最新电工学简明教程第三版第3章课件ppt
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电工技术第三章课件
u Ri i u Ri i
P57例3-15
（2）外加电流法：在端口上施加一电压i，然后求出在i
Байду номын сангаас
作用下的u，则
P56例3-14
（3）通过等效变换求出Ri
1. 受控电压源和电阻串联组合与受控电流源和电阻并 联组合之间, 像独立源一样可以进行等效变换 （1）受控电压源和电阻串联组合─→受控电流源和电
阻并联组合:P53
图3-23
（2）受控电流源和电阻并联组合─→受控电压源和电 阻串联组合:例P55 例3-13
3. 3
二端电路的输入电阻
求二端电路输入电阻的基本方法： （1）外加电压法：在端口上施加一电压u，然后求出在u 作用下的i，则
第三章 含受控源电路的分析
3.2 受控电源
3.3 二端电路的输入电阻
u
3. 2
3.2.1
受控电源
受控源的定义
发电机、电池等电源能独立地为电路提供能量，被
称为独立电源（简称独立源）。独立源在电路中直接起
激励作用。 受控源在电路中不是直接起激励作用，它仅表示“控 制”与“被控制”的关系，受电路另一部分中的电压或电
流控制的电源, 称为受控源。控制量存在，则受控源就存
在；若控制量为零，则受控源也为零。
3.2.2
受控源的种类及其表示符号
受控源有两对端钮: 一对为输入端钮或控制端口; 一对为 输出端钮或受控端口。
电工学简明教程第三版整套教学课件
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电
路元器件按一定方式组合而成的。
1．电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 变压器
(2)实现信号的传递与处理
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
...
话筒
放大 扬声器 器
2．电路的组成部分
电源：提供 电能的装置
负载：取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
2．电路的组成部分
信号源: 提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放大 扬声器 器
直流电源: 提供能源
直流电源
电工学简明教程第三版
第1章 电路及其分析方法
第 1 章 电路及其分析方法
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 电源的两种模型及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电
路元器件按一定方式组合而成的。
1．电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 变压器
(2)实现信号的传递与处理
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
...
话筒
放大 扬声器 器
2．电路的组成部分
电源：提供 电能的装置
负载：取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
2．电路的组成部分
信号源: 提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放大 扬声器 器
直流电源: 提供能源
直流电源
电工学简明教程第三版
第1章 电路及其分析方法
第 1 章 电路及其分析方法
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 电源的两种模型及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
电工基础第三章ppt课件
穿的直流电压，又称耐压。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、电容器的连接
1.电容器的串联
串联电容器总电容的倒数等于各电容器的电容倒 数之和。
电容器串联之后，相当于增大了两极板间的距离， 所以总电容小于每个电容器的电容。
一、电容器
两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个 电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，中 间的绝缘材料称为电容器的介质。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
电容器能够储存电荷，这是它的最基本的 特性。使电容器带电的过程称为充电。充电后 的电容器失去电荷的过程称为放电。
1F=106μF，1μF=106 pF，1F=1012 pF
课堂练习: 已知电容器一的容量为C1，电容器二的容 量为C2，并且C1 >C2 ，
问：(1)若Q1=Q2，则U1大还是U2大？ (2)若U1 = U2时，则Q1大还是Q2大？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、电容器的连接
1.电容器的串联
串联电容器总电容的倒数等于各电容器的电容倒 数之和。
电容器串联之后，相当于增大了两极板间的距离， 所以总电容小于每个电容器的电容。
一、电容器
两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个 电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，中 间的绝缘材料称为电容器的介质。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
电容器能够储存电荷，这是它的最基本的 特性。使电容器带电的过程称为充电。充电后 的电容器失去电荷的过程称为放电。
1F=106μF，1μF=106 pF，1F=1012 pF
课堂练习: 已知电容器一的容量为C1，电容器二的容 量为C2，并且C1 >C2 ，
问：(1)若Q1=Q2，则U1大还是U2大？ (2)若U1 = U2时，则Q1大还是Q2大？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2电工学简明教程(第三版)课件
当电流为正弦量时:
T 0
Ri 2dt RI 2T
Im I 2
同理可得
1 T 2 I i dt 0 T
Um U 2
高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社
Em E 2
2.1.3 初相位
正弦量所取计时起点不同，其初始值(t = 0 时的值)及 到达幅值或某一特定值所需时间就不同。
设在电感元件的交流电路中，电压、电流取关联参考方向。
i
+ u –
(1) 电压电流关系 设 L 由
i I m sin t di u L ，有 dt u L I m cos t U m sin( t 90 )
U m I m L I m X L
XL
式中
感抗
X L 2 fL
高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社
2.3 单一参数的交流电路
电路分析是确定电路中电压与电流关系及能量的转换问题。
2.3.1 电阻元件的交流电路
设在电阻元件的交流电路中，电压、电流参考方向如图所示。
i + u R
(1) 电压电流关系 根据欧姆定律 设
u iR
i Im sin t
正弦量的相量表示法就是用复数来表示正弦量。
+j
设平面有一复数 A
模 A
复数 A 可有几种式子表示 A = a + jb = r(cos + jsin) 代数式 三角式 指数式 极坐标式
T 0
Ri 2dt RI 2T
Im I 2
同理可得
1 T 2 I i dt 0 T
Um U 2
高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社
Em E 2
2.1.3 初相位
正弦量所取计时起点不同，其初始值(t = 0 时的值)及 到达幅值或某一特定值所需时间就不同。
设在电感元件的交流电路中，电压、电流取关联参考方向。
i
+ u –
(1) 电压电流关系 设 L 由
i I m sin t di u L ，有 dt u L I m cos t U m sin( t 90 )
U m I m L I m X L
XL
式中
感抗
X L 2 fL
高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社
2.3 单一参数的交流电路
电路分析是确定电路中电压与电流关系及能量的转换问题。
2.3.1 电阻元件的交流电路
设在电阻元件的交流电路中，电压、电流参考方向如图所示。
i + u R
(1) 电压电流关系 根据欧姆定律 设
u iR
i Im sin t
正弦量的相量表示法就是用复数来表示正弦量。
+j
设平面有一复数 A
模 A
复数 A 可有几种式子表示 A = a + jb = r(cos + jsin) 代数式 三角式 指数式 极坐标式
电工学第三章三相交流电ppt课件
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
+
+
eA Z– X +eC–Y–eB
+
U A –
U+– B–U
U
CA
AB
N
U C
U B
30°
U +
C
根据KVL定律
B
U BCC
U B
UUUCABABC
UUU CBA
UUUCBA
由相量图可得
UAB 3UA 30 UL 30
U AB U A
3UP 30
5
同理 UBC 3UB 30 3UP 90 UL 90 UCA 3UC 30 3UP 150 UL 150
3 380 220 cos53W 20
Z 20 53
P
3
220
220 20
cos53W
25
例1: 有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
+
+
eA Z– X +eC–Y–eB
+
U A –
U+– B–U
U
CA
AB
N
U C
U B
30°
U +
C
根据KVL定律
B
U BCC
U B
UUUCABABC
UUU CBA
UUUCBA
由相量图可得
UAB 3UA 30 UL 30
U AB U A
3UP 30
5
同理 UBC 3UB 30 3UP 90 UL 90 UCA 3UC 30 3UP 150 UL 150
3 380 220 cos53W 20
Z 20 53
P
3
220
220 20
cos53W
25
例1: 有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：
M3-电工基础-第3章-交流电路PPT课件
相位差 ψuψi 90
28
u 2Usinωt i2 U ω C si(n ω t90 )
有效值 IUωC 或 U 1 I
ωC
定义：
XC
1 1 ωC 2π fC
容抗（Ω）
则: UI XC
XC
1 2π f
C
直流：XC ，电容C视为开路
交流：f
XC
所以电容C具有隔直通交的作用
29
XC
1 2π fC
容抗XC是频率的函数
Im siω n t2Isiω n t
① 频率相同
I
相量图 U
②大小关系：I U
相量式：
R
③相位关系 ： u、i 相位相同
II 0
相位差：ui 0 U U0IR
18
2. 功率关系 (1)瞬时功率 p：将任意时刻的功率称为瞬时功率。
(2)
等于瞬时电压与瞬时电流的乘积
。i 2 I sinω t
ui
图3.1-11和3.1-12
15
u
直流分量+基波
直流分量
t
基波
u
直流分量+基波+
三次谐波+五次谐波
五次谐波
t
三次谐波
16
3.2 阻抗的概念及其计算
17
3.2.1 交流电路中的电抗
2024版年度电工学简明教程第三版全套课件完整版电子教案
目录•课程概述与教学目标
•电路基础概念与定律
•直流电路分析与应用
•交流电路基本概念与性质•三相交流电路分析与计算•电机与变压器基本原理及应用•供电系统与安全用电常识•实验技能培养与操作规范
课程概述与教学目标
03
适用范围
适用于高职高专、成人教育等电气类专业教学
01
教材内容
包括电路基础、电机与变压器、电气控制、可编程控制器等内容
02
教材特点
简明扼要、重点突出、注重实践应用
电工学简明教程第三版介绍
1 2 3掌握电工学基本概念、基本原理和基本分析方法知识目标
培养学生独立分析问题和解决问题的能力，提高实践技能
能力目标
培养学生工程意识和创新意识，提高综合素质素质目标
教学目标与要求
教学内容与方法
教学内容
根据教材内容和教学目标，合理安
排各章节的教学内容和顺序
教学方法
采用讲授、讨论、案例分析、实验
教学等多种教学方法，注重理论与
实践相结合
课程评估与反馈
评估方式
采用平时成绩、实验成绩、期末考试
成绩等多种评估方式，全面评价学生
学习效果
反馈机制
建立有效的学生反馈机制，及时了解学
生学习情况和问题，调整教学策略和方
法
电路基础概念与定律
电路组成及基本物理量
电路组成
电路由电源、负载、导线和开关等基本元件组成，形成闭合回路以传输电能。
基本物理量
电流、电压、功率等是描述电路状态的基本物理量，其中电流表示电荷的流动速率，电压表示单位时间内通过导体的电荷数所产生的电势差，功率则表示单位时间内转换、使用或耗散的电能。
欧姆定律及其应用
欧姆定律
欧姆定律指出，在闭合电路中，电流与电压成正比，与电阻成
反比，即I=U/R，其中I表示电流，U表示电压，R表示电阻。
《电工学简明教程》课件
详细描述
04
CHAPTER
交流电与电机
正弦交流电的定义
正弦交流电是指电流的大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。
三相交流电是由三个相位差为120度的单相交流电组成的电源系统。
三相交流电的定义
三相交流电广泛应用于工业和民用领域，如电动机控制、输电和配电等。
三相交流电的应用
三相交流电具有对称性、可靠性和经济性等优点。
电动势的定义
电源可分为直流电源和交流电源，常见的直流电源有干电池、蓄电池等，交流电源有发电机等。
电源的分类
电功率的定义
电功率是描述电流做功快慢的物理量，等于电压与电流的乘积，单位是瓦特。
电能的概念
电能是能量的一种形式，它是电流在一段时间内所做的功或消耗的能量。单位是焦耳。
功率因数与效率
功率因数和效率是衡量电气设备性能的重要参数。功率因数描述了设备在电路中有功功率的比例，效率则表示设备输出功率与输入功率的比值。提高功率因数和效率可以减少能源浪费和设备发热，提高设备运行稳定性。
总结词
基尔霍夫定律包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电压定律指出，对于电路中的任意节点，流入节点的电压之和等于流出节点的电压之和；基尔霍夫电流定律指出，对于电路中的任意闭合路径，流过各支路的电流之和等于零。这两个定律是电路分析的基本工具，可以帮助我们解决电路问题。
详细描述
04
CHAPTER
交流电与电机
正弦交流电的定义
正弦交流电是指电流的大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。
三相交流电是由三个相位差为120度的单相交流电组成的电源系统。
三相交流电的定义
三相交流电广泛应用于工业和民用领域，如电动机控制、输电和配电等。
三相交流电的应用
三相交流电具有对称性、可靠性和经济性等优点。
电动势的定义
电源可分为直流电源和交流电源，常见的直流电源有干电池、蓄电池等，交流电源有发电机等。
电源的分类
电功率的定义
电功率是描述电流做功快慢的物理量，等于电压与电流的乘积，单位是瓦特。
电能的概念
电能是能量的一种形式，它是电流在一段时间内所做的功或消耗的能量。单位是焦耳。
功率因数与效率
功率因数和效率是衡量电气设备性能的重要参数。功率因数描述了设备在电路中有功功率的比例，效率则表示设备输出功率与输入功率的比值。提高功率因数和效率可以减少能源浪费和设备发热，提高设备运行稳定性。
总结词
基尔霍夫定律包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电压定律指出，对于电路中的任意节点，流入节点的电压之和等于流出节点的电压之和；基尔霍夫电流定律指出，对于电路中的任意闭合路径，流过各支路的电流之和等于零。这两个定律是电路分析的基本工具，可以帮助我们解决电路问题。
详细描述
电工基础(第3版)_PPT (1)[17页]
![电工基础(第3版)_PPT (1)[17页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2ac6a4b56294dd88d0d26b76.png)
法拉第，英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。1791 年9月22日出生在萨里郡纽因顿一个贫苦的铁匠家庭。法拉第主要从事电学、 磁学、磁光学及电化学方面的研究，并取得了一系列重大发现。1820年奥斯 特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想， 并开始了艰苦地探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体 绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了 电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电 磁感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及 机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基 础。
工厂里，各种机械繁忙地工作，人们知道这 些机械大部分都是靠电动机来拖动的（见图13），但你明白电动机是怎么构成的，电动机为 什么能够拖动这么大的机器设备进行工作吗？
以上这些实例都与这本即将学习的“电工基 础”课程密切联系，所以掌握一定的电工知识是 非常必要的。
观看“电工技术的应用.swf ”动画，该动画演示了电工技术在工农业生产及日常生活 中的应用。(此处添加动画）
通过对实验项目的学习，能够帮助学生理解本课程的理论知识，掌握安全用电、常用仪器仪表和 电工操作的基本方法，提高学生独立实践操作的能力，使学生能依据理论与实训相结合的原则，具备 基本的电气安装维护的实际操作技能，为提高综合素质、增强适应职业变化的能力和继续学习的能力 打下良好的基础。
电工学简明教程三版PPT课件
— 变比
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
② 电流变换
+
•
U1
–
•+
I1
• E1
– +
•
E1
– +
•
N1
N2
S
I• 2
+ –+
• E2
•
– E2
+ –
• U2
ZL
变压器接负载：
产生主磁通
N1I1 N2I2
的磁通势
N1I0
(
•
I0
小)
N1I1 N 2I2
和。
l H dl I1 I2 I3
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
(3) 磁路的欧姆定律
根据 l H dl I
i
得
Hl=NI
+
u
磁通势：F = N I (单位：安) –
磁压降： H l
B
S
H
S
S
l
Hl
NI l
F Rm
S
l N
磁路欧姆定律：
F
|Z|
u1 → i1( i1N1)
→e1 e2
1→ e1
i2 (i2N2 ) → 2→ e2
电工学第三章
o
电阻电路的功率
！！电阻的瞬时功率始终是正值，即 电阻总是消耗电能并转换成热能。
第3章 交流电路
3.3
单一参数的交流电路
(二)纯电容电路
（1）电流和电压的关系 ①一般关系式 ①大小关系 ③ 相量关系式 U m i U C 1du =I U== U = = 0O I= X 90O （容抗） dt C Im I wC U0O U U 瞬时表达式 超前u 90o。 ②= ②相位关系： i O = =
相量图 o
第3章 交流电路
3.3
单一参数的交流电路
（2）电路的功率
① 瞬时功率 p = ui = I m sin wtU m sin(wt + 90O ) = U m I m sin wt coswt = UI sin 2wt ) ②平均功率（有功功率）
1 P= T
u i p p i u ωt
o
π
② u与i的相位关系
UC
相量图
X L XC U L UC X j = arctg = arctg = arctg R R UR
由|Z|、R、X三者构成直角的阻抗三 电路参数不同，电路的性质也就不同： X角形，由U、UR、（UL-UC）三者构成直角 L>XC，φ>0，即u超前i，称感性电路； X的电压三角形。其两者为相似三角形，顶 L<XC，φ<0，即u超前i，称容性电路； X角为φ。 L=XC，φ=0，即u与I同相，称电阻性电路。 |Z|
电工学简明教程第三版第3章
(2) 绕组的连接
i
1 2
e1 +–•
1
i
3 4
e1
– +
•
1
i
1 2
e1 +–•
1
3 4
e1 +– •
1
i
正确连接方法，u 加在 1、4 端
2 与 3 相连， 两个 1 的方向相同
u = – e1 – e1+ R1i + R1i = – 2e1+ 2R1i
错误连接方法，u 加在 1、3 端
磁通势 Fm = i N = Um= Rm
前 Rm = Rm0 + Rm1 吸合
后 Rm = Rm1
大 → i N↑→ 有效值 I 大 小 → i N↓→ 有效值 I 小
所以在吸合过程中，吸力不变， 励磁电流由大变小
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
(3) 分磁环结构
，F
电磁吸力
F
(1) 损耗 铜损 铁损
(2) 效率
P = PCu+ PFe
ΔPCu
R1 I12
R2
I
2 2
PFe 与 Bm 有关
P2 100%
P2
100%
P1
P2 PCu PFe
= (90 99)%
电工学简明教程ppt课件
变压器结构与工作原理
结构
变压器主要由铁芯和绕组组成，其中铁芯是磁路部分，绕组是电路部分。铁芯 采用硅钢片叠成，以减少涡流和磁滞损耗；绕组则采用绝缘导线绕制而成。
工作原理
变压器的工作原理基于电磁感应原理，即当原边绕组接入交流电源时，会在铁 芯中产生交变磁通，从而在副边绕组中感应出电动势。通过改变原、副边绕组 的匝数比，可以实现电压的变换。
自动化控制
利用电气控制原理实现对生产过程的 自动控制，提高生产效率和产品质量 。
新能源技术
研究太阳能、风能等新能源的发电原 理和应用技术，促进可再生能源的开 发和利用。
电路基础
02
电路组成与分类
电路的组成
电路由电源、负载、导线和开关等基 本部分组成，其中电源提供电能，负 载消耗电能，导线连接各部分，开关 控制电路的通断。
02
03
工作原理
应用
通过控制开关器件的通断，将直 流电逆变为所需频率和幅值的交 流电。
逆变电路在变频调速、不间断电 源（UPS）、新能源发电等领域 有广泛应用。
电气安全与保护措
06
施
电气危害因素及识别方法
电气危害因素
包括电流、电压、电磁场、静电、雷电等，这些因素可能导致电击、电伤、电磁辐射等危害。
电机与变压器选型及使用注意事项
电机选型
在选择电机时，需要考虑电机的类型、功率、转速、电压等参数，以及使用环境、负载特性等因素。同时，还需 要根据实际需求进行经济性和技术性评估。
2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件
2024/1/29
电阻串联
01
串联电路中，各电阻首尾相连，电流路径唯一，通过每个电阻
的电流相等。
电阻并联
02
并联电路中，各电阻的出线端与进线端相连于同两点间，电流
路径不唯一，各支路电流之和等于总电流。
串联与并联的等效变换
03
串联电阻的总电阻等于各电阻之和，并联电阻的总电阻的倒数
等于各电阻倒数之和。
12
直接启动（适用于小容量电机）、降压启动（如星-三角启动、自 耦变压器启动等，适用于大容量电机）。
调速方法
变极调速（改变磁极对数）、变频调速（改变电源频率）、改变转 差率调速（如绕线型电机串电阻调速）。
制动方法
机械制动（利用摩擦或制动器制动）、电气制动（如反接制动、能 耗制动等）。
26
07
同步发电机原理及应用
2024/1/29
16
相量表示法及复数运算
相量表示法
用复数表示正弦量，将正弦量的振幅作为复数的模，初相位作为复 数的辐角。
复数运算
包括复数的四则运算、极坐标形式和代数形式的转换等。
相量图
以横轴为实轴、纵轴为虚轴，用箭头表示相量，箭头的长度表示相量 的模，箭头与实轴的夹角表示相量的辐角。
2024/1/29
异步电动机的转速与电源频率、磁极对数及转差率有关，其转速 总是略低于同步转速。
电阻串联
01
串联电路中，各电阻首尾相连，电流路径唯一，通过每个电阻
的电流相等。
电阻并联
02
并联电路中，各电阻的出线端与进线端相连于同两点间，电流
路径不唯一，各支路电流之和等于总电流。
串联与并联的等效变换
03
串联电阻的总电阻等于各电阻之和，并联电阻的总电阻的倒数
等于各电阻倒数之和。
12
直接启动（适用于小容量电机）、降压启动（如星-三角启动、自 耦变压器启动等，适用于大容量电机）。
调速方法
变极调速（改变磁极对数）、变频调速（改变电源频率）、改变转 差率调速（如绕线型电机串电阻调速）。
制动方法
机械制动（利用摩擦或制动器制动）、电气制动（如反接制动、能 耗制动等）。
26
07
同步发电机原理及应用
2024/1/29
16
相量表示法及复数运算
相量表示法
用复数表示正弦量，将正弦量的振幅作为复数的模，初相位作为复 数的辐角。
复数运算
包括复数的四则运算、极坐标形式和代数形式的转换等。
相量图
以横轴为实轴、纵轴为虚轴，用箭头表示相量，箭头的长度表示相量 的模，箭头与实轴的夹角表示相量的辐角。
2024/1/29
异步电动机的转速与电源频率、磁极对数及转差率有关，其转速 总是略低于同步转速。
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(2) 变压器的结构 变压器铁心：硅钢片叠压而成。 变压器绕组：高强度漆包线绕制而成。 其他部件：油箱、冷却装置、保护装置等。
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
(2) 变压器的结构
变压器铁心：硅钢片叠压而成。 变压器绕组：高强度漆包线绕制而成。 其他部件：油箱、冷却装置、保护装置等。
线圈
铁心
铁心
+ u –
ee–+–+
(2) 涡流损耗
在铁心中产生的感应电流而
引起的损耗。
(3) 铁心损耗 铁心损耗 = 磁滞损耗 + 涡流损耗
(4) 铜损耗 线圈电阻产生的损耗
PCu = I2R
N
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3.3 变压器
3.3.1 变压器的工作原理
(1) 变压器的分类 按用途分：电力变压器，特种用途变压器。 按相数分：单相、三相和多相变压器。 按绕组数分：双绕组、多绕组及自耦变压器。
结论
U—1– = –N—1 = K U20 N2
— 变比
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
② 电流变换
+
•
U1
–
•+
I1
• E1
– +
•
E1
– +
•
N1
N2
S
I•2
+ –+
• E2
•
– E2
+ –
• U2
ZL
变压器接负载：
产生主磁通 的磁通势
N 1 I 1 N 2 I 2N 1 I 0
(
•
I0
d
dt
由 KVL： u = iR – e – e 因为 R 和 e 很小 所以 u – e
U 的有效值
U E = 4.44 f Nm
U = 4.44 f NBmS
i
+ e–
u –
e–++
N
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3.2.3 功率损耗
(1) 磁滞损耗
i
铁心反复磁化时所消耗的 功率。
(3) 变压器的工作原理
i1
+
u1
–
–
e1 e1
+–
+
1
N1
N2
2
S
i2
–+e2 +– e2
+ – u2
|Z|
u1 → i1( i1N1)
→e1
e2
1→ e1
i2 (i2N2 )
→ 2→ e2
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① 电压变换
U•1 + –
I•0
E•E•11+––+
•
•1
N1
i
+ u –
– e+ e–+
N
Em = Nm = 2f Nm = 2f NBmS
感应电动势的有效值：
E
Em 2
2f
N m
2
4.44
f
N m
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3.2.2 外加电压与磁通的关系
Fm = iN → u→
uR = iR
(主磁通) (漏磁通)
→ e N d
dt
→
e
N
+ ZL'
+
•
U1
百度文库
•
U2
ZL
–
–
U1 I1
ZL
，U2 I2
ZL
结论
ZL
( N1 )2 N2
ZL
可利用变压器进行阻抗匹配
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
(4) 变压器的铭牌数据
① 额定容量 SN
三相变压器
SN = U1NI1N = U2NI2N
单相变压器
SN = U1NI1N = U2NI2N
I1 I2
I3
磁场强度沿任意闭合路径的线积分，
等于穿过该闭合路径所包围的电流的代数
和。
l H dl I1 I2 I3
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
(3) 磁路的欧姆定律
根据 l H dl I
i
得
Hl=NI
+
u
磁通势：F = N I (单位：安) –
磁压降： H l
BSHSlSHlN l IR F m S
(2) 磁通 ——标量 单位：Wb 对于均匀磁场 = B ·S
(3) 磁导率 真空磁导率 0 = 4 10 –7 H/m (亨/米) 相对磁导率 r = /0 对于铁磁材料 r = 102 105
(4) 磁场强度 H ——矢量 定义 H = B/
单位：A/m (安/米)
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N2
变压器空载：
U 1 E 1 E 1 R 1 I 0
+ –
E•2
U• 20
U1 E1
E1 = 4.44 f N1m
U 20 E 2
E2 = 4.44 f N2m
U1 E1 U 20 E2
U 1 E1 4.44 fN 1 m N 1 U 20 E 2 4.44 fN 2 m N 2
② 额定电压 U1N 和 U2N
U2N 应比满载运行时的输出电压 U2 高出 5% 10%。
③ 额定电流 I1N 和 I2N 允许通过的最大电流。
④ 额定频率 fN
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
[例 1] 有一台额定容量 50 kV ·A、额定电压 3300/220 V 的 变压器，高压绕组为 6000 匝，试求：(1)低压绕组匝数；(2) 高压边\低压边额定电流；(3)当一次侧保持额定电压不变，二
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3.1.3 磁路的分析方法
(1) 磁通连续性原理
S B dS 0
通过任意闭合面的磁通量 总为 0。即穿入闭合
面的磁感线，必同时穿出该闭合面。
(2) 安培环路定律
l H dl I
电工学简明教程第三版第3章
第 3 章 磁路与变压器
3.1 磁路及其分析方法 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器 3.4 电磁铁
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
3.1 磁路及其分析方法
3.1.1 磁场的基本物理量
(1) 磁感应强度 B ——矢量 单位：T 均匀磁场 —— 磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。
小)
N 1I1N 2I2 有效值
结论
I1 N2 1 I2 N1 K
I0 = I1N (2.5 5)
N 1I 1N 2I 20
N1I1= N2 I2
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③ 阻抗变换
U1
N1 N2
U2
( N1 )2 U2
I1
N2 N1
I2
N2 I2
Z0
•+ E
–
•
•
I1
K
I2
l N
磁路欧姆定律：
F
磁路磁阻：Rm
Rm 磁路为不同材料组成时
Rm
l S
N H 1 l I 1 H 2 l 2 ( H ) l
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3.2 交流铁心线圈电路
3.2.1 感应电动势与磁通的关系
设： = msint
e N d
dt
e
N
d dt
e = –Nmcost = Emsin(t – 90)
壳式变压器
心式变压器
线圈
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(3) 变压器的工作原理
一次绕组
i1
+
– e1 +
u1 –
e1–+
1
N1
N2
二次绕组
S i2
++ –e2 – u20
ZL
d e1 N1 dt 变压器符号
e 1
N1
d 1 dt
U1
u1
d
e2 N 2 dt
U2
u2
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(2) 变压器的结构
变压器铁心：硅钢片叠压而成。 变压器绕组：高强度漆包线绕制而成。 其他部件：油箱、冷却装置、保护装置等。
线圈
铁心
铁心
+ u –
ee–+–+
(2) 涡流损耗
在铁心中产生的感应电流而
引起的损耗。
(3) 铁心损耗 铁心损耗 = 磁滞损耗 + 涡流损耗
(4) 铜损耗 线圈电阻产生的损耗
PCu = I2R
N
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3.3 变压器
3.3.1 变压器的工作原理
(1) 变压器的分类 按用途分：电力变压器，特种用途变压器。 按相数分：单相、三相和多相变压器。 按绕组数分：双绕组、多绕组及自耦变压器。
结论
U—1– = –N—1 = K U20 N2
— 变比
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② 电流变换
+
•
U1
–
•+
I1
• E1
– +
•
E1
– +
•
N1
N2
S
I•2
+ –+
• E2
•
– E2
+ –
• U2
ZL
变压器接负载：
产生主磁通 的磁通势
N 1 I 1 N 2 I 2N 1 I 0
(
•
I0
d
dt
由 KVL： u = iR – e – e 因为 R 和 e 很小 所以 u – e
U 的有效值
U E = 4.44 f Nm
U = 4.44 f NBmS
i
+ e–
u –
e–++
N
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3.2.3 功率损耗
(1) 磁滞损耗
i
铁心反复磁化时所消耗的 功率。
(3) 变压器的工作原理
i1
+
u1
–
–
e1 e1
+–
+
1
N1
N2
2
S
i2
–+e2 +– e2
+ – u2
|Z|
u1 → i1( i1N1)
→e1
e2
1→ e1
i2 (i2N2 )
→ 2→ e2
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① 电压变换
U•1 + –
I•0
E•E•11+––+
•
•1
N1
i
+ u –
– e+ e–+
N
Em = Nm = 2f Nm = 2f NBmS
感应电动势的有效值：
E
Em 2
2f
N m
2
4.44
f
N m
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3.2.2 外加电压与磁通的关系
Fm = iN → u→
uR = iR
(主磁通) (漏磁通)
→ e N d
dt
→
e
N
+ ZL'
+
•
U1
百度文库
•
U2
ZL
–
–
U1 I1
ZL
，U2 I2
ZL
结论
ZL
( N1 )2 N2
ZL
可利用变压器进行阻抗匹配
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(4) 变压器的铭牌数据
① 额定容量 SN
三相变压器
SN = U1NI1N = U2NI2N
单相变压器
SN = U1NI1N = U2NI2N
I1 I2
I3
磁场强度沿任意闭合路径的线积分，
等于穿过该闭合路径所包围的电流的代数
和。
l H dl I1 I2 I3
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(3) 磁路的欧姆定律
根据 l H dl I
i
得
Hl=NI
+
u
磁通势：F = N I (单位：安) –
磁压降： H l
BSHSlSHlN l IR F m S
(2) 磁通 ——标量 单位：Wb 对于均匀磁场 = B ·S
(3) 磁导率 真空磁导率 0 = 4 10 –7 H/m (亨/米) 相对磁导率 r = /0 对于铁磁材料 r = 102 105
(4) 磁场强度 H ——矢量 定义 H = B/
单位：A/m (安/米)
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N2
变压器空载：
U 1 E 1 E 1 R 1 I 0
+ –
E•2
U• 20
U1 E1
E1 = 4.44 f N1m
U 20 E 2
E2 = 4.44 f N2m
U1 E1 U 20 E2
U 1 E1 4.44 fN 1 m N 1 U 20 E 2 4.44 fN 2 m N 2
② 额定电压 U1N 和 U2N
U2N 应比满载运行时的输出电压 U2 高出 5% 10%。
③ 额定电流 I1N 和 I2N 允许通过的最大电流。
④ 额定频率 fN
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[例 1] 有一台额定容量 50 kV ·A、额定电压 3300/220 V 的 变压器，高压绕组为 6000 匝，试求：(1)低压绕组匝数；(2) 高压边\低压边额定电流；(3)当一次侧保持额定电压不变，二
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3.1.3 磁路的分析方法
(1) 磁通连续性原理
S B dS 0
通过任意闭合面的磁通量 总为 0。即穿入闭合
面的磁感线，必同时穿出该闭合面。
(2) 安培环路定律
l H dl I
电工学简明教程第三版第3章
第 3 章 磁路与变压器
3.1 磁路及其分析方法 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器 3.4 电磁铁
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3.1 磁路及其分析方法
3.1.1 磁场的基本物理量
(1) 磁感应强度 B ——矢量 单位：T 均匀磁场 —— 磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。
小)
N 1I1N 2I2 有效值
结论
I1 N2 1 I2 N1 K
I0 = I1N (2.5 5)
N 1I 1N 2I 20
N1I1= N2 I2
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③ 阻抗变换
U1
N1 N2
U2
( N1 )2 U2
I1
N2 N1
I2
N2 I2
Z0
•+ E
–
•
•
I1
K
I2
l N
磁路欧姆定律：
F
磁路磁阻：Rm
Rm 磁路为不同材料组成时
Rm
l S
N H 1 l I 1 H 2 l 2 ( H ) l
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3.2 交流铁心线圈电路
3.2.1 感应电动势与磁通的关系
设： = msint
e N d
dt
e
N
d dt
e = –Nmcost = Emsin(t – 90)
壳式变压器
心式变压器
线圈
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(3) 变压器的工作原理
一次绕组
i1
+
– e1 +
u1 –
e1–+
1
N1
N2
二次绕组
S i2
++ –e2 – u20
ZL
d e1 N1 dt 变压器符号
e 1
N1
d 1 dt
U1
u1
d
e2 N 2 dt
U2
u2
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