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培養(yǎng)技能產(chǎn)品介紹打造品牌教學(xué)創(chuàng)新電工與電子技術(shù)智能制造與信息工程學(xué)院Ya’anPolytechnicCollege1電路與電工基礎(chǔ)CircuitandElectricalFoundation第1章直流電路智能制造與信息工程學(xué)院第1章直流電路一、電路的基本概念第一節(jié)電路的基本概念(a)實(shí)際電路所謂電路就是由各種電路元件或設(shè)備組成的,能夠?qū)崿F(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換,或者能夠?qū)崿F(xiàn)電信號(hào)的采集、傳遞和處理的有機(jī)整體。電路繁簡(jiǎn)不一,但是任何一種電路都是由電源(或信號(hào)源)、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。(一)電路的組成和作用第1章直流電路電路模型是將實(shí)際電路中的各種元件按其主要物理性質(zhì)分別用一些理想元件來(lái)表示時(shí)所構(gòu)成的電路圖。電路元件的物理性質(zhì)是指電流通過(guò)元件時(shí)進(jìn)行著什么樣的能量轉(zhuǎn)換。(二)電路模型對(duì)于白熾燈電路圖,可近似用一個(gè)電阻來(lái)表示白熾燈(b)模型電路第1章直流電路(三)有關(guān)電路的幾個(gè)概念支路:電路中每一條不分岔的路徑稱為支路,支路中流過(guò)的是同一電流。節(jié)點(diǎn):三條或三條以上的支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)?;芈罚弘娐分腥我庖粋€(gè)閉合的路徑。網(wǎng)孔:內(nèi)部不含支路的回路。網(wǎng)絡(luò):通常指比較復(fù)雜的電路,如集成電路等。圖1.3有分支電路第1章直流電路二、電路的基本物理量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度,即(直流)
(交流)(一)電流在國(guó)際單位制中,電流的單位為安培(A),還有常用單位毫安(mA)和微安(μA),各單位之間的換算關(guān)系為第1章直流電路(二)電壓和電位1.電壓將單位正電荷從電路中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功定義為這兩點(diǎn)間的電壓,設(shè)將一電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功為,則兩點(diǎn)間的電壓為電壓的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位是伏特(),常用單位還有千伏()、毫伏()等,各單位之間的換算關(guān)系為第1章直流電路2.電位將單位正電荷從電路中的一點(diǎn)移到參考點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功即為該點(diǎn)的電位。電路中某點(diǎn)的電位在數(shù)值上等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是表示電源的非電場(chǎng)做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量,在數(shù)值上等于電源把單位正電荷從電源負(fù)極移到正極時(shí)所做的功。電動(dòng)勢(shì)的大小為電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特(V)。在電路分析中,電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極指向電源的正極,即電位升高的方向。第1章直流電路4.電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的參考方向電路中電流的方向是指正電荷流動(dòng)的方向,電路中兩點(diǎn)之間電壓的方向是從高電位指向低電位的方向,電動(dòng)勢(shì)的方向是在電源內(nèi)由低電位指向高電位的方向。當(dāng)一個(gè)元件或一段電路上的電流、電壓參考方向一致時(shí),則稱它們?yōu)殛P(guān)聯(lián)參考方向,反之就是非關(guān)聯(lián)參考方向。圖1.4參考方向的關(guān)聯(lián)性第1章直流電路5.電功和電功率(1)電功電流能使電燈發(fā)光、電爐發(fā)熱、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),說(shuō)明電流具有做功的本領(lǐng),電流所做的功稱為電功。因?yàn)殡娏髯龉Φ耐瑫r(shí)伴隨能量的轉(zhuǎn)換,所以電流做功的大小是可以度量的,即(2)電功率從物理學(xué)中我們已經(jīng)知道,一個(gè)元件上的電功率等于該元件兩端的電壓與通過(guò)該元件電流的乘積,即如果電壓和電流都是變量時(shí),則為瞬時(shí)功率,即第1章直流電路例1-1已知蓄電池充電電路如圖1.5所示,其中,求當(dāng)蓄電池端電壓時(shí)的充電電流I和各元件的功率,設(shè)電阻。圖1.5例1-1圖第1章直流電路第1章直流電路1.電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)有何異同?2.1度電等于多少焦耳?3.電功率大的用電器電功也一定大,這種說(shuō)法正確嗎,為什么?課堂互動(dòng)第1章直流電路第二節(jié)電路的基本元件一、電阻電阻有線性電阻和非線性電阻之分
所謂線性電阻,是指電阻元件的阻值是一個(gè)常數(shù),加在該電阻元件兩端的電壓和通過(guò)該元件中的電流之間成正比例,即電阻上的電壓和通過(guò)它的電流之間的關(guān)系用伏安特性曲線表示,伏安特性曲線如圖1.6(b)所示圖1.6電阻元件及其伏安特性曲線第1章直流電路二、電感圖1.7電感線圈圖1.7所示為一電感線圈當(dāng)有電流i通過(guò)線圈時(shí),線圈中就會(huì)建立磁場(chǎng),設(shè)磁通為,線圈匝數(shù)為N,則與線圈相交鏈的磁鏈為第1章直流電路電感線圈中的電流與磁鏈之間的關(guān)系用韋安特性曲線表示。電感L定義為圖1.8(b)的韋安特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,具有這種特性的電感元件稱為線性電感元件,其電感值L是一個(gè)常數(shù),與電感中電流的大小無(wú)關(guān)??招木€圈是一種線性電感元件,帶有鐵心的線圈就是一種常見(jiàn)的非線性電感元件。電感元件的伏安關(guān)系式為圖1.8電感元件及其韋安特性曲線第1章直流電路
電流通過(guò)電感時(shí)沒(méi)有發(fā)熱現(xiàn)象,即電能沒(méi)有轉(zhuǎn)換為熱能,在電感里進(jìn)行的是電能與磁場(chǎng)能量的轉(zhuǎn)換。設(shè)時(shí),時(shí)開(kāi)始對(duì)電感加電壓,到時(shí)刻電感中的能量為即這就是線圈中電流i建立的磁場(chǎng)所具有的能量,即磁場(chǎng)能量第1章直流電路三、電容
電容器是典型的電容元件,圖1.9所示是電容元件的電路符號(hào)。在電容器兩端即兩極板之間加上電壓,電容器即被充電并建立電場(chǎng)。設(shè)極板上所帶的電荷為,則電容的定義為(a)電容元件(b)電容元件的電路符號(hào)圖1.9電容器及其符號(hào)
電容量C的常用單位還有微法(μF)和皮法(pF),各單位間的換算關(guān)系為C第1章直流電路在關(guān)聯(lián)參考方向下電容兩端電流、電壓的關(guān)系為電容上施加一電壓u,則電容被充電并建立電場(chǎng),可以證明,其電場(chǎng)能量為第1章直流電路課堂互動(dòng)1.一個(gè)50kΩ、100W的電阻器,正常使用時(shí)最高應(yīng)加多少伏電壓?能允許通過(guò)多大的電流?2.為什么說(shuō)電感、電容都是動(dòng)態(tài)元件?3.當(dāng)線圈兩端電壓為零時(shí),線圈中有無(wú)儲(chǔ)能?當(dāng)通過(guò)電容器的電流為零時(shí),電容器中有無(wú)儲(chǔ)能?第1章直流電路第三節(jié)電壓源和電流源電源是能給外電路提供電能或電信號(hào)的裝置。電源有兩種不同的類型,一種是電壓源,一種是電流源。定義:一、電壓源
電壓源就是能向外電路提供比較穩(wěn)定電壓的裝置,圖1.10(a)虛線框內(nèi)的電路表示一直流電壓源的電路模型。
(a)電壓源電路 (b)電壓源的外特性圖1.10電壓源電路模型及其外特性R0I第1章直流電路
其中稱電壓源的源電壓,為電壓源內(nèi)電阻,為電源的負(fù)載。由電路圖可以得出,電源的輸出電壓U和輸出電流I之間的關(guān)系是
從電壓源的外特性可知,當(dāng)輸出電流變化時(shí),內(nèi)電阻越小,輸出電壓的變化就越小,即輸出電壓越穩(wěn)定。第1章直流電路二、電流源電流源就是能向外電路提供比較穩(wěn)定電流的電源裝置(a)電流源電路 (b)電流源的外特性圖1.11電流源電路模型及其外特性
圖1.11(a)虛線框內(nèi)的電路表示一直流電流源的電路模型。由圖可以得出,電流源的輸出電流與其輸出電壓之間的關(guān)系是第1章直流電路
從電流源的外特性可知,當(dāng)負(fù)載的阻值發(fā)生變化時(shí),內(nèi)電阻越大,電流源輸出電流的變化就越小,即輸出電流就越穩(wěn)定。電流源就是一個(gè)理想電流源和其內(nèi)電阻的并聯(lián)組合。
例1-2已知理想電流源的電激流,分別求出圖1.12(a)、(b)、(c)三個(gè)電路中理想電流源的端電壓U和端電流I。其中圖(a)中分別取值為0Ω、20Ω、∞Ω,圖(b)中理想電壓源,圖(c)中,。(a)(b) (c)圖1.12例1-2圖第1章直流電路由此題可知:無(wú)論外接電路怎樣變化,理想電流源的端電流始終保持穩(wěn)定,而端電壓則隨外接負(fù)載的變化而變化,可從0變到。當(dāng)外接一理想電壓源時(shí),端電壓U就由理想電壓源的電壓來(lái)決定,即有,這一特點(diǎn)也反映了理想電壓源端電壓始終保持穩(wěn)定這一性質(zhì)。圖(c)中理想電流源的端電壓是沿外電路逐段計(jì)算出各元件電壓再相加得出。第1章直流電路課堂互動(dòng)1.一個(gè)理想電壓源向外電路供電時(shí),如果并聯(lián)一個(gè)電阻,這個(gè)電阻會(huì)影響原來(lái)外電路的響應(yīng)情況嗎?2.一個(gè)理想電流源向外電路供電時(shí),如果串聯(lián)一個(gè)電阻,這個(gè)電阻會(huì)影響原來(lái)外電路的響應(yīng)情況嗎?第1章直流電路第四節(jié)電路的基本定律電路理論中的基本定律:歐姆定律
和基爾霍夫定律。
歐姆定律,用以確定電阻元件中電流和電壓間的約束關(guān)系;基爾霍夫定律,用以確定復(fù)雜電路的結(jié)構(gòu)約束。一、歐姆定律
歐姆定律內(nèi)容:對(duì)任一導(dǎo)體,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。公式中:I:電流的單位是安培(A)U:電壓的單位是伏特(V)R:電阻的單位是歐姆(Ω)第1章直流電路例1-3一輛汽車的車燈,燈絲電阻為30Ω,接在12V的電源兩端,求通過(guò)這盞燈的電流。解:應(yīng)用公式(1-21)有圖1.13電阻的伏安特性曲線 圖1.14例1-4例1-4
如圖1.14電路中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R',使燈泡正常發(fā)光,用電流表測(cè)得通過(guò)它的電流為0.6A。已知該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是20Ω,求燈泡兩端的電壓。解:第1章直流電路二、基爾霍夫電流定律
基爾霍夫電流定律(簡(jiǎn)稱)又稱基爾霍夫第一定律,是用來(lái)約束電路中任一節(jié)點(diǎn)處各電流之間關(guān)系的定律。其具體內(nèi)容是:對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一瞬時(shí)流入該節(jié)點(diǎn)電流的總和等于流出該節(jié)點(diǎn)電流的總和,若表示流入節(jié)點(diǎn)的電流,表示流出節(jié)點(diǎn)的電流,則
基爾霍夫電流定律是電流連續(xù)性的表現(xiàn),是電路中的一個(gè)普遍適用的定律,即不管電路是線性的還是非線性的,也不管各支路上的是什么樣的元器件,它都適用。不僅適用于節(jié)點(diǎn),還可應(yīng)用到虛擬的封閉面。第1章直流電路例1-5對(duì)圖1.15中的b、c、d三個(gè)節(jié)點(diǎn)列基爾霍夫電流方程。圖1.15基爾霍夫電流定律應(yīng)用示例例1-5對(duì)圖1.15中的b、c、d三個(gè)節(jié)點(diǎn)列基爾霍夫電流方程。解:應(yīng)用公式(1-22)得第1章直流電路三、基爾霍夫電壓定律
基爾霍夫電壓定律()又稱基爾霍夫第二定律,是用來(lái)約束電路中各段電壓之間關(guān)系的定律。其具體內(nèi)容是:在任一瞬時(shí),沿任一閉合回路繞行一周,各部分電壓降的代數(shù)和等于零,即
應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列方程時(shí)應(yīng)先選定各支路電流的參考方向和回路的繞行方向,當(dāng)元件兩端電壓降的參考方向與繞行方向一致時(shí)取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)。支路電流的參考方向和回路繞行方向可以任意假定,但一經(jīng)確定,在整個(gè)電路分析計(jì)算過(guò)程中不能再作變動(dòng)。圖1.17基爾霍夫電壓定律示例第1章直流電路例1-6在圖1.18所示的電路中,已知,,1Ω,,,求電流。I圖1.18例1-6圖第1章直流電路例1-7列出圖1.19所示電路中三個(gè)回路的KVL方程。圖1.19例1-7圖第1章直流電路1.求圖1.20所示各電路中的未知電流。(a)
(b)
(c)2.寫出圖1.21中b、d兩點(diǎn)間的電壓的表達(dá)式。第1章直流電路四、電路中電位的計(jì)算
電路中某點(diǎn)的電位在數(shù)值上等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓,參考點(diǎn)又稱零電位點(diǎn),規(guī)定該點(diǎn)的電位為零。在電工實(shí)際應(yīng)用中一般選大地或與大地相接的機(jī)殼作為零電位參考點(diǎn),用符號(hào)來(lái)表示。圖1.22電路的電位
電路中的參考點(diǎn)原則上可以任意選擇,但參考點(diǎn)不同,各點(diǎn)的電位值就不同。只有參考點(diǎn)選定之后,電路中各點(diǎn)電位的數(shù)值才能確定。如圖1.22所示的電路,若選擇點(diǎn)為參考點(diǎn),這時(shí)各點(diǎn)的電位是例1-8計(jì)算圖1.23所示電路中開(kāi)關(guān)合上和斷開(kāi)時(shí)各點(diǎn)的電位。第1章直流電路圖1.23例1-6圖第1章直流電路一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)第五節(jié)電路的分析方法(一)電阻的串聯(lián)(a)電阻的串聯(lián)
(b)等效電路第1章直流電路(二)電阻的并聯(lián)
把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并列的連接在兩點(diǎn)之間,使每一個(gè)電阻兩端都承受同一個(gè)電壓的連接方式叫做電阻的并聯(lián)。(a)電阻的并聯(lián)
(b)等效電路第1章直流電路電路里面有串聯(lián)也有并聯(lián)的就叫混聯(lián)電路。(三)電阻的混聯(lián)第1章直流電路
圖1.27例1-9圖第1章直流電路解:圖中R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)。第1章直流電路二、支路電流法以各支路電流為未知量,應(yīng)用
和以及歐姆定律列出電路方程,從而求解出各支路電流的方法稱為支路電流法。(一)標(biāo)出各支路電流的參考方向和回路的繞行方向(若電路有L條支路,就有L個(gè)未知電流。為求解這些未知電流,必須列出L個(gè)獨(dú)立方程式)。(二)列出電流方程式和電壓方程式(若電路有n個(gè)節(jié)點(diǎn),根據(jù)KCL可列出(n-1)個(gè)獨(dú)立的電流方程式;若電路有m個(gè)網(wǎng)孔,根據(jù)KVL可列出m個(gè)獨(dú)立的關(guān)于回路的電壓方程式,故應(yīng)用KCL和KVL一共可列出(n-1)+m個(gè)獨(dú)立的方程式)。(三)聯(lián)立求解方程組,即可求出各支路電流。第1章直流電路例1-10圖1.28中,理想電壓源的源電壓,,它們的參考方向已在圖中標(biāo)明。試用支路電流法求各支路電流。圖1.28例1-10圖第1章直流電路第1章直流電路三、節(jié)點(diǎn)電壓法對(duì)于只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)且有多條支路并聯(lián)組成的電路,在求各支路的響應(yīng)時(shí),可以先求出這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的電壓,然后再求出各支路電流,這種方法稱為節(jié)點(diǎn)電壓法。圖1.29節(jié)點(diǎn)電壓法圖第1章直流電路第1章直流電路例1-11在圖1.30所示的電路中,已知,,,,,,求A點(diǎn)的電位和各支路電流。圖1.30例1-11圖第1章直流電路第1章直流電路四、電壓源與電流源的等效變換一個(gè)實(shí)際的電源既可以表示為一個(gè)電壓源,也可以表示為一個(gè)電流源,電壓源和電流源之間也存在著等效變換的關(guān)系。(a) (b)或第1章直流電路例1-12已知圖1.32(a)中,,,,求a、b兩端的等效電壓源模型及其參數(shù)圖1.32例1-11圖第1章直流電路第六節(jié)電路的基本定理一、疊加原理電路的疊加原理可表述為:在由多個(gè)獨(dú)立電源共同作用的線性電路中,任一支路中產(chǎn)生的電流(或電壓)都可看成各個(gè)獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路中所產(chǎn)生的電流(或電壓)的疊加(代數(shù)和)。圖1.33疊加原理第1章直流電路對(duì)圖中所示節(jié)點(diǎn)和所示回路應(yīng)用KCL和KVL,列方程如下:解方程①、②可得為從電路1.33(b)、(c)可知,當(dāng)電壓源和電流源單獨(dú)作用時(shí)通過(guò)的電流分別為和:第1章直流電路然后把求出的代入方程②得從電路1.33(b)、(c)中可知,當(dāng)電壓源和電流源單獨(dú)作用時(shí)兩端的電壓分別為和:
應(yīng)用疊加原理可以把求解復(fù)雜聯(lián)立方程的過(guò)程變換為簡(jiǎn)單電路的計(jì)算過(guò)程。當(dāng)一個(gè)線性系統(tǒng)中同時(shí)存在著多個(gè)激勵(lì)源時(shí),我們就可以應(yīng)用疊加原理。第1章直流電路1234使用疊加原理時(shí)要注意以下幾點(diǎn):電路的疊加原理只適用于線性電路。計(jì)算功率時(shí)不能用疊加原理。疊加時(shí)要注意各支路電流和電壓的參考方向,并在電路中標(biāo)明。疊加時(shí)不能改變電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù),只是讓電壓源短路,電流源開(kāi)路。第1章直流電路圖1.34例1-13圖解:先把電路圖(a)分解成圖(b)和(c)所示電源單獨(dú)作用的電路,然后分別計(jì)算。第1章直流電路二、戴維南定理具體的做法是:將這條待求支路從復(fù)雜電路中劃出,而把其余部分看作一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。其中所謂有源二端網(wǎng)絡(luò)就是內(nèi)含獨(dú)立電源且具有兩個(gè)出線端的部分電路。不含獨(dú)立電源的二端網(wǎng)絡(luò)稱為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。(a) (b) (c)使用戴維南定理時(shí)需要注意:1.戴維南定理只適用于線性電路。2.戴維南定理只適用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)外部的電壓和電流。第1章直流電路例1-14如圖1.36(a)所示的電路中,已知,,,,。用戴維南定理求電路中的和I。(a) (b) (c) (d)圖1.36例1-14圖第1章直流電路第1章直流電路三、諾頓定理諾頓定理可表述為:任一線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一電激流為的理想電流源和內(nèi)阻的并聯(lián)組合來(lái)等效代替。其中等于二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)的短路電流,等于該二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源不作用時(shí)二端網(wǎng)絡(luò)間的電阻。圖1.37諾頓定理兩端點(diǎn)上的電流I與電壓可由以下兩式確定:第1章直流電路例1-15用諾頓定理求例1-14電路中的和I。(a)
(b)
(c)
(d)圖1.38例1-14圖第1章直流電路第1章直流電路四、最大功率傳輸定理對(duì)于任何一個(gè)實(shí)際的電路,內(nèi)阻是客觀存在的,外電路獲得的最大功率是有限。再實(shí)際應(yīng)用中,人們總是希望負(fù)載上獲得的功率越大越好。根據(jù)歐姆定律,電路中電流:負(fù)載上所得功率為:當(dāng)滿足
時(shí),負(fù)載
獲得最大功率,值為:
第1章直流電路第七節(jié)
含受控源電路的分析一、受控源前面提到的電壓源、電流源,其源電壓或源電流不受電路中其他支路的電流或電壓的影響,被稱為獨(dú)立電源。在有些電路中,還存在另一種電源,其電壓或電流受其他支路的電流或電壓的控制,我們把這種電源稱為受控源或非獨(dú)立電源。變壓器就是受控源的一個(gè)實(shí)例。圖1.40受控源示例變壓器次級(jí)繞組對(duì)負(fù)載而言相當(dāng)于是一個(gè)電源,但它受初級(jí)繞組的控制,有,其中、分別是初級(jí)、次級(jí)繞組的匝數(shù)。第1章直流電路按照受控源是電壓源還是電流源和控制量是電流還是電壓,常常把受控源分為4種:電壓控制電壓源(VCVS)、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)、電流控制電流源(CCCS)。圖1.41理想受控源各種受控源的控制關(guān)系:第1章直流電路二、含受控源的電路分析無(wú)論是在什么情況下,含受控源的電路分析的基本依據(jù)是基爾霍夫定律。還要注意到受控源的源電壓和電激流的非獨(dú)立性,根據(jù)KCL及KVL列方程時(shí)務(wù)必要遵守這一原則。例1-16如圖1.42所示的電路中,已知,,,,求和。圖1.42例1-15圖第1章直流電路例1-17用疊加原理求圖1.43所示電路中的電流。已知,,,。圖1.43例1-17圖第1章直流電路第八節(jié)非線性電阻電路及分析方法一、非線性電阻線性電阻的阻值是常數(shù)。但實(shí)際上,任何導(dǎo)體的電阻值都會(huì)隨溫度變化,即,式中R為任意溫度T(℃)時(shí)的電阻值,為溫度0℃時(shí)的電阻值,為電阻的平均溫度系數(shù)。當(dāng)有電流通過(guò)電阻元件時(shí),電阻元件會(huì)發(fā)熱,就會(huì)發(fā)生變化。另有壓敏電阻、半導(dǎo)體二極管、晶體管、電子管等元件,它們的伏安特性是一條曲線,電阻值隨電流(或電壓)的變化而變化,這些元件稱為非線性電阻元件。(a)二極管的伏安特性 (b)非線性電阻的符號(hào)第1章直流電路非線性電阻有靜態(tài)電阻(或直流電阻)和動(dòng)態(tài)電阻之分。圖1.45靜動(dòng)態(tài)電阻圖解非線性電阻的電阻值與工作點(diǎn)的選定有關(guān),工作點(diǎn)不同,靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻均不相同。第1章直流電路二、簡(jiǎn)單非線性電阻電路分析方法例1-18在1.46(a)所示的電路中,設(shè)電源電壓為,線性電阻為R,非線性電阻的伏安特性曲線如圖1.46(b)所示。求圖中所示的電流。圖1.46例1-16圖第1章直流電路非線性電路的分析和計(jì)算不能用疊加原理、戴維南定理和諾頓定理。非線性問(wèn)題在一定條件下可進(jìn)行線性化處理,例如在特性曲線的極小范圍內(nèi)可近似地看為直線,這樣可以給解決問(wèn)題帶來(lái)方便。注意:第1章直流電路第九節(jié)一階動(dòng)態(tài)電路分析動(dòng)態(tài)電路是指電路內(nèi)部含有儲(chǔ)能元件L、C,電路在換路時(shí)能量發(fā)生變化,而能量的儲(chǔ)存和釋放都需要一定的時(shí)間來(lái)完成。動(dòng)態(tài)電路的伏安關(guān)系是用微分或積分方程表示的,通常用微分形式。一階動(dòng)態(tài)電路是指用一階微分方程來(lái)描述的電路。一階電路中只含有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件。換路定理:電容上的電壓
及電感中的電流在換路前后瞬間的值是相等的,即:
第1章直流電路一、零輸入響應(yīng)(一)一階RC電路的零輸入響應(yīng)電容電壓:放電電流:
第1章直流電路(二)一階RL電路的零輸入響應(yīng)電感電流:
電感電壓:
第1章直流電路二、零狀態(tài)響應(yīng)(一)一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)電容電壓:
充電電流:
第1章直流電路(二)一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)電感電流:電感兩端的電壓:
第1章直流電路三、全響應(yīng)根據(jù)激勵(lì)與響應(yīng)的因果關(guān)系,全響應(yīng)可分解為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng),即:全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)將一階RC電路中電容電壓uC隨時(shí)間變化的規(guī)律改寫為:
零輸入響應(yīng)
零狀態(tài)響應(yīng)將一階RL電路中電感電流iL隨時(shí)間變化的規(guī)律改寫為:
零輸入響應(yīng)
零狀態(tài)響應(yīng)1電路與電工基礎(chǔ)CircuitandElectricalFoundation第2章正弦交流電路第2章正弦交流電路第一節(jié)正弦交流電及其表示法一、正弦交流電的概念大小和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化的電流叫正弦交流電流。圖2.1正弦量及電流的波形電流i、電壓u和電動(dòng)勢(shì)e可表示為幅值、角頻率和初相位稱為正弦量的三要素。第2章正弦交流電路(一)瞬時(shí)值、幅值和有效值正弦量的大小是隨時(shí)間變化,它在任一瞬間的值叫作瞬時(shí)值,瞬時(shí)值用英文小寫字母表示,如i、u、e等。正弦量的最大值叫幅值,幅值用大寫字母加下角標(biāo)m表示,如、、等。有效值的符號(hào)是用英文大寫字母表示,如I、U、E等。據(jù)上所述有效值可表示為:周期量瞬時(shí)值的平方在一個(gè)周期中積分后的周期平均值的平方根。如電流的有效值是將代入I,可得同理可得第2章正弦交流電路(二)周期、頻率和角頻率周期是指正弦量完成一次周期性變化所需要的時(shí)間,周期通常用T表示,單位是秒(s),它表示了正弦量變化的快慢。在圖2.1(b)中,從到的這一段時(shí)間就表示正弦電流i的一個(gè)周期。頻率是指單位時(shí)間里完成周期性變化的次數(shù),一般用f表示,它的單位是赫茲(Hz)。由周期和頻率的定義可知,周期和頻率互為倒數(shù),即或正弦量在單位時(shí)間里變化的弧度叫角頻率,用w表示,其單位為弧度/秒(rad/s)。周期、頻率與角頻率都用來(lái)反映正弦量變化的快慢。第2章正弦交流電路(三)相位、初相位和相位差正弦量表示式中的叫作正弦量在t時(shí)刻的相位角,簡(jiǎn)稱相位,它能表示正弦交流電在任意時(shí)刻所處的狀態(tài),單位是弧度。把時(shí)的相位稱為初相位,簡(jiǎn)稱初相。它表示物體在起始時(shí)刻正弦量的取值。兩個(gè)同頻率正弦量的相位角之差就是相位差。若第2章正弦交流電路(a)
(b)
(c)圖2.2正弦交流電的相位差第2章正弦交流電路二、正弦量的相量表示法(一)正弦量的相量表示法可以把任意一個(gè)正弦量用復(fù)平面中的一個(gè)矢量來(lái)表示。該矢量的長(zhǎng)度等于正弦量的最大值,它繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角速度等于正弦量的角頻率,它與實(shí)軸的夾角等于正弦量的初相。把這個(gè)能表示正弦量的矢量叫作相量,也叫幾何相量。一般用、和分別表示電流相量、電壓相量和電動(dòng)勢(shì)相量。圖2.3正弦交流電的相量及其對(duì)應(yīng)的波形圖在任一時(shí)刻,旋轉(zhuǎn)相量在虛軸上的投影值的大小等于同一時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值,所以旋轉(zhuǎn)相量可表示正弦量,圖2.3表示了這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。第2章正弦交流電路一般復(fù)數(shù)有以下幾種表示形式:三角函數(shù)式、極坐標(biāo)式、指數(shù)式和代數(shù)式。如正弦量可表示為以下幾種形式:所以相量有兩種形式:一是幾何形式即旋轉(zhuǎn)矢量,二是解析形式即復(fù)數(shù)。相量和正弦量一樣也有三個(gè)要素:模、幅角、角速度,它們與所表示的正弦量的三要素幅值、初相、角頻率對(duì)應(yīng)且相等。第2章正弦交流電路(二)同頻正弦量相量的運(yùn)算當(dāng)正弦量用幾何相量表示時(shí),相量的加減運(yùn)算可利用平行四邊形法則進(jìn)行;當(dāng)用復(fù)數(shù)形式表示時(shí),用復(fù)數(shù)的代數(shù)式表示較方便。圖2.4例2-1圖課堂互動(dòng)第2章正弦交流電路第2章正弦交流電路第二節(jié)單一參數(shù)的正弦交流電一、電阻元件的交流電路(一)電壓和電流的關(guān)系圖2.5純電阻電路(a)純電阻電路;(b)相量圖;(c)波形圖;(d)功率波形如圖2.5(a)所示通過(guò)電阻元件的電流為:則電阻兩端的電壓是:可見(jiàn)電壓u也是正弦量。由以上兩式可得:第2章正弦交流電路(二)電阻上消耗的功率因?yàn)殡娏魇请S時(shí)間變化的,所以電阻消耗的功率也是隨時(shí)間變化的。(1)瞬時(shí)功率。在電阻上每一瞬間消耗的功率稱為瞬時(shí)功率,根據(jù)瞬時(shí)功率的定義,電阻元件的瞬時(shí)功率為瞬時(shí)功率有兩個(gè)分量:一個(gè)是直流分量,另一個(gè)是交流分量,交流分量的頻率是電流頻率的兩倍。還可以看出:瞬時(shí)功率,說(shuō)明電阻是耗能元件,它的能量轉(zhuǎn)換具有不可逆性。第2章正弦交流電路(2)平均功率。瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫平均功率,也叫有功功率,通常用大寫字母表示,電阻元件的平均功率為當(dāng)交流電路中的電壓和電流都用有效值表示時(shí),那么電阻平均功率的計(jì)算公式與直流電路中電阻功率的計(jì)算公式一致,單位也是瓦(W)。(3)等效電路。單一電阻在交流電路中的串并聯(lián)計(jì)算方法與在直流電路中相同,此處不再贅述。第2章正弦交流電路二、電感元件的交流電路圖2.6純電感電路(a)純電感電路;(b)相量圖;(c)波形圖;(d)功率波形如圖2.6(a)所示通過(guò)電感元件的電流為,則電感元件兩端的電壓為:可見(jiàn)電壓也是正弦量。由以上兩式可得:正弦交流電路中電感元件上電壓和電流是同頻正弦量,電壓和電流的最大值和有效值之比等于。電壓與電流的相位差是90°,電壓超前于電流90°。電壓、電流的波形如圖2.6(c)所示。第2章正弦交流電路電感元件上電壓、電流有效值之比叫作元件的感抗,單位是歐姆(Ω),用表示,即電感元件上電壓電流的相量如圖2.6(b)所示。電壓電流相量之比是第2章正弦交流電路(二)功率(1)瞬時(shí)功率。電感的瞬時(shí)功率等于通過(guò)電感上的電流和電感兩端電壓的瞬時(shí)值乘積,即可見(jiàn),在正弦交流電路中,電感的瞬時(shí)功率按正弦規(guī)律變化,其幅值是電壓、電流有效值的乘積,頻率是電流頻率的兩倍。由波形圖可以看出,在電流的第一個(gè)和第三個(gè)1/4周期,,即電感吸收電功率;在電流的第二個(gè)和第四個(gè)1/4周期,,即電感發(fā)出電功率。所以說(shuō)明在正弦交流電路中電感元件可將電能和磁場(chǎng)能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。第2章正弦交流電路(2)平均功率。電感瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫平均功率。電感的平均功率等于0,說(shuō)明在交流電路中只存在電感與電源間的能量交換,而不存在能量的消耗。(3)無(wú)功功率。為了衡量電感在交流電路中對(duì)能量的轉(zhuǎn)換能力,引入了電感無(wú)功功率的概念,與電源交換的那部分功率的幅值叫作無(wú)功功率,用Q表示,單位為乏()。值得注意的是無(wú)功功率是表示電感元件對(duì)能量的轉(zhuǎn)換能力,不能理解為無(wú)用功率,因?yàn)橐磺懈行栽夹枰欢ǖ臒o(wú)功功率才能工作。第2章正弦交流電路例2-2已知電感線圈接在24V的工頻電源上,電感為0.2H,求:①線圈的感抗;②電流有效值I;③無(wú)功功率。第2章正弦交流電路(三)等效電路1.電感的串聯(lián)由圖2.7可知,,,則總電壓為串聯(lián)電感等效電路,則圖2.7電感的串聯(lián)第2章正弦交流電路2.電感的并聯(lián)圖2.8電感的并聯(lián)由圖2.8可知,,
,則總電流為第2章正弦交流電路三、電容元件的交流電路(一)電壓和電流的關(guān)系已知電容元件上的電壓為根據(jù)電容的定義,電路中的電流為令,上式可寫成正弦交流電路中電容元件上電壓和電流是同頻的正弦量,它們的最大值和有效值之比等于圖2.9純電容電路(a)純電容電路;(b)相量圖;(c)波形圖;(d)功率波形電壓與電流的相位差是–90°,即電壓滯后于電流90°。電壓電流的波形如圖2.9(c)所示。第2章正弦交流電路容元件上電壓電流有效值之比叫作電容的容抗,用XC表示,單位為歐姆(Ω),即電壓電流的相量圖如圖2.9(b)所示。電壓相量與電流相量之比是第2章正弦交流電路(二)功率根據(jù)電壓、電流的變化規(guī)律和相互關(guān)系來(lái)分析電容與電源間進(jìn)行什么樣的能量交換。(1)瞬時(shí)功率。電容元件的瞬時(shí)功率可見(jiàn),在正弦交流電路中,電容的瞬時(shí)功率也按正弦規(guī)律變化,其幅值是電壓電流有效值的乘積,頻率是電壓頻率的兩倍??傊娙荨㈦姼兄挥邢葟耐獠课针娔?,并將其以電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存起來(lái),然后才能將儲(chǔ)存的能量再轉(zhuǎn)變成電能發(fā)出。所以說(shuō)它們是儲(chǔ)能元件,它們的能量轉(zhuǎn)換是可逆的。第2章正弦交流電路(2)平均功率。電容瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫平均功率。(3)無(wú)功功率。為了衡量電容元件在交流電路中對(duì)能量的轉(zhuǎn)換能力,引入了電容的無(wú)功功率,電容的無(wú)功功率是其瞬時(shí)功率的幅值,用表示,單位是乏()。第2章正弦交流電路第2章正弦交流電路(三)等效電路1.電容的串聯(lián)圖2.10電容的串聯(lián)第2章正弦交流電路2.電容的并聯(lián)圖2.11電容的并聯(lián)第2章正弦交流電路第三節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)和并聯(lián)交流電路一、電阻、電感、電容串聯(lián)的交流電路(一)電壓和電流的關(guān)系電阻、電感、電容元件串聯(lián)電路如圖2.12所示,設(shè)其中的電流圖2.12RLC串聯(lián)電路第2章正弦交流電路(a)相量圖 (b)電壓三角形 (c)阻抗三角形 (d)功率三角形式叫作復(fù)數(shù)形式的歐姆定律第2章正弦交流電路(二)電路的功率(1)瞬時(shí)功率。設(shè)電流初相為0,即,則(2)平均功率。平均功率就是瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值,即(3)無(wú)功功率。RLC串聯(lián)電路中有電感和電容,電路要與外部進(jìn)行能量交換,整個(gè)電路與外部交換的瞬時(shí)功率的最大值為無(wú)功功率Q,為第2章正弦交流電路(4)視在功率。總電壓有效值與電流有效值的乘積定義為視在功率。它表示交流電源可能輸出的最大有功功率。視在功率用S表示,單位是伏安(VA),即電路的視在功率S、有功功率P和無(wú)功功率Q之間的關(guān)系為S、P、Q三者的大小關(guān)系可用一個(gè)直角三角形來(lái)表示,這個(gè)三角形叫功率三角形。第2章正弦交流電路第2章正弦交流電路二、電阻、電感、電容并聯(lián)的交流電路(一)電壓和電流的關(guān)系電阻、電感、電容元件并聯(lián)電路如圖2.14(a)所示,設(shè)并聯(lián)電路兩端的正弦交流電壓的瞬時(shí)值為(a)電路圖 (b)相量圖 (c)電流三角形 (d)功率三角形則總電流為各元件通過(guò)的正弦電流的瞬時(shí)值的代數(shù)和,為相量式表示為第2章正弦交流電路由電流三角形可得總電流的有效值為(二)電路的功率第2章正弦交流電路三、功率因數(shù)的提高(一)提高功率因數(shù)的意義第2章正弦交流電路(二)提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)采用的主要方法是在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量的電容器,如圖2.15所示。圖2.15提高功率因數(shù)圖例注意,所謂提高功率因數(shù)是和感性負(fù)載并聯(lián)電容后提高了電源供電的功率因數(shù),減小了電源供電線路上電流的無(wú)功功率,而有功功率保持不變,從而使供電總電流減小。(三)并聯(lián)電容的選取由圖2.15可得,通過(guò)推導(dǎo)可得第2章正弦交流電路課堂互動(dòng)第2章正弦交流電路1.對(duì)于感性負(fù)載,能否采取串聯(lián)電容器的方式提高功率因數(shù)?2.提高功率因數(shù)的意義和方法是什么?第2章正弦交流電路四、諧振電路(一)串聯(lián)諧振1.諧振條件在串聯(lián)電路中,當(dāng)電路兩端的電壓和通過(guò)電路的電流同相時(shí),發(fā)生諧振現(xiàn)象,串聯(lián)諧振電路圖和相量圖如圖2.16所示,此時(shí)電路中的電流為(a)電路圖
(b)相量圖或第2章正弦交流電路2.諧振的基本特征(1)阻抗圖2.17串聯(lián)諧振曲線第2章正弦交流電路(2)電流
電路處于諧振狀態(tài)時(shí),電路中的電流為最大,此時(shí)電流用表示,,電流最大是串聯(lián)諧振電路的又一特征。串聯(lián)諧振時(shí)電阻上的電壓等于電源電壓。串聯(lián)諧振時(shí)電阻上的電壓用表示,電容和電感上的電壓分別用和表示,則有(3)電壓串聯(lián)諧振時(shí)電容或電感上的電壓與總電壓之比叫作電路的品質(zhì)因數(shù),用Q表示,即(4)功率在諧振狀態(tài)時(shí),電路呈純電阻性,總的有功功率為,總的無(wú)功功率為零,但電感和電容彼此之間存在著能量交換。第2章正弦交流電路(二)并聯(lián)諧振1.諧振條件在如圖所示的并聯(lián)電路中,電路發(fā)生諧振時(shí)呈純電阻性,總電流與電源電壓同相位,此電路的等效阻抗為當(dāng)Z為無(wú)窮大時(shí),,這時(shí)電路的狀態(tài)稱為并聯(lián)諧振,所以諧振的條件是,即,此時(shí)諧振頻率為第2章正弦交流電路2.諧振的基本特征(1)阻抗電路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí),電路的阻抗等于電路兩端的電壓與電路總電流的比值,如圖2.18(b)所示,,,所以有由此可見(jiàn),在諧振情況下電路呈純電阻性,電路阻抗最大。第2章正弦交流電路(2)電流在電路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)總電流為由于阻抗最大,所以此時(shí)電流最小。并聯(lián)諧振電路的電流曲線如圖2.18(c)所示。當(dāng)時(shí),并聯(lián)諧振時(shí)各支路的電流為同理有其中Q也叫作電路的品質(zhì)因數(shù)。R越小,Q值越大,發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)流過(guò)電感和電容元件的電流有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電路總電流,所以并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。第2章正弦交流電路串聯(lián)諧振的應(yīng)用圖2.19收音機(jī)的調(diào)諧電路圖并聯(lián)諧振的應(yīng)用圖2.20諧振式磁飽和穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)課堂互動(dòng)第2章正弦交流電路第2章正弦交流電路第四節(jié)三相交流電路一、三相交流電源(一)三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。如圖2.21所示是三相發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,它主要由電樞和磁極兩部分組成。圖2.21三相交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1-電樞;2-磁極第2章正弦交流電路三相電動(dòng)勢(shì)具有幅值相等、頻率相同、彼此相位互差120°的特點(diǎn)。這種電動(dòng)勢(shì)稱為三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì),其波形圖和相量圖如圖2.22所示。(a)波形圖 (b)相量圖圖2.22三相電動(dòng)勢(shì)的波形圖和相量圖由波形圖、相量圖可以得出:三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和或相量之和為零,即三相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的先后順序叫相序。在圖2.22中,若以相為第一項(xiàng),當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),相序?yàn)锳→B→C→A,稱為順序;若轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),相序?yàn)锳→C→B→A,稱為逆序。第2章正弦交流電路(二)三相交流電源繞組的連接三相交流電源繞組的連接方式有兩種:星形連接法和三角形連接法。星形連接法如圖2.23(a)所示,把三個(gè)繞組的末端連在一起,此連接點(diǎn)稱為中點(diǎn)或零點(diǎn),用O表示,從中點(diǎn)引出的線稱為中線或零線。從各繞組的首端即A、B、C端引出的線稱為相線,俗稱火線。因?yàn)榇私臃ㄓ兴母敵鼍€,所以稱為三相四線制供電方式。(a)三相電源的星形連接 (b)相量圖三相電源繞組星形連接時(shí)線電壓與相電壓的關(guān)系為:第2章正弦交流電路以為參考相量,線電壓與相電壓的相量圖如圖2.23(b)所示,可以看出線電壓比相電壓超前30°,其大小由相量三角形得由以上分析知三相電源的相電壓對(duì)稱時(shí)線電壓也對(duì)稱,相位超前于相應(yīng)相電壓30°,線電壓的有效值是相應(yīng)相電壓有效值的倍,即第2章正弦交流電路二、三相負(fù)載的連接(一)三相負(fù)載的星形連接
將三相負(fù)載的三個(gè)末端連在一起,三個(gè)首端分別接于電源的三根相線上,這種連接方式稱為負(fù)載的星形連接,如圖2.24所示。圖2.24負(fù)載的星形連接第2章正弦交流電路流過(guò)每相負(fù)載的電流為相電流,其有效值用表示;流過(guò)每根相線的電流為線電流,其有效值用表示。當(dāng)負(fù)載星形連接時(shí),各線電流就是對(duì)應(yīng)的相電流,即根據(jù)基爾霍夫電流定律,中線電流在實(shí)際應(yīng)用中,三相負(fù)載有兩種類型:對(duì)稱負(fù)載和不對(duì)稱負(fù)載。(1)三相對(duì)稱負(fù)載的星形連接。三相負(fù)載阻抗完全相同稱為對(duì)稱負(fù)載,即第2章正弦交流電路三相對(duì)稱負(fù)載接于三相對(duì)稱電源中,產(chǎn)生對(duì)稱電流。將式(2-69)代入式(2-66),并設(shè)為參考量,得因?yàn)槿鄬?duì)稱電路中三個(gè)相電流對(duì)稱,所以計(jì)算時(shí)只需求出一相電流,其余兩相可根據(jù)對(duì)稱關(guān)系寫出,并且中線電流有第2章正弦交流電路中線電流為零,故在負(fù)載對(duì)稱的三相電路中中線可以省去,成為三相三線制,如圖2.25所示。圖2.25對(duì)稱負(fù)載星形連接的三相三線制(2)三相不對(duì)稱負(fù)載的星形連接。三相負(fù)載不完全相同稱為不對(duì)稱負(fù)載。不對(duì)稱負(fù)載星形連接應(yīng)采用三相四線制,這樣可以把不對(duì)稱的三相負(fù)載看成三個(gè)單相負(fù)載。注意當(dāng)三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí),中線電流不為零,因此中線不能省去。為確保中線的作用,中線上不能接熔斷器或開(kāi)關(guān)。第2章正弦交流電路(二)三相負(fù)載的三角形連接
三相負(fù)載的三角形連接如圖2.26(a)所示,把每相負(fù)載都接在相應(yīng)的兩根端線之間,所以負(fù)載的相電壓等于電源的線電壓,即(a)三相負(fù)載的三角形連接 (b)相量圖圖2.26負(fù)載的三角形連接第2章正弦交流電路三角形連接的三相負(fù)載電路中,線電流與相電流的關(guān)系如下:第2章正弦交流電路(三)三相電路的功率無(wú)論三相負(fù)載對(duì)稱與否,也無(wú)論負(fù)載作星形連接還是三角形連接,三相電路總的有功功率都等于各相有功功率之和,即當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí),各相的有功功率是相等的,所以總的有功功率為同理,對(duì)于對(duì)稱三相負(fù)載,總的無(wú)功功率和視在功率分別為第2章正弦交流電路第五節(jié)安全用電技術(shù)一、安全用電常識(shí)通過(guò)人體的電流若達(dá)幾十毫安時(shí)往往會(huì)使人麻痹而不能自覺(jué)脫離電流,因此通過(guò)人體的電流一般不能超過(guò)10mA,當(dāng)通過(guò)人體的電流在30mA以上時(shí)就會(huì)引起人身傷害甚至死亡,這種現(xiàn)象稱為觸電。當(dāng)人體觸及36V以下的電壓時(shí),一般情況下不會(huì)在人體中產(chǎn)生危險(xiǎn)電流,所以通常規(guī)定36V以下的電壓為安全電壓。當(dāng)在潮濕的環(huán)境中時(shí),如坑道內(nèi)施工、鍋爐內(nèi)檢修時(shí)應(yīng)使用更低的24V或12V電壓。(a) (b) (c)圖2.27常見(jiàn)的人體觸電情況第2章正弦交流電路二、防止觸電的安全技術(shù)通常電器設(shè)備的金屬外殼是不帶電的,如果絕緣被破壞或帶電導(dǎo)體碰殼,外殼就會(huì)帶電,當(dāng)人體觸及殼體時(shí)就可能觸電。為了防止觸電事故的發(fā)生,必須采取以下措施:(a) (b)圖2.28接地保護(hù)和接零保護(hù)123(1)使用安全電壓。(2)接地保護(hù)。(3)接零保護(hù)。(4)利用各種聯(lián)鎖、信號(hào)、標(biāo)志。4第2章正弦交流電路三、電氣火災(zāi)及防火措施(1)引起電氣火災(zāi)的原因。當(dāng)電路或電氣設(shè)備因受潮或老化使其絕緣程度降低時(shí),會(huì)造成漏電起火;電路過(guò)載甚至短路時(shí)熔絲未起作用,造成線路和設(shè)備溫升過(guò)高,使絕緣熔化燃燒等都是電氣火災(zāi)的重要原因。(2)防止電氣火災(zāi)的安全措施。不私拉亂接電線,避免造成短路。要有良好的過(guò)熱、過(guò)電流保護(hù),不能隨意增加用電設(shè)備,以免造成線路超負(fù)荷運(yùn)行。四、發(fā)生觸電及電氣火災(zāi)的急救措施當(dāng)有觸電或電氣火災(zāi)等事故時(shí),首先應(yīng)切斷電源,拉閘時(shí)要用絕緣工具。對(duì)已脫離電源的觸電者要用人工呼吸或胸外心臟擠壓法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)搶救,但千萬(wàn)不能打強(qiáng)心針。在發(fā)生火災(zāi)不能及時(shí)斷電的場(chǎng)合,應(yīng)采用不導(dǎo)電的滅火劑(如四氯化碳、二氧化碳干粉等)帶電滅火。如用水滅火,則必須切斷電源或穿上絕緣鞋。1電路與電工基礎(chǔ)CircuitandElectricalFoundation第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)第一節(jié)磁場(chǎng)的基本概念和定律一、磁場(chǎng)的基本物理量(一)磁感應(yīng)強(qiáng)度B
磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量,是矢量,用字母B表示。B的大小等于通過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向單位面積的磁力線條數(shù),磁力線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向,單位是特斯拉(T)。
如果磁場(chǎng)內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,則這樣的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。(二)磁通F
通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù)稱為磁通F。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁通F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積,即F=BS,單位是韋伯(Wb)。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(三)磁導(dǎo)率m
磁導(dǎo)率是一個(gè)用來(lái)表示介質(zhì)導(dǎo)磁性能強(qiáng)弱的物理量,不同的物質(zhì)有不同的磁導(dǎo)率,單位是亨/米(H/m)。真空的磁導(dǎo)率:
(四)相對(duì)磁導(dǎo)率物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值稱為相對(duì)磁導(dǎo)率,非鐵磁物質(zhì)近似為1,鐵磁物質(zhì)的遠(yuǎn)大于1。(五)磁場(chǎng)強(qiáng)度H磁場(chǎng)強(qiáng)度只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流以及這些電流分布有關(guān),而與磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率無(wú)關(guān),是矢量,單位是安/米(A/m),它是為了簡(jiǎn)化計(jì)算而引入的輔助物理量。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)二、鐵磁材料的磁性能(一)高導(dǎo)磁性鐵磁材料的磁導(dǎo)率可達(dá),在外磁場(chǎng)的作用下,其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增強(qiáng),這種現(xiàn)象稱為磁化。非磁性材料沒(méi)有磁疇的結(jié)構(gòu),所以不具有磁化特性。(二)磁飽和性磁性物質(zhì)因磁化產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不會(huì)無(wú)限制增加的,當(dāng)外磁場(chǎng)(或激勵(lì)磁場(chǎng)的電流)增大到一定程度時(shí),全部磁疇都將轉(zhuǎn)向與外場(chǎng)方向一致,這時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將達(dá)到飽和值。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)三、磁路實(shí)際電路中,大量電感元件的線圈中有鐵芯。線圈通電后鐵芯就構(gòu)成磁路,如圖3.1所示,磁路又會(huì)影響電路,因此電工技術(shù)不僅有電路問(wèn)題,同時(shí)也有磁路問(wèn)題。無(wú)分支鐵芯磁路 變壓器磁路 直流電機(jī)磁路圖3.1磁路第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)四、電磁理論(一)法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律是指:當(dāng)穿過(guò)回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,它的大小與磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。若閉合電路為一個(gè)N匝的線圈,則閉合線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:(二)楞次定律圖3.2楞次定律確定感應(yīng)電流方向當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果線圈是閉合電路的一部分,則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的變化總是會(huì)阻礙原磁場(chǎng)的變化,這一規(guī)律稱為楞次定律。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(三)電磁力定律通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受到力的作用,這種力稱為安培力,電機(jī)學(xué)中則通常稱為電磁力。若長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,則當(dāng)導(dǎo)體方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直、導(dǎo)體流過(guò)電流I時(shí),電磁力的計(jì)算公式為其方向用左手定則確定,即:平伸左手,大拇指和其余四指垂直,手心正對(duì)磁北極,磁力線垂直穿過(guò)手心,四指的指向?yàn)閷?dǎo)體中電流方向,拇指的指向?yàn)殡姶帕Ψ较?。?章變壓器與電動(dòng)機(jī)第二節(jié)變壓器一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器主要由鐵芯、繞組和附件組成。(一)鐵芯鐵芯是變壓器的主體,分為鐵芯柱和磁軛兩部分,如圖3.3所示。其中鐵芯柱構(gòu)成主磁路,磁軛使磁路形成閉合回路。為了減少鐵芯內(nèi)部的渦流損耗和磁滯損耗,鐵芯多采用硅鋼片疊壓而成。常用小型變壓器的鐵芯形狀有E字形、F字形、C字形、日字形等,如圖3.4所示。為了提高導(dǎo)磁性能,裝配時(shí)通常要求交替疊裝。圖3.3鐵芯結(jié)構(gòu)E字形F字形C字形日字形圖3.4小型變壓器的鐵芯形狀第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(二)繞組繞組是變壓器的電路部分,它由銅或鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成,如圖3.5所示。繞組的作用是在通過(guò)交變電流時(shí)產(chǎn)生交變磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)電磁感應(yīng)作用,一次繞組(也稱為一次線圈)的電能可傳到二次繞組(也稱為二次線圈),一次繞組和二次繞組具有相同或不同的匝數(shù)。圖3.5繞組第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(三)附件(1)絕緣材料。絕緣材料是變壓器的重要附件之一,作用是保證變壓器的電氣絕緣性能,主要用于鐵芯與繞組之間、繞組與繞組之間、繞組的層與層之間、引出線與其他繞組及鐵芯之間部位的絕緣。小型變壓器所用的絕緣材料有青殼紙、聚酯薄膜青殼紙、聚酯薄膜、黃蠟綢(紙)等。對(duì)于引出線的絕緣,多選用玻璃絲漆管或黃蠟管等。(2)繞組骨架。作用是支撐和固定繞組,便于裝配鐵芯。(3)屏蔽罩。在對(duì)漏磁通的防護(hù)要求較高的場(chǎng)合,變壓器的外層應(yīng)加裝用導(dǎo)磁材料制成的金屬屏蔽罩,以防止漏磁通干擾線路工作。如中頻變壓器、要求較高的電源變壓器。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)二、變壓器的分類在電子電器中,廣泛使用小型變壓器,小型變壓器的分類方法有:按用途分為電源變壓器、選頻變壓器、耦合變壓器、隔離變壓器。按結(jié)構(gòu)分為雙繞組變壓器、多繞組變壓器、線間變壓器。按工作頻率分為高頻變壓器、中頻變壓器、低頻變壓器。按相數(shù)分為單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。按鐵芯形式分為心式變壓器、殼式變壓器。按導(dǎo)磁材料分為鐵芯變壓器、鐵氧體磁芯變壓器。按有無(wú)屏蔽罩分為有屏蔽罩變壓器、無(wú)屏蔽罩變壓器。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)三、變壓器的工作原理(一)互感現(xiàn)象在電路中,變壓器表示符號(hào)為T,如圖3.6所示。當(dāng)變壓器的線圈通入交流電流時(shí),產(chǎn)生交變磁通,線圈就會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生自感和互感電動(dòng)勢(shì),變壓器就是利用這個(gè)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作的。圖3.6變壓器符號(hào)(二)變壓器的空載運(yùn)行圖3.7空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器一次繞組接在額定頻率、額定電壓的交流電源上,而二次繞組開(kāi)路時(shí)的工作情況??蛰d運(yùn)行時(shí)的物理情況如圖3.7所示。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)一次繞組接上交流電壓,鐵芯中產(chǎn)生的交變磁通同時(shí)通過(guò)一次、二次繞組,一次、二次繞組單匝線圈中交變的磁通可視為相同。設(shè)一次繞組匝數(shù)為,二次繞組匝數(shù)為,單匝線圈的磁通為F,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為由此得,忽略線圈內(nèi)阻得第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(三)變壓器的負(fù)載運(yùn)行圖3.8負(fù)載運(yùn)行
電磁關(guān)系將一次、二次繞組聯(lián)系起來(lái),二次繞組電流增加或減少必然引起一次繞組電流的增加或減少。負(fù)載運(yùn)行時(shí),若忽略變壓器的損耗,則電源提供的功率應(yīng)等于負(fù)載所需的功率,即
由得表明一次、二次繞組電流比近似與匝數(shù)成反比??梢?jiàn),匝數(shù)不同,不僅能改變電壓,同時(shí)也能改變電流。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(四)變壓器的阻抗變換變壓器對(duì)負(fù)載也能實(shí)現(xiàn)變換,假如變壓器負(fù)載阻抗ZL接在二次繞組兩端,變壓器和負(fù)載一起等效到一次側(cè)的負(fù)載阻抗為:這個(gè)關(guān)系稱為阻抗變換公式,借此利用變壓器可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載阻抗的匹配。式(3-3)表明,當(dāng)二次繞組接入負(fù)載阻抗ZL時(shí),相當(dāng)于在一次繞組中接入的等效阻抗。(五)注意事項(xiàng)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)例3-1一臺(tái)理想變壓器,當(dāng)一次繞組接220V交流電源時(shí),二次繞組的輸出電壓是11V,如果保持一次繞組的電壓不變,將二次繞組拆去18匝后,二次繞組電壓降為8V,則一次繞組的匝數(shù)為多少?第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)例3-2如圖3.9所示的電路中要使電流表讀數(shù)變大,可采用的方法有()。A.將R上的滑片向上移動(dòng) B.將R上的滑片向下移動(dòng)C.將電鍵S由1擲向2 D.將電鍵S由1擲向3圖3.9例3-2圖第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)四、常用變壓器(一)三相變壓器電能的產(chǎn)生、傳輸和分配都是用三相制的,因此,三相電壓的變換在電力系統(tǒng)中占據(jù)著特殊重要的地位。變換三相電壓,既可以用一臺(tái)三鐵芯柱式的三相變壓器完成,也可以用三臺(tái)單相變壓器組成的三相變壓器組來(lái)完成,后者用于大容量的變換。圖3.10三相心式變壓器的構(gòu)造第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(二)自耦變壓器自耦變壓器分可調(diào)式和固定抽頭式兩種。圖3.11(a)是實(shí)驗(yàn)室中常用的一種可調(diào)式自耦變壓器,其工作原理與雙繞組變壓器相同,圖3.11(b)是它的原理電路。分接頭a做成能用手柄操作自由滑動(dòng)的觸頭,從而可平滑地調(diào)節(jié)二次電壓,所以這種變壓器又稱自耦調(diào)壓器。(a) (b)圖3.11自耦變壓器及其原理電路第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(三)電流互感器電流互感器用來(lái)測(cè)量交流大電流或進(jìn)行交流高電壓下電流的測(cè)量,它是根據(jù)變壓器的變流原理制成的,即圖3.12所示為電流互感器的接線圖和符號(hào)圖。使用時(shí)切記二次繞組不得開(kāi)路,否則會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生過(guò)高的危險(xiǎn)電壓,為了安全考慮,二次繞組的一端和鐵殼都必須接地。(a)接線圖 (b)符號(hào)圖圖3.12電流互感器第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理和電磁力定律實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換,把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備稱為發(fā)電機(jī),把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備叫作電動(dòng)機(jī)。在生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī),特別是三相異步電動(dòng)機(jī),因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)、水泵等。對(duì)于各種電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:基本構(gòu)造。工作原理。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的機(jī)械特性。起動(dòng)、調(diào)速的基本原理和基本方法。應(yīng)用場(chǎng)合。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(一)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本組成分為定子(固定部分)和轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分),此外還有端蓋、風(fēng)扇等附屬部分,如圖3.13所示。圖3.13三相電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(1)定子。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由三部分組成,(2)轉(zhuǎn)子。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由三部分組成第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(二)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理圖3.14三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理結(jié)論:要使異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),必須有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生。圖3.15所示為三相定子繞組AX、BY、CZ,它們?cè)诳臻g按互差120°的規(guī)律對(duì)稱排列,接成星形與三相電源相連,則三相定子繞組內(nèi)就會(huì)形成三相對(duì)稱電流:圖3.15三相異步電動(dòng)機(jī)定子接線第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)隨著電流在定子繞組中通過(guò),在三相定子繞組中會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),如圖3.16所示。(a)
t=0° (b)
t=120° (c)
t=240°圖3.16旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成可見(jiàn),當(dāng)定子繞組中的電流變化一個(gè)周期時(shí),合成磁場(chǎng)也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化,產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)也不斷地旋轉(zhuǎn),因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相繞組中的電流相序決定的,若想改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向,只要改變通入定子繞組的電流相序,即將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可。這時(shí),轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。(3)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度,用n表示。同步轉(zhuǎn)速:旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,用n0表示。轉(zhuǎn)差:電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之差。轉(zhuǎn)差率:轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速的比值,用s表示,即(0<s<1)
三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0取決于兩個(gè)因素:三相交流電源的頻率f1和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)p(由定子繞組的放置方法決定),用公式可表示為(3-7)(3-8)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)例3-3有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),其額定轉(zhuǎn)速r/min,電源頻率f1=50Hz,求電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。
課堂互動(dòng)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速(一)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流一般為電機(jī)額定電流的4~7倍。其起動(dòng)方法有以下幾種:(1)全壓起動(dòng)。(2)降壓起動(dòng)。1)定子電路串接電阻起動(dòng)。圖3.17定子電路串接電阻起動(dòng)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)2)Y-△降壓起動(dòng)。圖3.18Y-△降壓起動(dòng)3)自耦變壓器降壓起動(dòng)。圖3.19自耦變壓器降壓起動(dòng)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(二)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速在生產(chǎn)中,為獲得最高的生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品加工質(zhì)量,常要求生產(chǎn)機(jī)械能在不同的轉(zhuǎn)速下工作,這就需要調(diào)速。根據(jù)轉(zhuǎn)差率的定義,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為由式可知,要調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,可采用改變電源頻率、電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率三種基本方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
課堂互動(dòng)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有________、________和________。2.籠型三相異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有________起動(dòng)和________起動(dòng)。3.從降低起動(dòng)電流來(lái)考慮,三相異步電動(dòng)機(jī)可以采用降壓起動(dòng),但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將降低,因而只適用(
)或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。A.重載 B.輕載 C.空載第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)(一)銘牌電動(dòng)機(jī)外殼上都有銘牌,如圖3.20所示,上面標(biāo)記有電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、各種額定數(shù)據(jù)和連接方式等,是我們正確合理地選擇和使用電動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)。圖3.20電動(dòng)機(jī)的銘牌第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)我國(guó)目前生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)及其漢字意義見(jiàn)表3.3,Y系列新產(chǎn)品比老產(chǎn)品J系列在相同功率時(shí),效率高、體積小、重量輕。表3.3異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)表3.4絕緣材料的耐熱分級(jí)和極限溫度第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)第3章變壓器與電動(dòng)機(jī)(二)異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)異步電動(dòng)機(jī)除了銘牌上介紹的常用額定數(shù)據(jù)外,在產(chǎn)品目錄或電工手冊(cè)中通常還列出了其他一些技術(shù)數(shù)據(jù),如起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)能力、過(guò)載系數(shù)、額定功率因數(shù)和額定效率等。一般三相異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)較高,0.7~0.9,額定運(yùn)行時(shí)的效率也是如此,但空載和輕載時(shí)它們都比較低,所以要防止長(zhǎng)期空載和輕載運(yùn)行。
課堂互動(dòng)1.電動(dòng)機(jī)銘牌上的功率指的是輸入功率還是輸出功率?電壓是指線電壓還是相電壓?2
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