电工学少学时第二版学习辅导与习题全解

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第4章 供电与用电
◆ 结论: (1) 相电压对称:
Up = U1 = U2 = U3 线电压也对称: Ul = U12 = U23 = U31
U·31
U·3
U·2
(2) U12 = √3 U1
(大小关系)
U12 超前 U1 30o (相位关系)
-U·2
U·12
300 U·1
+
I·L2 I·L3LL23
根据 KCL: I·L1 = I·1
I·L2 = I·2 I·L3 = I·3
⑴ 相电流和线电流都是对称的。 ⑵ Ip = Il 并且相位相同。
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第4章 供电与用电
(二)三相电源的三角形联结
I·3
3
1
I·1
+
_
I·L1 L1
U·12=U·1 U·31=U·3
U·12 = U·1 U·23 = U·2 U·31 = U·3
结论: 相电压对称和线电压都对称。 Up = Ul 且相位相同。 ∵∑E·= 0 ∴无环流
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第4章 供电与用电
2. 相电流与线电流的关系
1
I·1
+
_ I·L1 L1
相量图:
I·3
3
U·12=U·1 U·31= U·3
U·23
推出一般结论: Ul = √3 Up Ul 超前于与之对应的 Up 30o
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第4章 供电与用电
2. 相电流与线电流的关系
+
E·1 E·3 _ _
+
I·3
I·1
N
_E·2 +
+
U·12
_
I·2 U+_·23
_
U·31
+
+
U·1
I·L1L1
_ _ I·N N
U·
2
+
U·3
_
I·2 2 +_U·23= U·2 +
根据 KCL 定律:
I·L2 L2 I·L3 L3
I·L2
I·L1 = I·1 - I·3 = I·1 + (- I·3 )
I·L3 I·3
I·2 -I·3
I·L2 = I·2 - I·1 I·L3 = I·3 - I·2
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I·1 I·L1
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◆ 三相电源:产生对称 的三相电动势的电源。
图 4.1.1 三相同步发电机
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第4章 供电与用电
表达式:
e1 = Emsinωt e2 = Emsin(ωt – 120o)
e3 = Emsin(ωt – 240o)
相量表示法: E·1 = Em ∠00 E·2 = Em ∠－1200 E·3 = Em∠－2400
U·1
__
N
_
U+_·23 +
U·
2
U·3
+
L2
+ L3
图 4.1.3 三相电源 的星形联结
三相三线制:L1 、L2 、L3 无 N
三相四线制: L1 、L2 、L3 加 N
可提供两种电压:
相电压: U1 、U2 、U3 线电压: U12 、U23 、 U31
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第4章 供电与用电
◆ 相序：三相电动势由超 前相到滞后相的顺序。
e e1 e2 e3
O
t
(a) 波形图
E·3
1200
1200
E·1
1200
E·2
(b) 相量图 图 4.1.2 对称三相电动势
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第4章 供电与用电
(一)三相电源的星形联结
+
E·1
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E·3 _ _
+
N
_E·2 +
+_ +
L1
U·12 U·31
第4章 供电与用电
◆ 结论：
相电流和线电流对称。 Il =√3 Ip
相量图: I·L3 I·3
Il 滞后于与之对应的 Ip 30o I·L2
I·2 -I·3
I·1 I·L1
注意:
⑴ 一般所说的三相电源电压、电流是指线电压、线电流。 ⑵ ∵∑E·= 0 电源内部无环流。
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第4章 供电与用电
+
U·1
I·1
Z1
I·2Z2
+
_
_
U·2
_ U·3 Z3 I·3 +
图 4.2.4 三相三线制星形联结
三相负载为三相四线制时星形联结。
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第4章 供电与用电
1. 线电压与相电压的关系
L1 I·L1
N I·N
L2 L3
I·L2 I·L3
_ +
U·31 U·12
_
+ U·+_32
I·2Z2
+
+
U·1
_
_
U·2
I·1
Z1 _
Z3
根据 KVL 定律:
U·12 = U·1 - U·2
U·3 I·3 +
U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1
若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的。
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第4章 供电与用电
相量图: U·12 = U·1－ U·2 = U·1 + (－U·2)
_
I·2 2 U·+_23=U·2
+
I·L2
L2
I·L3
L3
图 4.1.3 三相电源的星形联结
注意：这种接法只有三相三线制。
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第4章 供电与用电
1. 相电压与线电压的关系
1
+
_
L1
U·12=
U·1
U·31=
·
U3
_
3
2 U+_·23 = U·2 +
L2 L3
根据 KVL 定律:
第4章 供电与用电
第 4 章 供电与用电
4.1 三相电源 4.2 三相负载 4.3 三相功率 4.4 电力系统 4.5 触电事故 4.6 触电防护 4.7 静电防护 4.8 电器防火与防爆
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教学基本要求
分析与思考
练习题
第4章 供电与用电
4.1 三相电源
三相交流电的产生(同步发电机):
分两部分: 1. 静止部分:定子 2. 转动部分:转子
U·31
U·3 -U·2
U·12 结论:
300 U·1 负载的线电压和相电压都对称。
U·2
Ul =√3 Up
U·23
Ul 超前于与之对应的 Up 300
当负载对称时: Z1 = Z2 = Z3 三相对称电源 + 三相对称负载 = 三相对称电路
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第4章 供电与用电
4.2 三相负载
三相负载分为两种: 1. 对称负载: 2. 不对称负载:
三相负载的连接方式有两种: 1. 星形联结: 2. 三角形联结:
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第4章 供电与用电
(一)三相负载的星形联结
L1 I·L1
N I·N
L2 L3
I·L2 I·L3
_ +
U·31 U·12
_
+ U·+_32
1. 相电压与线电压的关系
相量图:
+
E·1
E·3 _ _
+
N
_E·2 +
+ _+
U·12
U·31
U·1
__
_
U+_·23 +
U·
2
U·3
+
+
L1
U·31
U·3
N
L2
U·2
L3
-U·2
U·12
300 U·1
U·23
根据 KVL 定律: U·12 = U·1 - U·2 =U·1 +(-U·2) U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1