正弦交流电路

第二章正弦交流电路对路灯而拍的长时间曝光照片。由于电压的变化，交流电灯光留下的线条是虚线。猜猜是什么图片？交流电的来源大致有两类，一类是由机械振动或其他非电信号转换为电振荡，如传声器将声音变为电振荡，压电晶体把机械振动变为电振荡等；另一类则是交流发电机或电子振荡器，作为能源使用的都是属于后一类型。2主要内容1.正弦交流电的基本概念2.正弦交流电的表示法3.电感元件和电容元件4.单一参数的正弦交流电路5.RLC串联交流电路6.交流电路的一般分析方法7.功率因数3量值随时间变动的电流称为时变电流，其中量值随时间作周期性变动的电流称为周期电流。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。记做：u(t)=u(t+T)uTtTut2.1正弦交流电的基本概念4如果周期电流在一个周期内的平均值为零，则称为交变电流或简称交流电（alternatingcurrent，AC）。这个定义可类推用于电压、磁通、……等物理量，分别称为交变电压、交变磁通、……等。uTtTut5

如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。

一、正弦交流电的概念Tut

i=Imsin(ωt+ψ)瞬时值最大值角频率初相位6美丽的正弦/blog/static/11881652007510727550/正弦波的特征量（三要素）i

：

电流幅值（最大值）：

角频率（弧度/秒）：

初相位或初相角特征量:8二、交流电的周期、频率和角频率周期T：变化一周所需要的时间（s）。频率f：1s内变化的周数（Hz）。

角频率ω：

正弦量1s内变化的弧度数。单位：弧度/秒T1f

==2π(rad/s)Tω=2πfi2πOωtT9常见的频率值有线通信频率：300~5000Hz；中国和欧洲国家50Hz，美国、日本60Hz各国电网频率（工频）：高频加热设备频率：200~300kHz。

无线通信频率：30kHz~3×104MHz；10三、交流电的瞬时值、最大值和有效值如果消耗电能相当，即Wd=Wa，则I

是

i的有效值。e、i、uEm、Im、UmE、I、U瞬时值（随时间变化）最大值（幅值）有效值IRRi交流直流11为最大值

在工程应用中交流电常用有效值表示。交流电压、电流表测量数据为有效值。交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值。电量名称必须大写,下标加m。如：Um、Im有效值正弦电流有效值电量必须大写，如：U、I12当

时，i可写为：同理:u可写为:13问题与讨论

电器~220V最高耐压

=300V

若购得一台耐压为

300V(电压最大值)的电器，是否可用于

220V的交流线路上?

该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。有效值

U=220V最大值

Um

=220V=311V电源电压14三、交流电的相位、初相位、相位差i=10sin（1000t+30°）Au=311sin（314t－60°）V相位:1000t+30°,

314t-60°

初相位:ψi

=30°

,

ψu

=－60°相位差:

同频率的正弦电量的初相位之差。

i=100sin（314t+30）A

u=311sin（314t－60）V

=ψu

－ψi=－60－30=－90相位初相位15：

t=0

时的相位，称为初相位或初相角。说明：

给出了观察正弦波的起点或参考点。常用于描述多个正弦波相互间的关系。i：正弦波的相位角或相位相位16

两个同频率正弦量间的相位差(初相差)

t>0=0<0相位差j与w无关，那么这个情况还会出现吗？17ωti

Oωti

Oωti

Oωti

O0＜＜180°－180°＜

＜0°

=0°=±180°uuuuu

与

i同相位u

超前于

iu

滞后于

iu

与i

反相两种正弦信号的相位关系18②不同频率的正弦量比较无意义。

①两同频率的正弦量之间的相位差为常数，与计时的选择起点无关。注意:tO19例幅度：已知：频率：初相位：A2021

jjj-=90-（-90

）=180=()()2211

sin

sinw90w-=+

=tIitIimm90如果相位差为+180或-180,称为两波形反相例21总结：正弦波的表示方法瞬时值表达式相量必须小写前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图i

正弦波的表示方法：重点22

一、概念

：

一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上的投影值来表示。2.2正弦交流电的相量表示法ω23则:该旋转有向线段（矢量）每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应时刻正弦量的瞬时值。24ωωω满足j与w无关的结论两个量的运算呢？如两电压之和。25幅度、相位变频率不变26结论:因角频率（）不变，所以以下讨论同频率正弦波时，可不考虑，主要研究幅度与初相位的变化。ω所以正弦交流电可以用一个复平面中处于起始位置的固定矢量来表示。称为正弦交流电的相量27有效值1.描述正弦量的有向线段称为相量

(phasor)。若其幅度用最大值表示，则用符号：最大值2.在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：mUmIUImUU或28例1：将u1、u2

用相量表示

相位：幅度：相量大小设：U1U2相位哪一个领先？哪一个落后？U2U1领先于29同频率正弦波的相量画在一起，构成相量图。例2：同频率正弦波相加--平行四边形法则U2U1Uu=u1+u2=()

sin2jw+tU21UUU+=30U2U1U–==180º–

用余弦定理求U：U2=U12+U22–2U1U2cosU2U1U用正弦定理求角=1+31

相量

复数表示法复数运算新问题提出：

平行四边形法则可以用于相量运算，但不方便。故引入相量的复数运算法。32二、相量的复数表示将相量放到复平面上，可如下表示：Uab+1UjjsincosjUUjbaU+=+=a、b分别为U在实轴和虚轴上的投影33模辐角代数式指数式极坐标式三角式O+1+jψba

p=c(cosψ+jsinψ)=ce

jψ=cψOp

=a+jb欧拉公式34计算相量的相位角时，要注意所在象限。43jU--=43jU+-=43jU-=43jU+=例：35设a、b为正实数jjeUjbaU=+=在第一象限在第四象限jjeUjbaU=-=jjeUjbaU=+-=在第二象限jjeUjbaU=--=在第三象限在一、二象限，180°0°在三、四象限，0°-180°36①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。注意:37③只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。U1U2注意:④相量的两种表示形式

相量图:

把相量表示在复平面的图形可不画坐标轴相量式:注意:39⑤相量的书写方式

模用最大值表示，则用符号：实际应用中，模多采用有效值，符号：如：已知则或注意:40？1.已知：？有效值？3.已知：复数瞬时值j45•？最大值？？负号2.已知：4.已知：正误判断41相量的复数运算1）

复数加、减运算（采用代数式）222111jbaUjbaU+=+=设：bbjaaUUU±+±=±=)()(212121则：422）复数乘、除法运算（指数式或极坐标式）212211jjjjeAAeAA==设：43乘以+j使相量逆时针转90°乘以-j使相量顺时针转90°说明：设：任一相量A则：=±o90eAjA)(j±90°旋转因子44例1:已知瞬时值，求相量。已知:

求：

i

、u

的相量解：A506.86301003024.141jI+=Ð=Ð=ooV5.190110602206021.311jU-=-Ð=-Ð=oo45求：例2：已知相量，求瞬时值。解：

已知两个频率都为

1000Hz的正弦电流其相量形式为：A10A601003021oojeII=-Ð=46(2)相量图[例3.2.1]

已知i1

=20sin(ωt+60º)A，i2

=10sin(ωt－45º)A。两者相加的总电流为i，即i=i1

+i2。

(1)求i的数学表达式；(2)

画出相量图；(3)说明i的最大值是否等于i1和i2的最大值之和，i的有效值是否等于i1和i2的有效值之和，并说明为什么。[解](1)采用相量运算I1m=2060AA–45I2m=10Im=I1m+I2mA=19.930.9

i=Imsin(ωt+ψ)=19.9sin(ωt+30.9)A+j+1O60°30.9°45°I1mI2mIm(3)因为i1

+i2的初相位不同，故最大值和有效值之间不能代数相加。（画正弦曲线图可知）47[例3.2.2]

已知u1和u2的有效值分别为U1=100V，U2=60V，u1超前于u260º，求：(1)总电压u=u1

+u2的有效值并画出相量图；(2)

总电压u与u1及u2的相位差。[解](1)选u1为参考相量U1=1000AA–60U2=60U1+U=U2（100–60=0+60）VV–21.79=140

相量图1=ψ–ψ12=ψ–ψ2ψUU1U2ψ2ψ2=601=ψ–ψ1=–

21.79

–

0

=–

21.792=ψ–ψ2=–

21.79–(–

60)=38.21(2)48例3:图示电路是三相四线制电源，已知三个电源的电压分别为：试求uAB，并画出相量图。NCANB解:(1)用相量法计算：

49(2)相量图由KVL定律可知50波形图瞬时值相量图复数符号法小结：正弦波的四种表示法TijjÐÞ=+=UeUjbaUjUI51小结：符号说明瞬时值

---小写u、i有效值

---大写U、I复数、相量

---大写

+“.”U最大值

---大写+下标522.3单一参数交流电路电阻元件、电感元件与电容元件单一参数交流电路：

只含有一种理想无源元件的电路532.3.1电阻元件、电感元件与电容元件一、

电阻元件回顾描述消耗电能的性质根据欧姆定律:即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系线性电阻表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。电阻的能量Ru+_54二、

电容元件电容器两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量电容：uiC+_电容元件

当电压u变化时，在电容电路中产生电流:

当电压电流变化时，电容的瞬时功率为：55电容元件储能即电容将电能转换为电场能储存在电容中。电场能t时间段内，电压从0增大到U，则从外部输入的电能为：56总结：电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以,在直流电路中电容相当于断路（开路）uiC57

表征电路中磁场能存储这一物理性质的理想元件。则电感:(亨利，H)线性电感:L为常数三、

电感元件电流通过N匝线圈产生的磁链为：电流通过一匝线圈产生的磁通为Lu+-自感电动势：u+-58Lu+-自感电动势的参考方向与电流参考方向相同,与磁通的参考方向符合右手螺旋定则时有：u+-则电感电压与电流的关系为：根据KVL：59例:

有一电感元件，L=0.2H,电流i如图所示，求电感元件中产生的自感电动势eL和两端电压u的波形。解：当时则：当时24624O246-0.20.4246-0.40.2OO60由图可见：(1)电流正值增大时，eL为负；电流正值减小时，eL为正。反映电感阻碍电流变化的性质。(2)电流的变化率di/dt大，则eL大；(3)电感两端电压u和通过它的电流i的波形是不一样的。24624O246-0.20.4246-0.40.2OO61例：自感电动势瞬时极性的判别0<eL与参考方向相反eL具有阻碍电流变化的性质eL实+-eLu+-+-eL实-+0eLu+-+-eL与参考方向相同0>062即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。磁场能t时间段内，电流从0增大到i，则从外部输入的电能为：63总结：电感中电流、电压的关系当(直流)时,所以,在直流电路中电感相当于短路.uei++––64无源元件小结理想元件的特性（u与i

的关系）LCR65UR1R2LCR1UR2U为直流电压时,以上电路等效为注意L、C

在不同电路中的作用66一.

电阻电路uiR根据欧姆定律

设则2.3.2单一参数的正弦交流电路67tItRURuitUuwwwsin2sin2sin2====1）频率相同2）

相位相同3）

有效值关系：电阻电路中电流、电压的关系4）相量关系o0Ð=UURIU=UI5.相量图o0Ð=IIo0Ð=UUo0Ð=IRRI=68电阻电路中的功率

uiR瞬时功率

p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写692.（耗能元件）结论：1.随时间变化ωtuipωt电阻的瞬时功率波形图70平均功率（又称有功功率）P：一个周期内的平均值

大写

uiRP=UIU=IR=I2R=U2/R注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。71[例3.3.1]

一只电熨斗的额定电压UN

=220V，额定功率PN

=500W，把它接到220V的工频交流电源上工作。求电熨斗这时的电流和电阻值。如果连续使用1h，它所消耗的电能是多少？[解]UN500PN220IN

==A=2.27AW=PN

t=（500×1）W·h=0.5kW·hIN220UN2.27R

===96.972基本关系式:设：二、电容电路uiC则：73

1）

频率相同2）相位相差90°

（i

超前u90°

）电容电路中电流、电压的关系iu743)有效值或

容抗（Ω）定义：I则：754)相量关系设：则：76电容电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息领先！77E+-ωe+-关于容抗的讨论直流

是频率的函数，

表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。容抗ω＝0时隔直作用78电容电路中的功率ui瞬时功率p79放电p充电充电P>0储存能量放电P<0释放能量iuωtuiuiuiui80瞬时功率1）电容并不消耗电能，它只是一种储能元件，

而不是耗能元件。故平均功率2）电容与电源之间有功率的互换单位：var，乏通常用瞬时功率的最大值来衡量，称为无功功率81如何区别？82例uiC解：电流有效值求电容电路中的电流已知：C＝1μF求：I

、iV83瞬时值i领先于u90°电流有效值84[例3.3.2]

今有一只47F的最大可承受电压为20V的无极性电容器，试问：(1)能否接到有效值为20V的交流电源上工作；(2)将两只这样的电容器串联后接于工频20V的交流电源上，电路的电流和无功功率是多少？(3)将两只这样的电容器并联后接于1000Hz的交流电源上，电路的电流和无功功率又是多少？[解]故不可以接到

20V的交流电上。√2U=1.414×20V=28.8VUm=(1)(2)C1C2C1+C2C==23.5FQ=UI=20×0.15var=3var12πfCXC

==135.520U所以:135.5XCI==A=0.15A85(3)C=C1+

C2=94FQ=UI=10×11.83var=118.3var12

fCXC

==1.69I==AUXC201.69=11.83A注意：电容器串并联时电容或容抗之间的关系，如两电容串联时86三.电感电路

基本关系式：设cos2==tLIdtdiLu(w)w则iuL)90sin(2o+=tUw)90sin(2o+=tIwXL87电感电路中电流、电压的关系

1)频率相同2)相位相差

90°

（u

领先

i

90

°）)90sin(2o+=tUuwiu设：其中：

U=IXL，XL=L883)有效值

感抗（Ω）定义：直流：f=0,XL=0，电感L视为短路交流：fXL即：电感L具有通直阻交的作用u+_LRU+_R894)相量关系设：或905)相量图复数符号：有效值：I=U/XLUI91电感电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！()LXjIU=92感抗（XL=ωL

）是频率的函数，

表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。关于感抗的讨论注意：无互感存在的两电感线圈串并联时，其等效电感或等效感抗？93电感电路中的功率1)瞬时功率

p

：iuL94储存能量P<0释放能量+P>0P<0可逆的能量转换过程uiuiuiui+PP>0uiiuL电压电流实际方向p为正弦波，频率加倍952)平均功率

P（有功功率）结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）电感L是储能元件。963)无功功率QQ

的单位：乏、千乏(var、kvar)

电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。97

例把一个0.1H的电感接到f=50Hz,U=10V的正弦电源上，求I，如保持U不变，而电源f=5000Hz,这时I为多少？解：(1)当f=50Hz时（2）当f=5000Hz时所以电感元件具有通低频阻高频的特性98[例3.3.3]有一电感器,电阻可忽略不计,电感L=0.2H。把它接到220V工频交流电源上工作，求电感的电流和无功功率？若改接到100V的另一交流电源上，测得电流为0.8A，此电源的频率是多少？[解](1)接到220V工频交流电源时XL

=

2πfL=62.8U22062.8XLI==A=3.5AQ=UI=220×3.5var=770var(2)接到100V交流电源时XL2

Lf==100Hz100U0.8IXL===1259999练习题：一只L=20mH的电感线圈，通以的电流求：(1)感抗XL;(2)线圈两端的电压u;(3)有功功率和无功功率。注意：感抗的单位是欧姆；6.28；31.4；1571001)单一参数电路中的基本关系电路参数基本关系复阻抗L复阻抗电路参数基本关系C电路参数R基本关系复阻抗小结101

在正弦交流电路中，若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则复数形式的欧姆定律和直流电路中的形式相似。2)单一参数电路中复数形式的欧姆定律

电阻电路电感电路电容电路复数形式的欧姆定律102单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i

同相0LiuCiu设则设则u领先i90°u落后i90°00基本关系103指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？在电阻电路中：【练习】104指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？在电感电路中：【练习】105指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？在电容电路中：【练习】106一、R-L串联电路uLiuRuRL2.4R-L-C串联交流电路(1)瞬时值关系107设:则:其中:(1)R-L串联电路瞬时值关系u领先i角108Z称为复数阻抗的模(2)R-L串联电路有效值关系109(3)R-L串联电路相量式表示RL设:复数阻抗阻抗角,电压领先电流的相位角110(4)R-L串联电路的功率两边都乘以IS=UI

视在功率，单位：VAP=URI

有功功率，单位：WQ=ULI

无功功率，单位：var111UULUR电压三角形电压三角形、阻抗三角形、功率三角形112|Z|XLRSQP阻抗三角形功率三角形cos称为功率因数113二、R-C串联电路(1)瞬时值关系uCiuRuRC114(1)R-C串联电路中电压电流的瞬时值关系其中:i超前u设:<0||115(2)R-C串联电路中电压电流的向量式关系UCIURURC其中：<0116(3)R-C串联电路中电压电流的相量图以I为参考相量IURUCU向量关系:有效值关系:<0117R-L和R-C串联电路中电压电流的关系有什么共同点？其中：<0其中：118三、R-L-C串联交流电路一）电流、电压的瞬时关系uRLCi119若其中:120相量方程式：则相量模型RLC设（参考相量）121>0=0<0,u超前i,u与i同相,u滞后i或其中122当

时，表示u

超前i

－－电感性电路当时，

表示u

、i同相－－纯电阻电路当

时，表示u

滞后i

－－电容性电路123R-L-C串联交流电路——相量图先画出参考相量RLC相量表达式：124Z：复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗R-L-C串联交流电路中的

复数形式欧姆定律RLC125

是一个复数，但并不是正弦交流量，上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。

Z说明：RLC阻抗三角形126阻抗三角形和电压三角形的关系有效值:127电压三角形和功率三角形的关系cos

称为功率因数

在R、L、C串联的电路中，储能元件L、C

不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的规模用无功功率来表示。128∫

pdt10TP=Ti=Imsinωt

u=Umsin(ωt+)

p=ui=UmImsin(ωt+)sinωt=UIcos

+U

Icos(2ωt+)=UIcosIP

=

IcosIP和U同相位，称为电流的有功分量。IZ+－U有功功率

IU瞬时功率

IP关于功率：129无功功率Q=UIsinIQ=IsinIQ

和U相差90度，是

I的无功分量视在功率S

=UI

(V·A)

=√P2+Q2PQS

P

=

Scos

Q

=

Ssin

=PtanIQIU

IP130

SN

=

UNIN

——

额定容量▲有功功率守恒:

P=∑Pi

=∑Ui

Iicos

i

▲无功功率守恒:

Q=∑Q

i

=∑Ui

Iisin

i

▲视在功率不守恒:

S≠∑S

i

=∑UiIi

▲额定视在功率

关于功率：与S相关的什么样的功率守恒？131一、简单串并联电路2.5交流电路的一般分析方法Z1Z2iZ1Z2132复数符号法133[例3.4.2]有一个R、C串联的负载，R=6

，

C=159F。由工频的交流电源通过一段导线向它供电，测得电流为1.76A。已知输电线的电阻RW=0.5

，电感LW=2mH。试求输电线上的电压降、负载的电压、电源的电压，并画出相量图。[解]XLW

=2

fLW

=0.6280I=1.76AZW

=RW+jXLW=0.5+j0.628

=0.851.5UW=ZWI=1.451.5V12πfCXC

==2073.3VUL=ZLI=36.75ZL

=RjXC=6j20

=20.8873.3134U

=ZI=3671.45VZ=ZW

+

ZL=0.5+j0.628+6j20

71.45=20.43ULUWIU71.45°135Z1Z2iZ1Z2Y1、Y2

---导纳136[例3.5.1]已知交流电路U=220V，R1=20Ω

，R2=40Ω

，XL

=157Ω

，XC

=114，试求电路的总电流。[解]方法1:39.60=0.86A0U=220VA=1.3675.70I2Z2=U=22040+j157AIj114Ωj157Ω

+UI2

I1jXCjXLR1R220j114I1Z1=U=220A0=II1+I2=（1.980+1.3675.7）A1.90=80A137=25539.639.6IZ=U=2550220A=0.8639.6A方法2:20j114+40+j157Z1Z2Z1+Z2Z==（20j114）（40+j157）80=60+j4311616275.71381）据原电路图画出相量模型图（电路结构不变）2）根据相量模型列出相量方程式或画相量图二、一般正弦交流电路的解题步骤3）用复数符号法或相量图求解4）将结果变换成要求的形式

在正弦交流电路中，若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗表示，则直流电路中介绍的基本定律、公式、分析方法都能用。具体步骤如下：139例1下图中已知：I1=10A、UAB=100V，求：A、UO的读数解题方法有两种：1）利用复数进行相量运算2）利用相量图求结果AAB

C25UOC1140解法1:利用复数进行相量运算已知：I1=10A、

UAB=100V，则：A读数为10安求：A、UO的读数即：设：为参考相量，AAB

C25UOC1141UO读数为141伏求：A、UO的读数已知：I1=10A、

UAB=100V，AAB

C25UOC1电压表的读数是多少？142例2已知：R1、R2、L、C求：各支路电流的大小LCu将电路中的电压电流都用相量表示，并用复数表示相量；电阻电感电容都用复数阻抗表示143相量模型原始电路LCu144解法1:节点电位法A已知参数：节点方程弥尔曼定理145由节点电位便求出各支路电流：A146解法2：用戴维南定理求ieBAZ147[例2.5.1]求电路的总有功功率、无功功率和视在功率。已知数据注明在图上。P=UIcos=220×0.86×cos(039.6)W=146WQ=UIsin

=220×0.86×sin(039.6)var=121varS=UI=220×0.86V·A=190V·A[解]方法1由总电压总电流求总功率I39.6A80=A+R1

75.7=1.36AI2

I1jXCjXL20Ωj114Ωj157Ω40Ω=0.861.900U=220R2148P=P1+P2=U1I1cos

1+U2I2cos

2=190V·A

S=√P2+Q2Q=Q1+Q2=P1tan1+P2tan2=(411+290)var=121var

方法2由支路功率求总功率=(72+74)W=146W=｛2201.9cos(080)+220

1.36

cos[0(75.7)]｝W由元件功率求总功率P=R1I12+R2I22=(20×1.92+40×1.362)W=146WQ=

XC

I12+XLI22=(114×1.92+157×1.362)var=190V·A

S=√P2+Q2=121var

解法3149问题的提出：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。uiRL2.6功率因数的提高P=PR=UICOS其中消耗的有功功率为：150希望将COS提高1）

降低了供电设备的利用率

P=SN

cosjSN——供电设备的容量例如：SN=1000kV·A，

cos=0.5时，输出P=?cos=0.9时，输出P=?2）增加了供电设备和输电线路的功率损失

I=P/

(Ucos)当P

一定时，cos↓→I↑→功率损失↑而且线路电压降落↑功率因数低的害处151负载iu说明：

由负载性质决定。与电路的参数和频率有关，与电路的电压、电流无关。功率因数和电路参数的关系RZ152例40W白炽灯40W日光灯发电与供电设备的容量要求较大

供电局一般要求用户的

，否则受处罚。

153纯电阻电路R-L-C串联电路纯电感电路或纯电容电路电动机空载满载

日光灯

（R-L-C串联电路）常用电路的功率因数154提高功率因数的原则：

必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压U和负载的有功功率P不变。提高功率因数的措施:uiRL并电容C155并联电容值的计算uiRLC

设原电路的功率因数为cosL，要求补偿到cos须并联多大电容？（设U、P、为已知）iCiRL156分析依据：补偿前后P、U不变。由相量图可知：157iuRLCP=40W，U=220V，f=50Hz，cosL=0.5，cos=1并联电容C=4.5F并联电容前I=0.36A并联电容后I=0.18A有其它算法吗？实际上一般要求计算需要的补偿容量是多大？158实际上一般要求计算需要的补偿容量是多大。159呈电容性。呈电感性问题与讨论

功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:功率因素补偿问题（一）呈电阻性160结论：在角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。感性（较小）容性（较大）C

较大功率因数补偿成感性好，还是容性好？

一般情况下很难做到完全补偿（即：）过补偿欠补偿161小知识：

我国供电部门每月向工业用户收取电费，就是按月均权功率因数的高低来调整的。并规定：高压供电的用户，其功率因数不应低于0.9，其他电力用户的功率因数不应低于0.85。若达不到以上要求，应进行人工补偿，否则要加收电费。

指某一规定时间内，功率因数的平均值。其计算公式为：式中，Wp为某一时间内消耗的有功电能（kW·h）；Wq为同一时间内消耗的无功电能（kvar·h）。

均权功率因数：162安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时，一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一，然后迅速回座并再次起跳。频跳时，阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量，系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时，阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当，造成连接管内局部压力下降过快超过3%，是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放，系统压力仍然很高，所以阀门会再次起跳并重复上述过程，既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿（使用内径较大的管道）。4、连接管过于复杂（拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。）导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高，则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态，从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平，因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。

由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需，安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快，而系统本身的超压状态没有得到缓解，使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳：当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当，使阀门垂直度超过极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力，导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大：安全阀正常起跳后长时间无法回座，阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅，由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞，使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累，这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素：4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足，从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母（位于阀杆顶端）的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素：7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱，在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。

8、阀门安装不当，使阀门垂直度超过极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在回落过程中受阻。

9、阀门的密封面中有杂质，造成阀门无法正常关闭。

10、锁紧螺母没有锁紧，由于管道震动下环向上运动，上平面高于密封面，阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素：谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病：

——是人体某一层面或各层面形态和功能（包括其物质基础——代谢）的异常，归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异，而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答（表达）的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因：

—是遗传信息的载体

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段

—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运：微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有：“人类所有疾病均可视为基因病”之说注：如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话，外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问：两个不相干的人，如果他们患得同一疾病，致病基因是否相同？再问：同卵双生的孪生兄弟，他们患病的机会是否一样，命运是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______

和

，而引起的

的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念：英语句子中的一个字母的改变，可能导致句子的意思发生怎样的变化？可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替换、增添、缺失碱基对，可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句：1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性（差异性）在人群中的发生概率>1%（SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时，可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同，单个碱基的缺失、插入和置换。

CNP:DNA片段拷贝数变异，包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变

致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群（肿瘤）。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因（诱发因素）紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺，碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)与T类似，多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理，5BU能插入DNA取代T与A配对；插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C，发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述：肿瘤细胞恶性增殖特性（一）肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状，细胞就会停止增殖，但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。（二）肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养，相邻细胞相接触，长在一起，细胞就会停止增殖，而肿瘤细胞生长满培养皿后，细胞可以重叠起生长。（三）肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。（四）肿瘤细胞生长有一种自分泌作用，自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因，其编码产物通常作为正调控信号，促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化（癌变）的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现，鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后，注射到正常鸡体内，可以引起肉瘤，首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分离出一种病毒，注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤，因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域，主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间，Temin发现RSV有不同亚型，且引起细胞恶变程度不同，推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果？VSTemin发现逆转录酶，1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计：实验设计简单而巧妙：将合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四种脱氧核苷酸，与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子，它不能被RNA酶破坏，但却可以被DNA酶所分解，证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA，再重复上述的试验，则不能获得这种大分子，说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年，一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室，这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想，他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说，1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时，Bishop懊恼不已，因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的，并且也进行了一些实验，但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到：逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV，三个诺贝尔奖！！！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因，并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示：Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样，都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时，工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌，而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样，都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧！癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法，一般有下面3种分类方法：一、按结构特点分（6）类（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成（4）类（一）生长因子（二）受体类（三）细胞内信号转换器（四）细胞核因子二、按产物功能分（8）类（一）生长因子类（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相关G蛋白（四）受体，无蛋白激酶活性（五）胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶（六）胞质调控因子（七）核反式调控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因产物参与信号转导

胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有：cAMP（环磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（环磷酸鸟苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（钙离子）CAM（钙调素）主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到：（一）质膜上cAMP信使系统（二）质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效应酶（腺苷酸环化酶磷脂酶等）组成，有相似的信号转导过程：即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。（三）受体操纵的离子通道系统（四）受体酪氨酸蛋白激酶的转导

（一）获得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制

（二）染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。（三）基因扩增（四）点突变三、癌基因的产物与功能（一）癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.（二）癌基因产物分类1.细胞外生长因子：TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子

（三）癌基因产物的协同作用实验证明，用ras或