电动力计算
交流电动力计算举例
交流电动力计算举例
交流电动力是指通过交流电源驱动的电动机所产生的动力。
计算交流电动力需要考虑电压、电流、功率因数等因素。
接下来我们通过一个例子来说明如何计算交流电动力。
假设有一台交流电动机，额定电压为220V，额定电流为5A，功率因数为0.8。
我们需要计算这台电动机的电动力。
首先，我们需要计算该电动机的有功功率和视在功率。
有功功率可以通过以下公式计算：
有功功率=电压*电流*功率因数
代入我们的数值，有功功率=220V*5A*0.8=880W
接着，我们计算视在功率，视在功率可以通过以下公式计算：
视在功率=电压*电流
代入我们的数值，视在功率=220V*5A=1100VA
最后，我们可以通过以下公式计算交流电动力：
交流电动力=有功功率/功率因数
代入我们的数值，交流电动力=880W/0.8=1100VA
通过以上计算，我们得出这台交流电动机的电动力为1100VA。
在实际应用中，交流电动力的计算可以帮助我们评估设备的功耗和性能，从而更好地选择合适的设备和进行能源管理。
同时，了解交流电动力的计算方法也有助于我们更好地理解电动机的工作原理和特性。
总之，交流电动力的计算是电气工程中的重要内容，通过以上例子的介绍，希望能够帮助大家更好地理解和应用交流电动力的计算方法。
电器的电动力计算
§2-２ 计算电动力的基本方法和公式
若导体 l2 中流过的电流为 I2 ， I2 在导体 l1 的任一位置 dl1 处
将导体 l2 沿导体长度分成若干元 长度 dl2 ，元电流 I2 dl2 在 dl1 处产生 的磁感应强度 dB 表示为
dB
0 4
I 2dl2
§2-3 电器中典型导体系统的电动力计算
图（a）：f2
dF2 dx
BL2 I 2
I1I 2 (cos 1 S
co2)
I1I2 S
(h r1
L1 h)107 r2
注意：式中的“ S ”是常量。
图（b）：
f2
dF2 dx
I1 I 2 S
L1 107 r1
注意： 公式中的“ S ”是变量。
图（c）：
相关性能及参量
电动稳定性：简称动稳定性，是指电器在大电流产生 的电动力作用下，有关部分不发生损坏或永久变形，以及 触头不因被斥开而发生熔焊甚至烧毁的性能。
动稳定电流：在规定的使用和性能条件下，开关电器 或其它电器在闭合位置所能承受的电流峰值，用符号idw表 示，它主要反映电器承受短路电流电动力作用的能力。
§2-２ 计算电动力的基本方法和公式
2、导体电动力计算： 任一回路内，电动力F对导体所作的功等于该回路中所储存磁能的 变化，即
WM Fb b
缺点：在计算电动力时，必须先知道不同回路的自感、 互感等，有局限性。
§2-3 电器中典型导体系统的电动力计算
一、导体回路对电动力的影响及回路因（系）数：
矩形截面（b >> a），由曲线可
见，
当 c a 2 ，也就是 c 2 时，
ba
b
Kf 1
此时完全可以不考虑截面对电
第三节 导体短路电动力
不计周期分量的衰减，三相短路电流分别为：
i A=I m[ sin (wt+ΦA) -e -t/Ta sinφA]
i B=I m[ sin (wt+ΦA-120°) -e -t/Ta sin(ΦA-120°)]
i C=I m[ sin (wt+ΦA +120°) -e -t/Ta sin(φA +120°)]
将电流代入可分别求出电动力FA和FB的的表达式
F
A
2 107
L a
i A iB
0.5 i A iC
2 107
L a
I
2 m
{3 8
固定分量
[3 8
3 4
c os (2
A
6
)]e 2t Ta
非周期分量
[ 3 cost
4
3 2
c os (t
2
A
6
)]e t Ta
3 4
c os (2t
2
A
6
)}
电动力由周期分量和非周期分量组成，且是A相短路电流初相 角和时间的函数。初相角的取值应是固定分量和非周期分量取得 最大；时间的取值应是短路电流取得最大值的时间，即tk=0.01s
和ish=1.8Im代入FA、FB表达式，并整理得：
A相最大电动力为 F Am ax 1.616 107
L a
i
2 sh
发电机回路、变压器回路、配电装置回路需考虑共振影响。 具体内容，请看书。
当导体竖放时，形状系数Kf 〉1，即实际所受的电动力比按无限细长直导 线计算的大；当导体平放时，形状系数Kf <1，即实际所受的电动力，比按无 限细长直导线计算的小。
当净距(a-b)≥2(b+h)导体截面周长，无论竖放还是平放形状系数=1；即实
电动力和电动势的定义和计算
电动力和电动势的定义和计算电动力和电动势是电学中两个重要的概念，它们在理解电路和解决电学问题中具有重要的作用。
本文将详细阐述电动力和电动势的定义、计算方法和其在电学中的应用。
1. 电动力的定义和计算方法电动力是指电源对电荷施加的推动力，通常用字母F表示，单位是牛顿(N)。
根据库仑定律，电动力的大小与电荷之间的距离和电荷的量成正比，与电荷的正负性质成反比。
电动力的定义公式为：F = q * E其中，F表示电动力，q表示电荷量，E表示电场强度。
电场强度是指单位正电荷所受的力，用字母E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。
2. 电动势的定义和计算方法电动势是指单位正电荷在电路中完成一次闭合运动所做的功，通常用字母ξ表示，单位是伏特(V)。
根据电动势的定义，其计算公式为：ξ = W / q其中，ξ表示电动势，W表示电路中正电荷所做的功，q表示正电荷的电荷量。
电动势也可以看作单位电荷在电路中获得的电位差。
3. 电动力和电动势的关系电动力和电动势在物理意义上是相互关联的。
根据电动势的定义，可以推导出电动力与电动势的关系：F = q * E = q * (ξ / d)其中，F表示电动力，q表示电荷量，E表示电场强度，ξ表示电动势，d表示电荷在电路中的位移。
4. 电动力和电动势的应用电动力和电动势在电学中有着广泛的应用。
其中，电动势的测量可以用于电池的电压确定和电路元件的参数计算。
而电动力常用于电场内的电荷受力分析和电场强度计算。
同时，电动势和电动力的概念还可拓展到诸如电磁感应、电动机等电磁学领域。
综上所述，电动力和电动势是电学中重要的概念，能够帮助我们理解电路、解决电学问题。
电动力的计算依赖于电荷量和电场强度的乘积，而电动势则是单位电荷在电路中所做的功。
电动力和电动势在电学实践中有着广泛的应用，对于电场强度的计算和电路参数的确定具有重要意义。
深入理解电动力和电动势，将有助于我们更好地掌握电学知识，提高解决电学问题的能力。
电器学第二章电动力2
令
iA I m sin t
iB I m sin(t 120)
iC I m sin(t 120)
(1)积化和差： (2)和差化积：
1 sin A sin B [cos( A B ) cos( A B )] 2 1 cos A cos B [cos( A B) cos( A B)] 2
R arctg
a
a：衰减系数a=R/L ，当电力系统短路时a＝22.3(s-1)； '' i ：电流的周期分量，即稳态分量； i ' ：电流的非周期分量，即暂态分量。
3.单相短路冲击电流icj： 是短路电流过渡过程中的最大电流峰值(只有一 个)。 icj 出现的条件：正弦电压相位角为172.7°时； 大小： icj＝KcjIm＝1.8Im =2.545I≈2.55I 式中 Ｉm：周期分量的幅值； Ｉ：周期分量的有效值； Kcj：短路电流冲击系数，Kcj =1.8。
cos( A B) cos A cos B sin A sin B
A B A B sin A sin B 2sin cos 2 2
计算，得： ① A相导体所受电动力： FA FAB FAC
设FA向下电动力方向为正方向，其大小为： 1 FA CiAiB CiAiC 2 式中，C＝k1,2×kc×10-7，为常数，下同。
FAY arctg FAX
3 3 2 FA [ F0 (1 cos2t )] ( F0 sin 2t )2 4 4
其中，夹角
3 F0 sin t 2
3 3 arctg（ F0 sin 2t）[ F0 (1 cos 2t )]} { / 4 4
电器中的电动力计算
04
电动力与电器效率
电动力对电器效率的影响
电流与电压
电流和电压是电动力计算中的关键参 数，它们的大小直接影响电器的效率。 电流过大或电压过高可能导致电器发 热、损耗增加，从而降低效率。
电阻与电感
电阻和电感是电器中常见的两种元件， 它们对电动力计算的影响不容忽视。 电阻过大会增加电能损耗，电感过大 会影响电流的稳定性，均可能降低电 器效率。
电动力与电流
总结词
电动力是指带电粒子在电场中受到的力，电流则是指单位时间内通过导体横截面的电荷 量。
详细描述
电动力是指带电粒子在电场中受到的力，该力的大小与粒子的电荷量和电场强度成正比。 电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，其大小与电场强度、导体截面积和时间
成正比。电流的公式为I = Q/t，其中I是电流，Q是电荷量，t是时间。
电场与电势
总结词
电场是由电荷产生的空间区域，其中电荷在该区域内受到力的作用。电势则描述了电场中某点的能量状态。
详细描述
电场是由静止电荷产生的空间区域，在该区域内，任何带电粒子都会受到力的作用。电场的方向与正电荷受到的 力方向相同。电势则是一个标量，用于描述电场中某点的能量状态。在静电场中，电势差等于电场力做功与路径 无关。
电器中的电动力计算方法
电磁场理论
电动力计算需要用到电磁场理论，通过建立电磁场模型， 分析磁场分布和电流分布，从而计算出电动力的大小。
有限元分析
有限元分析是一种数值计算方法，通过将电磁场离散化， 将复杂的电磁场问题转化为多个简单的问题进行求解，能 够得到精确的电动力计算结果。
实验测量
对于一些简单的电器，可以通过实验测量的方法直接测量 电动力的大小，这种方法虽然简单，但精度较低。
发电厂电气课件——第3章 常用计算的基本理论和方法-3
设导体1中的电流在导体2
最大电动力必须乘以一个动态应力系数，以求得共振时的最
大电动力，即
Fmax 1.73107
L a
ish3
2
称为动态应力系数，为动态应力与静态应力之比值，
它可根据固有频率，从图3-14查得。
•由图3-14可见，固有频率
1.6 1.4
在中间范围变化时，β ＞1， 1.2
动态应力较大；当固有频
• （1）导体具有质量和弹性，组成一弹性系统。 •当收到一次外力作用时，就按一定频率在其平衡位置上下运 动，形成固有振动，其振动频率称为固有频率。 •由于受到摩擦和阻尼作用，振动会逐渐衰减。 •若导体受到电动力的持续作用而发生振动，便形成强迫振 动。如图3-12（c）（d）可知，电动力中工频和二倍工频两 个分量。 •（2）如果导体的固有频率接近这两个频率工频（50Hz）和 两倍工频(100Hz)两个分量之一时，就会出现共振现象，甚 至使导体及其构架损坏，所以在设计时应避免发生共振。
分量。
图3－12三相短路时A相电动力的各分量及其合力 a）不衰减的固定分量；b）按时间常数Ta/2衰减的非周 期分量；c）按时间常数Ta衰减的工频分量； d） 不衰 减的两倍工频分量。e）合力FA
2.电动力的最大值
工程上常用电动力的最大值。先求外边相（A相或C相）和中间相（B相） 电动力的最大值，然后进行比较。
开关电器电动力计算
开关电器电动力理论与计算1、开关电器中的电动力计算电动力计算采用两种方法，即毕奥-沙伐尔定律法和能量平衡法。
利用两种方法我们均可推得两导体之间的电动力F为：FF=μμ04ππII1II22LL dd=2×10−7II1II2LL dd式1 式中 F ——电动力（N）；I1、I2 ——回路1和回路2中的电流；L ——导体长度；d ——两导体间的中心距。
式1适用于又细又长的圆截面导体，而开关电器内部较大尺寸的圆截面导体或者矩形截面导体，必须在式1的基础上增加截面积修正系数K c：FF=2×10−7II1II2KK cc LL dd式2 式中K c——形状系数形状系数可用图表来计算获得，图表如下：图1 截面系数表例1：某型抽出式低压框架断路器静触头导电排的宽度是60mm，厚度是10mm，长度是85mm，材质为镀锡铜。
各极导电排的中心距是90mm，排布方式按出线不同分为水平排布和竖直排布，见图2。
求相应的截面系数K c。
解：第一步：求(a-b)/(h+b)和m=b/h水平排布：a−b h+b=90−6010+60≈0.4296，m=b h=6010=6图2 某型低压框架断路器的静触头导电排（水平排布和竖直排布）从图1的横坐标0.43处垂直往上，找到与m=6曲线的交点，交点的纵坐标大约为1.08，也即K c=1.08。
竖直排布：a−b h+b=90−1060+10≈1.1429，m=b h=1060≈0.1667从图1的横坐标1.14处垂直往上，找到与m=0.17曲线的交点，交点的纵坐标大约为0.95，也即K c=0.95。
解答完毕。
2、交流电流产生的电动力当交流电流流过开关电器的导电结构时，导电结构导体间的电动力F将随时间变化。
以下我们按单相交流电动力和三相交流电动力来分别讨论。
2.1单相交流稳态（正常运行态）电动力若通过开关电器的电流为交流电流i=I m sinωωωω=√2II sinωωωω，这里的Im是电流幅值，I是电流有效值，ω是电流角频率，t是时间。
电气设备的电动力计算
电气设备的电动力计算电气设备的电动力是指在设备运行过程中，设备对电能的转换和利用情况。
电动力计算是评估和确定电气设备的工作性能和能效的重要指标之一、本文将介绍电动力的基本概念和计算方法，并以电机为例，详细解析电动力的计算过程。
一、电动力的基本概念电动力是指电气设备在工作过程中所转换和利用的电能的大小。
电动力计算的目的是确定设备的能效和工作性能，为设备的选择和设计提供依据。
电动力通常包括直流电机的输出功率、交流电动机的输出功率、变压器的输出功率等。
二、电动力计算方法直流电机的电动力计算可以通过以下公式进行：P=V×I其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）。
交流电动机的电动力计算方法比较复杂，可以通过以下公式进行计算：P = √3 × V × I × Cosθ其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）；Cosθ为功率因数。
根据不同类型的电动机和工作条件，可以选择不同的功率因数。
变压器的电动力计算可以通过以下公式进行：P=U1×I1=U2×I2其中P为电动力，单位为瓦特（W）；U1为变压器的一次电压，单位为伏特（V）；I1为变压器的一次电流，单位为安培（A）；U2为变压器的二次电压，单位为伏特（V）；I2为变压器的二次电流，单位为安培（A）。
三、电动力计算的实际案例分析以一个三相交流电机为例，电机参数如下：额定功率PRated = 5 kW额定电压VRated = 380 V额定电流IRated = 10 A功率因数Cosθ = 0.9利用上述公式，可以计算出电机的电动力P：P = √3 × V ×I × Cosθ=√3×380V×10A×0.9≈5.37kW结果表明，该电机的电动力为5.37kW。
变压器电动力计算概述
变压器绕组载流以后，在它们所在的空间及其所包络的空间的μ0介质中将建立起漏磁场（轴向的和辐向的）；处于这个磁场中的绕组本身又要受到力的作用，这个力称为“洛仑兹力”或者称为电动力。
电动力在变压器绕组材料中产生机械应力，并部分地传到变压器其他元件上。
在额定电流作用下，电动力并不大；但短路时，电动力将剧增，可以使变压器发生故障甚至损坏。
变压器绕组是以绕组垫块隔开的铜线段所构成的。
这种系统的动特性在短路过程中是变化的，因为绝缘垫块的弹性与其压紧程度有关，即与作用力有关。
电动力本身也不是恒定不变的，而是按照复杂规律变化的。
绕组具有几个固有振荡频率，如果电动力的一个频率与固有振荡频率相重合，便产生共振，使压强增高，超过静压强。
绕组中的不稳定过程是电磁的和机械的两个过程的叠加。
由长期实践经验和短路强度试验情况可知，变压器在突然短路中，其绕组损坏的主要原因是短路时的辐向力和轴向力作用的结果。
在双绕组变压器中，沿绕组的轴向力使绕组承受压力或拉力作用。
拉力方向是向着铁轭，它由绕组端部，通过铁轭绝缘传至铁心夹紧装置。
当拉力大于结构件的机械强度时，可使绕组、压板及夹件等零部件产生变形，严重时可将上铁轭顶起，破坏整个铁心结构，使整个绕组拉坏。
沿绕组径向的辐向力，使内绕组受压力，外绕组受拉力作用。
当拉力大于导线抗张应力时，则绕组变形，匝绝缘断裂，整个主、纵绝缘结构遭到破坏，严重时甚至导线被拉断。
此外，由于短路时绕组中流过的电流比额定电流大几十倍，因此负载损耗将比额定运行时大几百倍，并使绕组温度迅速上升，因此若不能在最短时间内排除故障，则变压器就有被烧坏的可能。
虽然对短路时作用在变压器绕组上的电动力的研究已有相当长的时间，但全过程是很复杂的；到目前为止，在计算变压器机械强度时，通常把绕组当做是固定不动的，而把作用在绕组上的电动力看做是一个与流过绕组中最大电流相对应的常数。
换言之，动态问题代之以静态问题。
电动力计算公式
电动力计算公式电动力计算公式是电动机计算中非常重要的一部分，为了正确地进行电动机选择和设计，电动力的计算必须要进行准确可靠的操作。
本文将详细介绍电动力计算的公式，包括其定义、计算方法、常见问题和实际应用等方面，旨在为读者提供一份生动、全面、有指导意义的参考资料。
一、定义电动力计算公式指的是计算电动机所输出的力的数学公式，通常用于计算和预测电动机的性能参数，包括输出功率、转速、扭矩以及效率等。
二、计算方法电动力计算公式通常包括以下几个重要参数：1. 电机转速n（单位：转/分钟）2. 扭矩T（单位：牛米）3. 输出功率P（单位：瓦特）4. 效率η（百分比）下面介绍两种电动力计算公式的具体方法：1. 电动力计算公式1：P = 2 * π * n * T / 60其中，π为圆周率，n为电机转速（单位：转/分钟），T为电机扭矩（单位：牛米）。
通过上式进行计算，可以得出电机的输出功率P。
2. 电动力计算公式2：T = P / (2 * π * n / 60)通过上式进行计算，可以得出电机的扭矩T。
三、常见问题1. 如何确定电动机转速n？电动机的转速可通过电机的设计参数或者运行时的实际测量得出。
一般情况下，电机转速的值会直接影响电机的输出功率、效率和扭矩等参数。
2. 如何确定电机扭矩T？电机的扭矩与电机的驱动方式、传动机构和工作负荷等因素密切相关。
在实际应用中，通常需要确定电机的扭矩范围，以满足不同负荷工况下的使用需求。
3. 如何提高电动机效率？要提高电动机效率，可以在电机设计中采用优秀的材料、流体动力学设计和优化传动结构等措施。
除此之外，还可以通过严格的维护和管理来保证电机的运行状态，保证电机在正常负载工况下运行，减少能源浪费。
四、实际应用电动力计算公式广泛应用于各种类型的电动机设计、选择和应用中，既适用于单相交流电机和三相交流电机，也适用于直流电机和步进电机等。
在实际应用中，电动力计算公式可以帮助工程师正确选用合适的电机，减少能源消耗，提升设备的工作效率。
电动力计算
第五章 电气设备的发热和电动力计算第4节 导体短路时的电动力计算众所周知，通过导体的电流产生磁场，因此，载流导体之间会受到电动力的作用。
正常工作情况下，导体通过的工作电流不大，因而电动力也不大，不会影响电气设备的正常工作。
短路时，导体通过很大的冲击电流，产生的电动力可达很大的数值，导体和电器可能因此而产生变形或损坏。
闸刀式隔离开关可能自动断开而产生误动作，造成严重事故．开关电器触头压力明显减少，可能造成触头熔化或熔焊，影响触头的正常工作或引起重大事故。
因此，必须计算电动力，以便正确地选择和校验电气设备，保证有足够的电动力稳定性，使配电装置可靠地工作。
一、两平行圆导体间的电动力如图所示，长度为l 的两根平行圆导体，分别通过电流i 1和i 2，并且i 1=i 2，两导体的中心距离为a,直径为d ，当导体的截面或直径d 比a 小得很多以及a 比导体长度l 小得很多时，可以认为导体中的电流i 1和i 2集中在各自的几何轴线上流过。
计算两导体间的电动力可以根据比奥—沙瓦定律。
计算导体2所受的电动力时，可以认为导体2处在导体1所产生的磁场里，其磁感应强度用B1表示，B1的方向与导体2垂直，其大小为)(22417171011010T aa i i H B --⨯=⨯==ππμ 式中H 1—导体1中的电流i 1所产生的磁场在导体2处的磁场强度μ0—空气的倒磁系数则导体2全长l 上所受的电动力为⎰--⨯=⨯=l N l adx a i i i i F 02172172)(221010 同样，计算导体1所受的电动力时，可认为导体1处在导体2所产生的磁场里，显然，导体1所受到的电动力与导体2相等。
有公式可知，两平行圆导体间的电动力大小与两导体通过的电流和导体长度成正比，与导体间中心距离成反比。
二、两平行矩形截面导体间的电动力如图为两条平行矩形截面导体，其宽度为h,厚度为b,长度为l,两导体中心的距离为a ，通过的电流为i1和i2，当b 与a 相比不能忽略或两导体之间布置比较近时，不能认为导体中的电流集中在几何轴线流过，因此，应用前述公式求这种导体间的电动力将引起较大的误差。
03-03-载流导体短路时电动力计算
= 1.73 × 10 7
L 2 ish β a 1.2 × 45000 2 × 1.35 = 1621.5( N) 0.35
作业
某发电机出口母线发生三相短路,导体的绝缘子跨 距为1.4m,相间距离为0.7m,三相短路电流起始值 的有效值I〃=40kA,导体一阶固有频率为100Hz, 试求导体所受的最大电动力.
L ( 3) 2 [ish ] a
二,三相导体短路的电动力
3. 导体振动时的动态应力
共振
质量 弹性 弹性系统
一次力作用
固有振动(振动频率为fg) 强迫振动
若fp = fg
持续力作可知,三相短路电动力含中有工频和 2 倍工频两 个分量.如果导体的固有频率接近这两个频率之一时, 就会出现共振现象,甚至使导体及其构架损坏.所以在 设计时,应避免发生共振.
可见 FB max > FA max 故计算最大电动力时 应取B相的值.
(3 式中,ish ) 为三相冲击电流 (3 ish ) = 1.82 I m
二,三相导体短路的电动力
2. 电动力的最大值
比较两相短路和三相短路时的电动力
I ′′ ( 2 ) 3 = 由于 (3) 2 I ′′
( 故 i sh2) =
�
3 ( 3) i sh 2
所以 F
( 2) max
= 2 × 10
7
L ( 2) 2 [ish ] a
= 2 × 10
7
L 3 ( 3) 2 7 L ( 3) 2 [ ish ] = 1.5 × 10 [ish ] a 2 a
( 2) 可见 FB max > FA max > Fmax
故 Fmax = FB max = 1.73 × 10 7
电动力计算书
三相母线短路时的电动力计算公式：三相母线布置在同一平面中，是实际中经常采用的一种布置型式。
母线分别通过三相正弦交流电流Ia 、Ib 和Ic ，在同一时刻，各相电流是不相同的。
发生对称三相短路时，作用于每相母线上的电动力大小是由该相母线的电流与其它两相电流的相互作用力所决定的。
在校验母线动稳定时，用可能出现的最大电动力作为校验的依据。
经过证明，B 相所受的电动力最大，比A 、C 相大7%，由于电动力的最大瞬时值与短路冲击电流有关，故最大电动力用冲击电流表示，则B 相所受到的电动力为式中 F zd ——三相短路时的最大电动力，NL ——母线绝缘子跨距，ma ——相间距离，mi ch ——三相短路冲击电流各种形状的母线通常都安装在支持绝缘子上，当冲击电流通过母线时，电动力将使母线产生弯曲应力， 因此必须校验母线的动稳定性。
安装在同一平面内的三相母线，其中间相受力最大，即F max =1.732×10-7K f al i sh 2 (N) (7-34) 式中 K f —母线形状系数，当母线相间距离远大于母线截面周长时， K f =1。
l—母线跨距(m)； a—母线相间距(m)。
母线通常每隔一定距离由绝缘瓷瓶自由支撑着。
因此当母线受电动力作用时，可以将母线看成一个多跨距载荷均匀分布的梁，当跨距段在两段以上时，其最大弯曲力矩为10max l F M = (7-35) 若只有两段跨距时，则8max l F M = (7-36) 式中 F max —— 一个跨距长度母线所受的电动力（N ）。
母线材料在弯曲时最大相间计算应力为WM ca =σ (7-37) 式中 W 一母线对垂直于作用力方向轴的截面系数，又称抗弯矩（m 3），其值与母线截面形状及布置方式有关。
要想保证母线不致弯曲变形而遭到破坏，必须使母线的计算应力不超过母线的允许应力，即母线的动稳定性校验条件为al ca σσ≤ （7-38）式中 al σ 一母线材料的允许应力，对硬铝母线民al σ=69MPa;对硬铜母线al σ=137MPa 。
经典电动力学中的面电荷分布计算方法
经典电动力学中的面电荷分布计算方法经典电动力学是物理学中的一个重要分支，研究电荷和电场之间的相互作用。
在电动力学中，面电荷分布是一个常见的问题，计算面电荷分布的方法有很多种。
本文将介绍几种经典电动力学中常用的面电荷分布计算方法。
一、高斯定律高斯定律是电动力学中最基本的定律之一，它描述了电场的分布与电荷的关系。
根据高斯定律，通过一个闭合曲面的电通量等于该曲面内的电荷总量除以真空介电常数。
对于一个平面上的电荷分布，可以通过选择一个以该平面为底面的闭合曲面来计算电通量。
根据高斯定律，电通量等于电场的面积分，通过对电场的积分即可得到面电荷分布。
二、离散化方法离散化方法是一种常用的数值计算方法，它将连续的问题离散化为离散的问题进行求解。
对于面电荷分布计算，可以将平面上的电荷分布离散为一系列点电荷，然后通过计算每个点电荷的电场分布，再将其叠加得到整个面电荷的电场分布。
这种方法适用于面电荷分布较为复杂的情况，可以通过增加离散点的数量来提高计算精度。
三、连续化方法连续化方法是一种将离散问题连续化的方法，通过对离散问题的近似和插值，得到连续问题的解。
对于面电荷分布计算，可以通过将电荷分布近似为一系列连续的电荷密度函数，然后通过对电荷密度函数进行积分来计算电场分布。
这种方法适用于面电荷分布较为均匀的情况，可以通过增加积分精度来提高计算精度。
四、数值解法数值解法是一种通过数值计算来求解问题的方法，对于面电荷分布计算，可以通过有限元方法或有限差分方法来进行数值计算。
这种方法适用于面电荷分布较为复杂的情况，可以通过增加网格的密度来提高计算精度。
数值解法在计算复杂电荷分布时具有较高的精度和灵活性，但计算量较大。
五、解析解法解析解法是一种通过解析求解问题的方法，对于特定的电荷分布形式，可以通过求解麦克斯韦方程组得到解析解。
例如，对于均匀带电平面的电荷分布，可以通过求解麦克斯韦方程组得到电场分布的解析解。
解析解法具有计算速度快、精度高的优点，但适用于特定的电荷分布形式。
03-03-载流导体短路时电动力计算
整理得: 整理得:
∫
tk
0
ρ m C0 I kt dt = ρ0
2
1 + βθ ( )dθ ∫θ w 1 + αθ
θh
积分结果: 积分结果:
1 Qk = Ah Aw 2 S
Qk = ∫ I kt dt 与短路电流产生的热量 0 成正比,称为短路电流的热效应(或热脉 成正比,称为短路电流的热效应 或热脉 冲),简称热效应. ,简称热效应.
左手定则
两条平行导体间的电动力计算
F = ∫ i2 B1 sin αdl
0
L
= ∫ 2 × 10
0
L
7 1 2
ii dl a
= 2 × 10
7 1 2
ii L a
同方向吸引力, 同方向吸引力,异方向排斥力
两条平行导体间的电动力计算
考虑到形状因素: 考虑到形状因素:
i1i2 F = 2 × 10 K L a
由于I 为短路全电流, 由于 kt为短路全电流,它由短路电流 周期分量I 和非周期分量I 周期分量 p,和非周期分量 np ,两个分量 组成,由于两个分量的变化规律不同, 组成,由于两个分量的变化规律不同,将 它们分开计算比较方便, 它们分开计算比较方便,相应的等值时间 也分为两部分. 也分为两部分.
实用计算法的计算公式
tk 周期分量: 周期分量: Q p = ( I ′′ 2 + 10 I (2tk 12
2)
+ I t2 ) k
非周期分量: 非周期分量: Qnp = TI ′′ 2
第三节 载流导体短路时电动力计算
1,电动力效应—— 载流导体之间产生电动力的相互 ,电动力效应 作用 2,短路电流所产生的巨大电动力的危害性: ,短路电流所产生的巨大电动力的危害性: 电器的载流部分可能因为电动力而振动, 电器的载流部分可能因为电动力而振动,或者因 电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形, 电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形,甚 至使绝缘部件或载流部件损坏. 至使绝缘部件或载流部件损坏. 电气设备的电磁绕组,受到巨大的电动力作用, 电气设备的电磁绕组,受到巨大的电动力作用, 可能使绕组变形或损坏. 可能使绕组变形或损坏. 3,动稳定的校验. ,动稳定的校验.
电动力计算.
高压断路器 第一章 概述（2006-11-24）第一节 ：高压断路器的用途和基本结构高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。
根据控制和保护的对象不同，它大致可以分为以下几种类型： （1）：发动机断路器—控制、保护发动机用的断路器； （2）：输电断路器—用于35kv 及以上输电系统中的断路器； （3）：配电断路器—用于35kv 及以下的配电系统中的断路器； （4）：控制断路器—用于控制、保护经常启动的电力设备，如高压电动机、电弧炉等的断路器。
还有按使用的电压等级来划分，有： （1）：中压断路器—在35kv 及以下电压等级使用的断路器； （2）：高压断路器—110、220kv 电压等级使用的断路器； （3）：超高压断路器—330kv 及以上电压等级使用的断路器。
按断路器灭弧原理来划分，有油断路器、气吹断路器（如空气断路器、六氟化硫断路器）、真空断路器和磁吹断路器等。
高压断路器的典型结构简图如下：有开断和关合电路的执行元件，它包括触头、导电部分和灭弧室等；操动机构用以操动触头的分合动作；还有绝缘支柱和安装基座。
第二节：对断路器的主要要求对其要求大致分成以下三个方面： 一：开断、关合电路方面 1：开断负载电路和短路故障断路器开断电路时，主要的困难是熄灭电弧。
由于电力网电压高、电流大电弧熄灭更加困难。
在电力网发生故障时，短路电流比正常负荷电流大的多，这时电路最难开断。
因此，可靠地开断短路故障是高压断路器的主要的，也是最困难的任务 。
标志高压断路器开断短路故障能力的参数是：额定电压e U ，单位kv ； 额定开断电流ke I ，单位kA ;习惯上，经常使用的另一个参数是额定断流容量de P ，单位兆伏安。
对于三相电路，deP 的计算公式是de e ke P I （1－1） 2：快速开断电力网发生短路故障后，要求继电保护系统动作要快。
更重要的是，在超高压电力网中，缩短断路器开断时间可以增加电力系统的稳定性。
三相交流电动力计算方法
三相交流电动力计算方法
朋友们，咱今天就来讲讲三相交流电动力计算方法！嘿，这可是个超级实用的东西啊！就好比你要造一辆超级酷炫的赛车，你得知道怎么让它的动力最猛，对吧？
你想想看，三相交流电就像三头强壮的小牛，它们齐心协力地拉着一辆车前进。
那怎么算出它们能产生多大的力量呢？
比如说，在一个工厂里，那些大机器都靠三相交流电来驱动。
如果我们不知道怎么计算这个动力，那机器会不会哪天就突然“罢工”啦？那可不行呀！
我们可以把三相交流电的每一相想象成一个大力士，它们各自发力，然后合起来的力量就是我们要计算的。
这里就有一些公式和参数哦，别害怕，其实没那么难理解！
假设我们有一台电动机，它的参数我们都知道，那怎么知道它能有多大力气呢？这时候就用到我们的三相交流电动力计算方法啦！就像是给这个电动机称称体重一样，知道了它的“体重”，我们就能更好地利用它啦。
“哎呀，这个计算方法是不是很复杂呀？”有人可能会这么问。
其实真没那么难！只要静下心来，一点一点去理解，你会发现，哇，原来这么容易呀！
总结起来呢，三相交流电动力计算方法就是我们掌握电力世界的一把钥匙，有了它，我们就能更好地利用电能，让各种机器和设备都乖乖听话，为我们干活！所以，一定要好好掌握它哦！大家可别小瞧了它呀！。
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高压断路器 第一章 概述（2006-11-24）第一节 ：高压断路器的用途和基本结构高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。
根据控制和保护的对象不同，它大致可以分为以下几种类型： （1）：发动机断路器—控制、保护发动机用的断路器； （2）：输电断路器—用于35kv 及以上输电系统中的断路器； （3）：配电断路器—用于35kv 及以下的配电系统中的断路器； （4）：控制断路器—用于控制、保护经常启动的电力设备，如高压电动机、电弧炉等的断路器。
还有按使用的电压等级来划分，有： （1）：中压断路器—在35kv 及以下电压等级使用的断路器； （2）：高压断路器—110、220kv 电压等级使用的断路器； （3）：超高压断路器—330kv 及以上电压等级使用的断路器。
按断路器灭弧原理来划分，有油断路器、气吹断路器（如空气断路器、六氟化硫断路器）、真空断路器和磁吹断路器等。
高压断路器的典型结构简图如下：有开断和关合电路的执行元件，它包括触头、导电部分和灭弧室等；操动机构用以操动触头的分合动作；还有绝缘支柱和安装基座。
第二节：对断路器的主要要求对其要求大致分成以下三个方面： 一：开断、关合电路方面 1：开断负载电路和短路故障断路器开断电路时，主要的困难是熄灭电弧。
由于电力网电压高、电流大电弧熄灭更加困难。
在电力网发生故障时，短路电流比正常负荷电流大的多，这时电路最难开断。
因此，可靠地开断短路故障是高压断路器的主要的，也是最困难的任务 。
标志高压断路器开断短路故障能力的参数是：额定电压e U ，单位kv ； 额定开断电流ke I ，单位kA ;习惯上，经常使用的另一个参数是额定断流容量de P ，单位兆伏安。
对于三相电路，deP 的计算公式是de e ke P I （1－1）2：快速开断电力网发生短路故障后，要求继电保护系统动作要快。
更重要的是，在超高压电力网中，缩短断路器开断时间可以增加电力系统的稳定性。
参看图1－3。
开断时间是高压断路器的一个重要参数。
全开断时间为固有分闸时间和燃弧时间之和。
断路器全开断时间：k t ＝1t ＋2t 短路故障时间＝0t ＋k t其中，0t －继电保护动作时间；1t —断路器固有分闸时间；2t —燃弧时间；k t —断路器全开断时间。
3：关合短路故障电力网中的电力设备或输电线路有可能在未投入运行之前，就已存在绝缘故障，甚至处于短路状态。
这种故障称为 “预伏故障”。
这样就会出现短路故障电流，短路电流产生的电动力，使断路器的关合造成很大阻力。
甚至使触头不能关合，此时在触头间形成持续电弧，造成断路器损坏或爆炸。
为了避免上述情况，断路器应具有足够的关合短路故障的能力。
标志此能力的参数是断路器的额定短路关合电流ge i （峰值）。
4：自动重合闸输电线路的短路故障大多数是雷害、鸟害等临时性故障。
因此，为了提高用电可靠并增加电力系统的稳定性，线路保护多采用自动重合闸方式。
采用最大重合闸方式的断路器，应在短时间内连续合分几次短路故障。
对于断路器来说，负担要沉重的多。
5：分合各种空载、负载电路在电网运行过程中，有时需要关合、开断空载长输电线、空载变压器、电容器组、高压电动机等电路。
合分这些电路的主要问题是可能产生过电压。
此时要求断路器在分合过程中，不应产生危及绝缘的过电压。
6允许合分次数在规定的年限内，断路器应有一定的允许合分次数。
根据标准，一般断路器影响空载合分次数应达到1000～2000次。
此外，还应有足够的电寿命（允许连续分合短路电流或负载电流的次数）。
7：对周围环境的影响断路器在动作时往往会出现排气、喷烟或喷高温气体等现象，不应过分强烈，以免危及周围设备的正常工作。
二：一般电气性能方面高压断路器长期工作在高电压电网上，应能承受所在电网各种电压、电流的作用下不致损坏。
1：电压方面其绝缘应能长期承受相应的最大工作电压，而且能承受相应的大气过电压、内部过电压的作用。
可参考有关标准。
2：电流方面在长期通过工作电流时，各部分的温度不应超过允许值。
可参考有关标准规定。
断路器通过短路电流时，不应因电动力受到损坏，触头不应发生焊接和损坏。
标志其性能的参数是：额定电流e I 、额定动稳定电流de i （峰值）、额定热稳定电流reI和额定热稳定时间re t （2秒或3秒）。
还有额定短路关合电流ge i （峰值）。
各种额定值之间的关系可写出下面的式子：额定短路关合电流ge i ＝de i （额定动稳定电流） （1－2） 额定热稳定电流re I ＝ke I （额定开断电流） （1－3）额定短路关合电流ge i ＝1.8ke I （额定开断电流） （）＝2.55ke I （1-4）三：自然环境方面在周围环境各种条件作用下，断路器都应可靠工作： 1：海拔高度海拔高度对断路器主要有两方面影响： （1）：对外部绝缘的影响。
由于高海拔地区，大气压力低，大气耐压水平降低。
（2）：对电器发热温度的影响。
高海拔地区，空气稀薄，散热差。
我国海拔低于1000m 的地区仅占全国面积的35‰。
2：环境温度高压断路器标准规定，产品使用的环境温度为－30℃ 至＋40℃。
温度过低，会使断路器内部变压器油、液压油及润滑油的粘度增加、使断路器分闸、合闸速度降低。
另一个问题是温度过低使密封材料的性能降低，造成漏气漏油。
温度过高，可能造成导电部分过热及电容套管的密封胶渗出等。
特别是装在户外的产品，在阳光照射下很容易过热，按标准规定，周围环境温度每增加1℃，工作电流应降低1.8‰；如果环境温度每降低1℃，可提高工作电流0.5‰，但不得超过20‰。
3：湿度我国长江以南地区，长年湿度在90‰以上。
这样容易引起断路器金属锈蚀，绝缘件受潮，油漆层脱落，甚至影响机构的可靠动作。
4：风力过大的风力可能引起细长结构的断路器变形甚至断裂。
设计时应考虑风力的负荷影响。
5：大雨 6：污秽 7：地震8：湿热地区：应考虑断路器的三防（防湿热、防霉、防盐雾）。
9：干热地区第三节：高压断路器的特点高压断路器其特点： （1）：结构的多样性：各类产品在原理、结构上差别很大。
即使同一类型的断路器，由于厂家、生产年代、参数的不同，在结构上常有很大差别。
（2）：试验的重要性：断路器的基本现象——电弧的物理过程至今尚不清楚，有关电弧的理论分析、设计计算方法更是十分粗糙。
一种新结构的断路器常常要经过大量的试验研究，多次的修改才能成型。
（3）：要求高度的可靠性：高压断路器是电力系统最重要的保护设备，要求断路器在各种环境下，各种工作过程中不出故障，而且对周围的环境也不带来有害的影响。
常见的故障有：动作失灵、密封失效、绝缘破坏和灭弧故障等。
在灭弧和绝缘故障中，有不少也是由于动作失灵或密封不好造成的。
第二章电动力计算（2006-11-22）第一节：电器电动力载流导体在磁场里，导体就要受到磁场对电流的作用力。
此力称为电动力。
如果磁场是均匀的，则电动力的大小可按下式计算：F=B l I（2－1）其中，F—电动力；B—磁感应强度；l—导体长度；I—导体中电流。
如果电流与磁感应强度B的方向成β，则电动力F的大小为F=B l I sin （2－2）电动力F的方向按图2－1（2）所示。
各种电器的导电部分总是由多个导体构成的，当导体中有电流流过时，各导体之间就会有电动力的作用。
如图2－2所示。
电流1I 在导体2l 处产生磁场1B 其方向垂直于导体2l ，因此导体2l 承受电动力2F 的作用，方向由左手定则确定。
同理导体2l 中电流2I 在导体1l 处产生磁场2B ，对导体1l 产生电动力1F 的作用。
电动力2F 和1F 对两个导体是产生相吸的力。
如两个电流方向相反时，则导体间承受斥力。
两个导体间的电动力的大小由式（2－1）决定：2122F B l I =一般情况下，1B 正比于电流1I ，则212F cI I = （2－3）若两个电流1I 和2I 相等，则电动力也相等，由此有2F cI = （2－4）式中c 是与导体形状、尺寸有关的系数，以后再讲。
当力为㎏作单位，电流以A 作单位时，上式可分别改写为：8121.0210F cI I -=⨯ （2－5）821.0210F cI -=⨯ （2－6）当断路器导体内电流很小时，如几百至几千安时，作用在导体上的电动力很小，对断路器的工作一般每一什么影响，可以忽略不计。
当导体内电流超过万安以上时，应当考虑电动力的问题。
此时，电动力可能达到几十㎏或几百㎏以上，使断路器中某些零件会产生变形或断裂等问题。
断路器合闸时，作用在横档上的电动力F ，是反对断路器关合。
如图所示。
第二节;计算电动力的两种基本方法 （一）：用比奥－沙瓦定律计算电动力比奥－沙瓦定律是计算电动力最常用的方法。
如图6，载流导体l 处在磁场中，导体中的电流I 。
在导体l 的元长度dl 上所受的电动力dF ,按式（2）其表达式为sin dF IB dl β= （2－7）式中，B —元长度dl 处的磁感应强度；β—dl 与B 的夹角。
对式（2－7）沿导体l 全长积分，就可以得到导体l 全长上所受到的总电动力F ，即sin llF dF IB dl β==⎰⎰ （2－8）计算电动力首先应知道导体l 全长上磁感应强度的分布情况。
现在研究某磁场强度B 的计算问题。
将导体0l 沿导体长度分成若干元长度0dl ，元长度0dl 内电流在某A 点产生dB ，dB 与电流0I 0dl 成正比，与0dl 至A 点间的距离r 的平方成反比，与0dl 和r 之间的夹角α的正弦成正比，即0002sin 4l l I dl B dB rμαπ==⎰⎰ （2/Wb m ） （2－10） 将式（2－10）的B 代入式（2－8），得0002sin sin 4l ldldlF I I r μαβπ=⋅⎰⎰ （N ） 将力的单位换成㎏，1（N ）=0.102（㎏）,并以0μ代入后得到（㎏） （2－11）式中，02sin sin l l dl dl c r αβ⋅=⎰⎰ （2－12） c 称为回路系数。
它与导电系统的几何尺寸、形状有关。
计算出回路系数c 的数值，再知道电流就可以得出电动力的数值。
所以式（11）是计算电动力的一般通用式。
（二）：用能量平衡法计算电动力其原理是：任一回路内电动力F 所作的功等于该回路储能的变化，即dW Fdx = （2－13）式中 dW —在电动力作用下，回路沿x 方向发生元位移dx 时，回路储能的变化。
由此作用在回路中导体上的电动力F 为：dWF dx= （N ） （2－14） 载流导体回路中，储存于磁场中的能量W 为：212W LI = （2－15）式中，L —回路的电感（H ）I —回路中流过的电流（A ）。
两国相邻的载流导体回路中，存储于磁场中的总能量为:221122121122W L I L I MI I =++ （2－16） 式中，1L ，2L —回路1和2的自感（H ）；M —两个回路间的互感（H ）； 1I 和2I —回路1和2中的电流（A ）。