電工電子技術(shù)（第3版） 課件 第2章 正弦交流電路

正弦交流電量電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識正弦交流電量表示形式2.理解三要素、有效值、相位差3.認(rèn)識正弦交流電量的相量表示和運算法能力目標(biāo)021.會定量表示正弦交流電量2.會用相量法進行交流電量的運算

思政目標(biāo)03學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索創(chuàng)新精神，建立科學(xué)發(fā)展觀，努力學(xué)習(xí)，成為科技發(fā)展的參與者學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK交流電直流電到底誰更好

？這是一場跨越一百多年的世紀(jì)之爭!直流電：不隨時間變化的電流。U（I）Ot交流電：大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化的電流。正弦交流電：隨時間按正弦規(guī)律做周期性變化的電流。u（i）Ot“交流電之父”尼古拉·特斯拉“世界發(fā)明大王”托馬斯·愛迪生交流電：便于遠距離傳送，便于產(chǎn)生，但有電磁輻射，電壓波動直流電：穩(wěn)定，無電磁輻射，但無法升降壓難于遠距離輸送用哪個，要具體問題具體分析！知識引入一、正弦量的三要素正弦交流電：隨時間按正弦規(guī)律做周期性變化的電壓和電流的統(tǒng)稱。又稱為正弦量，簡稱交流電量“i”

的方向是變化的，當(dāng)正半周取正時與參考方向一致，當(dāng)負(fù)半周取負(fù)時與參考方向相反振幅角頻率初相角正弦量的三要素i

t0+

解析式波形圖一、正弦量的三要素（一）振幅描述正弦量數(shù)值大小的參數(shù)：wti0Ｔ振幅

Im正弦量任意瞬間的值，用小寫字母表示：

i、u、e正弦量在一個周期內(nèi)的最大值，

用帶有下標(biāo)m的大寫字母表示:Im、Um、Em

一個交流電流的做功能力相當(dāng)于某一數(shù)值的直流電流的做功能力，這個直流電流的數(shù)值就是該交流電流的有效值。用大寫字母表示：I、U、E

01瞬時值：03有效值：02振幅（最大值）:一、正弦量的三要素（一）振幅有效值與幅值的關(guān)系推導(dǎo)如下：以電流為例：設(shè)同一個負(fù)載電阻R，分別通入周期電流i

和直流電流I。同一時間T內(nèi)消耗的能量==消耗能量相同=即：則有：RiRI一、正弦量的三要素（一）振幅可見，周期電流有效值等于它的瞬時值的平方在一個周期內(nèi)的積分取平均值后再開平方，因此有效值又稱為方均根值。整理得：代入同理：小常識：儀表測量的值都是有效值。設(shè)

一、正弦量的三要素（二）角頻率描述正弦量變化快慢的參數(shù)：變化一個循環(huán)所需要的時間，單位（s）。單位時間內(nèi)的周期數(shù)，單位（Hz）。每秒鐘變化的弧度數(shù)，單位（rad/s）。01周期（T）:02頻率（

f

）:03角頻率（ω）:

t2

ti0TＴT/2三者間的關(guān)系示為：小常識：我國和大多數(shù)國家采用50Hz作為電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率（簡稱工頻）。一、正弦量的三要素（三）初相初相：t=0時正弦量經(jīng)歷的電角，稱為初相角或初相位。i

t0正弦量：相位：

是從正弦量零點至任意時刻的電角度，稱為正弦量的相位角或相位。它表明了正弦量的變化進程。一、正弦量的三要素（三）初相i

t0相位差：同頻率正弦量的相位角之差或是初相角之差，稱為相位差，用

表示。初相特點：①

用絕對值＜180°的角度表示（比如：求得初相位240°，應(yīng)該表示為？）②

若所取計時時刻（時間零點的選擇）不同，則正弦量初相位不同。

思考：相位差如何表示兩正弦電量的變化進程的關(guān)系呢呢？一、正弦量的三要素0

tiuiu

設(shè)正弦量：i和

u的相位差為：如果：稱

i超前u

角。如果：稱

i滯后u

角（如圖示）一、正弦量的三要素幾種特殊情況：電壓與電流同相。ui

tuiO①②ui

tui90°O電壓與電流正交③

tuiuiO

電壓與電流反相

tuiuiO思考*比較當(dāng)兩個同頻率的正弦量計時起點改變時，它們的初相改變，但相位差不變。二、正弦量的相量運算法已知繁瑣相量表示法簡化計算

?=?1+?2i=i1+i2求交流電路中涉及到電容電感兩種動態(tài)元件，電路分析時需要解微積分方程，難度很大，1893年數(shù)學(xué)家、電學(xué)家施泰因梅茨提出了用相量法進行交流電路分析，大大簡化了運算，對交流電的普及起到了決定性的作用，推動了電路理論的快速發(fā)展。1.相量運算法分析二、正弦量的相量運算法為什么正弦量可以用相量表示呢？uω矢量長度=

矢量與橫軸之間夾角=初相位正弦量可以用旋轉(zhuǎn)矢量表示結(jié)論：旋轉(zhuǎn)矢量之和所對應(yīng)的正弦量等于正弦量之和，將正弦量求和轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)矢量求和；初始矢量之和所對應(yīng)的正弦量等于初始正弦量之和，可求得正弦量最大值（有效值）和初相位二、正弦量的相量運算法復(fù)數(shù)矢量正弦量表示復(fù)數(shù)可以表示矢量復(fù)數(shù)（相量）可以表示正弦量用復(fù)數(shù)（相量）的模表示正弦量的有效值用復(fù)數(shù)（相量）的幅角來表示正弦量的初相位

相量法二、正弦量的相量運算法2.正弦量的相量運算法：將正弦量用相量表示，正弦量的初相角作為復(fù)數(shù)的幅角，正弦量的最大值或有效值作為復(fù)數(shù)模，將正弦量的運算轉(zhuǎn)換為相量運算表示符號或者提示：正弦電量可用相量來表示，但正弦電量不等于相量（復(fù)數(shù)）二、正弦量的相量運算法例:

寫出下列正弦量的相量，并求出：i=i1+i2

?1=20∠60°A?2=10∠-30°A

解：

?=?1+?2=20∠60°+10∠－30°=20(cos60°+jsin60°)+10[cos(－30°)+jsin(－30°)=10+j17.39+8.66－j5=18.66+j12.39=22.36∠33.4o(A)

步驟1.用相量表示正弦量，進行相量和（差）運算2.相量和（差）的模和幅角分別為和（差）正弦量的有效值和初相位二、正弦量的相量運算法3.正弦量的相量圖：相量在復(fù)平面上的幾何表示稱為相量圖幾個同頻率正弦量可以畫在同一相量圖上例:步驟1.做水平基準(zhǔn)線2.以正弦量的有效值和初相位分別作為相量的模和幅角做矢量60°U45°I單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識電阻、電感、電容在交流電路中電壓與電流三要素之間的關(guān)系，2.認(rèn)識感抗、容抗含義及表示形式3.認(rèn)識有功功率、無功功率含義及公式能力目標(biāo)021.會計算三個元件電壓與電流；有功功率、無功功率2.會分析三個元件在交流電路中作用

思政目標(biāo)03正確認(rèn)識付出與索取，塑造社會主義價值觀學(xué)習(xí)目標(biāo)K知識引入思考R、L、C元件在交流電路中的電壓電流關(guān)系？單一參數(shù)的交流電路電

阻一、電阻---交流電路中的電壓電流分析Ri

u+-u=iR解析式：設(shè)則相量相量圖UI最大值關(guān)系有效值關(guān)系一、電阻---交流電路中的電壓電流分析電阻元件上的電壓、電流關(guān)系為：1.頻率相同；2.相位相同；3.瞬時值、有效值、最大值、相量關(guān)系均滿足歐姆定律：u=iR歸納一、電阻---交流電路中的功率（一）瞬時功率p瞬時功率用小寫！則結(jié)論：1.p隨時間變化；

2.p≥0，為耗能元件。uipωt一、電阻---交流電路中的功率（二）平均功率（有功功率）P一個周期內(nèi)的平均值由:可得:P=UI平均功率是由于吸收大于釋放，表示消耗，所以又稱為有功功率goodbye單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)單一參數(shù)的交流電路電

感二、電感---交流電路中的電壓電流分析設(shè)則解析式：Li

u(1)

頻率關(guān)系

—頻率相同(2)

相位關(guān)系

—電感元件上u

超前i90°電角(3)

有效值關(guān)系

—有效值之間滿足歐姆定律U=

LI=2πfLI=IXL感抗XL：XL=2πfL=ωL反映了電感元件對正弦交流電流的阻礙作用；單位：歐姆【Ω】，頻率越高感抗越大，電感有濾波作用。(4)

相量關(guān)系—復(fù)感抗二、電感---交流電路中的功率（一）瞬時功率p瞬時功率用小寫！則iuO儲能p<0+p>0+p>0p<0放能儲能放能po可逆的能量轉(zhuǎn)換過程結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進行能量交換（能量的吞吐)所以，電感L是儲能元件二、電感---交流電路中的功率（二）無功功率Q電感平均功率為0，故P=0，電感元件不消耗電能，電感與其外部進行能量交換，定義其交換速率最大值為無功功率有功功率的“有功”是指“消耗”，而無功功率的“無功”是指“交換”，一定不能將“無功”理解為“無用”。

無功功率表示元件不消耗電能，通過交換電能起到電路所需要的作用，比如日光燈的鎮(zhèn)流器電感，輔助燈管發(fā)光穩(wěn)定，為人們照明，它作為配角不似主角燈管光彩奪目，但卻不可缺少，可謂在電路中默默奉獻不思索取，對我們?nèi)蘸蟮墓ぷ饔泻芎玫膯l(fā)

goodbye單一參數(shù)的交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)單一參數(shù)的交流電路電

容三、電容---交流電路中的電壓電流分析(1)

頻率關(guān)系

—頻率相同(2)

相位關(guān)系

—電容元件上i

超前u90°電角(3)

有效值關(guān)系

—有效值之間滿足歐姆定律容抗XC：反映了電容元件對正弦交流電流的阻礙作用；單位：歐姆【Ω】，頻率越高容抗越小，電容有濾波作用(4)

相量關(guān)系復(fù)容抗Cic

u解析式：設(shè)則=UωC三、電容---交流電路中的功率（一）瞬時功率p瞬時功率用小寫！則iuO儲能p<0+p>0+p>0p<0放能儲能放能po可逆的能量轉(zhuǎn)換過程結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進行能量交換（能量的吞吐)所以，電容是儲能元件

二、電容---交流電路中的功率（二）無功功率Q電容平均功率為0，故P=0，電容元件不消耗電能，電容與其外部進行能量交換，定義其交換速率最大值為無功功率有功功率的“有功”是指“消耗”，而無功功率的“無功”是指“交換”，一定不能將“無功”理解為“無用”。

Q反映了電容元件與電源之間能量交換的規(guī)模。電感線圈具有的是“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的特性，而電容器具有是“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”的特性。goodbyeRLC串聯(lián)交流電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識電阻、電感、電容串聯(lián)電路在交流電路中電壓與電流三要素之間的關(guān)系2.認(rèn)識相量形式的歐姆、基爾霍夫定律3.認(rèn)識有功功率、無功功率含義及公式能力目標(biāo)021.會計算RLC電路電壓與電流；有功功率、無功功率、視在功率2.會分析交流設(shè)備電路

思政目標(biāo)03學(xué)習(xí)先輩科學(xué)家，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、求真務(wù)實的科研精神學(xué)習(xí)目標(biāo)KR、L、C三種元件的交流電路中如何分析電壓電流關(guān)系？1893年數(shù)學(xué)家、電學(xué)家施泰因梅茨不僅提出了用相量法，還建立了相量形式的歐姆定律、基爾霍夫定律，開創(chuàng)了交流電路分析計算的方法，使得電氣工程師可以提前估算電氣系統(tǒng)的運行情況，從而降低了電力系統(tǒng)的建造成本，對交流電的普及起到了決定性作用。知識引入LR

Ci

uabuRuLuC一、RLC串聯(lián)電路中的電壓電流分析（一）相量形式基爾霍夫和歐姆定律LR

Ci

uabuRuLuC

瞬時值形式基爾霍夫定律

相量法

相量形式基爾霍夫定律復(fù)阻抗

相量形式歐姆定律一、RLC串聯(lián)電路中的電壓電流分析（二）復(fù)阻抗阻抗阻抗角1.復(fù)阻抗兩種表示形式2.復(fù)阻抗合并：串聯(lián)總復(fù)阻抗等于各復(fù)阻抗之和；并聯(lián)總復(fù)阻抗倒數(shù)等于各復(fù)阻抗倒數(shù)和二、RLC串聯(lián)電路的相量圖分析–

+–

+–

+–

+參考相量(

>0感性)XL

<

XC(

<0容性)XL

>

XC電壓三角形三、RLC串聯(lián)電路的功率SQPR電壓三角形各條邊同除以電流相量，可得到一個阻抗三角形如右圖示：

電壓三角形各條邊同乘以電流相量，可得到一個功率三角形如圖所示：

三、RLC串聯(lián)電路的功率有功功率P（W：瓦）：表示電路消耗性質(zhì)，等于所有電阻有功功率之和PQS視在功率S（VA：伏安）：表示電路總?cè)萘縎=UI有功功率、無功功率和視在功率及三者之間的數(shù)量關(guān)系如何？無功功率Q（Var：乏）：表示電路交換性質(zhì)，L、C無功功率代數(shù)和功率三角形goodbye功率因數(shù)及其提高田玉主講老師：電工電子技術(shù)NOWLEDGEIMPORTK知識引入P=UIcosφ功率因數(shù)cosφ越高1.發(fā)電容量利用率越高2.輸電線路損耗越低知識就是生產(chǎn)力節(jié)約用能優(yōu)化用能如何提高功率因數(shù)？

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識功率因數(shù)及提高意義和方法2.理解感性負(fù)載提高功率因數(shù)原理能力目標(biāo)02會計算感性負(fù)載提高功率因數(shù)并聯(lián)電容容量

思政目標(biāo)03珍惜資源，節(jié)約用電學(xué)習(xí)目標(biāo)一、功率因數(shù)及其提高功率因數(shù)——電路中有功功率與視在功率的比值。SP視在功率有功功率==阻抗角=電壓與電流的相位差角純阻元件：感性、容性負(fù)載：

<二、提高功率因數(shù)的意義（一）使電源設(shè)備容量得到充分利用視在功率轉(zhuǎn)換成有功功率的程度例：已知某發(fā)電機的視在功率為1000KVA。（1）若（2）若能發(fā)出（

）KW的有功功率只能發(fā)出（

）KW的有功功率1000700所以提高可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用二、提高功率因數(shù)的意義（二）降低線路損耗和線路壓降交流電的傳輸與轉(zhuǎn)換升壓變壓器輸電線降壓變壓器電燈電動機電爐...用戶發(fā)電機電源U一定I線路損耗r電源負(fù)載線路損耗r三、提高功率因數(shù)的方法

日常生活中多為感性負(fù)載，如電動機、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如圖。+-+-+-感性等效電路相量圖三、提高功率因數(shù)的方法（二）提高功率因數(shù)的原則必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。三、提高功率因數(shù)的方法（三）提高功率因數(shù)的措施在感性負(fù)載兩端并電容?。?！并電容討論加什么元件？是串聯(lián)還是并聯(lián)？感性負(fù)載+-三、提高功率因數(shù)的方法（四）

并聯(lián)電容值的計算+-+-+-感性等效電路——并C前——并C后即:三、提高功率因數(shù)的方法并聯(lián)電容后，原負(fù)載的任何參數(shù)都沒有改變??！注意思考：是否任意值的電容都可以提高感性電路的功率因數(shù)？goodbye交流電路的諧振田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識諧振定義及諧振特征2.理解諧振電路選頻性能力目標(biāo)021.會計算諧振頻率2.會分析諧振電路應(yīng)用

思政目標(biāo)031.由諧振的雙面性，建立一分為二的哲學(xué)觀2.由諧振的選擇性啟發(fā)中國特色社會主義制度的制度自信和道路自信學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識引入諧振是什么？收音機利用諧振進行調(diào)諧選頻，選出不同電臺信號，凡是需要選頻的電器都會用到諧振電路，諧振的應(yīng)用很廣泛一、串聯(lián)諧振條件電路總電壓和總電流相位相同，電路呈現(xiàn)電阻特性，這種現(xiàn)象稱為諧振jXLR

-jXCI

U

UR

UL

UCab當(dāng)

時，電路呈電阻性，電壓與電流同相，這時電路的狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。RLC串聯(lián)電路的復(fù)阻抗為（一）諧振定義

（二）諧振條件諧振條件：或：一、串聯(lián)諧振條件

或(1)電源頻率

f

一定，調(diào)參數(shù)L、C使

fo=f(2)電路參數(shù)LC

一定，調(diào)電源頻率f使

f=fo諧振條件：諧振頻率：調(diào)諧方法：二、串聯(lián)諧振特征

阻抗最?。?1)(2)電流最大：（當(dāng)電源電壓一定時）

(3)

無功功率為0諧振曲線：電流隨頻率變化的關(guān)系曲線fQ大Q小

電路具有選擇最接近諧振頻率附近的電流的能力——稱為選擇性

R

Q值越大，曲線越尖銳，選擇性越好二、串聯(lián)諧振特征（4）電感電壓與電容電壓大小相等，相位相反，且都為電路電壓的Q倍，Q值越大，諧振電路的頻率選擇性越好，電路損耗的能量越少提示一般串聯(lián)諧振電路的Q值可達幾十至幾百，即UL或UC可達U的幾十至幾百倍。所以，串聯(lián)諧振可以在電感或電容兩端產(chǎn)生很高的電壓。因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振，在電力傳輸電路中，應(yīng)采取措施避免諧振，以免損壞電容和電感，這就是任何事物都有兩面性，應(yīng)一分為二看待。。

三、諧振應(yīng)用

各地的廣播電臺以不同的頻率發(fā)射無線電波，那收音機為什么能讓我們收聽到某一電臺的節(jié)目呢？這是因為收音機中有一個能夠選擇無線電波頻率的電路——調(diào)諧電路。調(diào)諧電路實際上就是串聯(lián)諧振電路，當(dāng)我們調(diào)節(jié)電容器的電容量為一定值時，電路就對某一頻率的無線電信號發(fā)生串聯(lián)諧振，此時電路呈現(xiàn)的阻抗最小，電流最大，電容器的兩端將產(chǎn)生一個高于信號電壓Q倍的電壓，傳輸給后級放大電路進行放大，使我們能收聽到該頻率的電臺節(jié)目。而對于其它頻率的無線電信號，電路不能發(fā)生諧振，電路電流很小，其信號被電路抑制掉。因此，通過調(diào)節(jié)電容，使調(diào)諧電路發(fā)生諧振，就可以從不同的頻率中選擇出所需的電臺信號。

收音機的調(diào)諧電路電路圖

+-

等效電路：接收天線：組成諧振電路goodbye三相交流電源田玉主講老師：電工電子技術(shù)K1888年，俄國工程科學(xué)家多布羅沃利斯制成了世界上第一臺三相交流異步電動機，之后相繼發(fā)明了三相交流變壓器、啟動變阻器、多種測量儀、三相交流發(fā)電機和電動機的特有的星形和三角形連接方式，并提出了開關(guān)電路中最早的滅弧方法。三相交流電諸多技術(shù)和應(yīng)用難關(guān)幾乎全被他一人攻克了。知識引入

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識三相對稱交流電源、連接、線電壓、相電壓能力目標(biāo)02會判斷線、相電壓并計算

思政目標(biāo)03正確看待個人與集體關(guān)系，加強相互配合的大局意識學(xué)習(xí)目標(biāo)一、三相交流電動勢產(chǎn)生原理（一）三相交流電動勢的產(chǎn)生定子鐵心U1U2V1V2W1W2定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸+－NS2VVu1VVe+_2WWu1WWe+_2UUu1UUe+_三相繞組空間位置各差120o轉(zhuǎn)子逆時針方向以

的角速度旋轉(zhuǎn)。對稱三相定子繞組將依次切割磁場線，三個線圈中便分別感應(yīng)出三個電動勢eU、eV、eW二、三相交流電動勢振幅，頻率，相位大小相等，頻率相同，相位互差120o稱為對稱三相電動勢Em

wtWE&UE&VE&120°120°120°°D=°-D=°D=1201200EEEEEEWVU&&&0=++WVUEEE&&&三、三相交流電源的連接1.三相電源繞組的星形連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++N（1）中性點：三相繞組的末端U2、V2、W2連接而成的公共端點，接大地的中性點則稱為零點。（2）中性線：從中點引出的輸電線稱為中性線，簡稱中線。接大地的中線則稱為零線或地線。（3）相線：從三相繞組的首端U1、V1、W1引出的三條輸電線稱為相線，又稱端線，俗稱火線，分別用大寫字母U、V、W表示。工程技術(shù)上，相線U、V、W分別用黃、綠、紅三種顏色來區(qū)別，而中性線則用黑色表示。三、三相交流電源的連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++2.相電壓

三相四線制供電系統(tǒng)能夠提供兩種不同的電壓，即相電壓和線電壓。相電壓：相線與中線之間的電壓，也就是三相繞組的端電壓，相電壓有效值通常用UP表示，在我國三相四線制低壓配電線路中相電壓為220V

啟發(fā)：由三相交流電路的對稱性引申正確看待個人與集體關(guān)系，加強相互配合的大局意識三、三相交流電源的連接V2W2U2UVWNU1W1V1+++

線電壓：相線與相線之間的電壓，在三相四線制供電系統(tǒng)中，三相線電壓也是對稱的，有效值用UL表示，在我國三相四線制低壓配電線路中線電壓為380V

3.線電壓線電壓超前對應(yīng)的相電壓30°線、相電壓關(guān)系：goodbye三相交流電路分析田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.認(rèn)識三相對稱交流負(fù)載兩種接法2.掌握兩種接法的三相交流電路分析方法能力目標(biāo)021.會選擇三相負(fù)載正確接法2.會分析計算三相交流電路電壓、電流、功率

思政目標(biāo)03由中線作用引申常規(guī)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵時刻作用，培養(yǎng)全面考慮問題防患未然的工程素質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識引入

多布羅沃利斯基（1862～1919），俄國電氣工程師，現(xiàn)代電力系統(tǒng)奠基人，發(fā)明了三相電力系統(tǒng)，完成了所有關(guān)于三相系統(tǒng)的理論，發(fā)明了星型和三角形接法.1891年法蘭克福將開一個“高科技”展覽會，修建一個三相交流的示范工程。于是在勞芬的內(nèi)卡河，制造了一臺由科普蘭式立軸水輪機驅(qū)動的爪極式三相同步發(fā)電機，再由變壓器升壓至20KV，輸電線路一共109英里，在法蘭克福點亮1000個白熾燈，并且?guī)右恍╇姍C，完成水景瀑布水泵的拖動，拖動游樂木馬等。勞芬～法蘭克福輸出系統(tǒng)的成功，展現(xiàn)了交流遠距離輸電的優(yōu)勢，確立了三相系統(tǒng)的地位，人類開始步入電氣時代。一、三相負(fù)載的Y型連接（一）線、相電流

UWV

N對稱三相負(fù)載：各相負(fù)載復(fù)阻抗相同（即阻抗模相等，阻抗角相同），如三相負(fù)載如三相電動機、三相變壓器、三相電爐等不對稱三相負(fù)載：各相負(fù)載復(fù)阻抗不同的三相負(fù)載，如照明電路組成的三相負(fù)載Y型三相負(fù)載線電流等于相電流一、三相負(fù)載的Y型連接三相對稱負(fù)載（一）線、相電流結(jié)論：三相負(fù)載對稱，三相電流對稱，求電流、電壓時，可以僅算

一相，其余即可直接寫出；線電流等于相電流；在三相對稱負(fù)載電路中，中線電流為0可以省略UWV

N相電流中線電流一、三相負(fù)載的Y型連接（一）線、相電流UWV

N負(fù)載不對稱時，需每相分別計算中線的作用：各相負(fù)載電流不對稱，中線電流也不為0，如果中線斷開，中線電流會分配至三相負(fù)載中，使有的負(fù)載超載，有的負(fù)載欠載，所以中線不能斷開，以保證三相負(fù)載各自獨立工作，不相互發(fā)生影響，所以中線上不允許接開關(guān)和熔斷器啟示：中線作用引申常規(guī)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵時刻作用，建立全面考慮問題防患未然的工程素質(zhì)三相負(fù)載的連接（二）三相負(fù)載的功率總有功功率P：

當(dāng)三相負(fù)載對稱時:

為相電壓相電流之間的相位差結(jié)論有功功率：無功功率：視在功率：在三相負(fù)載對稱的條件下：UWV

N二、三相負(fù)載的?型連接（一）線、相電流三相?負(fù)載的相電壓等于電源的三個對稱線電壓

三相電流：三線電流：注意：線電流不等于相電流提示：負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時應(yīng)采用?接法二、三相負(fù)載的?型連接（一）線、相電流三相?負(fù)載對稱時：

三相電流對稱：三線電流對稱：

二、三相負(fù)載的?型連接（二）三相?負(fù)載的功率總有功功率P：

當(dāng)三相負(fù)載對稱時，

為相電壓相電流之間的相位差結(jié)論有功功率：無功功率：視在功率：在三相負(fù)載對稱的條件下：goodbye安全用電田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標(biāo)01

1.掌握觸電類型和方式2.掌握安全用電措施3.掌握觸電急救的方法能力目標(biāo)021.會進行觸電急救2.會進行正確防觸電操作

思政目標(biāo)03訓(xùn)練危急情況沉著冷靜素質(zhì)

，鍛造舍己救人的英雄擔(dān)當(dāng)學(xué)習(xí)目標(biāo)NOWLEDGEIMPORTK知識引入案例一上海某廠，配電箱未接地，員工當(dāng)場觸電身亡！事故原因：電線接頭從接線柱上松脫，接觸到配電箱箱門，同時配電箱的外殼未采取接地保護，造成配電箱金屬外殼帶電，馬某右手接觸到配電箱邊框時，發(fā)生觸電事故。案例二常州某廠，設(shè)備未接地，車間主任當(dāng)場觸電身亡!事故原因：因塑料粉碎機，無接地線。電源線布設(shè)不合理，有一小節(jié)電源線被旁邊的踏步梯梯腳壓到。時間一長導(dǎo)致該電源線絕緣保護皮被梯腳扎破，電線漏電，踏步梯帶電。案例

三山東某廠電工未執(zhí)行操作規(guī)程檢修，觸電身亡！事故原因：某電工違反公司維修管理規(guī)定，未辦理停電手續(xù)擅自進行現(xiàn)場檢修，在對重力澆鑄機兩根模具導(dǎo)熱棒電氣接線進行檢查時，觸碰到電源接線帶電裸露接頭部位，導(dǎo)致觸電。案例四大連某廠，電焊機線路漏電，工人觸電身亡！事故原因：作業(yè)現(xiàn)場電焊機、切割機進出線路陳舊老化多處破損，且沒有采用架空方式鋪設(shè)，平鋪在地面上,加之現(xiàn)場澆水，電線大部分被浸濕，導(dǎo)致電線漏電是此次事故發(fā)生的直接原因。安全用電，關(guān)乎生命財產(chǎn)，切勿疏忽大意！一、人體的電流效應(yīng)（一）人體對電流反應(yīng)100-200微安對人體無害反而能治病1毫安左右引起麻痹的感覺不超過10毫安時人尚可擺脫電源超過30毫安時感到劇痛，神經(jīng)麻痹，呼吸困難，有生命危險達到100毫安時只要很短時間使人心跳停止結(jié)論：通過人體的電流越大，時間越長，人的生理反應(yīng)越明顯，傷害越嚴(yán)重，觸電死亡的時間越短。一、人體的電流效應(yīng)（一）人體對電流反應(yīng)電流通過頭部可使人昏迷；通過脊髓可能導(dǎo)致肢體癱瘓；通過心臟可造成心臟停跳、血液循環(huán)中斷；通過呼吸系統(tǒng)會造成窒息。

注意：電流從左手流經(jīng)胸部的危險性最大；從手到手、從手到腳也是很危險的電流路徑；從腳到腳的危險性較小，但容易造成腿部肌肉痙攣而摔倒，導(dǎo)致二次觸電。注意：50~60Hz的交流電對人最危險，隨著頻率的升高，觸電危險程度將下降。在電流相同的條件下，直流電的危險性要低于交流電。一、人體的電流效應(yīng)（二）人體阻抗

人體阻抗：工頻1000-3000歐，接觸瞬間500歐皮膚阻抗體內(nèi)阻抗人體總阻抗結(jié)論：通過人體的電壓越大，人體阻抗越小，皮膚越潮濕，人體阻抗越小。接觸電壓（V）人體阻抗（歐）皮膚干燥皮膚潤滑皮膚潮濕皮膚浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077035025015001000650325人體阻抗變化一、人體的電流效應(yīng)（三）人體安全電壓人體安全用電的電壓通常不高于36V，但根據(jù)環(huán)境不同存在一定差異：（1）有電擊危險的干燥環(huán)境中使用的手持電動工具，照明，電源電壓或其他電氣設(shè)備應(yīng)采用42V以下安全電壓（2）隧道、人防工程、有高溫、導(dǎo)電灰塵或燈具離地面高度低于2.m等場所的，安全電壓不大于36V。（3）在潮濕和易觸及帶電體場所的安全電壓不大于24V。（4）在特別潮濕的場所，導(dǎo)電良好的地面、鍋爐或金屬容器內(nèi)工作的安全電壓不大于12V。（5）水下作業(yè)等人體大面積浸水等特別危險的場所應(yīng)采用6V安全電壓。二、觸電分類及方式（一）觸電分類觸電：電流通過人體達到一定程度時引起的傷害，根據(jù)觸電方式，觸電分為電擊和電傷電擊電流通過人體刺激機體組織，使肌肉非自主地發(fā)生痙攣性收縮而造成的傷害，嚴(yán)重時破壞人的心臟肺部神經(jīng)系統(tǒng)正常工作，危機生命的傷害。電傷電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機械效應(yīng)等對人體所造成的傷害。（電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、電光眼等多種傷害）二、觸電分類及方式（二）觸電方式1.單相觸電：當(dāng)人站在地面上或其他接地體上，人體的某一部位觸及一相帶電體時，電流通過人體流入大地(或中性線)，稱為單相觸電2.兩相觸電：人體同時觸及兩根不同的相線，或者人體同時觸及到電氣設(shè)備中兩個不同相的帶電部位時而引起的觸電。兩相觸電更危險！二、觸電分類及方式（二）觸電方式3.跨步電壓觸電：在高壓輸電線斷線落地時，有強大的電流流入大地，在接地點周圍將形成電位分布。當(dāng)人在接地點周圍行走時，其兩腳之間的電位差稱為跨步電壓。在跨步電壓作用下，電流通過人體，將會造成跨步電壓觸電。

離電流接地點越近，兩腳跨步距離越大，人體承受的跨步電壓就越大；通常認(rèn)為距離接地點半徑20m以外的區(qū)域，跨步電壓可以近似視為零。當(dāng)發(fā)現(xiàn)跨步電壓威脅時，應(yīng)盡快將雙腳并攏或單腳著地跳出危險區(qū)。否則，觸電時間一長，會導(dǎo)致觸電死亡。二、觸電分類及方式（二）觸電方式4.接觸電壓觸電：電氣設(shè)備由于絕緣損壞或其他原因造成接地故障時，如人體兩個部分(手和腳)同時接觸設(shè)備外殼和地面時，人體兩部分會處于不同的電位，其電位差即為

接觸電壓。由接觸電壓造成觸電事故稱為接觸電壓觸電。5.剩余電荷觸電：當(dāng)人體觸及帶有剩余電荷的設(shè)備時，比如停電后的并聯(lián)電容器、電力電纜、電力變壓器及大容量的交流電動機等設(shè)備，由于檢修人員在檢修前、后沒有對停電后的設(shè)備充分放電設(shè)備帶有剩余電荷,帶有電荷的設(shè)備對人體放電所造成的觸電事故稱為剩余電荷觸電。四、防止觸電的保護措施（一）安全電壓選用

人體危險電壓

＝人體最小電阻?工頻致命電流，

即：（800～1000Ω）?（

30～50mA）＝

24～50V安全電壓等級及選用舉例安全電壓（交流有效值）選用舉例額定值空載上限值42V50V在有觸電危險的場所使用的手持電動工具等36V43V在礦井中多導(dǎo)電粉塵等場所使用的行燈等24V29V在某些具有人體可能偶然觸及的帶電設(shè)備上12V15V6V8V四、防止觸電的保護措施（二）安全距離工作人員與帶電設(shè)備的安全距離電壓等級/KV安全距離/m無遮攔有遮攔1及以下0.10—100.700.35351.000.601101.501.502203.003.00帶電體與地面間、帶電體與其他設(shè)備間、帶電體與帶電體間應(yīng)留有安全距離四、防止觸電的保護措施（三）絕緣防護

工具絕緣電工工具手柄上套有耐壓500V的絕緣套，帶絕緣手套、穿絕緣鞋操作絕緣防護：用絕緣體把可能形成的觸電回路隔開，包括外殼絕緣、場地絕緣、工具絕緣

外殼絕緣電氣設(shè)備的外殼裝防護罩

場地絕緣在人體站立的地方用絕緣層墊起來，使人體與大地隔離四、防止觸電的保護措施（四）保護接地和保護接零保護接地：是指在電源中性點不接地的供電系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼與埋入地下且與大地接觸良好的接地裝置進行可靠連接。若設(shè)備漏電，外殼和大地之間的電壓將通過接地裝置將電流導(dǎo)入大地。此時如果有人接觸漏電設(shè)備外殼，由于人體與漏電設(shè)備并聯(lián)，且人體電阻Rb遠大于接地裝置的對地電阻Re，即Rb>>Re，通過人體的電流非常微弱，從而消除了觸電危險。

電壓在100V以上的任何形式的電網(wǎng)，均需采用保護接地作為安保技術(shù)措施。接地裝置通常采用厚壁鋼管或角鋼，接地電阻以小于4Ω為宜四、防止觸電的保護措施（四）保護接地和保護接零保護接零：是指是指在電源中性點接地系統(tǒng)中，將設(shè)備需要接地的金屬外殼與電源中性線直接連接。這就相當(dāng)于設(shè)備外露部分與大地進行了電氣連接。當(dāng)電氣設(shè)備漏電致使其金屬外殼帶電時，設(shè)備外殼將與零線之間形成良好的電流通路。