第二章电工基础知识资料

22
① 同相：
两个同频率正弦交流量的相位差为0° ② 反相： 两个同频率正弦交流量的相位差为180° ③ 超前： 两个同频率正弦交流量初相角大的那一个，叫做超前 于另一个。
④ 滞后：
两个同频率正弦交流量初相角小的那一个，叫做滞后 于另一个。
23
4、正弦交流电有效值
若一个交流电和直流电通过相同的电阻，经过相同的 时间产生的热量相等,则这个直流电的量就称为该交流电 的有效值 用 E U I
物理意义：
在外电路中，正电荷在电场力的作用下，从高电位处 移到低电位处所做的功，称为电位。
用字母 φ表示。单位是伏特 V。
7
4、电动势
在电源内部，非静电力把电位正电荷从负极板移到正 极板所做的功叫电动势。
本书解释： 由其它形式的能量转换为电能所引起的电源的正、负 极之间存在的电位差，叫电动势。
用字母 E 或 e 表示；单位是“伏特”（V）
39
②、三角形联接：“Δ”
UL =Uφ IL =√3 Iφ
40
2、三相负载：
“Y”联接的负载
“△”接的负载：
41
五、三相交流电路的功率和功率因数
1、三相交流电路的功率 P = PU + PV + PW = UUIUcosφU + UVIVcosφV+ UWIWcosφW
= 3Uφ Iφ cosφ = √3 U I cosφ 同理可推出： 无功功率： Q = √3 U I cosφ 视在功率： S = √3 U I 4、功率因数 Cosφ = R = P Z S
3）最大值:交流电的最大瞬时值(振幅值或峰值)
用 Em Um Im
3、相位、初相位、相位差 1）相位: 交流电动势某一瞬间所对应的(从零上升开始计)已经变化 过的电角度(ωt+φ)。
21
2）初相位:t=0时正弦交流电的相位。
3）相位差:两个同频率交流电的相位之差 φ=(ωt+φ1) -(ωt+φ2)= φ1- φ2
对于正弦交流电,有效值与最大值的关系式为 Em = √ 2 U Im = √2I √ 2 E Um = 平时所讲交流电的大小，都是指有效值的大小
24
三、正弦交流电的表示方法
1、用一个数学式子来表式交流电的方法称为解析法 如：e=20sin(100πt-60°)
u=Umsin(314t+ 60°)
2、用波形图来表示交流电的方法叫图形法,也叫曲线图法
即：
∑U = 0
或者，在任何闭合电路中，各个电阻上的电压降的代数 和等于各个电动势电压升的代数和。
U升 = U降
A
E1
R3 R1 B
E2
R2
16
六、 电功、电功率和电流的热效应 (一) 电功（电能）：电流做的功。（电场力做的功） A = P×t = I2Rt
电源所做的功称为电能。单位：千瓦小时（kW· h） （二） 电功率： 单位时间内电场力做的功。 2 U A P= t = I2×R = UI = R 单位：瓦特 （W） 七、电流的热效应 电流通过导体时，克服导体的电阻作功，将所消耗的电能 转换成热能，使导体温度升高的现象。 A = P×t = I2Rt 或 A = P×t = 0.24 I2Rt 单位：焦耳（ J ）或 卡路里（cal）
根据上式 可知影响电阻的大小有两个因素： ① 在一定温度下，电阻大小与导体长度、截面积及材料有关。
② 导体电阻与温度有关。一般金属导体，温度越高电阻率越大。
6
3、电压与电位 1）电压 在电场中任意两点之间的电位差。 用字母 U或u表示。单位是伏特 V。（千伏kV、毫伏mV） 2）电位、电位差
在电路中，将某点设为参考点则电路中各点对参考点 的电压称为电位。
A E1 R3 R1 B
14
E2 R2
（二）基尔霍夫第一定律KCL（节点电流定律）
在电路中任何时刻的任意节点，所有支路电流的代数 和恒等于零。 即： ∑I = 0
或者，流入节点的电流等于流出节点的电流。
I入 = I出
I1 I5 I4
I1 R1
a R2
I2
I3
R E R4 I2
R5
R3
b
15
（二）基尔霍夫第二定律KVL：（回路电压定律） 在电路中任何闭合回路中，各段电压的代数和恒等于零。
36
3、三相交流电的产生
电枢绕组中通入直流电流，产生主磁场。定子上按在空 间相差 120°安放三个匝数、绕法相同的三套绕组。当电 枢旋转时，在定子线圈上产生出感应电动势。
37
4、三种表示方法。
数学表达式法
图形法
矢量法
38
5）相序：
各相电压经过同一值（最大值）的先后次序称为三相 电 源的相序。 包括：正相序，负相序，零相序 6）联接方式 ① 星形联接：“Y” 相电压Uφ ：相线与零线上的电压值； 线电压UL ：相线与相线上的电压值； UL=√3 Uφ I φ= I L
第二章
电工基础知识
1
第一节
直流电路
2
一、电路
1、电路定义： 由电源、负载、开关经导线连接而形成的闭合回路。是 电流流通的路径。 2、电路的三种状态 1） 通路（闭路）：
开关接通，电路构成闭合回路，电路有正常电流。 2） 断路（开路）： 开关 开关或某处断开，电路中无电流。
3）短路： 电路中负载两端被短接。电 路中电流很大，会烧坏电源，属 于事故状态，应避免发生。
42
S φ P
Q
并联电容可提高cosφ
第四节
电磁感应和磁路
43
一、 磁的基本知识
（一） 磁铁的性质 1、磁铁某两端的吸引力最大处为磁极，独立的磁极是不存 在的。 2、两磁铁之间同磁极相斥，异磁极相吸。 3、一个能转动的条形磁铁在静止时，一极总是指向地球的 北方，为磁铁的北极（N极）；另一极总指向地球的南方， 为磁铁的南极（S极） （二） 磁场 1、磁场：在磁体和载流导体周围存在着一个磁力能起作用 的空间。 2、磁力线：用来说明磁场分布的假想线。 在磁铁外部，磁力线从N极指向S极；
单位 S（秒） 2）频率f ：在每一秒钟内交流电重复变化的次数 单位 Hz（赫兹） 周期与频率互为倒数： 1 f= T
3）角频率:交流电每秒钟内的变化的弧度数（电角度）。 用弧度ω来表示 ω=2πf =314 rad/s
20
2、瞬时值、最大值 1）瞬时值函数表达式为：
e=Em sin(ωt+ψ)
2）瞬时值:交流电在某一瞬间的数值 用 e u i
25
3、用矢量来表示交流电的方法叫旋转矢量
26
四、单相交流电路 1、纯电阻电路 1）相位关系: 在交流电路中的纯电阻,其两端所加的电压与电流同相 2）功率 瞬时功率为电压瞬时值u与电流的瞬时值i的乘积 （消耗功率、有功功率）。 P = ui 平均功率：一个周期内瞬时功率的平均值。 ² P = UI = I² R = U R ~
29
3、纯电容电路 1）相位关系: 在交流电路中的纯电容，其两端所加的电压滞后电流90º 。
30
2）容抗: 电容对交流电流的阻碍作用 Xc =
1 1 = ωc 2πf c Uc Ic= Xc
★纯电容上不消耗有功能量，P = 0
Qc = UcIc= Ic²Xc =
Uc² Xc
电容与电源进行不断的能量交换
8
三、欧姆定律 （一）部分电路欧姆定律
1、定义：
流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比， 与这段导体的电阻成反比。 2、数学表达式： + U I R
I =
U R
9
（二）全电路欧姆定律
1、定义：
在闭合电路中，电流与电源的电动势成正比，与电路的 内阻和外电阻之和成反比。
2、数学表达式：
I
U = E – IR0 或 + R0 U R
iR R UR
iR
UR
27
2、纯电感电路 1）相位关系： 在纯电感电路中，当通过交流电流时，在线圈中，产 生自感电动势eL， eL会阻碍线圈中的电流iL的变化。使外 加电压超前电流900，而电感上的电流又超前自感电动势eL 900。因此，自感电动势与电压反相。 2）感抗: 电感对交流电流的阻碍作用 XL = ωL = 2πf L UL UL IL= X = 2πf L L
VA（伏安）
34
第三节 三相交流电路
35
一、三相电源
1、定义： 三个电动势大小相等、频率相同相位上互差 120°， 按一定方式联接构成三相电源。 2、 优点 ① 发电机：充分利用铁芯和电枢磁场，体积小。 ② 输送经济：同功率输送，三相可节省四分之一有色金属。 ③ 三相电动机：性能好，维修方便振动小。
R = R1 + R2 + ......+ Rn 11
R3
（二）电阻的并联 两个或两个以上的电阻头与头、尾与尾连接在一起， 使每一电阻两端承受同一电压。 1、并联电路的特点 1）各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。 U1 = U2 =......Un = U 2）总电流等于各电阻中的电流之和。 I = I1 + I2 + ......+ In 3） 等效电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。 1 1 1 R1R2 + ... = + R = R1 + R2 R R1 R2 + I 4） 各支路分配的电流与支路的电阻 I2 I1 只值成反比。 U R1 R2 R2 R1 I1 = I I2 = I R1+R2 R1+R2 12
31
4、交流电路的功率和功率因数 R-L-C之间不仅有数量关系还有相位关系 1）电压关系式: U=√ U2R+U2L
U=√ U2R+U2C