电工基础知识及习题

I I I I N AN BN CN
问题及讨论
负载对称时
( Z A Z B ZC Z )
零线是否 可以取消？
I I I 0 I N A B C
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。
ec
eC
eA
A
Z Z Z
eB
B C
二、三角形接法
电路的基本概念与定律
欧姆定律
部分电路
全电路
U RI
I E /(R r )
全电路欧姆定律可写为：E=IR+Ir，其中，R为负载电阻，r为电源内阻。
注意 L、C 在不同电路中的作用
R1 U L R2
C
R1
U为直流电压时, 以上电路等效为
U
R2
基尔霍夫定律 （克希荷夫定律，克氏定律）
用来描述电路中各部分电压或各部分电流
I
符号说明
瞬时值 --- 小写 有效值 --- 大写 最大值 --- 大写+下标
u、i
U、I
Um
复数、相量 --- 大写 + “.” U
一. 电阻电路
根据 欧姆定律
u iR
U IR
u
i
R
相量图
平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值
I
U
P=UI =I2R=U2/R
U=IR
二.电感电路
基本关系式：
Q
UR 电压三角形
U UR UL
2 2
R 阻抗三角形
P 功率三角形
2
Z R XL
2
S P Q
2
2
s oc IU s oc S P
cos称为功率因数
三相交流电路
一、星形接法
ec
Z X Y
eC
eA
A
N B C
（火线） （中线）
（火线）
eB
（火线）
三相四线 制供电
A 火线（相线）: B C 中线（零线）：N
2、两个电阻并联接入电路，一个电阻为6Ω，另一个电阻为3Ω，并联后的 总电阻为（C）。A、4.5Ω B、3Ω C、2Ω 3、已知灯泡额定电压220V，功率 40瓦，则其电阻为（A）。 A、1210Ω B、2300Ω C、620Ω 4、有220V的两个灯泡串联，加于380伏电源上，一只灯泡为100瓦，另一 只为40瓦，会有什么后果（C）。 A、两个灯泡都烧毁 A、有功功率等于零 零 B、两个灯泡全不烧毁 B、无功功率等于零 C、40W的灯烧毁 C、视在功率等于 6、如果交流电路中接入纯电感，则该电路的功率（A）。
Q U I I XL U
2
2
XL
Q 的单位：乏、千乏 (var、kvar)
三、电容电路
i u
有效值： C
基本关系式:
1 I I U C 或 U C 1 XC C
容抗（Ω ）
du iC dt
定义：
则：
U I XC
U I XC
相量关系
jX I U C
即： U
0
电位升为负
#1
I3
R3 #2 #3 b
+
_ U2
例如： 回路#1
I1R1 I3R3 U 1
电位降 电位升
对回路#3：
电位降
I1R1 U 2 U 1 I2R2
电位升
对回路#2：
电位降
U 2 I2R2 I3R3
电位升
正弦交流电路
正弦交流电路
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。
di uL dt
U I XL
i u
L
有效值关系： 定义：
X L L
感抗（Ω ）
相量关系：
U I j X L
其中含有幅度和相位信息
U
I
平均功率 P （有功功率）
纯电感不消耗能量，只和电源进行能量
交换（能量的吞吐）
无功功率 Q
Q 的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用 以衡量电感电路中能量交换的规模。
在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：
有功功率： P
无功功率：Q 视在功率：S
3U l I l cos 3U l I l sin 3U l I l
复习
• 一、填空题： • 1、欧姆定律一般可分为一段电路的欧姆定律和全电路欧姆定律。
• 2、导体电阻的单位是欧姆，用符号Ω表示，电阻率的单位是欧姆· 毫米2／米，用符号ρ表示。
或： I3
I1 I 3 I 2 I 4 0
即： I =0
流入为正
I4
流出为负
克氏电流定律的扩展
电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例
广义节点
例
I1
I2 I3
+
I=?
R + R R + R1
_ U1
_ U2
_ U3
I1+I2=I3
I=0
(二) 克氏电压定律
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位降等于电位升。或，电压的代数和为 0。 电位降为正 I1 I 2 a + U1 R1 R2
• 35、电源电压220伏，负载电压200伏，回路电流5A，则线路总电 阻为 4 欧姆。 • 35、全电路欧姆定律的回路电流与电动势的代数和成正比，与回路 的电源内阻和负载电阻成反比。
• 选择题：
•
• • • • • • •
1、导电材料已经确定，如果截面越小温度越高时，一定长度的导体电阻 值是（B）。A、不变 B、越大 C、越小
线电压：火线间的电压。
u AB u BC uCA
uCN
u AN u AB u BN
A
N B
u BC uCA
C
U U U AB AN BN U U U BC BN CN U U U CA CN AN
线电压和相电压的关系：
U CN
U BN
30
U AB
U U U AB AN BN U U
AN
BN

U BN
U AN
U AB 3U AN 30
U CA
U BN
U CN U AN
U AB
U BC
三个线电压也是对 称的：大小相等， 为相电压的 3 倍， 相位领先对应的相 电压30°，互成 120°相位差。
平均功率 P =0 无功功率 Q
I
U
瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）
Q UI
（电容性无功取负值）
单位：var，乏
R-L串联电路
i
R
u
L
uR
uL
U U U R L
U L
相量图
U

U R
I
电压三角形、阻抗三角形 功率三角形
U |Z| S
UL
XL
iBC
线 电 流
负载对称时三角形接法的特点
A
iA
u AB
uCA
B C
iAB
iB
iCA
iBC
u BC iC
U

U l p负载 I l 3I p 30
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 3 倍， 相位落后对应 的相电流30°。
热效应相当

T
0
i R dt I RT
2
2
交流
直流
则有
1 T 2 I i dt T 0
（均方根值）
当 i I m sin
t 时，
可得
Im I 2
有效值电量必须大写，如：U、I
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上? ~ 220V
有效值 U = 220V 电源电压 最大值 Um =
间的关系,其中包括克氏电流定律和克氏电压
定律两个定律。
支路：电路中每一个分支 名词注释： 节点：三个或三个以上支路的联结点 回路：电路中任一闭合路径
(一) 克氏电流定律
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和
等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间
，一个节点上电流的代数和为 0。
例
I2
I1
I1 I 3 I 2 I 4
A
iA
uCA
B
C
u AB
iAB
iB iC
iCA
iBC
u BC
特点：负载的相电压=电源的线电压
U p负载 Ul
电流特点
ห้องสมุดไป่ตู้
A
iA
u AB
uCA
B
iAB
iB
iCA
ZAB Z CA ZBC
C
u BC iC
I I I A AB CA I I I B BC AB I I I C CA BC
i t
正弦量的特征量及表示方法
Im

i
i I m sin t
t
Im
： 电流幅值（最大值）
特征量:


： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
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
U l