电工电子学(非电专业)1

1、 已知对称三相电源的相电压UP=220V，ZA =5，ZB=10，ZC =20 。试求有中性线和无中性线两种情况下，各相负载的相电压、相电流及中性线电流, 画出相量图。例41即一般交流电路的分析问题INUAUBUCIA解：（1）有中性线 =2200 VUA =220120VUB =220+120 VUC = IA+ IB+ ICIN= 29.119.1 A19.1IBICZA =5，ZB=10，ZC =20=440 AIA=UA ZA=11+120 AIC=UC ZC=22120AIB=UB ZB相量图2（2）无中性线各相负载的相电压=UAN.UNNUAN=14411 V=UBN.UNNUBN

2、=249.5 -139o V=UCN.UNNUCN=288 131o V+-ABCNZZZNABCABCUAUBUCNNZAZBZCIAIBICUAUC先用结点电压法求出负载中性点与电源中性点间的电压= 83.2 19 V.UNN+UB ZB= UA ZA+UC ZC+ZC1+ZB1ZA13139o131oUBNUCNUNN.IAICIB各相负载的相电流=28.8 11 A IAUAN= ZAUANUBNUCN相量图UAN11 IBUBN= ZB=24.95 -139o A ICUCN= ZC=14.4 131o A4ABCUAUBUCNZAZBZCINIBIC在有中性线和无中性线两种情况下，

3、分析A相负载发生短路或断路时电路的工作情况。（1）有中性线 , A相负载发生短路FU短路IA很大熔断=0IA 仅A相熔断器熔断, B相、C相负载仍正常工作。NABCFUFU例55ABUAUBNZAZBIB（2）无中性线 , A相负载发生短路FU短路IAB相、C相负载承受电源线电压，IB、 IC增大，IB= (IAIC+)，FU不一定熔断， B相、C相负载损坏。NABC UCZCICCFUFU6ABUAUBNZAZBINIB（3）有中性线, A相断路SB相、C相负载正常工作。不受影响。FUNABC UCZCICCFU FU 7（4）无中性线 , A相断路B相、C相负载串联，接在线电压UBC上，仍

4、不能正常工作ABUAUBNZAZBIBSFUNABC UCZCICCFUFU8从上面的例题可以看出:(1) 负载不对称而又没有中性线时，负载的相电压就不对称，有的相的电压高于负载的额定电压，有的低于负载的额定电压。这都是不允许的。三相负载的相电压必须对称。(2) 不对称负载星形联接时必须有中性线。 中性线的作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对称。中性线(指干线)内不应接入熔断器或闸刀开关，以保证中性线不断开。9ABCZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICA2. 负载三角形联接的三相电路10ABC当负载的额定电压等于电源的线电压时,应将负载接在两根相线之间,形成三

5、角形联接。AXBYCZ2. 负载三角形联接的三相电路N11ABCZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICA 三相负载三角形联接时，负载的相电压等于电源的线电压。因此，不论负载对称与否，其相电压总是对称的。IAB= UABZABIBC= UBCZBCICA= UCAZCA相电流线电流IBIBCIAB=IAIABICA=ICICAIBC=12 不对称负载三角形联接 对称负载三角形联接ABCZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICAZAB =ZBC= ZCA =Z=Z 与 是一组对称三相电流；、IBCIABICA相电流IA与 也是一组对称三相电流。IC

6、、IB线电流IBIBCIAB=IAIABICA=ICICAIBC=13对称负载三角形联接时，电压、电流的相量图UBCUABUCA30oIAIABICAIBCICA30oICIBC30oIBIAB=3IAIAB-30=3IBIBC-30=3ICICA-30在大小关系上，线电流是相电流的 倍，在相位上,线电流比相应的相电流滞后30 。 _3Il = IP 3_14ACIBICIBCIABICARRRNIAIAIAN 三相对称电源 , 三相电阻炉每相0o=380V负载R=38 , UN=380V。接在A与N之间的单相负载 P =1100W, cos=0.5(感性), 试求各相电流和线电流,并画出相量

7、图 。 IAB =100o AIBC =10120o AICA =10120o AP = UAIANcos = 220 IAN0.5 = 1100 W IAN= 10 A解：例2.8.5BUAB15UBCUABUCAIAIABICAIBCIANIBICIA51.2o=24 51.2oA=17.3 150oAIB=17.3 +90oAIC IAN= 10 90oA=10 3 30oA=103 150oAIA=IAIAN+= j10 +15 j53= 15 j18.6630o30o30o=220UAV30ICICAIBC=103+90oAIABICA=IAIBIBCIAB=16ABCUAUBUCN

8、ZAZBZCIAINIBIC（1） 电源Y型-负载Y型连接NABC17Y: Ul = 3 UP ; Il=IPZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICA（2）电源Y型-负载型连接ABCUAUBUCNABC18 : Ul =UP ; Il=3 IP 19一、三相不对称负载1.有功功率：P =PA+ PB+ PC2.无功功率：Q =QA+ QB+ QC ， QA= UAPIAPsin A 3.视在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul Il cos2.无功功率：Q = 3QA= 3UP IPsin = 3 Ul Il sin3.视在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul I

9、l ,PA= UAPIAPcos A Y: Ul = 3 UP ; Il=IP : Ul =UP ; Il=3 IP1.有功功率：P = 3PA= 3UP IP cos2.8.3 三相功率二、三相对称负载注意:式中的角仍为相电压与相电流之间的相位差。电源线电压负载相电压20P=PA+PB+PCP=PA+PB+PCP=3UpIpcos =IN0；Ip=Ul=UP IP=P=PA+PB+PCUN 0；求UN 无中线有中线不对称负载Ul ，UpIl，Ip，P Il=Ip；IN=0Ul=UP对称负载Ul ，UpIl，Ip ，P接法Y接法负载联接参数ABC例21解答由ABC22(解答续)三角形接法：AB

10、C已知：电阻负载23三角形接法：ABC(解答续)24星形接法：ABC已知：电感性负载(解答续)25星形接法：ABC电感性负载(解答续)26ABC(解答续)27本章小结： 1. 搞清对称三相负载Y和联结时相线电压、相线 电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正 确联接方法，理解中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。 28第P96-101页习题： 三相电路部分的作业A：2.8.3 、2.8.4B：2.8.5(不交)、2.8.7、2.8.8、 2.8.9(1)29第3章 磁路与变压器3.2 交流铁心线圈电路3.3 变压器(自学为主)3.1 磁路303.1 磁

11、路i+u磁路：主磁通所经过的闭合路径。31 磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、磁导率等几个物理量表示。一、磁通 磁场中穿过某一截面积S 的磁感应线数，称为通过该面积的磁通量。磁感应线上每一点的切线方向既为该点的磁场方向。的单位：伏秒，通称为韦伯 Wb 或麦克斯韦Mx 1Wb108Mx 3.1.1 磁场的基本物理量32如 磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。二、磁感应强度 与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。B的单位：特斯拉（T）的单位：韦伯矢量BS磁力线的疏密程度，反映了该处磁场的强弱。1 Tesla =

12、 104 高斯33三、磁场强度 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。H的单位：安米 的单位：亨米矢量34安培环路定律（全电流定律）： 磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和。即I1I2I3电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。35 在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：其中l x2 x是半径为x的圆周长Hx是半径 x 处的磁场强度FNI即线圈匝数与电流的乘积，称磁通势 单位为安培（A）磁场内某一点的H只与电流大小、线圈匝数及该点的几何位置有关，而与 无关36真空中的

13、磁导率为常数四、磁导率 磁导率 是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。 的单位：亨米37一般材料的磁导率 和真空磁导率 0 的比值，称为该物质的相对磁导率 r 或38磁性材料的磁性能 一、高导磁性 指磁性材料的磁导率很高， r1，使其具有被强烈磁化的特性。3.1.2 磁性材料的磁性能高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性 磁性物质的磁化39二、磁饱和性 当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。 磁化曲线注:当有磁性物质存在时B与H不成比例,与I也不成比例。B， BHOmm40三、磁滞性 当铁心线圈

14、中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。磁滞回线剩磁：当线圈中电流减到零（H0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度BrBrHCHC ：矫顽磁力41BrHcH（I）B()0BrHcH（I）B()0BrHcH（I）B()0铁磁材料分类：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。423.1.3 磁路及其分析一、磁路磁路：主磁通所经过的闭

15、合路径。i 线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通铁心（导磁性能好 的磁性材料）线圈43二、磁路的欧姆定律对于环形线圈磁路的欧姆定律说明F=NI为磁通势 Rm为磁阻 Hl为磁压降l为磁路的平均长度 S为磁路的截面积磁路长度L线圈匝数NI注：磁性材料 是非线性的44磁路和电路的比较（一）磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁通势电动势电流电压降U45基本定律 磁阻磁感应强度安培环路定律磁 路IN欧姆定律电阻电流强度基尔霍夫电压定律基尔霍夫电流定律磁路与电路的比较 (二)电 路R+_EI46一.电磁关系铁心线圈的交流电路3.2 交流铁心线圈电路ui（Ni）FFsees铁心线圈分为：直流铁心线圈和交流铁心线圈主磁电动势漏磁电动势47自感电动势：(1) 自感电动势的参考方向规定:自感电动势的参考方向与电流参考方向相同, 或与磁通的参考方向符合右手螺旋定则。(2) 自感电动势瞬时极性的判别 0 0 eL具有阻碍电流变化的性质48电路方程：交流激励 线圈中产生感应电动势二、交流磁路的分析：主磁通：漏磁通ui的感应电动势 和 产生-+-+-一般情况下 很小电压和电流关系49