電工基礎(chǔ)知識(shí)全面

關(guān)于電工基礎(chǔ)知識(shí)全面電工基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)直流電路

第二節(jié)單相交流電路

第三節(jié)三相交流電路

第四節(jié)電磁感應(yīng)

第五節(jié)晶體管與晶閘管

第2頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天直流電路第3頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電路1.電路及其組成電路：電流流通的路徑電路的組成：電源、開關(guān)、負(fù)載和導(dǎo)線。第4頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.電路圖用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡(jiǎn)稱電路圖。內(nèi)電路外電路內(nèi)電路外電路實(shí)際電路電路圖第5頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電路的三種不同狀態(tài)

第6頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.電路的功能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配

實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和處理

電能的傳輸示意圖擴(kuò)音機(jī)電路示意圖第7頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、電流1．電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流。2．電流的方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍虼穗娏鞯姆较驅(qū)嶋H上與電子(帶負(fù)電荷)移動(dòng)的方向相反。3．電流的大小在單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過(guò)該導(dǎo)體的電流越強(qiáng)。若在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q

，則電流I可用下式表示：

動(dòng)畫第8頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．電流的測(cè)量（1）對(duì)交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測(cè)量。（2）電流表必串接到被測(cè)量的電路中。（3）直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“－”記號(hào)，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測(cè)量，也容易損壞電流表。（4）要合理選擇電流表的量程。動(dòng)畫第9頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1．電位和電壓的單位的單位都是伏特，簡(jiǎn)稱伏(V)。2．規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零，高于參考點(diǎn)的電位為正電位，低于參考點(diǎn)的電位為負(fù)電位。電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓。

3．電動(dòng)勢(shì)

電動(dòng)勢(shì)表示電源將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用，電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)為E，單位為V。

電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。動(dòng)畫第10頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.電壓的測(cè)量（1）對(duì)交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測(cè)量。（2）電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端。（3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“－”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。動(dòng)畫第11頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（4）合理選擇電壓表的量程，其方法和電流表相同。第12頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻

導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。定義為：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積，可按下式計(jì)算：

式中ρ稱為材料的電阻率，電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。電阻率小、容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體，電阻率大，不容易導(dǎo)電的物體稱為絕緣體，導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體。第13頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻與溫度的關(guān)系

各種材料的電阻率都隨溫度而變化。 利用某些材料對(duì)溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。 電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻； 電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。第14頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻器電阻器是組成電路的最基本的元件之一。

1.電阻器的主要指標(biāo)：

標(biāo)稱阻值、允許偏差、額定功率。

2.電阻器的標(biāo)志方法：

直標(biāo)法、色環(huán)法。

第15頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天用萬(wàn)用表測(cè)量電阻

測(cè)量時(shí)注意以下幾點(diǎn)：

1.準(zhǔn)備測(cè)量電路中的電阻時(shí)應(yīng)先切斷電源，切不可帶電測(cè)量。

2.首先估計(jì)被測(cè)電阻的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮?，然后調(diào)零，即將兩支表筆相觸，旋動(dòng)調(diào)零電位器，使指針指在零位。

3.測(cè)量時(shí)雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測(cè)量誤差。

4．測(cè)量電路中某一電阻時(shí)，應(yīng)將電阻的一端斷開。第16頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)小結(jié)定義：電壓Uab電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功；電位Ua電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到參考點(diǎn)所做的功；電動(dòng)勢(shì)E

外力將單位正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功；方向：電位的正負(fù)只表明它比參考點(diǎn)電位高還是低；電壓的方向規(guī)定為由高電位指向低電位（正極指向負(fù)極）；電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極；單位：?jiǎn)挝粸榉兀╒），都用電壓表測(cè)量；聯(lián)系：電路中任意兩點(diǎn)之間的電位之差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓，即Uab=Ua－Ub，故電壓又稱電位差。電位具有相對(duì)性，電壓具有絕對(duì)性；電動(dòng)勢(shì)僅存在于電源內(nèi)部；第17頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電流、電阻小結(jié)定義：電荷的定向移動(dòng)形成電流；電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用；方向：電流由高電位流向低電位；單位：電流單位為安培（A）；電阻單位為歐姆（Ω）存在：導(dǎo)體兩端有一定的電壓，才能有持續(xù)不斷的電流；電阻是導(dǎo)體的固有屬性，是客觀存在的，與導(dǎo)體有沒有電壓無(wú)關(guān)，只與導(dǎo)體的材料性質(zhì)、橫截面積、度有關(guān)系，溫度對(duì)導(dǎo)體的電阻也有一定的影響。第18頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天部分電路歐姆定律只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。定律內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比

公式：

第19頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天全電路歐姆定律

全電路是含有電源的閉合電路。電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路。電源內(nèi)部的電阻稱為內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。內(nèi)電路外電路第20頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

全電路歐姆定律又可表述為：E=U外

+

U內(nèi)即：電源電動(dòng)勢(shì)E等于U外和U內(nèi)之和。第21頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻的聯(lián)接第22頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電阻的串聯(lián)

把多個(gè)元件逐個(gè)順次連接起來(lái)，就組成了串聯(lián)電路。

第23頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電路中流過(guò)每個(gè)電阻的電流都相等。（2）電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和。（3）電路的等效電阻（即總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，第24頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)

若已知R1和R2兩個(gè)電阻串聯(lián)，電路總電壓為U,可得分壓公式如下圖所示第25頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用第26頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天第27頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天并聯(lián)電路

把多個(gè)元件并列地連接起來(lái)，由同一電壓供電，就組成了并聯(lián)電路。第28頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)

（1）電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓。（2）電路的總電流等于流過(guò)各電阻的電流之和。（3）電路的等效電阻（即總電阻）的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。第29頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

若已知和兩個(gè)電阻并聯(lián)，并聯(lián)電路的總電流為I，可得分流公式如下：電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)

第30頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用

（1）凡是額定工作電壓相同的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式。這樣每個(gè)負(fù)載都是一個(gè)可獨(dú)立控制的回路，任一負(fù)載的正常啟動(dòng)或關(guān)斷都不影響其他負(fù)載的使用。（2）獲得較小阻值的電阻。（3）擴(kuò)大電流表的量程。第31頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天基爾霍夫定律第32頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電路的基本術(shù)語(yǔ)

電路中的每一個(gè)分支稱支路。它由一個(gè)或幾個(gè)相互串聯(lián)的電路元件所構(gòu)成。含有電源的支路稱有源支路，不含電源的支路稱無(wú)源支路。

3條或3條以上支路所匯成的交點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn)。

電路中任一閉合路徑都稱回路。一個(gè)回路可能只含一條支路，也可能包含幾條支路。其中，最簡(jiǎn)單的回路又稱獨(dú)立回路或網(wǎng)孔。第33頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、基爾霍夫第一定律

基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律。它指出：在任一瞬間，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即

∑I進(jìn)

=∑I出第34頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2直流電路基本定理二、基爾霍夫第一定律在電路中，匯聚于某節(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和等于零。定義支路電流的正方向，例如：定義流入節(jié)點(diǎn)電流為正，流出為負(fù)。第一定律說(shuō)明流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流，其實(shí)質(zhì)上是電荷不滅定律。第35頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在應(yīng)用基爾霍夫第一定律求解未知電流時(shí)，可先任意假設(shè)支路電流的參考方向，列出節(jié)點(diǎn)電流方程。通?？蓪⒘鬟M(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流取正，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)，再根據(jù)計(jì)算值的正負(fù)來(lái)確定未知電流的實(shí)際方向。有些支路的電流可能是負(fù)，這是由于所假設(shè)的電流方向與實(shí)際方向相反。第36頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

例題

如圖，I1=2A，I2=-3A，I3=-2A，試求I4。

解： 由基爾霍夫第一定律可知

I1－I2+I3

－I4=0

代入已知值

2－（－3）+（－2）－I4=0

可得

I4=3A

式中括號(hào)外正負(fù)號(hào)是由基爾霍夫第一定律根據(jù)電流的參考方向確定的，括號(hào)內(nèi)數(shù)字前的負(fù)號(hào)則是表示實(shí)際電流方向和參考方向相反。

第37頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、基爾霍夫第二定律

基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律。它指出：在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。 用公式表示為∑U=0

凡電流的參考方向與回路循環(huán)方向一致者，該電流在電阻上所產(chǎn)生的電壓降取正，反之取負(fù)。電動(dòng)勢(shì)也作為電壓來(lái)處理，即從電源的正極到負(fù)極電壓取正，反之取負(fù)。第38頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2直流電路基本定理三、基爾霍夫第二定律在閉合回路中，所有電勢(shì)的代數(shù)和等于回路中所有電壓降的代數(shù)和。定義回路電流的正方向，例如：定義順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)。第39頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電功和電功率第40頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電功

電流所做的功，簡(jiǎn)稱電功（即電能），用字母W表示。W=UIt

式中W、U、I、t的單位分別用焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（s）。電能的另一個(gè)常用單位是千瓦時(shí)（kW·h）,即通常所說(shuō)的1度電，它和焦耳的換算關(guān)系為

1kW·h=3.6×106J

第41頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、電功率

電流在單位時(shí)間內(nèi)所作的功稱為電功率，用字母P表示，單位為瓦特（W）。

對(duì)于純電阻電路，上式還可以寫為

第42頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、電流的熱效應(yīng)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。 電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量Q可用下式計(jì)算：（焦耳-楞次定律）

Q=I2Rt Q的單位是焦耳（J），這種熱也稱焦耳熱。。第43頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、負(fù)載的額定值

電氣設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為它們的額定電流、額定電壓和額定功率。

電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài)，也稱滿載； 低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載； 高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過(guò)載或超載。 由于過(guò)載很容易燒壞用電器，所以一般不允許出現(xiàn)過(guò)載。第44頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天單相交流電路第45頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、什么是交流電

交流電與直流電的根本區(qū)別是：直流電的方向不隨時(shí)間的變化而變化，交流電的方向則隨時(shí)間的變化而變化。

穩(wěn)恒直流電家庭使用的電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)中的正弦交流電電流方波信號(hào)第46頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天穩(wěn)恒直流電：電壓的大小和方向都不隨時(shí)間而變化正弦交流電：電壓的大小和方向按正弦規(guī)律變化非正弦交流電：一系列正弦交流電疊加合成的結(jié)果第47頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、交流電的產(chǎn)生正弦交流電的產(chǎn)生設(shè)備交流電可以由交流發(fā)電機(jī)提供，也可由振蕩器產(chǎn)生。交流發(fā)電機(jī)主要是提供電能，振蕩器主要是產(chǎn)生各種交流信號(hào)。正弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程動(dòng)畫第48頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天第49頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期T

：交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間，用符號(hào)T表示，單位是s頻率f

：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，用符號(hào)f表示，單位是Hz角頻率ω

：正弦交流電1秒內(nèi)變化的電角度，用符號(hào)ω表示，單位是rad/s第50頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、正弦交流電的最大值、有效值和平均值最大值：正弦交流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標(biāo)m表示，如Em、Um、Im。

有效值：加在同樣阻值的電阻上，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生與交流電作用下相等的熱量的直流電的大小。有效值用大寫字母表示，如E、U、I。第51頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關(guān)系為：

有效值=×最大值≈0.707×最大值

第52頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

平均值：由于正弦量取一個(gè)周期時(shí)平均值為零，所以取半個(gè)周期的平均值為正弦量的平均值。正弦電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的平均值分別用符號(hào)Ep、Up、Ip表示。平均值與最大值之間的關(guān)系是：有效值與平均值之間的關(guān)系是：第53頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、正弦交流電的相位與相位差1.相位在式中，表示在任意時(shí)刻線圈平面與中性面所成的角度，這個(gè)角度稱為相位角，也稱相位或相角，它反映了交流電變化進(jìn)程。其中，為正弦量t=0時(shí)的相位，稱為初相位，也稱初相角或初相。

第54頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.相位差兩個(gè)同頻率交流電的相位之差稱為相位差，用符號(hào)φ表示，即 兩個(gè)同頻率交流電的相位差就等于它們的初相之差。第55頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天e1超前e2e1與e2同相e1與e2反相e1與e2正交第56頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。 最大值、角頻率和初相位稱為正弦交流電的三要素。

第57頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天正弦交流電的相量圖表示法第58頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

正弦交流電的相量圖表示法為了與一般的空間矢量相區(qū)別，把表示正弦交流電的這一矢量稱為相量。第59頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

正弦交流電的相量用表示。但實(shí)際應(yīng)用更多的是有效值相量，即將有向線段OA的長(zhǎng)度定為正弦量的有效值，相應(yīng)符號(hào)則改為。第60頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用相量圖時(shí)注意以下幾點(diǎn)：

1.同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應(yīng)相同。

2.同一相量圖中，相同單位的相量應(yīng)按相同比例畫出。

3.一般取直角坐標(biāo)軸的水平正方向?yàn)閰⒖挤较?，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為正，反之為負(fù)。有時(shí)為了方便起見，也可在幾個(gè)相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標(biāo)軸。

4.用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運(yùn)算可按平行四邊形法則進(jìn)行。第61頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一個(gè)正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法，它們有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但在數(shù)學(xué)上并不相等，如果寫成

則是錯(cuò)誤的。第62頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天純電阻電路第63頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天純電阻電路交流電路中如果只考慮電阻的作用，這種電路稱為純電阻電路。 白熾燈、鹵鎢燈、電暖器、工業(yè)電阻爐等都可近似地看成是純電阻電路。 在這些電路中，當(dāng)外電壓一定時(shí)，影響電流大小的主要因素是電阻R。第64頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電流與電壓的相位關(guān)系

設(shè)加在電阻兩端的電壓為

實(shí)驗(yàn)證明，在任一瞬間通過(guò)電阻的電流i仍可用歐姆定律計(jì)算，即

第65頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

上式表明，在正弦電壓的作用下，電阻中通過(guò)的電流也是一個(gè)同頻率的正弦交流電流，且與加在電阻兩端的電壓同相位。

第66頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、電流與電壓的數(shù)量關(guān)系

由上式可知，通過(guò)電阻的最大電流

把上式兩邊同除以，則得

這說(shuō)明，在純電阻電路中，電流與電壓的瞬時(shí)值、最大值、有效值都符合歐姆定律。第67頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天純電感電路第68頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電感對(duì)交流電的阻礙作用

先接通6V直流電源，可以看到HL1和HL2亮度相同。 再改接6V交流電源，發(fā)現(xiàn)燈泡HL2明顯變暗， 這表明電感線圈對(duì)直流電和交流電的阻礙作用是不同的。第69頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

對(duì)于直流電，起阻礙作用的只是線圈的電阻；對(duì)于交流電，除了線圈的電阻外電感也起阻礙作用。電感對(duì)交流電的阻礙作用稱為感抗，用XL表示。感抗的單位也是Ω。

感抗的大小與哪些因素有關(guān)呢？

第70頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）線圈的自感系數(shù)越大，感抗就越大。（2）交流電的頻率越高，線圈的感抗也越大。 感抗的計(jì)算式為

XL=2πfL=ωL第71頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

電感對(duì)交流電的阻礙作用，可以簡(jiǎn)單概括為：

通直流，阻交流，通低頻，阻高頻。

因此電感也被稱為低通元件。第72頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、電流與電壓的關(guān)系

由電阻很小的電感線圈組成的交流電路，可以近似地看作是純電感電路。

第73頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

純電感電路歐姆定律的表達(dá)式：

感抗只是電壓與電流最大值或有效值的比值，而不是電壓與電流瞬時(shí)值的比值，即，這是因?yàn)閡和i的相位不同。第74頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)電流i為參考正弦量，電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式為

電壓比電流超前90o，即電流比電壓滯后90o。第75頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天純電容電路第76頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電容對(duì)交流電的阻礙作用

交流電能“通過(guò)”電容器，同時(shí)電容器對(duì)交流電有阻礙作用。電容對(duì)交流電的阻礙作用稱為容抗，用XC表示，容抗的單位也是Ω。 容抗的大小與哪些因素有關(guān)呢？第77頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（1）電容器的電容量越大，容抗越小。（2）交流電的頻率越高，電容器的容抗越小。 容抗的計(jì)算式為第78頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

電容的容抗與頻率的關(guān)系可以簡(jiǎn)單概括為：

隔直流，通交流，阻低頻，通高頻。 因此電容也被稱為高通元件。第79頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、電流與電壓的關(guān)系

把電容器接到交流電源上，如果電容器的電阻和分布電感可以忽略不計(jì)，可以把這種電路近似地看成是純電容電路。

第80頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

純電容電路歐姆定律的表達(dá)式為：

設(shè)電壓uc為參考正弦量，電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式為第81頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

純電容電路中，電壓比電流滯后90o，即電流比電壓超前90o。第82頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三相交流電路第83頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三相交流電的優(yōu)點(diǎn)

三相發(fā)電機(jī)比體積相同的單相發(fā)電機(jī)輸出的功率大。 三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)不比單相發(fā)電機(jī)復(fù)雜多少，而使用、維護(hù)都比較方便，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比單相發(fā)電機(jī)的振動(dòng)要小。 在同樣條件下輸送同樣大的功率時(shí)，特別是在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，三相輸電比單相輸電節(jié)約材料。第84頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生

三相交流電動(dòng)勢(shì)由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。

定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電磁鐵，其磁極表面的磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布第85頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

三相繞組始端分別用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分別稱為U相，V相，W相。 發(fā)電機(jī)的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃（U）、綠（V）、紅（W）三種顏色作為標(biāo)志。 三個(gè)繞組在空間位置上彼此相隔120°。

動(dòng)畫視頻第86頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以角速度ω作逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三相定子繞組依次切割磁感線，產(chǎn)生三個(gè)對(duì)稱的正弦交流電動(dòng)勢(shì)eU=Emsin（ωt+0°）VeV=Emsin（ωt－120°）VeW=Emsin（ωt+120°）V第87頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第88頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

電流從始端流出時(shí)為正，反之為負(fù)。

末端指向始端

三個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大值（或零）的先后次序稱為相序。每相電動(dòng)勢(shì)的正方向是從線圈的，即正序：UVWU負(fù)序：UWVU第89頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、三相四線制

三相四線制是把發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈的末端連接在一起，成為一個(gè)公共端點(diǎn)（稱中性點(diǎn)）第90頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

從中性點(diǎn)引出的輸電線稱為中性線，簡(jiǎn)稱中線；接地的中性線稱為零線。零線或中線所用導(dǎo)線一般用黃綠相間色表示。 從三個(gè)線圈始端引出的輸電線稱為端線或相線，俗稱火線。

有時(shí)為了簡(jiǎn)便，常不畫發(fā)電機(jī)的線圈連接方式，只畫四根輸電線表示相序。第91頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天端線與端線之間的電壓，稱線電壓，分別用UUV、UVW、UWV表示。端線與中線之間的電壓，稱相電壓，分別用UU、UV、UW表示。線電壓與相電壓之間的關(guān)系為●●●●●●第92頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

利用幾何知識(shí)可以得到：

即：線電壓總是超前于對(duì)應(yīng)的相電壓30°。三個(gè)相電壓只有在對(duì)稱時(shí)其和為零，而線電壓無(wú)論對(duì)稱與否其和均為零，即：

第93頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、三相五線制供電

目前，許多新建的民用建筑在配電布線時(shí)，已采用三相五線制，設(shè)有專門的保護(hù)零線。第94頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三相負(fù)載的連接方式第95頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

各相負(fù)載相同的三相負(fù)載稱為對(duì)稱三相負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)、大功率三相電路。 各相負(fù)載不同的三相負(fù)載稱為不對(duì)稱三相負(fù)載，如三相照明電路中的負(fù)載。第96頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、三相負(fù)載的星形連接

三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負(fù)載的星形連接（常用“Y”標(biāo)記）。第97頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。在忽略輸電線上的電壓降時(shí)，負(fù)載的相電壓就等于電源的相電壓，電源的線電壓為負(fù)載相電壓的倍，即

U線

=U相Y

第98頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

流過(guò)每相負(fù)載的電流稱為相電流。 流過(guò)每根相線的電流稱為線電流。 線電流和相電流的大小關(guān)系為：

I線Y=I相Y=

對(duì)于感性負(fù)載來(lái)說(shuō)，各相電流滯后對(duì)應(yīng)電壓的角度，可按下式計(jì)算：第99頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

負(fù)載星形連接時(shí)，中線電流為各相電流的相量和。在三相對(duì)稱電路中，由于各相負(fù)載對(duì)稱，所以流過(guò)三相電流也對(duì)稱，其相量和為零，即第100頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

三相對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)中線電流為零，因此取消中線也不會(huì)影響三相負(fù)載的正常工作，三相四線制實(shí)際變成了三相三線制。第101頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、三相負(fù)載的三角形連接

把三相負(fù)載分別接在三相電源每?jī)筛嗑€之間的接法稱為三角形連接（常用“Δ”標(biāo)記）第102頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在三角形連接中，負(fù)載的相電壓和電源的線電壓大小相等，即U相Δ=U線Δ。 三相對(duì)稱負(fù)載做三角形連接時(shí)的相電壓是作星形連接時(shí)的相電壓的倍。 三相負(fù)載接到電源中，是作三角形還是星形連接，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓而定。 線電流和相電流的關(guān)系為I線Δ=I相Δ第103頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、三相負(fù)載的功率

在三相交流電源中，三相負(fù)載消耗的總功率為各相負(fù)載消耗的功率之和，即上式中，UU、UV、UW為各相負(fù)載的相電壓，IU、IV、IW為各相負(fù)載的相電流，、、為各相負(fù)載的功率因數(shù)。在對(duì)稱三相電路中，P=3U相I相cos相

=3P相

第104頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作星形連接時(shí)，有功功率為當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)，有功功率為即三相對(duì)稱負(fù)載不論是連成星形還是連成三角形，其總有功功率均為

仍是負(fù)載相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流間的相位差第105頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天提高功率因數(shù)的意義和方法第106頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

企業(yè)所用交流設(shè)備多數(shù)為感性負(fù)載。 在感性電路中，感性負(fù)載的功率因數(shù) 也就是說(shuō)，電路中還有一部分能量并沒有消耗在負(fù)載上，而是與電源之間反復(fù)進(jìn)行交換，這就是無(wú)功功率，它占用了電源的部分容量。第107頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、提高功率因數(shù)的意義1.充分利用電源設(shè)備的容量

如果一個(gè)電源的額定電壓為UN，額定電流為IN，那么它的額定容量即額定視在功率SN=UNIN

設(shè)電源容量為SN=40kVA，則帶40W（=0.4）的熒光燈，可帶400盞；帶40W（=1）的白熾燈，可帶1000盞。第108頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.減小供電線路的功率損耗 在電源電壓一定的情況下，對(duì)于相同功率的負(fù)載，功率因數(shù)越低，電流越大，供電線路上電壓降和功率損耗也越大。 如果供電線路上的電壓降過(guò)大，就會(huì)造成電網(wǎng)末端的用電設(shè)備長(zhǎng)期處于低壓運(yùn)行狀態(tài)，影響其正常工作。為了減少電能損耗，改善供電質(zhì)量，就必須提高功率因數(shù)。第109頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、提高功率因數(shù)的方法1.提高自然功率因數(shù) 用電設(shè)備本身的功率因數(shù)又稱自然功率因數(shù)。 合理選用電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)的容量與被拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載配套，避免“大馬拖小車”的現(xiàn)象。 應(yīng)盡量不要讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)；對(duì)于負(fù)載有變化且經(jīng)常處于輕載運(yùn)行狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過(guò)程中，采用△—Y接線的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使電路的功率因數(shù)提高。第110頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.并接電容器補(bǔ)償

電容器與感性負(fù)載并聯(lián)第111頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

如果電容器的額定電壓與電網(wǎng)電壓相同，應(yīng)采用三角形接法。 功率因數(shù)一般補(bǔ)償?shù)?.9以上即可，如果用過(guò)大的電容器，造成“過(guò)補(bǔ)償”，反而會(huì)致使電路成為容性，降低功率因數(shù)。

第112頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天電磁感應(yīng)第113頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、磁體及其性質(zhì)

某些物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。磁體分天然磁體和人造磁體兩大類。第114頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

磁體兩端磁性最強(qiáng)的部分稱磁極。可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，靜止后總是一個(gè)磁極指南，另一個(gè)指北。指北的磁極稱北極（N）；指南的磁極稱南極（S）。

第115頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

任何磁體都具有兩個(gè)磁極，而且無(wú)論把磁體怎樣分割總保持有兩個(gè)異性磁極。

與電荷間的相互作用力相似，當(dāng)兩個(gè)磁極靠近時(shí)，它們之間也會(huì)產(chǎn)生相互作用的力：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。第116頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磁場(chǎng)與磁感線1．磁場(chǎng) 在磁體周圍的空間中存在著一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng)。磁極之間的作用力通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞。動(dòng)畫第117頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天2．磁感線 磁場(chǎng)的分布常用磁感線來(lái)描述。視頻第118頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、電流的磁場(chǎng)

不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。動(dòng)畫第119頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢？第120頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天

將一條形磁鐵放置在線圈中，當(dāng)其靜止時(shí)，檢流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)，但將它迅速地插入或拔出時(shí)，檢流計(jì)的指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明線圈中有電流。

這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)電流的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

第121頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、楞次定律

以上實(shí)驗(yàn)表明：在線圈回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的原因是由于磁鐵的插入和拔出導(dǎo)致線圈中的磁通發(fā)生了變化。 楞次定律指出了磁通的變化與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在方向上的關(guān)系，即：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。第122頁(yè),共139頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、法拉第電磁感應(yīng)定律

在上述實(shí)驗(yàn)中，如果改變磁鐵插入或拔出的速度，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，磁鐵運(yùn)動(dòng)速度越快，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，反之越小。而磁鐵插入或拔出的速度，反映的是線圈中磁通變化的速度。即：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。第123頁(yè),共139頁(yè)，2