緒論緒論一、焊接的重要性及弧焊電源與設(shè)備在焊接中的作用（一）焊接的重要性（二）弧焊電源與設(shè)備在焊接中的作用二、弧焊電源的分類、特點及用途

弧焊電源種類常用的是按輸出的焊接電流波形分類：弧焊電源交流弧焊電源直流弧焊電源脈沖弧焊電源緒論

（一）交流弧焊電源1.工頻交流弧焊電源

又稱弧焊變壓器，它把電網(wǎng)的交流電變成適合于電弧焊的低電壓交流電，它由變壓器、調(diào)節(jié)裝置和指示裝置等組成。其輸出電流波形為正弦波，一般用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極惰性氣體保護電弧焊等。

2.矩形波交流弧焊電源利用半導體控制技術(shù)來獲得矩形波交流電流。適合于鋁及鋁合金鎢極氬弧焊。

（二）直流弧焊電源

緒論1.弧焊發(fā)電機一般由特種直流發(fā)電機、調(diào)節(jié)裝置和指示裝置等組成。2.弧焊整流器由主變壓器、整流器及為獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置、指示裝置等組成。它將電網(wǎng)交流電降壓整流后獲得直流電。3.逆變式弧焊電源它將單相（或三相）交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫茲的中高頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。緒論（三）脈沖弧焊電源

焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。三、弧焊電源與設(shè)備的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（一）弧焊電源與設(shè)備的發(fā)展歷史（二）弧焊電源與設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1．焊接自動化技術(shù)的展望（1）焊接過程控制系統(tǒng)的智能化（2）焊接柔性化技術(shù)（3）焊接技術(shù)與信息技術(shù)的集成緒論（4）提高焊接電源的可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性和可控性

2．弧焊電源發(fā)展趨勢（1）數(shù)字化弧焊電源（2）智能型弧焊電源（3）節(jié)能型弧焊電源四、本課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是焊接專業(yè)理論性和實踐性較強的一門專業(yè)課。學生學完本課程后，應(yīng)能達到以下要求：緒論

（1）能對一般交直流電路和晶體管放大、整流電路進行分析和計算。（2）能選擇低壓電器和讀懂一般低壓控制電路圖。（3）了解焊接電弧的特性，掌握交流電弧的特點及穩(wěn)定燃燒條件。（4）掌握常用弧焊電源與設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉其性能特點，并且有正確選擇、安裝和使用維護的能力。（5）能測試常用弧焊電源主要性能指標，并具有分析和排除常見故障的能力返回繼續(xù)第一章直流電路主要內(nèi)容

返回目錄§1-2電路的基本物理量§1-3電路的元件

§1-4電路的工作狀態(tài)

§1-5電路的基本定律§1-6電阻的連接

§1-7電路的分析方法

§1-1電路和電路模型

★本章小結(jié)★職業(yè)教育機械類專業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”新形態(tài)教材§1-1電路和電路模型§1-1電路和電路模型

一、電路的組成和作用

1、電路的定義

電流通過的路徑叫做電路。

2、電路的組成及作用電路由電源、負載和中間環(huán)節(jié)三個部分組成。電源是產(chǎn)生或提供電能的裝置，其作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能；負載是用電設(shè)備的統(tǒng)稱，是電能的主要消耗者，其作用是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量；電源與負載之間的部分是中間環(huán)節(jié)，在電路中起著傳遞、控制和分配電能的作用。

§1-1電路和電路模型

根據(jù)電路中供電電源種類的不同，電路又可分為直流電路和交流電路。直流電路由直流電源供電，理想直流電源的特點是輸出電壓的大小和方向不隨時間變化；交流電路由交流電源供電，電源輸出電壓大小和方向隨時間而變。實際電路種類很多，根據(jù)電路功能的不同，常見電路分為電力電路（或稱強電電路）和信號電路（或稱弱電電路）兩大類。電力電路主要用來實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，信號電路是通過電路實現(xiàn)信號的傳遞和處理的?！?-1電路和電路模型二、電路模型

用一個或幾個具有單一電磁特性的理想電路元件組成的電路，構(gòu)成實際電路的電路模型。如圖1-1所示。繼續(xù)返回圖1-1手電筒的電路模型§1-2電路的基本物理量§1-2電路的基本物理量

一、電流及參考方向

1、電流帶電粒子在電場力的作用下做有規(guī)則的定向移動，便形成電流，一般規(guī)定正電荷的運動方向或負電荷運動的反方向為電流的方向。電流的強弱用電流強度來度量，其數(shù)值等于單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量，即

表示電流在某一時刻的瞬時值

是在dt時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量§1-2電路的基本物理量

當為一常數(shù)時，表示電流不隨時間的變化而變化，稱為恒定電流，簡稱直流，用字母表示，即電流的國際計量單位（SI）為安培，簡稱安（A）。在分析電路時，事先不能確定電路中電流的實際方向時，總是任意選定某一方向為電流參考方向，選擇的電流參考方向并不一定與電流的實際方向相同。如果電流的實際方向與電流參考方向相同，則此電流為正值；如與所選電流參考方向相反，則電流為負值。

2、電流的參考方向圖1-2電壓與電動勢

§1-2電路的基本物理量二、電壓、電位和電動勢1、電壓電壓是衡量電場力做功能力的物理量。電場力把單位正電荷從a點移到b點所作的功，稱為a、b兩點間的電壓，用符號表示。（見圖1-2）在國際單位制（SI）中，電壓的單位為伏特，簡稱伏（V）?！?-2電路的基本物理量2、電位電場力把單位正電荷由a點移到參考點所作的功，稱為a點的電位，用符號表示。電路中任意兩點間的電壓等于兩點電位差，即3、電動勢電動勢是描述電源的物理量，其方向在電源內(nèi)部由負極指向正極，外力（非電場力）把單位正電荷從低電位b極移到高電位a極所做的功，定義為電源的電動勢，用符號表示，單位為伏特（V）。

§1-2電路的基本物理量三、電功率和電能單位時間內(nèi)電能量的變化稱為功率，也就是電場力在單位時間內(nèi)所做的功，即在直流電路中，若已知電路中某元件兩端電壓和電流，并且電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，則功率為：

§1-2電路的基本物理量當計算所得功率為正值（），表示元件吸收或消耗功率，屬于負載性質(zhì)；當計算所得功率為負值（），表示元件產(chǎn)生或輸出功率，屬于電源性質(zhì)。國際單位制（SI）中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦（W）。

當已知設(shè)備的功率為，則秒鐘內(nèi)消耗的電能為：

若功率的單位取瓦（W），時間的單位取秒（S），則電能的單位為焦耳，簡稱焦（J）。實際應(yīng)用中，電能常用千瓦小時（kW?h）為單位，俗稱一度電。1度=1kW?h=1000W×3600s=3.6×106J

繼續(xù)返回§1-3電路的元件§1-3電路的元件

一、電阻元件

電阻元件有時簡稱電阻，用R表示。電路圖中電阻元件符號如圖1-7所示。根據(jù)歐姆定律在國際單位中，電阻的單位為歐姆（Ω）。當把電阻元件兩端電壓值取為橫坐標，流過的電流值取為縱坐標，畫出與的關(guān)系曲線，稱為電阻元件的伏安特性曲線。如果伏安特性曲線是一條通過原點的直線，如圖l-3所示，稱此電阻元件為線性電阻元件?！?-3電路的元件

★從上式可知，由于電阻R為正實常數(shù)，功率P與U2或I2成正比，故功率總是大于零的，所以任何時刻電阻元件均消耗電能，是一種耗能元件。圖1-3線性電阻元件負載特性電阻元件消耗的功率為電阻兩端電壓與電流的乘積，即§1-3電路的元件二、電感元件電感元件是從實際電感線圈中抽象出來的理想元件。當把導線繞制成線圈且通過電流時，在線圈中會產(chǎn)生磁場，能夠儲存一定的能量，這樣的線圈稱為電感線圈。當電感線圈通過電流

時，在線圈中產(chǎn)生磁通

，如圖1-4a所示。若磁通與線圈的匝都交鏈，則稱為線圈的磁鏈，又稱為自感磁鏈?！?-3電路的元件

L稱為電感元件的自感或電感，其電路圖形符號如圖1-4b所示,單位為亨利（H）圖1-4電感元件及符號電感元件內(nèi)通過的電流變化時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當線圈的電流、電壓和感應(yīng)電動勢的參考方向如圖1-4b時，有§1-3電路的元件★電感元件的感應(yīng)電動勢和它兩端的電壓與該時刻通過線圈的電流變化率成正比，而與該時刻電流的大小無關(guān)，負號表示感應(yīng)電動勢所形成的電流總是阻礙線圈中電流的變化。電感元件是可以儲存磁場能量的元件，其儲存的磁場能量為★電感元件在某時刻儲存的磁場能量，與元件在該時刻流過電流的平方成正比。WL的單位為焦耳（J）§1-3電路的元件三、電容元件

電容器通常由兩個極板中間隔以絕緣介質(zhì)組成，圖1-5a是平板電容器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。電容器是一種能夠儲存電場能量的元件，圖1-5b是電容器元件在電路中的一般表示符號。電荷電壓C稱為電容元件的電容，單位為法拉（F）圖1-5電容元件及符號§1-3電路的元件當選定電容元件兩端的電壓和電流的參考方向如圖1-6所示為關(guān)聯(lián)參考方向時，有圖1-6電容電路★上式表明，電容元件通過的電流與其兩端電壓變化率成正比，只有電容元件兩端電壓發(fā)生變化時，與電容元件相連的電路中才有電荷的定向移動，才會有電流通過?！?-3電路的元件如果電壓不變，則電流為零。因此電容元件對于直流穩(wěn)態(tài)電路，相當于斷路，即電容元件有隔斷直流的作用。當電容器兩個極板上存儲一定量電荷時，電容器兩極板間就建立起一個電場，則電容器儲存的電場能量為★上式說明，電容元件在某時刻儲存的電場能量，與元件在該時刻兩端電壓的平方成正比。

WC的單位為焦耳（J）§1-3電路的元件四、電壓源一個實際的電壓源，可以用電壓與一個內(nèi)阻串聯(lián)的電壓源模型來表示。當時的電壓源，稱為理想電壓源。圖1-7a為理想電壓源的電路符號，理想電壓源的伏安特性是一條不通過原點且與電流軸平行的直線，如圖1-7b所示。圖1-7理想電壓源圖1-8電壓源及伏安特性§1-3電路的元件

理想電壓源具有以下兩個特點:①電源的端電壓是穩(wěn)定的，與外接電路無關(guān)；②通過它的電流由所聯(lián)接的外接電路確定。電源的端電壓與輸出電流之間有下面關(guān)系：★由上式可知，當輸出電流增加時，電壓源端電壓將降低，電壓源的伏安特性是一條向下傾斜的直線，如圖1-8b所示。當電壓源模型開路時，電流為零，輸出電壓在數(shù)值上等于理想電壓源電壓，即?！?-3電路的元件五、電流源電路中，端電壓變化，而提供的電流基本恒定的電路元件稱為電流源。電流源分為理想電流源和實際電流源，圖1-9a所示為理想電流源的電路符號。理想電流源的伏安特性是一條不通過原點且與電壓軸平行的直線，如圖1-9b所示。圖1-9理想電流源§1-3電路的元件理想電流源具有以下兩個特點:①輸出電流為定值，與兩端電壓無關(guān)；

②端電壓由所聯(lián)接的外部電路確定。實際電流源可用一個理想電流源與一個內(nèi)阻的并聯(lián)來表示，如圖1-10a所示。電流源與外接電路相聯(lián)時，電流源輸出的電流為§1-3電路的元件

★由上式可知，端電壓越大，內(nèi)部分流越大，輸出電流減小。其伏安特性曲線是一條向下傾斜的直線，如圖1-10b所示。

當電流源外接電路短路時，端電壓，則輸出電流。

繼續(xù)返回圖1-10電壓源及伏安特性§1-4電路的工作狀態(tài)

電路在實際工作中，根據(jù)不同的需要和負載情況，通常具有三種工作狀態(tài)，即負載狀態(tài)、空載狀態(tài)和短路狀態(tài)。一、負載狀態(tài)

圖1-11所示為一簡單直流電路模型。電源向負載提供電流，并輸出電功率，這時電路處于負載狀態(tài)，電路中電流為§1-4電路的工作狀態(tài)

圖1-11簡單直流電路§1-4電路的工作狀態(tài)

負載兩端電壓為:負載功率為：二、空載狀態(tài)

圖1-11中，電源和外部負載斷開，電路處于開路，稱空載狀態(tài)?？蛰d狀態(tài)時，電源的端電壓稱為空載電壓，用表示，此時，電源不輸出電功率?？蛰d狀態(tài)的特征為；；§1-4電路的工作狀態(tài)三、短路狀態(tài)電路中不同電位的兩點被導線連接，使兩點間的電壓為零，這種現(xiàn)象稱為短路(圖1-12)。電源處于短路狀態(tài)時，負載電阻，此時電源電壓全部降在內(nèi)阻上，短路狀態(tài)的特征為注意：短路電流很大，易造成電氣設(shè)備的損壞，應(yīng)使用熔斷器或空氣開關(guān)等對電路進行短路保護。；；；§1-4電路的工作狀態(tài)繼續(xù)返回圖1-12電源短路§1-5電路的基本定律§1-5電路的基本定律一、歐姆定律歐姆定律：流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。它是確定電路中電壓與電流關(guān)系的基本定律，揭示了電路中電壓、電流和電阻三者的關(guān)系，是計算和分析電路最常用的定律。圖1-14是含電源的全部電路。在忽略導線電阻時，在這樣閉合回路中，其回路電流在電源內(nèi)阻和負載電阻都產(chǎn)生電壓降RiI和RI，其電動勢為RiI和RI之和，E=RiI+RI,該式表示閉合回路中的電動勢等于外電阻與內(nèi)電阻上電壓降總和，經(jīng)整理得：§1-5電路的基本定律圖1-13不含電源的部分電路圖1-14含電源的全部電路歐姆定律簡單電路R1ER2R3I1I2I3§1-5電路的基本定律二、基爾霍夫定律你能求出下圖電路中電流I1、I2、I3的大小嗎？思考討論復雜電路§1-5電路的基本定律基爾霍夫定律（德國物理學家G.R.Kirchhoff1845年提出）是分析計算這類復雜電路的基本定律?！?-5電路的基本定律描述電路結(jié)構(gòu)的幾個術(shù)語1、支路：

兩結(jié)點之間的每一條分支電路稱為支路（branch）。用b表示其數(shù)量。右圖中有

條支路：E1和R1串聯(lián)構(gòu)成一條支路E2和R2串聯(lián)構(gòu)成一條支路R3單獨構(gòu)成另一條支路3R1E1E2R2R3AB思考題：同一支路中的電流有什么關(guān)系？支路中通過的電流是同一電流?！?-5電路的基本定律2、節(jié)點：電路中3個或3個以上支路的連接點稱為結(jié)點（節(jié)點）（node）。用n表示其數(shù)量。I1I2I3I4I5a圖中A

和B

為節(jié)點圖中a

為節(jié)點R1E1E2R2R3AB§1-5電路的基本定律3、回路：由一條或多條支路所構(gòu)成的閉合路（loop）。右圖中，共有

個回路，分別是：

A—B—D—M—AA—N—C—B—AM—A—N—C—B—D—MR1E1E2R2R3ABCDMN4、網(wǎng)孔：不包含其它回路的獨立回路稱為網(wǎng)孔（mesh），或單孔。用l表示其數(shù)量。且有右式成立：b=l+(n-1)(此處l指獨立回路數(shù))。3思考題1:網(wǎng)孔和回路有什么關(guān)系？

思考題2:上述回路中哪些是網(wǎng)孔？§1-5電路的基本定律圖示電路有3條支路，2個結(jié)點，3個回路,2個網(wǎng)孔§1-5電路的基本定律基爾霍夫定律｛（一）基爾霍夫電流定律（KCL）（二）基爾霍夫電壓定律（KVL）

基爾霍夫電流定律，又叫節(jié)點電流定律，是闡述節(jié)點上電流關(guān)系的一個定律。基爾霍夫電壓定律，又叫回路電壓定律，是闡述回路中電壓關(guān)系的一個定律。§1-5電路的基本定律對電路中任意節(jié)點，在任一時刻，流入節(jié)點的電流之和，恒等于流出該節(jié)點的電流之和。在節(jié)點A上有：

I1＋I3

I2＋I4＋I5

即：ΣI入=

ΣI出

表述一：（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）在任何時刻，電路中流過任一節(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。對節(jié)點A：I1-I2+I3-I4-I5

0

列方程時：若規(guī)定流入節(jié)點的電流前面取“

”號，則流出該節(jié)點的電流前面取“

”號，反之亦可。即：

ΣI=0表述二：（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）②適用于電路中任意假設(shè)的封閉面。如下圖中，對于封閉面

S來說，有：I1+I2=I3基爾霍夫電流定律應(yīng)用平面節(jié)點假設(shè)封閉面①適用于任意平面節(jié)點（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）

基爾霍夫電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。例:廣義結(jié)點IA+IB+IC=0ABCIAIBIC基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）例：列出下圖中各結(jié)點的KCL方程解：取流入為正i1＋i2＋i3＝0

結(jié)點ai1－i4－i6＝0結(jié)點bi2＋i4－i5＝0結(jié)點ci3＋i5＋i6＝0廣義結(jié)點以上三式相加：（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）例1：求電路中的電流I1和I2-3A10A5A10A2AI1I2AB解：對節(jié)點B：5A=I2+2A+10A對節(jié)點A：I1=-3A+10A+5A=12A整理：I2=5A-2A-10A=-7A注意：應(yīng)用基爾霍夫電流定律時必須首先假設(shè)電流的參考方向，然后列寫方程并代入電流數(shù)值計算。若求出電流為負值，則說明該電流實際方向與假設(shè)的參考方向相反?？芍篒1的實際方向與參考方向相同；I2的實際方向與參考方向相反,是流向節(jié)點B的。（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）由KCL可列出節(jié)點A、B上的電流方程：節(jié)點A：I1+I2-I3=0節(jié)點B：-I1-I2+I3=0思考題：看一看這兩個節(jié)點電流方程的式子有什么關(guān)系？都是獨立的嗎？獨立的電流方程（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）

結(jié)論含有n個節(jié)點的完整電路由KCL只能列出(n

1)個獨立的電流方程（一）基爾霍夫電流定律（KCLKirchhoff’sCurrentLaw）（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw

）表述一

在任一時刻，在任一回路上環(huán)形一周，電位升的電壓之和等于電位降的電壓之和。所有電壓均為正。電位升和電位降：i1i2i3在回路中選定任一繞行方向，環(huán)行一周假定電流參考方向如圖：uR1uR2uR3+-+-+-途經(jīng)各元件時，若遇到的電位升高，稱為電位升，反之，稱為電位降I回路電位升：uS1電位降：uS2IIIuR1uR3II回路電位升：電位降：uR2影響電位升降的因素：1、電流的參考方向2、繞行方向（環(huán)行方向）（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw

）i1i2i3uR1uR2uR3+-+-+-III回路I:回路II:KVL:所有電壓均為正。（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw

）（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）表述二

在任一時刻，沿任一回路環(huán)形一周，電壓的代數(shù)和恒等于零。與環(huán)形方向一致的電壓取正號，與環(huán)形方向相反的電壓取負號。i1i2i3uR1uR2uR3+-+-+-III回路I:回路II:與環(huán)形方向一致的電壓取正號，與環(huán)形方向相反的電壓取負號。KVL:（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）I1I2I3III回路I:回路II:與環(huán)形方向一致的電壓取正號，與環(huán)形方向相反的電壓取負號。列KVL方程:（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）②推廣應(yīng)用于電路中任意假想回路，即廣義回路。如下圖中3、基爾霍夫電壓定律應(yīng)用①適用于電路中任意閉合回路US+_R+_UabI

US

+RI-U＝0或：RI＋US

＝U+-（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）廣義運用：KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應(yīng)用到任一不閉合的電路上。例：列出下圖的KVL方程:（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）思考題：看一看這三個回路電壓方程的式子有什么關(guān)系？都是獨立的嗎？獨立的電壓方程I1I2I3III回路I:回路II:Ⅲ回路Ⅲ:（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）

結(jié)論含有n個節(jié)點、b條支路的完整電路由KVL只能列出[b-(n

1)]個獨立的電壓方程（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）例:

已知：Us1=30V，Us2=80V，R1=10kΩ，

R2=20kΩ，I1=3mA，I2=1mA，求：I3、U3，說明元件3是輸出功率還是消耗功率。解：KCL：KVL：元件3輸出功率3++--US1US2R1R2I1I2I3+-U3＜0（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）可用于分析直流電路、交流電路及含電子元件的非線性電路；用基爾霍夫定律分析電路時，僅與電路的連接方式有關(guān)，而與構(gòu)成電路的元件性質(zhì)無關(guān)；基爾霍夫定律不僅適用于結(jié)點和回路，推廣之后的廣義結(jié)點和廣義回路，大大拓展了定律的應(yīng)用；基爾霍夫定律的應(yīng)用基爾霍夫定律源于電荷守恒和能量守恒法則（《電路分析基礎(chǔ)》[第三版]上冊李瀚蓀編高等教育出版社）（二）基爾霍夫電壓定律（KVLKirchhoff’sVoltageLaw）繼續(xù)返回§1-6電阻的連接§1-6電阻的連接

一、電阻的串聯(lián)電路中有兩個或多個電阻順序相聯(lián)、沒有分支稱為電阻的串聯(lián)。圖1-19a所示為兩個電阻的串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的特點有：圖1-19電阻的串聯(lián)及其等效電路（1）流過各串聯(lián)電阻的電流相同。（2）串聯(lián)電阻兩端總電壓等于各個電阻上電壓的代數(shù)和：（3）串聯(lián)電路總電阻等于各串聯(lián)電阻之和：§1-6電阻的連接電阻稱為串聯(lián)電阻的等效電阻。所謂等效電阻就是把電路的一部分電阻用一個電阻來代替，電路的電壓、電流關(guān)系不變。電路中電流為（4）各串聯(lián)電阻的端電壓為：在串聯(lián)電路中，電阻的電壓降與阻值是成正比的，電阻值越大，電阻兩端的電壓越大；反之電阻兩端的電壓就小。上式稱為串聯(lián)電路的分壓公式

§1-6電阻的連接二、電阻的并聯(lián)電路中有兩個或多個電阻聯(lián)接在兩個公共結(jié)點之間，承受相同的電壓，稱為電阻的并聯(lián)。圖1-20a所示為兩個電阻的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路的特點有：圖1-20電阻的并聯(lián)及其等效電路（1）各并聯(lián)電阻兩端電壓相等。（2）并聯(lián)電路的總電流等于流過各電阻電流之和：§1-6電阻的連接（3）并聯(lián)電路等效電阻（4）電阻并聯(lián)各分支電路電流

在并聯(lián)電路中，流過電阻的電流值與電阻成反比，電阻的阻值越大，流過的電流越??；電阻的阻值越小，則流過的電流越大。

上式稱為串聯(lián)電路的分流公式

§1-6電阻的連接三、電阻的混聯(lián)既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路，稱為混聯(lián)電路。電阻混聯(lián)電路組成的無源電路，總可以用等效方法將電路中存在串聯(lián)、并聯(lián)部分電路逐步化簡，最后化簡成一個等效電阻。

（圖1-21混聯(lián)電路的簡化）例

圖1-22是萬用表測量直流電壓時的部分電路圖。其中U1=10V、U2=250V，已知表頭的等效電阻Ra=10kΩ，Ia=50μA，求各串聯(lián)電阻的阻值。圖1-22§1-6電阻的連接繼續(xù)返回§1-6電阻的連接圖1-21混聯(lián)電路簡化示意圖§1-7電路分析方法

支路電流法（branchcurrentmethod）是以支路電流為未知量，直接應(yīng)用KCL和KVL，分別對節(jié)點和回路列出所需的方程式，然后聯(lián)立求解出各未知電流。一、支路電流法返回上一頁下一節(jié)R2E2E1+_R1R3+_（1）確定支路數(shù)，選擇各支路電流的參考方向。R3E1+_R1+_R2E2支路數(shù)為3I1I3I2（2）確定結(jié)點數(shù)，列出獨立的結(jié)點電流方程式。ab結(jié)點a：I1+I2-I3=0結(jié)點b：-I1-I2+I3=0結(jié)點數(shù)為n，則可列出n-1個獨立的結(jié)點方程式。（3）確定余下所需的方程式數(shù)，列出獨立的回路電壓方程式。

左網(wǎng)孔：R1

I1+R3I3=E1

右網(wǎng)孔：R2

I2+R3I3=E2（4）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。圖1.7.1支路電流法具體使用步驟：一個具有b條支路、n個節(jié)點、l個網(wǎng)孔的電路用支路電流法:1、以支路電流為未知量，有b個未知量2、對節(jié)點列KCL方程，可列n-1個獨立方程3、對回路列KVL方程，可列l(wèi)個獨立方程4、聯(lián)立l+(n-1)個方程求解b個未知量b＝l+(n-1)解得：i1=－1A

i2=1Ai1<0說明其實際方向與圖示方向相反。對節(jié)點a列KCL方程：i2=2+i1例：如圖所示電路，用支路電流法求各支路電流及各元件功率。解：2個電流變量i1和i2，只需列2個方程。對圖示回路列KVL方程：5i1+10i2=5各元件的功率：5Ω電阻的功率：p1=5i12=5×(－1)2=5W10Ω電阻的功率：p2=10i22=10×12=10W5V電壓源的功率：p3=－5i1=－5×(－1)=5W

因為2A電流源與10Ω電阻并聯(lián)，故其兩端的電壓為：uab=10i2=10×1=10V，功率為：p4=－2u=－2×10=－20W

由以上的計算可知，2A電流源發(fā)出20W功率，其余3個元件總共吸收的功率也是20W，可見電路功率平衡。解得：i1=－1A

i2=1A支路電流法的說明確定所求支路電流的個數(shù)和所需方程數(shù)（未知數(shù)個數(shù)和方程個數(shù)要相等）KCL:標明支路電流及參考方向KVL:標明獨立回路的繞行方向（一般選網(wǎng)孔列回路方程）支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當支路數(shù)較多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便二、疊加原理（superpositiontheorem）返回下一頁上一頁下一節(jié)上一節(jié)US+_ISR1R2I1I2U2+_U1+_圖1.8.1疊加原理原理內(nèi)容:在含有多個電源的線性電路中，任一支路的電流和電壓等于電路中各個電源分別單獨作用時在該支路中產(chǎn)生的電流和電壓的代數(shù)和。I1=US單獨作用時產(chǎn)生的電流I1’+IS單獨作用時產(chǎn)生的電流I1’’

使用要點1、當考慮某一電源單獨作用時，應(yīng)令不作用的電源中US＝0（電壓源短路），IS＝0（電流源開路），即應(yīng)將其他理想電壓源短路、其他理想電流源開路。亦稱作零值處理（ZeroingSources）。返回下一頁上一頁下一節(jié)上一節(jié)例：求下圖中電流I＋－4VR1R22A2

2

IR12AI

R2＋

＋－R1R2I

4V＋－4VR1R22A2

2

I解：應(yīng)用疊加定理可將原電路化為：

2、最后疊加時要注意各個電源單獨作用時的電流和電壓分量的參考方向是否與總的電流和電壓的參考方向一致？返回下一頁上一頁下一節(jié)上一節(jié)R14AI

R2＋＋－R1R2I

4V＋－4VR1R24A2

2

I一致時前面取正號，不一致時前面取負號3、疊加定理只能用來分析和計算電流和電壓，不能用來計算功率。返回下一頁上一頁下一節(jié)上一節(jié)若某電阻上電流I=I'+I"則P=

RI2=R(I'+I")2

R

I'2+R

I"24、疊加定理適用于線性電路（linearcircuit）。

某些非線性（nonlinear）電路，在一定條件下可以等效為線性電路，仍然可以應(yīng)用疊加定理。例如：晶體管放大電路的分析。5、應(yīng)用疊加定理時也可把電源分組求解，即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。返回下一頁上一頁下一節(jié)上一節(jié)US+_RISISRRRUS+_RRRRRISISRRR=+1、疊加定理只適用于線性電路。3、某電源單獨作用時，不作用電源的處理：

US

=0，即將US短路；Is=0，即將Is

開路

。2、線性電路的電流或電壓均可用疊加定理計算，但功率P不能用疊加原理計算。5、應(yīng)用疊加定理時也可把電源分組求解，即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。4、解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。

若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時，疊加時相應(yīng)項前要帶負號。注意：例：電路如圖，已知

U=10V、IS=1A，R1=10

，

R2=R3=5

，試用疊加原理求流過R2的電流I2和理想電流源IS兩端的電壓US。

(b)U單獨作用將IS

斷開(c)IS單獨作用

將U短路解：由圖(b)

(a)+–UR3R2R1ISI2+–US+–UR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2

+–US

例1：電路如圖，已知U=10V、IS=1A，R1=10

，R2=R3=5

，試用疊加原理求流過R2的電流I2和理想電流源IS兩端的電壓US。

(b)U單獨作用(c)IS單獨作用(a)+–UR3R2R1ISI2+–US解：由圖(c)

+–UR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2

+–US

由例題可知疊加原理的使用步驟：1.將電路拆分為各電源單獨作用的多個電路，并標好待求物理量的正方向（盡量和原電路中一致），在各電路中不考慮的電源作零值處理；2.分別求出各電源單獨作用時的各個電路中的待求物理量；3.將上一步求出的各電路中的待求物理量按照正方向與原電路一致的取正號，相反的取負號的原則賦予符號后，求其代數(shù)和，即為原電路中的待求物理量。線性（Linear）齊次性（Homogeneity）:可加性（

Additivity）y=f(x)ifx=kxtheny=f(kx)=kyy=f(x),y1=f(x1),y2=f(x2)ifx=x1+x2theny=f(x1+x2)=y1+y2例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流i1和i2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：電源的等效變換是一種簡化電路的有效方法三、等效電源定理（theoremofequivalentsource）

二端網(wǎng)絡(luò)（two-terminalnetwork）：電路的某一部分只有兩個端鈕與外部連接，可將這部分電路視為一個整體。無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中不含電源。有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。baU+–R1R2ISR3baU+–R1R2ISR3R4無源二端網(wǎng)絡(luò)

有源二端網(wǎng)絡(luò)

baU+–R1R2ISR3baU+–R1R2ISR3R4baRU+–ISR3R=R1//R2+R4b+_UesR0aR3等效電源定理之“戴維南定理”等效電源定理之戴維寧定理戴維南定理（Thevenin’stheorem）：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效為電壓源與電阻的串聯(lián)。電壓源Ues

：有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc。Ues=

?

R0=

?電阻R0：有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部除源后，在端口處得到的等效電阻。等效電源定理之戴維南定理戴維南定理b+_UesR0aR3電壓源Ues

：有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc。+-Uoc電阻R0：有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部除源后，在端口ab處得到的等效電阻。電壓源短路電流源開路這就是“戴維南定理”有源二端網(wǎng)絡(luò)的負載斷開戴維南定理是做什么的？戴維南定理中如何求Ues？R0?為什么要運用戴維南定理？答：有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為電壓源與電阻的串聯(lián)。答：Ues=UocR0為等效電阻

答：簡化電路（作用之一）戴維南定理10V+4ΩbaIRx–6Ω3Ω2Ω例1：當RX=1.2Ω時，求解電流I？b+_UesR0aUOC+_oo4Ω6Ω3Ω2Ωabo10V+4ΩbaIRx–6Ω2Ω3Ω例2：當RX=1.2Ω時，求解電流I？b+_UesR0a4Ω6Ω3Ω2ΩaboIRx等電位點之間連接任意阻值的電阻都不會影響其他支路量。a與b為等電位點abab戴維南定理分析電路的基本步驟：（1）將復雜電路分解為待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)兩部分；（2）畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開后的電路，并求開路電壓Uoc,則Ues=Uoc；（3）畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開且除源后的電路，并求無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0；（4）將等效電壓源與待求支路合為簡單電路，用

歐姆定律求解。UesR0+_R3I3+-Uoc戴維寧定理（Thevenin’stheorem）法國科學家LéonCharlesThévenin1883年提出）思考：補充：戴維南定理的證明（《電路》第四版邱關(guān)源P89）?1、等效電阻（P22）:2、等電位聯(lián)結(jié)端子箱:?例1：

電路如圖，已知U1=40V，U2=20V，R1=R2=4

，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。UesR0+_R3abI3U1U2R2I3R3+–R1+–ab注意：“等效”是指對端口外等效

即用等效電源替代原來的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。有源二端網(wǎng)絡(luò)戴維寧等效電源解：(1)斷開待求支路求等效電源中電壓源的電壓Ues例1：電路如圖，已知U1=40V，U2=20V，R1=R2=4

，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。U1U2R2I3R3+–R1+–abUes也可用疊加原理等其它方法求。Ues=

Uoc=U2+I

R2=20V+2.5

4

V=30V或：Ues=

Uoc=U1–I

R1=40V–2.5

4

V

=30VR2U1IU2+–R1+–ab+Uoc–解：(2)求等效電源的內(nèi)阻R0

除去所有電源（理想電壓源短路，理想電流源開路）例1：電路如圖，已知U1=40V，U2=20V，R1=R2=4

，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0從a、b兩端看進去，R1和R2并聯(lián)

求內(nèi)阻R0時，關(guān)鍵要弄清從a、b兩端看進去時各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。解：(3)畫出等效電路求電流I3例1：電路如圖，已知U1=40V，U2=20V，R1=R2=4

，R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abUesR0+_R3abI3解：(2)求等效電源的內(nèi)阻R0的另一種方法例1：電路如圖，已知U1=40V，U2=20V，R1=R2=4

，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–ab內(nèi)阻R0等于原有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC與短路電流ISC之比U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–ISCR0=UOC/ISCU1單獨作用：ISC’=U1/R1=10AU2單獨作用：ISC”=U2/R2=5AISC=ISC’+ISC’’=10A+5A=15A=UOC/ISC=2

求內(nèi)電阻R0的方法1、有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC與短路電流ISC之比，即：2、除源等效法：有源二端網(wǎng)絡(luò)中理想電壓源短路，理想電流源開路后的等效電阻。（注：網(wǎng)絡(luò)中需不含受控源（dependentsources））3、外加電源法。+_USR0ab

電壓源（戴維南定理）

電流源（諾頓定理）ab有源二端網(wǎng)絡(luò)abISR0無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源abRab無源二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻繼續(xù)返回本章小結(jié)本章小結(jié)

1．任何一個完整的電路都由電源、負載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。用理想元件代替實際元件構(gòu)成的電路稱為電路模型。2．電流的實際方向是指正電荷的運動方向，電壓的實際方向是指電位降的方向，電動勢的方向是指電位升的方向。電壓和電流的參考方向可任意選定，二者參考方向相同稱為關(guān)聯(lián)參考方向，反之為非關(guān)聯(lián)參考方向。電壓、電流為正時，實際方向和參考方向相同；電壓、電流為負時，實際方向和參考方向相反。3．理想電路元件特點及其電壓和電流的關(guān)系（關(guān)聯(lián)參考方向）：本章小結(jié)理想電壓源：兩端電壓不變，通過的電流隨外電路改變。理想電流源：流出的電流不變，兩端的電壓隨外電路改變。4．電路有負載、短路、空載三種狀態(tài)負載時電源輸出的功率減去內(nèi)阻消耗的功率等于外電路消耗的功率。短路時電源端電壓為零，短路電流特別大，電功率全部消耗在電源內(nèi)阻上，容易引發(fā)火災(zāi)事故?？蛰d即電源開路，電流為零，電源端電壓等于理想電壓源電壓，電路不消耗功率。本章小結(jié)5．歐姆定律確定了電阻元件兩端電壓與電流之間的約束關(guān)系?；鶢柣舴蚨煞从沉穗娐愤B接結(jié)構(gòu)的一種約束關(guān)系。根據(jù)基爾霍夫電流定律，在任意時刻，任一結(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零；根據(jù)基爾霍夫電壓定律，在任意時刻，沿任一閉合回路的各支路電壓的代數(shù)和恒等于零。6．電阻串聯(lián)時，流經(jīng)每個電阻的電流相同，電阻兩端的電壓和阻值成正比；電阻并聯(lián)時，并聯(lián)電阻兩端的電壓相等，流經(jīng)電阻的電流和阻值成反比。7．支路電流法求解的基本步驟：①假設(shè)各支路電流的參考方向和網(wǎng)孔的繞行方向；②根據(jù)基爾霍夫定律，列出獨立的結(jié)點電流方程和網(wǎng)孔的回路電壓方程；③解方程組，求出支路電流。繼續(xù)返回第二章正弦交流電路主要內(nèi)容

返回目錄§2-3正弦交流電路中的元件

§2-4

電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路

§2-5三相交流電路

§2-1

正弦交流電的基本概念

★本章小結(jié)★§2-2

正弦交流電的表示方法

§2-6

安全用電

職業(yè)教育機械類專業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”新形態(tài)教材§2-1正弦交流電的基本概念§2-1正弦交流電的基本概念

一、正弦交流電的產(chǎn)生正弦交流電是指隨時間按照正弦規(guī)律發(fā)生變化的電壓或電流。正弦交流電通?？梢杂山涣靼l(fā)電機來產(chǎn)生。如圖2-1所示，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，在線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖2-1交流發(fā)電如果在線圈轉(zhuǎn)動時外接負載，那么線圈和負載就可以構(gòu)成閉合回路，電路中就會有正弦電流通過?！?-1正弦交流電的基本概念

二、正弦交流電的三要素1．振幅值交流電在變化過程中，每一時刻的值都不同。正弦量在任一瞬時的值稱為瞬時值，用小寫字母表示，例如i、u、e分別表示電流、電壓和電動勢的瞬時值。瞬時值是時間的函數(shù)。瞬時值中最大的值稱為幅值或最大值，用帶m下標的大寫字母表示，如Im、Um、Em分別表示電流、電壓、電動勢的最大值。圖2-2是正弦電流的波形，它的數(shù)學表達式為§2-1正弦交流電的基本概念

2．周期與頻率正弦量按正弦規(guī)律完整變化一周所需時間（如圖2-2所示）稱為周期，用T表示，其單位是秒（s）。每秒內(nèi)變化的周數(shù)稱為頻率，用f表示，單位是赫茲（Hz）。周期與頻率互為倒數(shù)，即角頻率，單位是弧度/秒（rad/s）圖2-2正弦交流電的波形§2-1正弦交流電的基本概念

3．相位與初相位正弦電流一般表示為

相位，反映了正弦量隨時間變化的進程

初相位，簡稱初相。

圖2-3中兩個同頻率正弦量的相位角或初相角之差稱為相位差，用表示：當兩個同頻率正弦量的計時起點改變時，即圖2-3的縱軸左右移動時，和的相位和初相都跟著改變，但兩者之間的相位差仍保持不變?！?-1正弦交流電的基本概念

圖2-3u和i的相位差§2-1正弦交流電的基本概念

例2-1

已知A，A，求與的角頻率、周期、頻率、幅值、有效值、初相位和相位差，并作圖。圖2-4例2-1圖§2-1正弦交流電的基本概念

交流電流的有效值、交流電壓的有效值和交流電動勢的有效值分別用、和表示有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，即：某一交流電流通過電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，與另一直流電流通過相同電阻在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則此直流電流的數(shù)值就作為交流電流的有效值。三、正弦交流電的有效值繼續(xù)返回§2-2正弦交流電的表示方法§2-2正弦交流電的表示方法

一、波形圖表示法

波形圖能夠表示正弦量，是因為它能反映出正弦量的三個要素。波形圖的最高點即是正弦量的幅值，從波形圖與橫軸的交點可以求出正弦量的周期，正弦波從負到正過零點的地方與坐標原點的距離就是初相。當零點在原點的左側(cè)時，初相ψ>0；當零點在原點的右側(cè)時，初相ψ<0。用波形圖表示正弦量形象、直觀，但不便于計算。二、三角函數(shù)表示法三角函數(shù)即為正弦量的解析表達式，它是正弦量表示最基本的方法，如：§2-2正弦交流電的表示方法

三、相量表示法

復平面（圖2-5）中從原點引一有向線段即表示一個復數(shù)，其實部為，虛部系數(shù)為，該復數(shù)的代數(shù)式為該有向線段的長度為

表示復數(shù)的大小，稱為復數(shù)的模。

角是該有向線段與實軸正向之間的夾角，稱為復數(shù)的幅角圖2-5復數(shù)表示法§2-2正弦交流電的表示方法

復數(shù)的三角函數(shù)表達式已知復數(shù)的模和幅角，就可以寫出復數(shù)的指數(shù)表達式，其形式為

相量表示法就是用復數(shù)的模表示正弦量的有效值或最大值，用復數(shù)的幅角表示正弦量的初相位。線性正弦交流電路中，各支路的電流、電壓的頻率都和電源的頻率相同。這些電流、電壓之間的加、減運算，可以歸結(jié)為同頻率正弦量的加減。

2．同頻率正弦量相加減§2-2正弦交流電的表示方法

繼續(xù)返回圖2-6例2-3電路圖§2-3正弦交流電路中的元件

§2-3正弦交流電路中的元件

這種只有某一個參數(shù)（、或）單獨作用的電路，稱為單一元件電路。一、純電阻元件交流電路（圖2-7）

或

瞬時功率§2-3正弦交流電路中的元件圖2-7純電阻元件的交流電路a)電路圖b)電壓、電流波形圖c)電壓、電流相量圖d)功率波形圖§2-3正弦交流電路中的元件二、純電感元件交流電路（圖2-8）

純電感電路中如果加直流電壓，則因其電阻為零，所以將呈現(xiàn)短路狀態(tài)；如果加正弦交流電壓，則電路中將有正弦電流通過。平均功率在純電感元件的交流電路中，在相位上電壓比電流超前90o?！?-3正弦交流電路中的元件圖2-8純電感元件的交流電路a)電路圖b)電壓與電流波形圖c)電壓與電流相量圖d)功率波形§2-3正弦交流電路中的元件在純電感元件的交流電路中，電壓的幅值（或有效值）與電流的幅值（或有效值）之比為。顯然它的單位為歐姆（Ω）。當電壓一定時，越大，則電流越小。可見它具有阻礙交流電流的性質(zhì)，故稱為感抗，用表示或感抗與成正比，與頻率成正比。因此，當一定時，電感對頻率越高的電流阻礙作用越大，而對直流電流（因其=0）=0，故電感對直流相當于短路。這就是所謂電感的“通直隔交”作用?！?-3正弦交流電路中的元件本題的相量圖如圖示2-9所示。圖2-9例2-5中的相量圖§2-3正弦交流電路中的元件三、純電容元件交流電路（圖2-10）在純電容元件交流電路中，在相位上電壓比電流滯后90?或

容抗與成反比，與頻率成反比。因此，當一定時，頻率越高的電流越易通過電容，即電容元件對高頻電流表現(xiàn)的容抗很小，而對直流電流，因，呈現(xiàn)的容抗，這就是所謂電容的“通交隔直”作用。§2-3正弦交流電路中的元件圖2-10純電容元件的交流電路a)電路圖b)電壓與電流波形圖c)電壓與電流相量圖d)功率波形§2-3正弦交流電路中的元件相量表示在純電容元件的交流電路中，沒有能量消耗，只有電源與電容元件間的能量交換。表示電壓的有效值等于電流的有效值與容抗的乘積

是一個幅值為，并以2的角頻率隨時間變化的交變量

§2-3正弦交流電路中的元件圖2-11例2-6的相量圖其相量圖如圖2-11所示。繼續(xù)返回§2-4電阻、電感、電容元件

串聯(lián)的交流電路圖2-12電阻、電感與電容串聯(lián)的交流電路

a)電路圖b)相量圖§2-4

電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路

一、串聯(lián)電路電阻、電感、電容元件組成的串聯(lián)電路，簡稱串聯(lián)電路。

§2-4電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路

稱為串聯(lián)電路的阻抗，它具有對交流電流起阻礙作用的性質(zhì)，其單位也是歐姆（Ω）。電源電壓與電流之間的相位差（圖2-13b）

在一定的頻率下：①如果，則>0，說明電路總電壓超前電流，此種情況電路呈電感性；②如果，則<0，電路總電壓滯后電流，電路呈電容性；③如果，則=0，電路總電壓與電流同相，電路呈純電阻性。

二、阻抗及阻抗三角形§2-4電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路圖2-13串聯(lián)電路中的三個三角形a)阻抗三角形b)電壓三角形c)功率三角形§2-4電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路用相量表示電壓與電流的關(guān)系，則為

三、電壓與電流的相位關(guān)系§2-4電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路串聯(lián)交流電路的無功功率為

功率因數(shù)視在功率單位V·A或kV·A繼續(xù)返回功率三角形如圖2-13c§2-5三相交流電路§2-5三相交流電路

一、三相電動勢三相交流電路是由三個單相交流電路組成。這三個單相交流電路的電動勢最大值相等，頻率相同，相位彼此各自相差120?，即

由圖2-14可知，三相對稱電動勢的瞬時值之和恒等于零，即。

圖2-14三相電動勢的波形圖與相量圖§2-5三相交流電路二、三相電源繞組的聯(lián)結(jié)圖2-15三相電源繞組的星形聯(lián)結(jié)相電壓線電壓中性點零線火線§2-5三相交流電路圖2-16電源繞組星形接法時線電壓與相電壓的相量圖線電壓與相電壓的大小關(guān)系也可從相量圖上得出或

§2-5三相交流電路三、三相負載的聯(lián)結(jié)1．三相負載的星形聯(lián)結(jié)三相電路中每相負載中的電流稱為相電流，記為，每根相線中的電流稱為線電流，記為。在三相負載為星形聯(lián)接時，相電流即為線電流，即圖2-17負載星形聯(lián)結(jié)的完整三相四線制電路§2-5三相交流電路2．三相負載的三角形聯(lián)結(jié)圖2-18三相負載的三角形聯(lián)結(jié)§2-5三相交流電路三相負載對稱時的相量圖如圖2-19所示。由圖中可見，顯然線電流也是對稱的。線電流在相位上比對應(yīng)的相電流滯后30?。圖2-19三相負載對稱的三角形聯(lián)結(jié)時電壓與電流相量圖§2-5三相交流電路★結(jié)論：當三相對稱負載作三角形聯(lián)結(jié)時，如果三相電源對稱，則三相負載的相電壓、相電流也對稱。其負載相電壓為對應(yīng)的電源線電壓，相線中的線電流是負載中相電流的倍，各線電流在相位上比對應(yīng)的相電流滯后30?。

3．三相功率三相交流電路可以看成是三個單相電路的組合。因此，三相交流電路總的有功功率必等于各相有功功率之和，即相位差相電壓相電流§2-5三相交流電路繼續(xù)返回當三相對稱負載為三角形聯(lián)結(jié)時:

無功功率:視在功率:當三相對稱負載為星形聯(lián)結(jié)時:

§2-6安全用電§2-6安全用電

。

一、觸電事故用電中可能發(fā)生各種不同形式的觸電事故，從總的情況來看，常見的觸電形式有如下幾種：1）接觸了帶電體。這種觸電往往是由于用電人員缺乏用電知識或在工作中不注意，不按有關(guān)規(guī)章和安全工作距離辦事等，直接觸碰裸露在外面的導電體。這種觸電是最危險的。2）由于某些原因，電氣設(shè)備絕緣受到了破壞而漏電，用電人員沒有及時發(fā)現(xiàn)或是疏忽大意，觸碰了漏電的設(shè)備。3）由于外力的破壞等原因，使送電的導線斷落在地上，導線周圍有大量擴散電流向大地流入，人行走時跨入了有危險電壓的范圍，造成跨步電壓觸電?！?-6安全用電

4）高壓送電線路處于大自然環(huán)境中，由于風力的摩擦或與其他帶電導線并架等原因而受到感應(yīng)，在導線上帶了靜電，工作時不注意或未采取相應(yīng)措施，上桿作業(yè)時觸碰帶有靜電的導線而觸電。二、影響觸電傷害程度的因素根據(jù)大量觸電事故資料的分析和實驗證實，觸電所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：1）人體電阻的大小2）電流的大小3）電流通過時間的長短§2-6安全用電

三、觸電方式1）單相觸電2）兩相觸電3）跨步電壓觸電4）接觸電壓觸電5）感應(yīng)電壓觸電6）剩余電荷觸電§2-6安全用電

四、家庭安全用電措施1）不要購買“三無”的假冒偽劣家用產(chǎn)品。2）使用家電時應(yīng)有完整可靠的電源線插頭。對金屬外殼的家用電器都要采用接地保護。3）不能在地線上和零線上裝設(shè)開關(guān)和保險絲。禁止將接地線接到自來水、煤氣管道上。4）不要用濕手接觸帶電設(shè)備，不要用濕布擦抹帶電設(shè)備。5）不要私拉亂接電線，不要隨便移動帶電設(shè)備。6）檢查和修理家用電器時，必須先斷開電源。7）家用電器的電源線破損時，要立即更換或用絕緣布包扎好。8）家用電器或電線發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)先斷開電源再滅火?！?-6安全用電

五、焊接安全用電措施1）所有焊接中使用的各種焊機應(yīng)放在通風，干燥的地方，放置平穩(wěn)。需露天作業(yè)的，要做好防雨，防雪工作。2）焊接設(shè)備的安裝、修理和檢查應(yīng)由電工進行，焊工不得私自拆修。焊機發(fā)生故障時，應(yīng)立即拉下電源閘刀，通知電工檢修。3）焊接作業(yè)前，應(yīng)先檢查焊機外殼接地（或接零）是否可靠，電纜接線是否良好，否則，不得合閘作業(yè)。4）推拉電源閘刀開關(guān)，必須戴絕緣干燥的皮手套且頭部偏斜，站在左側(cè)、推拉動作要快，以防面部被電火花灼傷。5）起動焊機時，焊鉗與焊件不能接觸以防短路。調(diào)節(jié)電流及極性接法時，應(yīng)在空載情況下進行。§2-6安全用電

6）為了防止電焊鉗與工件之間發(fā)生短路而燒壞焊機，焊接工作結(jié)束時，先將電焊鉗放在可靠的地方，然后將電源關(guān)掉。7）電焊鉗應(yīng)有可靠的絕緣，特別在容器、管道等設(shè)備內(nèi)部作業(yè)焊接時，不允許采用簡易無絕緣外殼的電焊鉗，防止發(fā)生意外。8）焊接地線電纜與工件的連接必須可靠，嚴禁使用工地，廠房的金屬結(jié)構(gòu)，管道，導軌作為焊接回路。六、觸電急救常識低壓觸電事故高壓觸電事故繼續(xù)返回本章小結(jié)本章小結(jié)

本章小結(jié)本章小結(jié)3．正弦交流電作為正弦量可以用三角函數(shù)和波形圖來表示，但這種方法不便于進行分析運算，如用三角函數(shù)將幾個同頻率的正弦量進行加減運算，是相當復雜的；若用作圖法（即畫出波形圖后，按縱坐標逐點相加）進行分析，雖然從圖形上看起來直觀、清晰，但作圖不便，結(jié)果不準確，畫圖較麻煩。為了對交流電路特別是較復雜的交流電路進行分析或計算，有必要采用相量表示法。相量表示法就是用復數(shù)的模表示正弦量的有效值或最大值，用復數(shù)的幅角表示正弦量的初相角。4．各種交流電路中電壓與電流的關(guān)系總結(jié)見表2-1。本章小結(jié)有功功率、無功功率、視在功率存在如下關(guān)系

本章小結(jié)繼續(xù)返回9.安全用電是勞動保護教育和安全問題中的重要組成部分，應(yīng)采取必要的安全防護措施和安全教育，以防止人身觸電事故及設(shè)備損壞事故的發(fā)生。第三章磁路及變壓器主要內(nèi)容

返回目錄§3-2

磁路的基本物理量及磁路定律§3-1

磁路及其應(yīng)用★本章小結(jié)★§3-3變壓器

職業(yè)教育機械類專業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”新形態(tài)教材§3-1磁路及其應(yīng)用§3-1磁路及其應(yīng)用

一、鐵磁材料的分類及應(yīng)用

1、磁化物質(zhì)按磁導率的大小可分為鐵磁材料和非鐵磁材料兩大類。鐵磁材料有帶自然磁性的小區(qū)域，沒有外磁場作用時，各個小區(qū)域的磁場方向總體上不規(guī)則，宏觀不顯磁性，如圖3-1a所示。在外加磁場的作用下，鐵磁材料將產(chǎn)生一個與外磁場同方向的附加磁場，這種現(xiàn)象叫做磁化，如圖3-1b所示。a)鐵磁物質(zhì)未被磁化b)鐵磁物質(zhì)被磁化圖3-1

鐵磁物質(zhì)的磁化§3-1磁路及其應(yīng)用2、鐵磁材料的分類及應(yīng)用根據(jù)鐵磁材料的電磁性能，可以將其分為以下三類：1）軟磁材料

其主要特點是磁導率高，容易磁化和退磁，磁滯損耗小，如硅鋼片、鑄鋼和鐵氧體等。常用于制造電動機、變壓器和電器的鐵心。2）硬磁材料

其主要特點是剩磁大，如鈷鋼、錳鋼和鎢鋼等。常用于制造永久磁鐵、揚聲器和電工儀表等。3）矩磁材料

其特點是受較小的磁場作用就可以達到飽和，而去掉磁場后仍能保持飽和狀態(tài)，如錳鎂鐵氧體、鋰錳鐵氧體和某些鐵鎳合金等。矩磁材料具有一定的“記憶”功能，常用于制造存儲數(shù)據(jù)的磁心、磁鼓、磁帶和磁盤等，廣泛用于電子技術(shù)和計算機技術(shù)中。§3-1磁路及其應(yīng)用二、鐵磁材料中的能量損耗1．磁滯損耗當鐵心在交變磁場作用下反復磁化時，內(nèi)部磁疇由于反復取向，克服磁疇之間阻力而產(chǎn)生發(fā)熱損耗，這種能量損失稱為磁滯損耗?？梢宰C明，鐵磁材料的磁滯損耗與該材料磁滯回線包圍的面積成正比。磁滯回線越寬，剩磁越大，損耗也就越大。同時勵磁電流頻率越高，磁滯損失也越大。

2．渦流損耗如圖3-2a所示，當線圈中通入交流電流時，鐵心中的交變磁通在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流在鐵心中自然形成閉合回路，且成旋渦狀，故稱為渦流。§3-1磁路及其應(yīng)用圖3-2

渦流a)渦流的產(chǎn)生b)渦流的減少因鐵心有一定的電阻，故鐵心內(nèi)產(chǎn)生渦流時，使鐵心發(fā)熱，造成能量損失，由渦流造成的電能損失稱為渦流損耗。為了減少渦流，電工設(shè)備的鐵心采用彼此絕緣的硅鋼片疊成，如圖3-2b所示?！?-1磁路及其應(yīng)用三、磁路磁力線通過的閉合路徑稱為磁路。常把線圈繞在用鐵磁材料制成一定形狀的鐵心上，以使磁通能夠集中在規(guī)定的路徑內(nèi)。當繞在鐵心上的線圈通電后，鐵心內(nèi)就形成磁路。a)單相變壓器磁路b)直流電動機磁路c)電磁鐵磁路圖3-3幾種常見的磁路§3-1磁路及其應(yīng)用繼續(xù)返回四、電磁鐵圖3-3c為電磁鐵的磁路，電磁鐵主要由固定鐵心、線圈和銜鐵三部分組成，如圖3-4所示。其中鐵心和銜鐵通常用整塊鋼材制成。當線圈通過電流時，鐵心磁化產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合，帶動與之聯(lián)動的其他機構(gòu)動作。a)馬蹄式b)拍合式c)螺管式圖3-4電磁鐵的幾種結(jié)構(gòu)形式§3-2磁路的基本物理量及磁路定律

§3-2磁路的基本物理量及磁路定律

一、磁路的基本物理量1、磁感應(yīng)強度

磁感應(yīng)強度是表示磁場內(nèi)某點磁場強弱和方向的物理量，它是一個矢量。磁場內(nèi)某一點的磁感應(yīng)強度可用該點磁場作用于1m長通有1A電流的導體上的力來衡量，該導體與磁場方向垂直。磁感應(yīng)強度與電流之間的方向可用右手螺旋定則來判斷，其大小為磁感應(yīng)強度的單位為特斯拉（T）。

§3-2磁路的基本物理量及磁