变电值班员培训课件一

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第二节 电磁和电磁感应
一、磁铁和磁场 1. 磁体的基本性质。 1).能吸引铁、钢、钴、镍、铬称铁磁性物质。不能吸铜、 铅、铝。 2).南北两磁极同时存在不可分割。 3).同性相斥异性相吸。 4).能磁化在磁附近的铁磁性物质，该物质离开后尚有剩 磁。 2. 磁场和磁力线。 1).磁场是一种特殊物质。 2).用磁力线来描述磁场性质，形象 易懂。 (1).磁力线向外由N极出发，经外 空间进入S极，内部由 S ￫N，闭合不断，且不相交。 (2).磁力线上任一点的受力方向为磁力线的切线方向，就 是磁针所示方向。
I = E/(R+R0)，……① ∵ E = IR0 +IR， ∴ IR= E- IR0 = U…② 故负载端压 U = E - I R0 ……③ 上式①得知: 外负荷R下降，电流I上升，由②式I R0上升，③式 中,电源端压(即负载端压 )U下降，电灯更不亮。 电源质量越好,内阻R0越小。 3.基尔霍夫定律（节点电流定律） 1).基尔霍夫第一定律（KCL）—对电路任一节点，流入节点 的电流之和等于流出该节点的电流之和。本公式经常使用 I入= I出 或 I= 0 2）基尔霍夫第二定律（KVL）— 对电路中的任一回路，沿任一方向绕行一周，各 电源电动势的代数和等于各 电阻上 电压降的代数和 E= IR 或 E= U E IR 0 IR 在图1—2b中，电路有源。
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3. 电路的功率 1). 瞬时功率：p=ui不便计量，如图1—16b） 2). 平均功率：P = U I = I2 R = U2/ R 这就是电器铭牌上标注的 额定功率。
P36. 第四节、纯电感和纯电容单相交流电路 一、纯电感电路 1. u与i的关系如图12—4 电路加上交变电流i=Im sin t, 在线圈上就要产生自感电动 势，根据前一节的自感公式 u = eL = LI /t = Ld i /d t, 将i带入得到: u=L d (Im sin t) /dt =L Imcos t = L Im sin(t +900) 令XL = L叫感抗（单位欧姆）是线圈对电流的阻碍。
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3). 相位差 两个同频率的正弦量相位之差为: 1=t+1 和 2=t+2它们的相位差 1–2 =(t+1) – ( t+2) = 1 –2 4).只有同频率才能说到相位之差。如i1=Imsin ( t+ i)、和 i2=Imsin ( t+ 2)两式中 相同,可以相加,减 (1). 1 –2>0 称i1超前i2或i2滞后i1 (2). 1 –2 <0 称i1滞后i2或i2超前i1 (3). 1 –2 =0 i1 、i2同相 (4). 1 –2 =1800 i1、 i2反相 三、交流电表示 1.正弦函数式又称瞬时式解析式，写它们的三个条件是： 已知最大值、角频率、初相位 e = Em sin ( t + e ) u = Um sin ( t + u ) i = Im sin ( t + I ) 2.曲线法—如图1—14，特别是有多条曲线时更直观。
故 u = X L Im sin(t +900) 仿欧姆定律U=RI Um = X L Im 在 u = Um sin(t +900) 中,有效值 U= LI= XLI 所以电流有效值I=U/XL 式中XL = L=2L/T=2fL —角频率弧度/秒 rad/s L—线圈电感 H f—频率 Hz 小结: （1）由所加电流i=Imsint, 和线圈上产生的电压 u=Umsin(t +900),说明在图12—4b)图中，电压U超前I 900或电 流I滞后电压U900。 （2）用向量表示如右图。 （3）感抗XL=2fL。 L是固定不变的，因为线圈确定 了，各个参数不变，而频率f是变化的，所以感抗值 XL也是变化的，直流电f=0不变，所以XL=0即没有 阻力， XL与频率f成正比，故高频中线圈对电流的 阻碍很大，所以直流电毫无阻碍的通过线圈，交流 电不易通过。
2.电阻并联—几个电阻头与头接在一起，尾与尾接在一起的 连接 方式称并联。 特点：1). 各并联电路的电阻电压相等。 2). 在并联电路中总电流等于各支路电流之和 —分流 3). 并联电路的总电阻的倒数为各支路各电阻 的倒数和。 I = I1+I2+I3 = U· （1/R1+ 1/R2+…）=U/R 所以 1/R= 1/R1+ 1/R2 + 1/R3+… 常用公式：两个并联电阻的等效电阻 R =R1R2/（R1+R2） 比R1 、R2之中 最小的 一个还要小。 R1 、R2并联用R1 // R2符号表示。 引伸： 电容元件的并联：电容C1、C2并联，总电容C=C1+C2 电感元件的串联：电感L1、L2并联，总电感1/L=1/L1+1/L2
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3.向量法—用一个带箭头的线段表示正弦量，长短表正弦量的有 效值，大小称模。箭头方向与正实轴间的夹角表正弦量的初相。如 图1—15 b）
P29. 四、纯电阻电路 1.纯电阻—灯泡、电炉、变阻器 作为负载可以看成 为纯电阻元件。 2.电压与电流的关系 特点：施加正弦交流电压时，电路中通过正弦交流电流。 他们的频率相同、相位也相同电阻上的电流： i = u/R = Um sin (t+u) / R = Im sin ( t+ i) 电流的有效值:I = U/R 所以 U = Um / 波形图、相量图见图1—16b)、c)
正弦交流电的概 念: 凡电压、电流、 电动势等电量均 按时间做正弦变 化，统称为正弦 交流电。
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3、有效值—交流电与直流电分别通过相同的电阻时，在一周 期内 使其发热量相等（实际时就要调整其中之一的大小 ，一般调直流电流）则这个直流电流的值就叫做交流。电 流的有效值用 E 、U、I表示。 4、有效值是机电产品铭牌上及测量仪表的读数。 5、有效值与最大值的关系。 E = 1/ Em 或Em = E=1.414E U = 1/ Um Um = U I = 1/ Im Im = I 6、周期—交流电交换一次所 需要的时间用T表示。 7、频率—1秒钟之内交变的次数用f表示。 f=1/T 或 T=1/ f 互为导数电流 我的交流电的频率f=50Hz T=1/50=0.02秒 8、角频率—单位时间内转过的中心角。 —中心角的任意数, t—为转过 角所需时间 故角速度 = / t这就是角频率。 ∵= t 。 t 在交流电的表达式就是如此引进的。
二、电路的连接 1. 串联电阻电路—首尾无分支 特点: 1).串联各电阻上的电流相等。 2).串联各电阻上的电压降之和等于总电压降—分压 3).串联电路的总电阻等于各电阻之和。这总电阻称 为等效电阻。 R =R1+R2+… 4).分压计算: ∵I = I1= I2 ∴U1/R1=U2/R2 U1/（U1+U2）=R1/（R1+R2） U1/ U = R1 /（R 1 + R 2） 所以 U1 = U · R1/（ R1+R2 ） 上为合比定律，计算常用，说明分压数为总电压U的R/R 百分比。 引伸： 电容元件的串联：电容C1、C2串联，总电容1/C=1/C1+1/C2 电感元件的串联：电感L1、L2串联，总电感L=L1+L2
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2.无功和无功功率如图12—5 由图知，当开关Q连接1时，电流从O 变到I，有磁通变化，就产生自感电流 直至电流I稳定流过回路。i=0（=0） 但此时将Q连接2，电灯亮了，然后熄 灭，说明线圈L向灯泡提供了能量， 这个能量是电源给线圈建立磁场，就 将电能量转化成磁场能，储存起来，到Q—2连接时向灯泡 提供电能，这说明线圈能储存能量且不消耗。 若电源是交变电源电流也是交变的，线圈就有规律地 储能、放能、再储能、再放能。如此此循环而与交变电源 进行能量交换，这种电源与电感线圈之间循环交换且不消 耗的能量称为无功能量。这种在单位时间内的无功能量的 交换叫无功功率。 在纯电感电路中,线圈上的无功功率叫感性无功功率。 所以 QL=UI=I2XL=U2/XL 乏（Var)或千乏（kVar)。
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3. 载流导体所产生的磁场（右手定则）。 1).所产生的磁场方向如图1－7。
2).螺线受的磁场方向如图1－8
P21. 二、电磁力 1.载流导体在磁场中所 受的作用力—用左手定 则。如右图1-10 所受磁力F = B I L sin B — 磁感应强度 I — 电流 L— 导线长 — 电流方向与磁力线方向 间夹角。 2.平引载流导体之间的相互作用力。 如右下图1—11中，左图同向相吸 右图反向相斥 三、电磁感应。 1.电磁感应现象—导体切割磁力线或线 圈平面内的磁力线数 变化时都要产生感生电流，使其产生电流的 电动势称感生电动势，电流称感生电流。
《变电站值班员》
第一节、电路
一、电路基本定律 1. 电路的几个名词 (1).支路—通过同一电流的分支。 右图中有三条，各自通过 I3、I4、I5 (2).节点—三条或三条以上的支路的连 接点称节点。右图有两个节点b、e (3).回路：电路中的一个闭合路径，称回路。有三个abcdefa, abefa, bcdeb. (4).网孔没有被支路穿过的闭合回路 有两个: abefa, bcdeb. 2. 欧姆定律 1).部分电路欧姆定律: a)流经电阻的电流与加在电阻两端的电压 成正比。I=U/R 2).全电路欧姆定律： b)在闭合电路中，电流与电动势E成正比与负载及电源内阻之和成 反比。(电动势的方向由负指向正，而电压的方向规定为由正指向负。
4).分流公式 ∵ U=R1I1=R2I 2 ∴ R1/R2=I2/I1 电流与电阻成反比，电阻(力)越大,分流越小。 合比定律：R1/（R1+R2）= I2 /（I1+I2）， R1/（R1+R2）= I2 / I 或 R2/（R1+R2）= I1/I 故 I1 = I · R2/（R1+R2） 及 I2 = I · R1/（R1+R2） 特别指出—在用电作业中，每增加 一个用电设备（如增加电灯数加一台电视机 、电炉、电动机等,它们各自有一个自己的等 效电阻，它们连接在电源线上，实际上是不断 增加一个并联电阻)，此时，总的等效电阻变 得比原来更小了，在原电路上所通过的电流更 大了，这叫做加大负荷(负载上的电流)。 〔例1-3〕在图1—4中，若R1=20欧姆，R2=40欧姆，若U=100V, 求电路的总电阻R。及I1, I2 及I 。