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金蓝领工程培训课程——电工基础知识培训电工基础知识第三章电工基础

主讲人：********TEL：***********电工基础直流电路磁场与电磁感应正弦交流电路电机及拖动基础知识直流电路电路及基本物理量电阻欧姆定律电功与电功率电阻的串联、并联和混联基尔霍夫定律电路电路及其组成——是电流流通的路径。——主要由电源、负载、连接导线及控制和保护装置四个基本部分组成。——用电气符号描述电路连接情况的图，称为电路原理图，简称电路图。

见下页图3－1。图3－1电路原理图电路原理图常用的电路元件符号电池(电源)电灯开关电动机插座插头交叉不相连接的导线交叉相连接的导线T形连接的导线---------------------------------------------------------------------------------V电压表Ａ电流表通路开路短路处处连通的电路在某处断开的电路不经过用电器而直接跟电源两极连接的电路短路的危害短路时，电流很大，会烧坏电源和导线，在生产和生活中发生短路，轻则用电器不能工作，重则会引起火灾电路的三种工作状态电流1、电流的形成带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。2、电流的方向规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。

假设的电流流向称为电流的参考方向。分析：当参考方向与实际方向相同时，则I>0

当参考方向与实际方向相反时，则I<0，负值表示方向相反而不是负电流值）电流电流3、电流的大小（电流强度）大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量。I=Q/tI—电流，单位是安，用A表示,千进位，还有微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q—电荷量，单位库仑，用C表示，1库仑=6.2518个电子的电量；t—时间，单位是秒，用s表示。电流4、电流的测量电流的测量工具（1）电流表（2）万用表电流表的正确使用

（a）必须串接到被测量电路中；

（b）电流从“+”进去，从“-”出来；

（c）被测电流不能超过量程；

（d）绝对不允许把电流表接到电源两极上。模拟式直流电流表：85C1、42C1、6C等

交流电流表：85L1、42L1、6L等电流电流电压、电位和电动势1、电压（1）电压的电压是衡量电场力作功率领的大小在电场中，电场力F的将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值。UAB=WAB/Q电场力将单位正电荷从电场中的a

点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。（2）电压的方向

电压方向规定为由高电位指向低电位三种表示法：箭头表示正负号表示双下标表示如UAB习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。（3）电压的单位伏特（V）1V＝103mV

1mV＝103μV1kV＝103V电压、电位和电动势电压、电位和电动势2、电位电位：某点与参考点之间的电压：用U（或ψ）表示单位V；把参考点的电位称为零电位。即如A点为参考点则ΨA＝0V）；通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。任意两点间的电位差：UAB＝UA-UB或ΨAB＝ΨA-ΨB电压与电位的异同点：电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差；电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电压是绝对量，不随参考点的改变而改变。电压、电位和电动势电压、电位和电动势3、电动势电动势的定义电动势是衡量电源力移动电荷做功能力的物理量电动势：电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。E=W电源力/Q单位字母符号：E单位：V（伏）电动势的方向E的方向是从低电位（电源负极）指向高电位（电源正极）电压、电位和电动势电压、电位和电动势3、电压的测量电压的测量工具（1）电压表（2）万用表电压表的正确使用

（a）必须并接到被测量电路中；

（b）电流从“+”进去，从“-”出来（直流）；

（c）被测电压不能超过量程；

（d）电压表的阻抗很大，不能串接在电路中用。电阻1、电阻的定义电阻是导体对于电流通过的阻碍能力。它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。R＝

·L/SL：导体长度（m）S：横截面积（m2）

：导体的电阻率（

·m）2、单位：为欧姆（

）1KΩ=103Ω1MΩ=106Ω电阻常见导体的电阻率材料20℃时的电阻率（µΩ•m）

银0.016铜0.0172

金0.022铝0.029

锌0.059铁0.0978

铅0.206汞0.958

碳25康铜（54%铜，46%镍）0.50

锰铜（86%铜，12%锰，2%镍）0.433、电阻与温度的关系各种材料的电阻率都会随着温度的变化而变化。大多数金属材料的电阻随温度的升高而增大（即电阻率随温升高而降低）。电阻4、用万用表测量电阻将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。测量时应注意：

（1）测电路中的电阻时，应先切断电源；

（2）选择合适档位；

（3）测量时注意避免碰到电阻引脚及表笔金属部分，以造成误差；

（4）测量电路中的某一电阻时，应将电阻一端断开。欧姆定律1、部分电路欧姆定律（不含电源电路）内容：流过导体的电流与这段导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：I=U/R公式变形:U=I/R

R=U/I式中R为电阻，单位为欧姆Ω，I为电流，单位为安培A，U为电压，单位为伏特V。电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定时，电阻愈大电流就愈小。欧姆定律2、全电路欧姆定律全电路欧姆定律（含源电路）内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比。Ｉ＝Ｅ/（Ｒ+ｒ）公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0式中E为电源电动势，R为外电路总电阻，r为电源内阻。特性分析：由U=E-Ur=E-Ir可知：当电阻R为无穷大，I=0U=E(最高)(开路状态)当电阻R变小，I增大U减小当电阻R变大，I减小U增大

当电阻R为0时，I＝E/r，U＝0（短路状态）ErIUR电功与电功率1、电功W－电功（即电能），单位焦耳（J）；U－电路两端电压，单位伏特（V）；I－电路中的电流，单位安培（A）；t－通电时间，单位秒（s）。其另一个常用单位为千瓦时（kW·h）,即1度电。1kW·h＝3.6×106J2、电功率P－电功率，单位瓦特（W）在纯电阻电路中，则有电功和电功率3、电流的热效应电流通过导体(任何导体)时，导体会发热，这种现象叫电流的热效应；在这个过程中，电能转换成热能。电流通过导体时产生的热量跟导体中电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式:Q=I2Rt单位:J

（焦耳定律）4、负载的额定值额定电流、额定电压、额定功率：电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压、最大功率。

满载、轻载、超载的概念。电阻的串联、并联和混联1、电阻的串联两个或多个电阻头尾依次相连，称为电阻的串联(如下图所示)。电阻的串联电路等效电路电阻的串联、并联和混联电阻串联的特点：(1)电流相等I＝I1=I2=┄＝In；(2)电路两端总电压等于各个电阻两端分电压之和U=U1+U2+┄+Un=IR1+IR2+┄IRn;

(3)电路的等效电阻（即总电阻）等于各个串联电阻之和R=R1+R2···+Rn；(4)电路中各电阻两端的电压与它的阻值成正比(5)串联电阻有分压作用。分压公式：、电阻的串联、并联和混联2、电阻的串联两个或两个以上电阻连接在一起，各电阻承受同一电压，这种连接方式叫并联。电阻的并联电路等效电路电阻并联的特点：(1)电压相等U＝U1=U2=┄=Un；(2)电路的总电流等于流过各个电阻的电流之和I=I1+I2+┄+In=U/R1+U/R2+┄+U/Rn;

(3)电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和R=R1+R2···+Rn；(4)电路中能过各支路的电流与支路的阻值成反比(5)并联电阻有分流作用。分流公式：、电阻的串联、并联和混联串联电路的应用：1）获得较大阻值的电阻2）限制和调节电路中的电流3）构成分压器4）扩大电压表的量程并联电路的应用：1）每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。2）获得较小阻值的电阻。3）扩大电流表的量程。电阻的串联、并联和混联3、电阻的混联

在一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种联接称方式称为电阻的混联。电阻的串联、并联和混联RE1R1E2R2R1R2R3R4R5E简单电路复杂电路基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：电路中的每一个分支。含有电源的支路称为有源支路，不含电源的支路称为无源支路。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。I1I2ba+-E2R2+-R3R1E11231、概念例：支路：ab、bc、ca、…（共6条）回路：abda、abca、adbca…

（共7个）结点：a、b、c、d

(共4个）网孔：abd、abc、bcd

（共3个）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I基尔霍夫定律2、基尔霍夫第一定律KCL（节点电流定律）

在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。AI1I2I5I3I4即:

Ｉ入=

Ｉ出或:Ｉ=0对结点A：I1+I3=I2+I4+I5或I1+I3–I2–I4–I5=0基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。基尔霍夫定律2、基尔霍夫第二定律KVL（回路电压定律）

在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。

在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。bE1I1I2I3a+-E2R2+-R3R112即：

U=0或E=

IR

对回路1：对回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。基尔霍夫定律例：对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–E=0对回路adbca，沿逆时针方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0应用

U=0列方程对回路cadc，沿逆时针方向循行：–I2R2–I1R1+E

=0adbcE–+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I磁场与电磁感应磁场磁场的主要物理量磁场对电流的作用电磁感应

磁场1、磁体及其性质磁体——通常把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫磁体。天然磁体、人造磁体磁极——两端磁性最强的部分磁极方向——让一小磁针在水平面内自由转动，静止时它的磁极总是指向南北方向，指向北方的磁极叫北极或N极，指向南方的磁极叫南极或S极。磁体性质——同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。2、磁场和磁感应线磁场——对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫做磁场。磁场是一种看不见，而又摸不着的特殊物质。磁场存在于磁体周围的空间中，是磁体间的相互作用媒介。磁场磁感应线——为了形象描述磁场的存在，而引入的一组假想的曲线。磁感线的特点：(1)磁感线是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，磁体内部由S极到N极。(2)磁感线的切线方向是该点磁场的方同。(3)磁感线是不能相交、不能相切，也不能中断.(4)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱。3、电流的磁场通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关，磁场方向用右手螺旋定则（安培定则）来判断。磁场磁感应线(1)直线电流的磁场【右手螺旋定则】电磁场电磁场(2)、环形电流产生的磁场【右手螺旋定则】电磁场(3)、通电线圈产生的磁场【右手螺旋定则】磁通磁场的主要物理量磁感应强度：描述磁场的强度与方向的物理量。用B表示，单位为特斯拉，记为T。磁感应强度是矢量。磁通量：磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积，称为该面积的磁通量，用Φ表示。

Φ=BS磁通的单位为韦伯（Wb）。磁场对电流的作用（1）对通电直导体的作用1．电磁力的大小F

=BIι磁场强弱电流大小有效长度B------均匀磁场的磁感应强度(特斯拉T)I------导线中的电流强度(安)L-----导线在磁场中的有效长度(米)F-----导线受到的电磁力(牛)实验还得出:当导体垂直与磁场方向放置时,受电磁力最大；当导体与磁场平行放置时,导线不受力；当导体与磁场方向夹θ角，导线受力大小介于0与最大值之间。F=BIιsinθ磁场对电流的作用（1）对通电直导体的作用iF2．方向判定伸出左手,使大拇指与其余四个手指垂直，使磁力线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，则拇指的指向就是通电导线所受电磁力的方向。磁场对电流的作用（1）对通电直导体的作用右手螺旋定则左手定则磁动电生NS总结磁场对电流的作用（2）对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用NIFFS1、表明：ABCD分析通电线圈在磁场中会受力转动。但不能持续转动。NFFS当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动……ABCD线圈平面和磁感线方向垂直的位置，线圈受到平衡力的作用。2、平衡位置：NSFF如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，不改变其中的电流方向……线圈将会反向转动回去ABCD改变电流方向NSFF如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向……线圈就会继续转动下去ABCD电磁感应1、电磁感应现象——变化的磁场在导体或线圈中产生电动势的现象叫电磁感应现象。电磁感应产生的条件：1）通过线圈的磁通发生变化；2）直导线做切割磁感线运动。动磁生电电磁感应自感电流变化闭合—断开电磁感应2、楞次定律判断穿过线圈磁通变化产生感应电动势及感应电流的方向.

俄国物理学家楞次经过大量的实验,于1834年发现的!电磁感应楞次定律内容:在线圈中产生的感应电动势总是使它所产生的感应电流的磁通

阻碍

原有磁通的变化！感应电流磁通插入感应电流的磁通阻碍原磁通的变化原磁通增加感应磁通与之方向相反原磁通增加拔出原磁通减少感应电流磁通原磁通减少感应磁通与之方向相同感应电流的磁通阻碍原磁通的变化电磁感应判断感应电动势（感应电流）方向的具体方法：1)先确定原磁通方向及其变化趋势(是增加还是减少)；2)根据楞次定律确定感应磁通方向如果原磁通的趋势是增加，则感应磁通与原有磁通方向相反；

反之，原有磁通的变化趋势是减少，则感应磁通与原有磁通方向相同。

3、根据感应磁通方向，应用右手螺旋定则确定感应电流及感应电动势方向。+-插入N注意：判断时必须把产生感应电动势的线圈或导体看做是电源。电磁感应3、法拉第电磁感应定律

——线圈中产生感应电动势的大小与线圈中磁通量的变化率成正比。电磁感应动磁生电电磁感应切割磁力线磁通变化动磁生电旋转电枢式发电机电磁场切割磁力线磁通变化动磁生电旋转磁极式发电机电磁感应直导体中产生的感应电动势的大小：

e=Bυιsinα

切割方向与磁力线的夹角切割快慢有效长度磁场强弱em=Bυι当α=0时，导体运动方向与磁力线平行，则e=0

当α=90°时，导体垂直于磁力线运动，则e=Blv(最大)

电磁感应导体切割磁力线产生的感应电动势方向——右手定则伸出右手，拇指与其余四指垂直，磁力线垂直穿过掌心，拇指指示导体切割磁力线的方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。eυi+-正弦交流电路交流电的基本概念纯电阻交流电路纯电感交流电路纯电容交流电路三相交流电路基尔霍夫定律交流电的基本概念1、正弦交流电的定义交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电动势（电压或电流）。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。tiFFNSIIe=Emsinωt在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以

的速度顺时针旋转，根据右手定则可知，线圈中产生感应电流。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。2、正弦交流电的产生交流电的基本概念①周期T：变化一周所需的时间单位：秒，毫秒。③角频率ω：每秒变化的电角度单位：弧度/秒。②频率f：每秒重复变化的次数单位：赫兹，千赫兹。3、正弦交流电的周期、频率和角频率f=1/T

ω=2π/T=2πfiT交流电的基本概念

已知我国的交流电

f＝50Hz,试求T和ω

。【例】交流电的基本概念有效值电量必须大写，如：E、U、I有效值概念交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值4、正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值最大值电量名称必须大写,下标加m。如：Em、Um、Im用小写字母表示交流瞬时值，如e、u、i交流电的基本概念

在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。有效值＝最大值×最大值≈0.707交流电的基本概念问题与讨论

电器~220V最高耐压

=300V

若购得一台耐压为

300V的电器，是否可用于

220V的线路上?

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电源电压交流电的基本概念t=0时的相位，称为初相位或初相角（φ）。（ωt+φ）正弦波的相位角或相位

两个同频率正弦量间的初相之差称相位差（φ2-φ1）

5、正弦交流电的初相、相位与相位差e=Emsin（ωt+φ）同相位交流电的基本概念

落后于相位领先

超前于相位落后交流电的基本概念

i最大值角频率（弧度/秒）初相位三要素:6、正弦交流电的三要素交流电的基本概念瞬时值表达式：i(t)=Imcos(wt+y)波形图：相量表达式：7、正弦波的三种表示方法纯电阻交流电路交流负载中只有电阻的交流电路。如电炉、白炽灯等。1）电压与电流的相位关系设：uR=URmsinωt

则有：i=uR/R=(URm/R)sinωt=Imsinωt在纯电阻电路中，电流i和电压uR是同频率、同相位的正弦量。电压与电流最大值的关系：Im=URm/R电压与电流有效值的关系：I=UR/R或UR=IR2）电压与电流的数量关系

在纯电阻电路中，电流i和电压uR的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律。瞬时功率：瞬时电压与电流的乘积。

PR=uRi=um2/R·sin2ωt有功功率：瞬时功率的平均值。

P=URI=I2R=UR2/R3）电路的功率纯电阻交流电路纯电感交流电路1、电感对交流电的阻碍作用先接通6V直流电源，可以看到HL1和HL2亮度相同。再改接6V交流电源，发现灯泡HL2明显变暗，这表明电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。电感对交流电的阻碍作用，可以简单概括为：

通直流，阻交流，通低频，阻高频。

因此电感也被称为低通元件。电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用XL表示。感抗的单位也是Ω。XL=2πfL=ωL感抗的计算式为纯电感交流电路2、电流与电压的关系由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，可以近似地看作是纯电感电路。纯电感电路欧姆定律的表达式：在纯电感电路中：电压比电流超前90º，即电流比电压滞后90º。纯电感交流电路

瞬时功率在一个周期内，有时为正值，有时为负值。瞬时功率为正值，说明电感从电源吸收能量转换为磁场能储存起来。瞬时功率为负值，说明电感又将磁场能转换为电能返还给电源。瞬时功率在一个周期内吸收的能量与释放的能量相等。也就是说纯电感电路不消耗能量，它是一种储能元件。

3、电路的功率纯电感交流电路通常用瞬时功率的最大值来反映电感与电源之间转换能量的规模，称为无功功率，用QL表示，单位名称是乏，符号为Var，其计算式为：无功功率并不是“无用功率”，“无功”两字的实质是指元件间发生了能量的互逆转换，而原件本身没有消耗电能。纯电感交流电路交流电能“通过”电容器，同时电容器对交流电有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用称为容抗，用XC表示，容抗的单位也是Ω。容抗的计算式为：电容的容抗与频率的关系可以简单概括为：

隔直流，通交流，阻低频，通高频。 因此电容也被称为高通元件。1、电容对交流电的阻碍作用纯电容交流电路把电容器接到交流电源上，如果电容器的电阻和分布电感可以忽略不计，可以把这种电路近似地看成是纯电容电路。

纯电容电路欧姆定律的表达式为：2、电流与电压的关系纯电容电路中：电压比电流滞后90º，即电流比电压超前90º。纯电容交流电路3、功率电容也是储能元件。瞬时功率为正值时，电容从电源吸收能量转换为电场能储存起来；瞬时功率为负值时，电容将电场能转换为电能返还给电源。纯电容电路不消耗功率，平均功率为零。纯电容电路的无功功率为纯电容交流电路三相交流电•••U1U2V2W1V1W2SN

转子定子1、三相对称电动势的产生定子中放三个线圈：U1

U2V1

V2W1

W2首端末端三个绕组在空间位置上彼此相隔120o。转子装有磁极并以

的速度旋转。三个张绕组中便产生三个对相电动势。注意：三相对称正弦电动势频率相同，振福相等，相位相差120o。eU=EmsinωteV=Emsin(ωt-120o)eW=Emsin(ωt+120o)三相交流电三相交流电2、三相四线制1）三相电源的星形联结三相交流电2）三相四线制的线电压与相电压相电压：火线对零线间的电压。如：UU、UV、UW三相交流电线电压：火线间的电压。如uUV、uVW、uWU注意规定的正方向三相交流电

线电压为相电压的倍，同时线电压的相位超前相电压30O。U线=U相3）线电压与相电压的关系三相交流电3、三相负载的连接方式三相负载的联接方式有星形联接（简称为Y形）和三角形联接（简称为△形）。根据相数三相电源的负载可分为单相负载和三相负载，对于三相负载根据对称与否可分为对称负载和不对称负载。什么为对称负载呢？因为负载可以是阻性的，也可以是容性和感性的，它们不仅有大小的差别，还有相位的差别，因此将模和辐角都相等的负载称为对称负载，否则为不对称负载。三相交流电星形接法ACB

NZZZ4.2三相交流负载三角形接法ACBZZZ•••负载有两种接法:HOMEACBNZZZ相电流(负载上的电流)：4.2.1三相对称负载星形连接线电流(火线上的电流)：HOME

ACBNZZZ一、星形接法特点相电流=线电流*:零线电流HOME*负载两端的电压等于电源的相电压ACBNZZZHOME二、负载星形接法时的一般计算方法ACBNZZZ线电流、相电流计算通式：HOME结论：三相电源对称，负载对称且Y形连接，则三个线电流也是对称的。中线电流为0HOME例：三相电源，三相对称负载，Y型接法，每相求：每相负载中的电流及各线电流相量。解：设HOMEHOME1.负载不对称时，各相单独计算。如：

已知：三相负载R、L、C

以及三相线电压：求：各相、各线及中线电流CRABNLCHOME解：(1)

CRABNLC相电压线电压HOMECRABNLC令：则相电压为：HOME(2)相电流CRABNLCHOME(3)中线电流(4)相量图HOME2.负载对称时，只需计算一相。

如：则：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为0）3.负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相有效值即可。HOME负载对称时问题及讨论零线是否可以取消？答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。ACBZZZHOME三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？AN'NCB求：各相负载电流。已知：每盏灯的额定值为:220V、100WHOME用结点电压法AN'NCBRRRRNN'ABCHOME

每盏灯为220V、

100WRRRRNN'ABC、、代入R值得：HOME应用实例----照明电路ACB.........一组二组三组N

正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。能否取消中线？HOME关于零线的结论

负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。

中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。

HOME

4.2.2负载的三角形连接ACB特点：负载的相电压=电源的线电压HOME各电流的计算ACBZABZBCZCA每相负载电流线电流HOME（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z

），各相电流有效值相等，相位互差120

。有效值为：ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。HOME

同理：设：负载为阻性的，阻抗角为0

。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系ABCHOME负载对称时三角形接法的特点ACB

负载对称三角形接法，负载两端的电压等于电源的线电压；线电流是相电流的倍，相位落后对应的相电流30°。HOME负载对称时：4.2.3三相功率三相总有功功率：

由负载性质决定星形接法时：三角形接法时：

三相电路的功率的计算UP、IP代表负载上的相电压和相电流HOME有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：HOME三相交流电路的小结（1）--三相电源三相四线制ACBN三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。HOME三相交流电路的小结(2)--三相负载星形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZHOME三相交流电路的小结(3)--三相电路计算负载

形接法对称负载时：各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载对称时：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。三相电路的计算要特别注意相位问题。

负载Y形接法对称负载时：HOME三相交流电路的小结(4)--三相功率计算三相总功率：负载对称时：和接法无关HOME提高功率因数的意义和方法1、提高功率因数的意义纯电阻电路：cosφ=1电感性电路：0<cosφ<1，电路中存在无功功率Q。QPS1）提高供电设备的能量利用率。在供电设备的容量（视在功率S）不变的情况下。电路的功率因数cosφ越大，阻抗角φ越小，无功功率Q就越小，有功功率P就越大，能量利用率就越高。P=SN

cosjSN——供电设备的容量例如：

SN=1000kV·A，

cos

=0.5时，输出P=500kWcos

=0.9时，输出P=900kW2）减少供电设备和输电线路的功率损失

I=P/(Ucos

)

当负载电压和有功功率一定时；

电路的电流与功率因数成反比。当P

、U一定时，cos

↓→I↑→功率损失↑线路电压降↑提高功率因数的意义和方法2、提高功率因数的方法1）提高用电设备本身的功率因数（自然功率因数）a、恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。

b、对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换）。c、避免电机或设备空载运行。d、合理配置变压器，恰当地选择其容量。提高功率因数的意义和方法2）在感性负载上并联电容器提高功率因数CUIRL+-并补偿电容用电容的无功功率补偿电感的无功功率提高功率因数的意义和方法

1C+－ＵＩ1I2I2ILRII2Ｕ上一页下一页返回下一节上一节I1提高功率因数的意义和方法电机及拖动基础知识变压器三相异步电动机三相异步电动机的直接启动控制电路三相异步电动机的正反转控制电路

变压器1、变压器的结构原线圈副线圈U1U2

n1n2∽(1)闭合铁芯

(绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈(初级线圈)其匝数用n1表示与交变电源相连(3)副线圈(次级线圈)其匝数用n2表示与负载相连示意图符号变压器2、变压器的工作原理原线圈接交流电在铁芯中产生变化的磁通量在铁芯中产生变化的磁通量副线圈有交流电原线圈产生感应电动势副线圈产生感应电动势变压器3、变压器的功能及外特性1）电压变换变压器的变比K：指变压器1、2次绕组的电压之比，等于电势、绕组之比。

K=U1/U2=E1/E2=N1/N2

若K>1，是降压变压器；若K<1，是升压变压器；2）电流变换变压器3）阻抗变换

指同一个阻抗接在接在副边，对于另一边来说，阻抗会变化。反之亦然。阻抗接在副边，从原边看过去，就是等效电阻。三相异步电动机1、三相异步电动机的结构三相异步电动机下面是它主要部件的拆分图。右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。三相异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机一、

定子

定子主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、定子绕组、机壳等组成。异步电动机基本构成定子转子气隙三相异步电动机1.机壳

机壳包括端盖和机座，其作用是支承定子铁心和固定整个电机。中小型电机机座一般采用铸铁铸造,大型电机机座用钢板焊接而成。端盖多用铸铁铸成，用螺栓固定在机座两端。2.定子铁心定子铁心是磁路的一部分,为了降低铁心损耗,采用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，硅钢片间彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平行槽，用来嵌放定子绕组。定子的硅钢片3.定子绕组

定子绕组是电机定子的电路部分，用绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内。三相异步电动机定子绕组的三个首端U1、V1、W1和三个末端U2、V2、W2，都从机座上的接线盒中引出。三相绕组具体采用星形接法还是三角形接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压而定。定子线圈二、转子

转子主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转子绕组构成。

1.转轴

转轴用来固定转子铁心和传递功率，一般用中碳钢制成。转子绕组

2.转子绕组1）鼠笼式转子鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状故称其为鼠笼式转子。鼠笼绕组鼠笼转子3.转子铁心转子铁心也属于磁路的一部分，也用0.5mm的硅钢片叠压而成。转子铁心固定在转轴上，其外圆均匀分布的槽是用来放置转子绕组的。转子的硅钢片2）绕线式转子

绕线式电动机三相异步电动机2、三相异步电动机的工作原理当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场静止的转子绕组同旋转磁场有相对运动，在转子导体中产生了感应电动势转子电路为闭合电路，在感应电动势的作用下，产生了感应电流载流导体在磁场中受到力的作用，电磁力对转轴形成电磁转矩转子沿旋转磁场的旋转方向转动三相异步电动机——同步转速——电源频率——磁极对数p1234n0/r(min)-1

300015001000750磁极对数与转速的关系:三相异步电动机3、三相异步电动机的额定值3）

额定电流IN→定子三相绕组的额定线电流4）额定转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。1）额定功率PN→转子轴上输出的机械功率2）额定电压UN→定子三相绕组应施加的线电压三相异步电动机

利用刀闸开关或交流接触器，把异步电动机的定子绕组直接接到额定电压的电源上，称为直接启动（或全压启动）。

优点：启动方法简单，不需要专门的启动设备，操作方便，具有较大的启动转矩，能带一定的负载启动。

缺点：启动电流大，对电网会产生相应冲击，引起电网电压波动；同时对电动机自身也会带来不利的影响。

一般10kW以下的电动机都可以直接启动，对于频繁启动的电动机不允许直接启动，应采取降压启动。4、三相异步电动机的启动1）直接启动

方法：启动前，先将开关K2投向“起动”侧位置，然后K1再合上，则定子绕组Y接降压启动，待转速上升到一定值时，将K2迅速倒向“运行”侧位置，定子绕组D接，使电动机在全压下运行。

Y—D降压启动

降压启动是指电动机在启动时降低加在定子绕组上的电压，启动结束时加额定电压运行的启动方式。2）降压启动a、星形—三角形（Y—D）降压启动三相异步电动机b、自耦变压器降压启动

自耦变压器降压启动

方法：先将开关K2、K3合上，降压启动。待转速上升到一定值时，K2、K3断开，K1合上，自耦变压器被切除，电动机全压运行。

结论：采用Y—D降压启动，启动电流和启动转矩都减小到直接启动时的1/3。所以这种启动方法仅适用于轻载或空载启动。三相异步电动机

方法：启动时K1合上，K2断开，电抗器接入定子电路起到分压，限流的作用；启动结束后，K2合上切除电抗器，使电动机在全压下正常运行。c、定子串接电抗器或电阻的降压启动

注意：这种启动方法只适用正常运行时定子绕组三角形接法的电动机。

结论：采用自耦变压器降压启动，启动电流和启动转矩都降为直接启动时的。三相异步电动机三相异步电动机的直接启动控制电路QS-FUM3~L1L2L3M3~1、手动正转控制电路将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，对其启、停进行控制称为称为直接启动控制。起动：合上开关QS电动机运转停止：拉断开关QS电动机停转L1L2L3M3~QS-FU三相异步电动机的直接启动控制电路2、继电接触器正转控制电路SBKMKML1L2L3QFFU1FU2M3~SBKMKML1L2L3QFFU2FU1M3~SBKMKML1L2L3QFFU2FU1M3~SBKM