形的有效值同乘I得到功率三角形得到功率三角形RCLXX Z22coscos 称为功率称为功率因数，用来衡因数，用来衡量对电源的利量对电源的利用程度。用程度。RIIUUIPR2cossinUIQ )()(2CLCLCLXXIIUUIUIUQ电感和电电感和电容与电源容与电源之间的能之间的能量互换量互换(4) 视在功率视在功率 S2IZUIS单位：单位：VA22QPS 23coscos 必须保证必

16、须保证原负载的工作状态不变。原负载的工作状态不变。即：即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 在感性负载两端并电容在感性负载两端并电容)tan(tan12 UPC24上一页上一页下一页下一页返回返回25 3.2.1 已知已知 试写出表示它试写出表示它的有效值相量的四种形式。的有效值相量的四种形式。)36sin(212ti解：题目的目的是为了熟悉正弦交流电的相量表示法解：题目的目的是为了熟悉正弦交流电的相量表示法A3612IA1236jeIA)36sin()36cos(12jIA05. 771. 9jI极坐标式极坐标式指数式指数式指数式指数式三角式三角式

17、三角式三角式代数式代数式26上一页上一页下一页下一页返回返回3.2.327上一页上一页下一页下一页返回返回28上一页上一页下一页下一页返回返回29上一页上一页下一页下一页返回返回303.4.419.11mHLF353.86C4R三者串联后分别接于三者串联后分别接于220V、50Hz和和220V、100Hz的的交流电源上，求上述两种情况下，电路的电流，并分交流电源上，求上述两种情况下，电路的电流，并分析该电路是电容性还是电感性。析该电路是电容性还是电感性。 解解： （1） 220V、50HzRRU+_+jXLLU_+-jXCCU_U+_I61011. 91503.1422910353.86503

18、.1421213-L6-CfLXfCXA87. 63449)-j(640220)X-j(XRUZUCLI由于电流超前于电压，故该电路是由于电流超前于电压，故该电路是电容性电容性的。的。313.4.419.11mHLF353.86C4R三者串联后分别接于三者串联后分别接于220V、50Hz和和220V、100Hz的的交流电源上，求上述两种情况下，电路的电流，并分交流电源上，求上述两种情况下，电路的电流，并分析该电路是电容性还是电感性。析该电路是电容性还是电感性。 （2） 220V、100HzRRU+_+jXLLU_+-jXCCU_U+_I1262 4.529LCXXA61.93-25.884.5

19、)-j(1240220)X-j(XRUZUCLI由于电流滞后于电压，故该电路是由于电流滞后于电压，故该电路是电感性电感性的。的。 由于容抗与频率成反比，感抗与频率成由于容抗与频率成反比，感抗与频率成正比，故频率加倍后：正比，故频率加倍后：323.5.1102001LCXXR三者并联后接于三者并联后接于220V的交流电源上，求电路总电流。的交流电源上，求电路总电流。 解：解：R+jXL-jXCUIA022RURIV0220UA9011jX-UCCIA90-22jXULLIA26.57-24.6LCRIIII333.6.1 一一R,C,L串联的交流电路，串联的交流电路，6810LCXXR 通过该电

20、路的电流是通过该电路的电流是21.58A，求该电路的有功，求该电路的有功功率、无功功率和视在功率。功率、无功功率和视在功率。 解：本题的目的是为了熟悉交流电路的功率求解方解：本题的目的是为了熟悉交流电路的功率求解方法，因为题目中没有给出具体的电压大小及电压与电法，因为题目中没有给出具体的电压大小及电压与电流的相位差，因此由元件参数求取功率最简便：流的相位差，因此由元件参数求取功率最简便：VA4714v5 .924-5 .21864622.5W5 .21102222CL22QPSarIXXQRIP343.6.3 一一R,C,L并联的交流电路，并联的交流电路，400806LCXXR 接于接于220

21、V的交流电源上，求电路总有功功率、的交流电源上，求电路总有功功率、无功功率和视在功率。无功功率和视在功率。 解：本题由元件参数求取功率最简便：解：本题由元件参数求取功率最简便：VA34.1008v60522080140111W67.068602202222CL22QPSarUXXQRUP35上一页上一页下一页下一页返回返回3.7.436上一页上一页下一页下一页返回返回37第四章第四章 供电与用电供电与用电38n掌握掌握: :三相电源和三相负载的联结方式三相电源和三相负载的联结方式 对称三相电路中电压、电流和功率的计算对称三相电路中电压、电流和功率的计算n理解理解: :三相电路相序、对称性等基本

22、概念三相电路相序、对称性等基本概念 三相四线制供电系统中中线的作用三相四线制供电系统中中线的作用 不对称三相电路的分析方法和基本结论不对称三相电路的分析方法和基本结论基本要求基本要求39u 三相交流电源的连接三相交流电源的连接（一）星形接法（一）星形接法30 3plUUPlII线电流等于相电流，相位相同线电流等于相电流，相位相同（二）三角形接法（二）三角形接法 plUU40三相电路计算三相电路计算负载负载 形接法形接法PlPlUUII303对称负载下：对称负载下：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称时负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。

23、电压对称、电流对称，只需计算一相。 求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。 负载负载Y Y形接法形接法303PlPlUUII电源对称时：电源对称时：41NI1I1U+2U+3U2lI3lI1 lI负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路：解题思路： 一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求电流。电流。luzuiippllupu30 3plUUplII42三相功率计算三相功率计算321PPPP三相总功率三相总功率：负载对称时：负载

24、对称时：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法无关无关434.1.1 某三相同步发电机某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压为三相绕组联结成星形时的线电压为 10.5kV,若将它联结成三角形若将它联结成三角形,则线电压是多少则线电压是多少?若联结成星形若联结成星形 时时,L2相绕组的首末端接反了相绕组的首末端接反了,则三个线电压的有效值则三个线电压的有效值U12 , U23 和和U31各是多少各是多少?星形联结时星形联结时UlY = 10.5kVUlY3UpY =10.53kV = 6.06kV三角形联结时相电压不变三角形联结时相电压不变, UlY = UpY =6.06

25、kV解解:44U1 U2 U3 U3 -U2 =U23 =-U2 -U3 U12 =U1 +U2 U31 = U3-U1 L2首末端接反电路图和相量图如图所示首末端接反电路图和相量图如图所示:U12 =6.06kV U2 3=6.06kV U31=10.5kV454.2.4 有一三相四线制照明电路有一三相四线制照明电路, 相电压为相电压为220V,已知三个相已知三个相 的照明灯组分别由的照明灯组分别由34、45、56只白织灯并联组成，每只白只白织灯并联组成，每只白 织灯的功率都是织灯的功率都是100W,求三个线电流和中线电流的有效值。求三个线电流和中线电流的有效值。I1 = = A =15.45A UpP134100220I2 = = A= 20.45A UpP245100220I3 = = A =25.45A UpP356100220由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同IN = I1+ I2 + I3A00012045.2512045.20045.15A015067. 8解解: :464