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標題,第一層第一層第一層第一層第一層第一層層第一層,第二層第二層第二層第二層第二層第二層第二層,第三層第三層第三層第三層第三層第三層第三層,*,*,*,Sensitive,电工技术基础,谢谢各位同仁的交流，错误不足之处还请各位多多批评！,3/5/2026,1,电路的组成,电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。由,电源,、,负载,和,中间环节,3部分组成。,电路模型及电路定律,3/5/2026,2,电流,电荷的定向移动形成电流。,电流大小：单位时间内通过导体截面的电量。,大写,I,表示直流电流,小写,i,表示电流的一般符号,3/5/2026,3,电压、电位和电动势电路中,a、b,点两点间的,电压,定义为单位正电荷由,a,点移至,b,点电场力所做的功。,电路中某点的,电位,定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。,电路中,a、b,点两点间的电压等于,a、b,两点的电位差,。,3/5/2026,4,电功率,电场力在单位时间内所做的功称为,电功率,，简称功率。,功率与电流、电压的关系：,关联方向时：,p,=,ui,非关联方向时：,p,=,ui,p,0,时吸收功率，,p,0,时放出功率。,3/5/2026,5,理想电路元件,伏安关系（欧姆定律）：,关联方向时：,u,=,Ri,非关联方向时：,u,=,Ri,1电阻元件,符号：,功率：,电阻元件是一种消耗电能的元件。,3/5/2026,6,伏安关系：,2电感元件,符号：,电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。,称为电感元件的电感，单位是亨利（）。,只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但，相当于短路。,存储能量：,3/5/2026,7,3电容元件,电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。,伏安关系：,符号：,只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但，相当于开路，即 电容具有,隔直作用,。,C,称为电容元件的电容，单位是法拉（,F）。,存储能量：,3/5/2026,8,基尔霍夫电流定律（,KCL）,在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。,在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒等于零。,表述一,表述二,可假定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负；也可以作相反的假定。,所有电流均为正。,3/5/2026,9,基尔霍夫电压定律（,KVL）,表述一,表述二,在任一瞬时，在任一回路上的电位升之和等于电位降之和。,在任一瞬时，沿任一回路电压的代数和恒等于零。,电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。,所有电压均为正。,3/5/2026,10,直流电阻电路分析,简单电路就是可以利用电阻串、并联方法进行分析的电路。应用这种方法对电路进行分析时，先利用电阻串、并联公式求出该电路的总电阻，然后根据欧姆定律求出总电流，最后利用分压公式或分流公式计算出各个电阻的电压或电流。,3/5/2026,11,n,个电阻串联可等效为一个电阻,电阻的串联,3/5/2026,12,分压公式,两个电阻串联时,3/5/2026,13,n,个电阻并联可等效为一个电阻,电阻的并联,3/5/2026,14,分流公式,两个电阻并联时,3/5/2026,15,复杂电路就是不能利用电阻串并联方法化简，然后应用欧姆定律进行分析的电路。解决复杂电路问题的方法有两种。一种方法是根据电路待求的未知量，直接应用基尔霍夫定律列出足够的独立方程式，然后联立求解出各未知量。另一种方法是应用等效变换的概念，将电路化简或进行等效变换后，再通过欧姆定律、基尔霍夫定律或分压、分流公式求解出结果。,3/5/2026,16,单相正弦电路分析,正弦交流电的基本概念,随时间按正弦规律变化的电压、电流称为正弦电压和正弦电流。表达式为：,3/5/2026,17,以正弦电流为例,振幅,角频率,振幅,、,角频率,和,初相,称为正弦量的的三要素。,相位,初相角:简称,初相,波形,3/5/2026,18,角频率,：,正弦量单位时间内变化的弧度数,角频率与周期及频率的关系：,周期,T,：正弦量完整变化一周所需要的时间,频率,f,：,正弦量在单位时间内变化的周数,周期与频率的关系：,周期与频率,3/5/2026,19,相位、初相和相位差,相位,：正弦量表达式中的角度,初相,：,t,=0,时的相位,相位差,：两个同频率正弦量的相位之差，其值等于它们的初相之差。如,相位差为：,3/5/2026,20,3/5/2026,21,振幅与有效值,振幅,：正弦量的最大值,周期电流有效值,：让周期电流,i,和直流电流,I,分别通过两个阻值相等的电阻,R,，,如果在相同的时间,T,内，两个电阻消耗的能量相等，则称该直流电流,I,的值为周期电流,i,的有效值。,根据有效值的定义有：,周期电流的有效值为：,3/5/2026,22,对于正弦电流，因,所以,正弦电流的有效值,为：,同理，,正弦电压的有效值,为3/5/2026,23,1、电阻元件,电阻元件伏安关系：,u,=,Ri,根据相量运算的规则1和规则3，有：,3/5/2026,24,2、电感元件,电感元件伏安关系：,根据相量运算的规则1、规则3和规则4，有：,感抗,：,X,L,=,L,，,与频率成正比。,3/5/2026,25,3、电容元件,或,容抗,：,X,C,=1/,C,，,与频率成反比。,电感元件伏安关系：,根据相量运算的规则1、规则3和规则4，有：,3/5/2026,26,阻抗的串联与并联,阻抗的定义,定义无源二端网络端口电压相量和端口电流相量的比值为该无源二端网络的阻抗，并用符号,Z,表示，即：,或,3/5/2026,27,或,称为欧姆定律的相量形式。,电阻、电感、电容的阻抗：,相量模型,将所有元件以相量形式表示：,3/5/2026,28,2阻抗的性质,电阻,电抗,阻抗模,阻抗角,电压超前电流，感性,电压滞后电流，容性,电压电流同相，阻性,3/5/2026,29,的阻抗,的阻抗,R,R,的阻抗,u,，,i,，,相量,相量模型,将所有元件以相量形式表示：,RLC,串联电路,3/5/2026,30,由欧姆定律：,由KVL：,3/5/2026,31,3/5/2026,32,正弦电路的功率,-,+,N,u,i,设,，则：,瞬时功率：,平均功率（有功功率）：,1平均功率,3/5/2026,33,可见电阻总是消耗能量的，而电感和电容是不消耗能量的，其平均功率都为0。平均功率就是反映电路实际消耗的功率。无源二端网络各电阻所消耗的平均功率之和，就是该电路所消耗的平均功率。,3/5/2026,34,2无功功率,表示二端网络与外电路进行能量交换的幅度。,单位为乏（,Var,）,3视在功率,单位为伏安（,VA）,平均功率,P,、,无功功率,Q,和视在功率,S,的关系：,表示用电设备的容量。,3/5/2026,35,三相正弦电路分析,3/5/2026,36,三相正弦交流电源,由,3,个,频率相同,、,振幅相同,、,相位互差,120,的正弦电压源所构成的电源称为,三相电源,。由三相电源供电的电路称为,三相电路,。,三相交流电的产生三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有,3,个相同的绕组。,3,个绕阻的首端分别用,A,、,B,、,C,表示，末端分别用,X,、,Y,、,Z,表示。这,3,个绕组分别称为,A,相、,B,相、,C,相，所产生的三相电压分别为：,3/5/2026,37,对称三相电源：,三个电压,同幅值 同频率相位互差120,三个电压达最大值的先后次序叫,相序,，图示相序,为,ABC。,任一瞬间对称三相电源3个电压瞬时值之和或相量之和为零。,3/5/2026,38,星形连接,：3个末端连接在一起引出中线，由3个首端引出3条火线。,每个,电源,的电压称为,相电压,火线间电压称为,线电压,。,三相电源的联接,3/5/2026,39,由相量图可得：,可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120,。,3/5/2026,40,注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。,三角形连接,：将三相绕组的首、末端依次相连，从3个点引出3条火线。,3/5/2026,41,负载星形联接,相电流,：负载中的电流。,线电流,：火线中的电流。,三相电路中负载的联接,在三相电路中，每相负载中的电流应该一相一相地计算。在忽略导线阻抗的情况下，各相负载承受的电压就是电源对称的相电压，因此各相电流为：,3/5/2026,42,中线中没有电流，即,如果三相负载是对称的，即,则：,三相功率：,3/5/2026,43,相电流,线电流,负载三角形联接,3/5/2026,44,电动机,3/5/2026,45,三相异步电动机的结构及转动原理,三相异步电动机的结构,三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为,AX、BY、CZ。,转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。,3/5/2026,46,旋转磁场的产生,把三相定子绕组接成星形接到对称三相电源，定子绕组中便有对称三相电流流过。,3/5/2026,473/5/2026,48,结论,：,(1)在对称的三相绕组中通入三相电流，可以产生在空间旋转的合成磁场。,(2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相序为,A-B-C,时磁场顺时针方向旋转；电流相序为,A-C-B,时磁场逆时针方向旋转。,(3)磁场转速(同步转速)与电流频率有关，改变电流频率可以改变磁场转速。对两极(一对磁极)磁场，电流变化一周，则磁场旋转一周。同步转速,n,o,与磁场磁极对数,p,的关系为：,3/5/2026,49,三相异步电动机的转动原理,静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导体中产生感应电流，其方向用右手定则判定。转子电流在旋转磁场中受到磁场力,F,的作用，,F,的方向用左手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩。电磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致。,3/5/2026,50,电动机在正常运转时，其转速,n,总是稍低于同步转速,n,o,，,因而称为,异步电动机,。又因为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的，所以也称为,感应电动机,。,异步电动机同步转速和转子转速的差值与同步转速之比称为,转差率,，用,s,表示，即：,转差率是异步电动机的一个重要参数。异步电动机在额定负载下运行时的转差率约为1%9%。,3/5/2026,51,三相异步电动机的调速,三相异步电动机的转速：,1变极调速,通过改变电动机的定子绕组所形成的磁极对数,p,来调速。因磁极对数只能是按1、2、3、的规律变化，所以用这种方法调速，电动机的转速不能连续、平滑地进行调节。,3/5/2026,52,2变频调速,通过变频器把频率为50,Hz,工频的三相交流电源变换成为频率和电压均可调节的三相交流电源，然后供给三相异步电动机，从而使电动机的速度得到调节。变频调速属于无级调速，具有机械特性曲线较硬的特点。,3变转差率调速,通过改变转子绕组中串接调速电阻的大小来调整转差率实现平滑调速的，又称为变阻调速。调速电阻的接法与起动电阻相同。这种方法只适用于绕线式异步电动机。,3/5/2026,53,继电接触器控制,3/5/2026,54,电子基础,3/5/202655,三种基本运算,1.,与运算,(,逻辑乘,),与运算,(,逻辑乘,),表示这样一种逻辑关系：只有当决定一事件结果的所有条件同时具备时，结果才能发生。例如在图,2-1,所示的串联开关电路中，只有在开关,A,和,B,都闭合的条件下，灯,F,才亮，这种灯亮与开关闭合的关系就称为与逻辑。如果设开关,A,、,B,闭合为,1,，断开为,0,，设灯,F,亮为,1,，灭为,0,，则,F,与,A,、,B,的与逻辑关系可以用表,2-1,所示的真值表来描述 所谓真值表，就是将自变量的各种可能的取值组合与其因变量的值一一列出来的表格形式,。,3/5/2026,56,与逻辑运算真值表,A B,F,0 0,0 1,1 0,1 1,0,0,0,1,与逻辑可以用逻辑表达式表示为,F=AB,3/5/2026,57,或逻辑运算真值表,A B,F,0 0,0 1,1 0,1 1,0,1,1,1,或逻辑可以用逻辑表达式表示为,F=A+B,或逻辑也称为或运算或逻辑加。符号“,+”,表示逻辑加。有些文献中也采用、,等符号来表示逻辑加。,3/5/2026,58,3.,非运算,(,逻辑反,),非运算,(,逻辑反,),是逻辑的否定：当条件具备时，结果不会发生；而条件不具备时，结果一定会发生。例如，在图,2-7,所示的开关电路中，只有当开关,A,断开时，灯,F,才亮，当开关,A,闭合时，灯,F,反而熄灭。灯,F,的状态总是与开关,A,的状态相反。这种结果总是同条件相反的,逻辑关系称为非逻辑。非逻辑的真值表如表,2-3,所示，其逻辑表达式为,通常称,A,为原变量，,A,为反变量。,3/5/2026,59,反演律,(De Morgan,定律,),：,还原律：,表,2-4,反演律证明,AB,0 0,0 1,1 0,1 1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,3/5/2026,60,