电工基本知识PPT课件
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电工基本知识
王振东
电工基本知识
一、电路基本构成 二、电源的基本常识 三、电力系统 四、保护接地与保护接零 五、接触控制 六、自动控制简介
电路的三种状态
交流电源与直流电源
4.1 正弦交流电的基本概念
正弦交流电：随时间呈正弦规律变化的量。 正弦交流电路：由正弦交流电组成的电路。
Im 2
同理： U U m 2
E Em 2
注意： 交流电压、电流表测量数据为有效值
交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值
四、交流电的相位角、初相位角与相位差
i
iImsin(t0) 0 O
ωt
t 0
1、相位角： t 0 表示曲线上一点到正弦量0点的夹角
2、初相位角： 0 等于正弦量在t =0时刻的相位角。
T
i
T
O 2
t
* 电网频率：我国 50 Hz ，美国 、日本 60 Hz
* 高频炉频率：200 ~ 300 kHZ
* 中频炉频率：500 ~ 8000 Hz * 无线通信频率： 30 kHz ~ 30GMHz
.
三、交流电幅值、瞬时值与有效值
1、最大值：用Im、Um、Em表示 2、瞬时值：对应某一时刻的值 用u、i、e表示
U&
C
U& B
U&
AB
+
UA
Z– X + U–CY–UB +
A U& CA
U&A B
N
U&C A
30° 30° U&
A来自百度文库
30°
B
U&
U&B C C
B
根据KVL定律
由相量图可得
U&C
U&B C
U U U C A BA C B U U U A B C U U U C B A 同理：U U U & & & C A B A B C 3 33 U U U & & & A C B 33 3 00 0 o 3 3 3U U UP P P 1 35 9 0 00 o U U UL L L 1 35 9 00 0 o
（2）相量表示式及相量图
U&A Up 0 U & BUp 120 U & CUp 120
U&C
120°
120° U & A
120°
U&B
所 以 U & AU & BU & C？0
二. 三相电源的接法
1、三相电源的星形联结
(1) 联接方式
+
A
uA
+uC–
–X
Z Y
–uB +
N B
C
+
U&A
Z– X
端便可得到单相交流电动势。
e 2Esint AX
三相电压的产生
工作原理：动磁生电
铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁 A
•
定子 三相绕组：
Y•
S
+-
•Z 转子
AX B Y
N C
B
CZ
首端 末端
X
外力带动 转子以 的速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
其中：Im、Um、Em称为最大值（峰值、幅值）
称为角频率
u ,i ,e 称为初相位角
称为正弦交流 电的三要素
二、频率、周期、角频率（反映正弦量变化快慢的要素）
周期T：变化一周所需的时间（s）
频率f：正弦量每秒钟变化的次数
f 1 （Hz）
T
角频率：每秒钟转过的弧度 ω 2π 2πf（rad/s）
(1) 联结形式
+
U
&– C
Y
–
U&B
+
A 端线
(相线、火线)
U&A
–
U&A B
––
N 中性线
+U+& B
U&C
+
（地线、零线）
U&C A
B
端线
U&B C
C 端线
相电压：端线与中性线间的电压 UA、UB、UC→Up
线电压：端线与端线间的电压
U 、U 、U
AB
BC
CA
→Ul
这种接法称为三相四线制
(2) 线电压与相电压的关系
i
_+u R
正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换 便于运算； 有利于电器设备的运行； .....
一、正弦交流电压、电流、电动势
1、用波形表示
ui
+_
t
i
_
_+u
R
正半周
_
i
+_ u R
负半周
2、用三角函数表示 uU m sin(ω tu)
i Im sin (ω ti)
eEm sin(ωte)
三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要根
据负载的额定电压和电源电压确定。
电源 保险丝
A
B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为
额定线电压为
220伏的单相负载 380伏的三相负载
负载的两种接法:
A
•
A
Z
Z
Z
N B
Z
C
星形接法
ZB
•
•
Z
C
三角形接法
2. 负载星形联结的三相电路
–
UCA
B
线电压Ul 相电压Up
+
UUBBCC
–
+
C
5.2 负载星形联结的三相电路
1. 三相负载
三相负载：需三相电源同时供电 如三相电动机等 负载
单相负载：只需一相电源供电 如照明负载、家用电器
三相负载 对称三相负载：ZA=ZB= ZC 如三相电动机 不对称三相负载：不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
结论 Y 形 ： 联 ,线 电 结 U 电 l 源 3 U 时 P ,压 且
前 相 应 的 相 3 0,电 三压 相 线 电 压 也。 是 对
在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为
U P22 V 、 0U l 38 V 0
2. 三相电源的三角形联结
A
+–
结 论 ： 电 源 Δ 形结联 时
UA B
2、三相电压表示式
（1）瞬时表达式
uA U m sin t
uA uB uC
Um
uB Um sin t 120
uC Um sin t 240
U msin(t120)
三个正弦交流电压的特征：
t 0° 120° 240°360°
最大值相等
频率相同
称为三相对称正弦电压
相位互差120°
三相交流电到达正最大值(或相应零值)的顺序称为相序。 供电系统三相交流电的相序为 A B C
3、有效值：反映正弦量做功效果的物理量 用U、I、E表示
若正弦交流电流i通过一个电阻R,在一个周期内产生的
热量与某一直流电流I在相同时间内产生的热量相等的话， 则I定义为i的有效值。
T
0
i 2R dt I2RT
则有 I
1 T i2dt
T0
交流
直流
有效值必
须大写
1 T
T 0
Im 2sin2ωtdt
表示坐标0点与正弦量0点之间的夹角
3、相位差 ：两同频率的正弦量之间的初相位之差。
5.1 三相交流电
一、三相交流电
1、三相交流电的产生
单相交流电动势的产生
在两磁极中间，放一个线圈。
让线圈以 的速度顺时针旋转。
N
e
根据右手定则可知，线圈中 产生感应电动势，其方向由 AX。
A
XS
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两
王振东
电工基本知识
一、电路基本构成 二、电源的基本常识 三、电力系统 四、保护接地与保护接零 五、接触控制 六、自动控制简介
电路的三种状态
交流电源与直流电源
4.1 正弦交流电的基本概念
正弦交流电：随时间呈正弦规律变化的量。 正弦交流电路：由正弦交流电组成的电路。
Im 2
同理： U U m 2
E Em 2
注意： 交流电压、电流表测量数据为有效值
交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值
四、交流电的相位角、初相位角与相位差
i
iImsin(t0) 0 O
ωt
t 0
1、相位角： t 0 表示曲线上一点到正弦量0点的夹角
2、初相位角： 0 等于正弦量在t =0时刻的相位角。
T
i
T
O 2
t
* 电网频率：我国 50 Hz ，美国 、日本 60 Hz
* 高频炉频率：200 ~ 300 kHZ
* 中频炉频率：500 ~ 8000 Hz * 无线通信频率： 30 kHz ~ 30GMHz
.
三、交流电幅值、瞬时值与有效值
1、最大值：用Im、Um、Em表示 2、瞬时值：对应某一时刻的值 用u、i、e表示
U&
C
U& B
U&
AB
+
UA
Z– X + U–CY–UB +
A U& CA
U&A B
N
U&C A
30° 30° U&
A来自百度文库
30°
B
U&
U&B C C
B
根据KVL定律
由相量图可得
U&C
U&B C
U U U C A BA C B U U U A B C U U U C B A 同理：U U U & & & C A B A B C 3 33 U U U & & & A C B 33 3 00 0 o 3 3 3U U UP P P 1 35 9 0 00 o U U UL L L 1 35 9 00 0 o
（2）相量表示式及相量图
U&A Up 0 U & BUp 120 U & CUp 120
U&C
120°
120° U & A
120°
U&B
所 以 U & AU & BU & C？0
二. 三相电源的接法
1、三相电源的星形联结
(1) 联接方式
+
A
uA
+uC–
–X
Z Y
–uB +
N B
C
+
U&A
Z– X
端便可得到单相交流电动势。
e 2Esint AX
三相电压的产生
工作原理：动磁生电
铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁 A
•
定子 三相绕组：
Y•
S
+-
•Z 转子
AX B Y
N C
B
CZ
首端 末端
X
外力带动 转子以 的速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
其中：Im、Um、Em称为最大值（峰值、幅值）
称为角频率
u ,i ,e 称为初相位角
称为正弦交流 电的三要素
二、频率、周期、角频率（反映正弦量变化快慢的要素）
周期T：变化一周所需的时间（s）
频率f：正弦量每秒钟变化的次数
f 1 （Hz）
T
角频率：每秒钟转过的弧度 ω 2π 2πf（rad/s）
(1) 联结形式
+
U
&– C
Y
–
U&B
+
A 端线
(相线、火线)
U&A
–
U&A B
––
N 中性线
+U+& B
U&C
+
（地线、零线）
U&C A
B
端线
U&B C
C 端线
相电压：端线与中性线间的电压 UA、UB、UC→Up
线电压：端线与端线间的电压
U 、U 、U
AB
BC
CA
→Ul
这种接法称为三相四线制
(2) 线电压与相电压的关系
i
_+u R
正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换 便于运算； 有利于电器设备的运行； .....
一、正弦交流电压、电流、电动势
1、用波形表示
ui
+_
t
i
_
_+u
R
正半周
_
i
+_ u R
负半周
2、用三角函数表示 uU m sin(ω tu)
i Im sin (ω ti)
eEm sin(ωte)
三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要根
据负载的额定电压和电源电压确定。
电源 保险丝
A
B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为
额定线电压为
220伏的单相负载 380伏的三相负载
负载的两种接法:
A
•
A
Z
Z
Z
N B
Z
C
星形接法
ZB
•
•
Z
C
三角形接法
2. 负载星形联结的三相电路
–
UCA
B
线电压Ul 相电压Up
+
UUBBCC
–
+
C
5.2 负载星形联结的三相电路
1. 三相负载
三相负载：需三相电源同时供电 如三相电动机等 负载
单相负载：只需一相电源供电 如照明负载、家用电器
三相负载 对称三相负载：ZA=ZB= ZC 如三相电动机 不对称三相负载：不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
结论 Y 形 ： 联 ,线 电 结 U 电 l 源 3 U 时 P ,压 且
前 相 应 的 相 3 0,电 三压 相 线 电 压 也。 是 对
在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为
U P22 V 、 0U l 38 V 0
2. 三相电源的三角形联结
A
+–
结 论 ： 电 源 Δ 形结联 时
UA B
2、三相电压表示式
（1）瞬时表达式
uA U m sin t
uA uB uC
Um
uB Um sin t 120
uC Um sin t 240
U msin(t120)
三个正弦交流电压的特征：
t 0° 120° 240°360°
最大值相等
频率相同
称为三相对称正弦电压
相位互差120°
三相交流电到达正最大值(或相应零值)的顺序称为相序。 供电系统三相交流电的相序为 A B C
3、有效值：反映正弦量做功效果的物理量 用U、I、E表示
若正弦交流电流i通过一个电阻R,在一个周期内产生的
热量与某一直流电流I在相同时间内产生的热量相等的话， 则I定义为i的有效值。
T
0
i 2R dt I2RT
则有 I
1 T i2dt
T0
交流
直流
有效值必
须大写
1 T
T 0
Im 2sin2ωtdt
表示坐标0点与正弦量0点之间的夹角
3、相位差 ：两同频率的正弦量之间的初相位之差。
5.1 三相交流电
一、三相交流电
1、三相交流电的产生
单相交流电动势的产生
在两磁极中间，放一个线圈。
让线圈以 的速度顺时针旋转。
N
e
根据右手定则可知，线圈中 产生感应电动势，其方向由 AX。
A
XS
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两