汽车电工与电子技术基础

3.电容器的主要参数
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耐压 标称容量
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4.电容器的串联和并联 特性：
串联
1）每个电容器上的电荷量相等 2）总电压等于各电容器电压之和
3）等效电容倒数为各电容倒数和。
4）各电容器分得的电压与其电容量 成反比
4.电容器的串联和并联
U31
U3
U1
有效值关系： UL 3UP
相位关系：线电压超前相电压30°
二、三相电源的联结
2.三相电源三角形（△ ）联结 将三个绕组首尾相连并引出三根导线，这种联
结方法称为三角形联结。
注意： 三角形联结下只能提供 一组线电压
三角形联结
三、三相电源和负载的联结
1.三相负载的星形（Y）联结 ▪ 负载相电压：uU，uV，uW ▪ 负载相电流：iU，iV，iW
6
)V
2
sin(100t
3
2
3
A )V
3
0
U 1
I
1
6
解：
U1
100
3
V
2 3
U2
100
2
3
V
I1
50
6
A
U 2
相量图
2.3 RLC 在交流电路中的特性
一、电阻元件
1.电压与电流关系
有效值关系：U=RI
ui u
i
0
i +u -
t
相位关系：相位相同
相量
I
相量图 U U RI
T
T
2
2
电阻元件的关联参考方向、波形图和相量图
数的意义。 5.三相电源与负载的联结方法，能进行一般的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ析
计算。
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2.1 电容器和电感线圈
一、电容器
1.电容器的基本特性 电容器是用来储存电荷的装置
电荷，库仑
定义电容为
电容，法拉
Cq u
电压，伏特
图形符号
2.电容器的种类
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:UP
1 3 Ul
IP Il
或 P 3Ul Il cos
:UP Ul
1 IP 3 Il
为相电压与相电流之间的
相位差或负载的阻抗角
同理可得出对称三相电路无功功率及视在功率
Q 3U pI p sin 3Ul Il sin
S 3U pI p 3Ul Il
注:因为线电压及线电流容易测得，而且 三相设备铭牌标的也是线电压和线电流。 所以功率多由线电压和线电流算得。
2.电路的功率和能量转换
▪ 瞬时功率
p ui
p u, i p
▪ 平均功率
P u
P UI RI 2 U 2
0
i
R
T
T
2
2
Pm=UmIm P =UI
t
二、电感元件
1.电压与电流关系
XL:感抗，单位Ω
有效值关系：U ωLI X LI 相位关系：电压超前电流90°
相量关系式： U jLI
2.电路的功率和能量转换
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特性：
并联
1）每个电容器上的电压相等 2）总电荷等于各电容器电荷之和 3）等效电容为各电容之和。
5.电容器的充电和放电
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充电曲线
充电和放电电路
放电曲线
汽车电容式闪光器电路
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二、RLC串连电路的功率
▪ 平均功率
总电流
P UI cos
总电压
u 与 i 的相位差或 该电路的阻抗角
cos ----- 功率因数
二、RLC串连电路的功率
▪ 无功功率 Q IU sin
▪ 视在功率 S IU
(单位：VA)
视在功率也称功率容量，交流电气 设备是按照规定了的额定电压UN 和额定 电流IN 来设计使用的。变压器的容量就 是以额定电压和额定电流的乘积来表示 的即SN=UNIN 。
瞬 eU E 2sin ωt V
相 EU E 0V
时 eV E 2sin(ωt120)V 量 EV E 120 V
式 eW E 2sin(ωt120)V
Em eU eV eW
式 EW E 120 V
EW
120º EU
120º
0
ωt
120º
EV
▪ 相序 从计时起点开始三相交流电依次出现正幅值
一、提高功率因数的意义
▪ 电源设备的容量不能得到充分的利用 ▪ 增加了线路上的功率损耗和电压降
二、提高功率因数的方法
提高功率因数，常用的方法是与感性负载并 联电容器。
IC
+ I U
I1
R IC
C
L
-
U
1 I
I1
并联电容C的计算公式
C
P
U
2
(tg1
tg )
2.6 三相交流电路
一、三相电动势的产生
三个绕
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书名：汽车电工与电子技术基础 ISBN： 978-7-111-30256-8 作者：冯渊 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
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第二章 正弦交流电路
2.1 电容器和电感线圈 2.2 正弦交流电及其相量表示 2.3 电阻电感电容在交流电路中的特性 2.4 RLC串连电路 2.5 感性负载与电容的并联电路
组空间
U1
位置互
•
隔120°
S
定子
V2 •
• W2
相头 相尾 定子中的 U1 U2 三个绕组： V1 V2
W1 W2
每个绕组的感应电压 相当于一个单相电源
U1
V1
W1
W1
N
V1
EU EV
EW
转子
U2
U2
V2
W2
三相交流电的产生
三相交流发电机产生三个频率相同，幅值相等， 对于选定的参考方向相位依次相差120°的一组 正弦电压---对称三相电动势。
S
Q
P
功率三角形
三、串连谐振
i Z R j(XL XC) R jX Zφ
R uR
当X=XL-XC=0时, 电路相当于
u
“纯电阻”电路, 其总电压U和总
L uL 电流I同相。 电路出现的这种现象
C
称为“谐振”。
uC
i
▪ 谐振条件：感抗=容抗
L 1 C
R uR ▪ 谐振频率：
u
L C
uL 0
o
t
φ
φ
波形图
两个正弦信号的相位关系
▪ 若φ φu φi 0,
称 u 与 i 同相；
u u,i
i
▪ 若φ φu φi 180 ,
称 u 与 i 反相；
u,i u i
o
t
o
t
波形图
两个正弦信号的相位关系
▪
若φ
φu
φi
u,i
π， 2
称
u与
i 正交。
u i
o
t
φ
波形图
二、正弦交流电的相量表示
例：
三相交流异步电动机每相阻抗为10Ω，额定 相电压为380V，功率因数为0.6。电源的线电压 为380V。分别计算电动机接成星形和三角形时 的线电流和功率。（2）电动机正常工作时，应 采用哪种接法？
解：
电动机接成星形时
UP
UL 3
380 3
V
（或零值）的顺序称为相序。
正序： U—V—W—U， 反序： U—W—V—U，
对称三相电动势的瞬时值之和或相量之和为零
eU eV eW 0 EU EV EW 0
二、三相电源的联结
1.三相电源星形（Y）联结
将三个绕组末端接在一起，从始端引出三根导 线，这种联结方法称为星形联结。
端线 端线 端线 相线
1 LC
2f
f0
2
1 LC
uC 谐振角频率
谐振频率
▪ 谐振特性
1.电路呈电阻性，电路电压与电流同相
2.电路阻抗的模最小，电流达到最大值
I
I0
Imax
US R
3.谐振时，电感和电容两端的电压大小相
等，相位相反，互相抵消，对整个电路不
起作用。
UL
UC
ω0L U R
1 ω0 RC
U
2.5 功率因数的提高
： 角频率（弧度/秒） φ ： 初相
1. 最大值与有效值
有效值与最大值的关系为
I Im 2
有效值可以代替最大值作为正弦交流电的三要素之一。 我们平时所说的交流电的大小和交流电压表、电流表 的读数等，都是指有效值。
i
2．频率与周期
t
T
几种描述： ▪周期 T：变化一周所需的时间 单位：秒(s)…
二、电感线圈
1.电感线圈的基本特性
定义线圈电感为
uN
磁链
+
i
L N L
ii
电感，亨
电流
ψL=N
L
图形符号
2.电感线圈的电压和电流关系
u N dL L d i
dt dt
2.2 正弦交流电流及其相量表示
一、正弦交流电的三要素
i Im sinω t φ
i Im
φ
t
三要素
I m ： 电流幅值（最大值）