工業(yè)電器與自動(dòng)化電工基礎(chǔ)1第1頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四緒論高等職業(yè)教育作為高等教育的一支生力軍在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越大的重要作用。社會(huì)越來越需要既懂得一定專業(yè)知識(shí),又具有高新技術(shù)；手腦并用、學(xué)以致遠(yuǎn)的新型人才。2第2頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

現(xiàn)代化進(jìn)程使行業(yè)間沒有了清晰的分水嶺，使各專業(yè)技術(shù)人員之間的界限越來越模糊。所以工藝人員與相關(guān)的其他工種工作人員之間要有一定的知識(shí)重疊區(qū)，作為現(xiàn)代工藝人員除了具備工藝專業(yè)的知識(shí)和能力外，還應(yīng)具有工業(yè)電器的使用和工程識(shí)圖的能力；操作自控儀器、儀表的能力；自動(dòng)控制系統(tǒng)開、停車能力；判斷、分析及初步處理系統(tǒng)故障的能力；與自控人員合作及實(shí)施技改的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握過程生產(chǎn)中常用的電器特性和使用特點(diǎn)及過程控制的基本知識(shí)和基本技能；了解過程控制工具的特性、工作原理和正確的使用方法。

3第3頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四生產(chǎn)過程自動(dòng)控制在生產(chǎn)機(jī)器或設(shè)備上配備一些自動(dòng)控制裝置，模仿、代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行，即用自動(dòng)控制裝置來操作及管理生產(chǎn)過程的辦法，稱為生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，簡(jiǎn)稱過程自動(dòng)化。4第4頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成1.自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)用各種檢測(cè)儀表自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的工藝變量進(jìn)行檢測(cè)。2.自動(dòng)控制系統(tǒng)用自動(dòng)控制裝置對(duì)生產(chǎn)過程中的某些重要變量進(jìn)行控制。3.過程自動(dòng)報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)變量接近臨界數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警提醒操作人員注意，若在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)，不能解除故障，則系統(tǒng)自動(dòng)停車。4.過程的自動(dòng)操縱系統(tǒng)按預(yù)先規(guī)定的步驟，自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行周期性操作的系統(tǒng)。5第5頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

工業(yè)電器基礎(chǔ)篇6第6頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四跨世紀(jì)工程——三峽三峽水電站是目前世界上最大的水電站，共安裝26臺(tái)70萬千瓦的大型水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量1820萬千瓦，從明年開始到2009年，26臺(tái)機(jī)組陸續(xù)發(fā)電，電站多年平均發(fā)電量為847億千瓦時(shí)。按照三峽工程建設(shè)計(jì)劃，2003年三峽電站首批機(jī)組發(fā)電、2009年機(jī)組全部投產(chǎn)。7第7頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四左岸1號(hào)機(jī)組水輪—電機(jī)軸8第8頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四水輪機(jī)上冠外徑9315毫米，下環(huán)外徑10600毫米，重達(dá)425噸。9第9頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四10第10頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四直徑24米、重七百多噸的定子吊裝成功11第11頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，又是資金密集型、技術(shù)密集型和網(wǎng)絡(luò)性行業(yè),目前正醞釀著第十次變革。在電力發(fā)展上先后提出“電力是先行工業(yè)”，“電力是先行官”，“能源工業(yè)的發(fā)展要以電力為中心”和“電力工業(yè)要適應(yīng)超前發(fā)展”等指導(dǎo)方針。到2001年底，中國(guó)發(fā)電設(shè)備總?cè)萘恳堰_(dá)到3.38億千瓦，年發(fā)電量達(dá)到14780億千瓦時(shí)，在世界上僅次于美國(guó)，居第二位。

12第12頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四13第13頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一章14第14頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電工基礎(chǔ)

第一節(jié)直流電路復(fù)習(xí)：電流、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)、電功率等基本物理量并引入?yún)⒖挤较颉?5第15頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化動(dòng)手能力

16第16頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、電路的組成及物理量電路是電流通過的路徑。電路都是由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線和控制保護(hù)設(shè)備組成。對(duì)于一個(gè)完整的電路，把電源內(nèi)部稱為內(nèi)電路。其余稱為外電路。17第17頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四核電站秦山三期工程

18第18頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電路和組成部分

電路：構(gòu)成電流通路的一切設(shè)備的總和。廣義電路：含電磁信號(hào)所經(jīng)過的路徑。具體電路：一根導(dǎo)線、一個(gè)電阻、一個(gè)開關(guān)均可視為電路。IUSE19第19頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四內(nèi)電路電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線開關(guān)負(fù)載20第20頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四小功率發(fā)電機(jī)21第21頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四內(nèi)電路:在電源的內(nèi)部

外電路:在電動(dòng)勢(shì)的外部

UISE外電路內(nèi)電路22第22頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電器、儀表實(shí)驗(yàn)柜23第23頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電器元件符號(hào)名稱符號(hào)名稱符號(hào)電池電感直流電機(jī)電容電壓源熔斷器電流源電壓表電阻電流表GVA24第24頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.電流、電荷有規(guī)律的定向運(yùn)動(dòng)以正電荷的移動(dòng)方向?yàn)檎较?/p>

單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電量定義為電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，用符號(hào)I或i表示。0104++-電流方向25第25頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2.電壓恒量電場(chǎng)力作功能力的物理量。

Uab=Wab/q

方向：電壓（位）降為正方向+Uabab+++++-----26第26頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.電位電路中任一點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓

Uc=2V

Ua=6V

Ub=－1V

Ud=RI+E5VdRI2V3Vacb4V27第27頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)：衡量外力克服電場(chǎng)力把單位電荷從負(fù)極移到正極所作功能力大小的物理量。單位：V

EUs-+ba++++++++------+負(fù)載01-1-428第28頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

參考方向當(dāng)電路分析時(shí)：電路的實(shí)際電流、電壓方向很難判別時(shí)，便引入“參考方向”。（1）當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致，為正；當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反,為負(fù)。（2）交流電路中電流方向作周期性的變化，所以電流方向并沒有意義；但為了分析過程的方便、明確，也設(shè)置“參考方向”。29第29頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四與參考方向一致的為“

+”與參考方向相反的為“－”+-+－參考方向30第30頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.

電阻電流通過導(dǎo)體時(shí),其原子結(jié)構(gòu)的禁帶能級(jí)高低決定了阻礙作用的大小。單位：歐姆符號(hào)Ω均勻?qū)w、在一定溫度下的電阻

l：m，S：m2ρ：Ω·m31第31頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

碳膜電阻金屬膜電阻32第32頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四大功率線繞電阻

33第33頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電導(dǎo)電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，它也是反映導(dǎo)體導(dǎo)電能力的物理量，電導(dǎo)一般用字母G表示：在SI制中，電導(dǎo)的單位為S（西門子）,簡(jiǎn)稱為西。34第34頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5.

功率電流流過電路時(shí)，不斷發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換。將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，或?qū)⑵渌问降哪苻D(zhuǎn)換為電能，向電路供出能量。為了表征電路中某一段吸收或產(chǎn)生能量的速率，引入了電功率的概念。電功率用字母P表示。單位是W（瓦特）簡(jiǎn)稱為瓦，也常用kW來表示，其換算關(guān)系為：1kW=103W。35第35頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、歐姆定律均勻電路：I=U/R

；U=RI伏安特性線：線性R=tgα=U/I

R+-UIUαI036第36頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電阻的串聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻首尾相接，中間無分支的電路。主要特點(diǎn)：同流分壓II1I2I3UU1U2U337第37頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電阻的并聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，具有相同的接點(diǎn)。主要特點(diǎn)：同壓分流。II1I2I3UU1U2U338第38頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三.基爾霍夫定律歐姆定律：用于簡(jiǎn)單回路基爾霍夫定律：節(jié)點(diǎn)電流定律：ＫＣＬ回路電壓定律：ＫＶＬ用于解復(fù)雜電路。39第39頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四歐姆定律；基爾霍夫定律簡(jiǎn)單電路：復(fù)雜電路：?jiǎn)位芈范嗷芈稩u1u2R１R２R3Rr40第40頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1.支路

至少含有一個(gè)元件而無分支的電路。

ＡＢ

A與B二個(gè)節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)是假節(jié)點(diǎn)。E１E２

R1R3R2R4R541第41頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.節(jié)點(diǎn)（節(jié)上生支）三條或三條以上支路的匯交點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)42第42頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四原理：節(jié)點(diǎn)處電流連續(xù)

節(jié)點(diǎn)處：既不產(chǎn)生電荷也不湮滅電荷；既不貯存電荷又不釋放電荷。進(jìn)為“+”；出為“-”時(shí)：++--43第43頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四節(jié)點(diǎn)定律：ＫＣＬ電流的進(jìn)等于出；電流的代數(shù)和為零.代數(shù)和表示時(shí)：進(jìn)為正；出為負(fù)。

ΣIｉ＝０44第44頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電壓回路定律：KVL回路電壓的代數(shù)和為零：電壓降為正；電壓升為負(fù)。原理：電路中從任一點(diǎn)出發(fā)，繞行一周回到原點(diǎn)時(shí)電位不變?！芔i＝UA－UA＝045第45頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

獨(dú)立方程數(shù)

n

節(jié)點(diǎn)方程:(m-1)回路方程：n-(m-1)總和：n個(gè)獨(dú)立方程n條支路,n個(gè)未知量,解得n個(gè)解。46第46頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖示

U１U２++--I1I2I3R1R2R3ⅠⅡ47第47頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0105復(fù)雜電路48第48頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四列方程組由節(jié)點(diǎn)得：

I1+I2－I3

＝０由回路得：Ｒ1＋Ｒ3

I3

－Ｅ1＝０

Ｒ2I＋Ｒ3I3－Ｅ２＝０解方程：采用代入法，消元法，并驗(yàn)算。49第49頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四支路電流法小結(jié)復(fù)雜電路不能用歐姆定律來解。n條支路必須有n個(gè)方程組。掌握列方程式的方法：設(shè)定有序；排列有序。解題有方，驗(yàn)算有效。50第50頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)圖示

Ｕ１=6V+Ｕ２=2V+--47Ω47Ω47Ω47Ω680Ω32.6mA1.37mA31.2mAⅠⅡ51第51頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)電磁特性

電和磁是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式，兩者之間的聯(lián)系稱為電磁。有電荷運(yùn)動(dòng)就有磁場(chǎng)存在。許多電氣設(shè)備都是通過電與磁的相互作用、相互轉(zhuǎn)化而工作的。例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、繼電器、電工儀表等。52第52頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四條形磁鐵與馬蹄形磁鐵53第53頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各種磁鐵54第54頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四55第55頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電動(dòng)揚(yáng)聲器56第56頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、電流的磁場(chǎng)

電生磁：電為因，磁為果，有電才有磁。IBBBIIIB57第57頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各種線圈58第58頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四動(dòng)電生磁

電生磁：電為因；磁為果,有電才有磁。IBBBIIIBr59第59頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四多匝線圈60第60頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電磁感應(yīng)1.導(dǎo)線；2.線圈導(dǎo)線線圈

感生磁通NS+-－＋v61第61頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、描述磁場(chǎng)的物理量電生磁：右手四指方向?qū)?zhǔn)電流方向，拇指方向?yàn)榇艌?chǎng)方向。電磁力：F=I×B右手四指方向從電流轉(zhuǎn)向磁場(chǎng)方向，拇指方向?yàn)殡姶帕Ψ较颉ｋ姶鸥袘?yīng)：E=v×B

文字?jǐn)⑹鋈缟希?/p>

v轉(zhuǎn)向B；拇指為電勢(shì)方向。62第62頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.磁通量φ磁通量反映某一面上磁力線的多少的量。

dφ=BcosθdS=BndS

若是均勻磁場(chǎng):

Φ=BS;單位:Wb=T×m2

ds

S63第63頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值等于通過與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積的磁力線數(shù)目，磁感應(yīng)強(qiáng)度用字母B表示，在均勻磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

單位：特斯拉

1T＝1Wb/m2

高斯：1G＝10－4T

64第64頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.磁導(dǎo)率磁動(dòng)勢(shì)：Em=NI

電流I與匝數(shù)N的乘積。

B

B：磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈中的介質(zhì)有關(guān)。鐵鈷鎳為強(qiáng)磁性物質(zhì)，B

銅鋁等為弱磁性物質(zhì)，B

——導(dǎo)磁能力大小/（H/m）

。——真空中的磁導(dǎo)率/465第65頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鐵心線圈66第66頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四相對(duì)磁導(dǎo)率：r

某介質(zhì)與真空磁導(dǎo)率之比：r=/0各種物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率表名稱r名稱r鈷174軟鋼2200鎳1120硅鋼片7500鑄鐵240~620鎳鐵合金13000C型坡莫合金115000錳鋅鐵氧體300~500067第67頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四磁場(chǎng)強(qiáng)度

H(A/m)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁導(dǎo)率的比值H=B/即:B=H=0rH=NI/l以長(zhǎng)直螺線管、環(huán)形螺線管為例：

B0=0NI/L;B/B0=/0

B=rB

，H=NI/l

為常數(shù)，與介質(zhì)無關(guān)68第68頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電磁力：電和磁為因；力為果長(zhǎng)直導(dǎo)線：線框：轉(zhuǎn)軸NSNS69第69頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三.磁路磁性材料的分類軟磁材料剩磁小硬磁材料剩磁大矩磁材料剩磁強(qiáng)

H

B

H

B

H

B70第70頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四.自感與互感1.純電感電路中電壓與電流的相位關(guān)系：設(shè)定電流：i=Imsinωt

則有：u=-eL=Ldi/dt

=LImdsinωt/dt

=ωLImsin（ωt+π/2）Um=ωLIm;Im=Um/ωL:U=ωLI;XL=2πfLieu71第71頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正弦電流的交變磁通設(shè)電壓、電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同向：

u=-e=Nd/dt=msinωt時(shí)：

Um=Nmω=2πfNmUi=4.44fNim。uei72第72頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四自感效應(yīng)+-ueΔ

iΔφiφL由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感應(yīng)現(xiàn)象。感生電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。73第73頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四互感效應(yīng)正向磁通反向磁通I1I2兩個(gè)或兩個(gè)以上耦合線圈，感生電勢(shì)成正比。感生電勢(shì)與線圈的電流變化率成正比74第74頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流鐵芯線圈的損耗1.銅損：PCuPCu=RI22.鐵損:PFePFe=Ph+Pe

即:磁滯損失與渦流損失二項(xiàng)。交流鐵芯線圈的總損耗:

P=PCu+PFe=PCu+Ph

+Pe

75第75頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通變化時(shí)形成旋渦狀的電流。渦損與磁滯共稱為鐵損，避免方法：加大阻抗，層疊并互相絕緣

76第76頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四渦流的利用用于渦流進(jìn)加熱和冶煉金屬。電磁阻尼器。電度表。利用渦流與趨膚效應(yīng)，高頻淬火，并控制加熱深度。77第77頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五.交流鐵芯線圈的等效電路圖:。ueiRXLXMRM78第78頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)交流電路特性

0108ωt0u79第79頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、正弦交流電交流電：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的總稱。正弦交流電：按正弦規(guī)律變化的交流電。

ωt00ωtue80第80頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四81第81頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四小功率發(fā)電機(jī)82第82頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四小功率發(fā)電機(jī)83第83頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四為什么廣泛使用交流電？發(fā)電容易：交流發(fā)電機(jī)效率高價(jià)格低。輸變電容易：可使用變壓器。用電方便：交流電機(jī)價(jià)格低、運(yùn)行可靠、維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前使用直流電的地方很少：如電解、電鍍和電動(dòng)車。84第84頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正弦交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生單根導(dǎo)條：el=lvBsinα（α為速度v與磁感受應(yīng)強(qiáng)度B的夾角）繞組電勢(shì)：e=nB2lrωsin(ωt+ψ)=Emsin(ωt+ψ)SNSNSNααBBBBvvvvn85第85頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流電的周期：T/s定義：交流電循環(huán)一周所需時(shí)間。0ωtuTTπ2π86第86頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四頻率f:1秒內(nèi)含有的周期數(shù)頻率：f/Hz赫茨。換算:T=1/f

；f=1/T。工頻：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率，我國(guó)為50Hz。低頻：數(shù)Hz——200kHz。例音頻廣播中頻：200kHz——MHz，835k周。高頻：MHz以上。例子105MHz。通訊光纜：kMHz以上。87第87頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正弦交流電：按正弦規(guī)律變化瞬時(shí)值：i（t）=Imsin（ωt+ψ）AIm為最大值：瞬時(shí)值中最大的絕對(duì)值。交流電流的概念：動(dòng)態(tài)變化。i（t）=limq/t=dq/dt。

t0it0+-88第88頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流電的基本特性三大要素：最大值Um；Im；Em。角頻率:ω=2πf=2π/T。初相角：ψ

（-π，＋π）函數(shù)解析式：i＝Imsin（ωt+ψ）

A幾何曲線：

0ωtuψ89第89頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正弦量旋轉(zhuǎn)矢量表示頻率矢量法：又稱旋轉(zhuǎn)矢量法。

轉(zhuǎn)速越快、角頻率越大。00ωtψψω90第90頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0110三相發(fā)電機(jī)原理圖91第91頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生三相交流電0308旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生交流電92第92頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0111三相交流電波形圖93第93頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0112三相交流電旋轉(zhuǎn)矢量圖94第94頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四相量表示法相量：a=rcosψ

b=rsinψ復(fù)數(shù)表達(dá)：三角函數(shù)式：B=r(cosψ

+jsinψ)相量式：C=r∠ψ例：C=10∠450

0ReabImjφr95第95頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四相位差

ψ

12=ψ

1-ψ

2同頻才有固定的相位差：是相對(duì)位置定義范圍：-π<ψ

+π

正為導(dǎo)前；負(fù)為滯后。數(shù)軸上的幾何意義：左超前；右滯后。

0ωt左右u96第96頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四同相與反相ψ

=0（同相）;ψ=π（反相、倒相）0ωtu97第97頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流電的有效值（作功能力等效值）有效值是相當(dāng)于直流電作功能力的等效值。等效R~uiRU+-I98第98頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流電有效值的圖示過程正弦交流電iImiImIm299第99頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四有效值的計(jì)算過程交流電路：直流電路：

P=Ri2

P=RI2

=R（Imsinωt）2

=RIm2sin2

ωt

=

=由此可得：I=Im

余弦在對(duì)稱區(qū)間內(nèi)作功為零100第100頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

I=Im=0.707Im

U=Um=0.707Um

E=Em=0.707Emt0Umt0U有效值不是平均值正弦交流電在正負(fù)軸之間的平均值為零101第101頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、單相正弦交流電路電阻電感電容符號(hào)：R

L

C圖形：

L

CR102第102頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.純電阻電路在交流電路中電阻符合歐姆定律：電阻在電路中無相位移,是有功功率，能量轉(zhuǎn)換是不可逆的,即電能轉(zhuǎn)換成熱能后不能通過電阻再逆轉(zhuǎn)換成電能。電阻按結(jié)構(gòu)分為：固定電阻；可調(diào)電阻；變電阻等。103第103頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電容元件（存儲(chǔ)電荷的容器）電容的充放電過程。容量：C=Q/U；Q=CU

單位：F法拉電容的種類固定電容：紙、陶、云、有機(jī)膜。極性電容：電解電容。可變電容：微調(diào)電容：104第104頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鋁質(zhì)電解電容金屬箔式聚脂膜電容器

105第105頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四平板電容:多片電容:平行導(dǎo)線:圓柱電容:Sdεn=5alr2106第106頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電容器的主要參數(shù)標(biāo)稱電容量:標(biāo)在電容器上的名義電容量。額定電壓:最高直流或交流電壓有效值。絕緣電阻:電容器上電壓與漏電流之比，其數(shù)量級(jí)在千兆歐姆(kMΩ)以上。介質(zhì)損耗:由于介質(zhì)絕緣不良引起的漏電流以及交變電壓作用下介質(zhì)極化產(chǎn)生的能量損耗.107第107頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電容的特性電容上的電荷變化，即電流。

ic=dq/dt=Cdu

c/dt電容的能量：

WC=∫uidt=∫Cudu=C·Uc2/2

能量轉(zhuǎn)換

電源電場(chǎng)能ic電能108第108頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電感元件電感元件上伏安特性符合電磁感應(yīng)定律：

e=－Nd/dt自感：L＝N

/I；N

=LI自感電動(dòng)勢(shì)：e

L=－Ldi/dt

uL=－e

L=Ldi/dt

設(shè)：三者方向一致uieL109第109頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四可調(diào)式中頻變壓器110第110頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

電感元件及電路符號(hào)空心線圈鐵芯線圈符號(hào)符號(hào)實(shí)物實(shí)物111第111頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四空心線圈112第112頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各種鐵心線圈113第113頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

電感線圈的電感量線圈的自感系數(shù):

L=ψ/iH(亨利)=103mH=106μH線性電感:線圈繞制在非磁性材料上。真空中(空氣或非導(dǎo)磁物質(zhì))的磁導(dǎo)率:

μ0=4π×10-7H/m磁導(dǎo)率:μ=μrμ0114第114頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流電路中的電感元件eL=－uL

，uL=－eL=LdiL/dt電感上的能量：QL=∫LiLdi=Li2/2交流電路中的電感：

電源鐵心線圈磁能電能i115第115頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四名稱圖形電感量

環(huán)形L=μN(yùn)2S/l螺線管l=2π（r1+r2）

長(zhǎng)直L=μN(yùn)2S/l螺線管d<<l同軸電纜平行π電纜116第116頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電流互感器117第117頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.純電感電路（無阻線圈）純電感電路中電壓與電流的相位關(guān)系設(shè)定電流：i=Imsinωt

則有：u=-eL=Ldi/dt

=LImdsinωt/dt=ωLImcosωt=ωLImsin（ωt+π/2）Um=ωLIm;Im=Um/ωL;U=ωLI;XL=2πfLieu118第118頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0113感壓壓在前示意圖119第119頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電感上的電壓與電流的關(guān)系①電感上的電壓超前電流(π/2)?？捎涀?感壓壓在前(π/2)。②電感電抗:XL=ωL(Ω)簡(jiǎn)稱:感抗。是復(fù)數(shù)阻抗的模，方向在+J，即虛軸的正向。③ψ

ui=+π/2。④瞬時(shí)值符合電磁感應(yīng)定律；有效值符合歐姆定律。120第120頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四趕鴨？鴨在前！感壓壓在前(π/2)121第121頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四曲線圖、矢量圖左導(dǎo)、右滯逆時(shí)針為超前

iLωtUL00ωtuLiL122第122頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電感的功率和能量轉(zhuǎn)換過程功率:p=ui=UmImsinωtsin（ωt+π/2）

=UmImsinωtcosωt=UmImsin2ωt/2=UIsin2ωt=0無功功率：瞬時(shí)功率的輻值即交換能力

Q=UI=XLI2=U2/XL

（Var）乏

電能磁能123第123頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.純電容電路（1）電容上電壓和電流的關(guān)系設(shè)：u=Umsin

ic=Cdu/dt=CUdsinωt/dt=ωCUmcos

ωt

=Imsin(ωt+900

）則有：Im=ωCUm;

I=U/

XC

XC=1/ωC（Ω）iuC124第124頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四0114電容上的電流超前電壓125第125頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四曲線圖、矢量圖左超前逆時(shí)針方向?yàn)槌?/p>

iCuCi,uωt0iCuC126第126頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電容上的相位關(guān)系電容上的電流超前電壓π/2。從電壓對(duì)于電流來說：容壓壓在后π/2容抗：Xc=1/ωC

方向：J軸的負(fù)方向。ψ

ui=－π/2瞬時(shí)值符合：ic=Cduc/dt。有效值符合歐姆定律。127第127頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電容上的功率和能量關(guān)系曲線圖：

ωt

p=UmImsin2ωt/2=0，QC=UI=XCI=U/XC（Var）

iuP128第128頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四R、L、C元件小結(jié)名稱符號(hào)ψu(yù)i

阻抗(Ω)功率電阻R0R

p=UI（W）

電感L+π/2XL=ωL

QL=XLI2（Var）

電容C-π/2XC=1/ωC

QC=XCI2（Var）

129第129頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四R-L-C串聯(lián)電路電路圖串聯(lián)電路的特點(diǎn)同流、分壓則設(shè)i=ImsinωtA

uR=Ri=Rimsinωt

uL=Xlsin(ωt+π/2)

uC=XC

Im

sin(ωt-π/2)RuuRuLuCi130第130頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

R-L-C

電路的電壓和電流方程式：u=uR+uL+uC矢量式：U=UR+UL+UC矢量圖：

UL與UC互補(bǔ)

ZL與ZC互補(bǔ)

有功分量(X)

無功分量(Y)UCULURUIZLZC131第131頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四R-L-C

電路的計(jì)算電壓三角形

ψ

=arctg（UL-UC）/UR

=arctg（XL-XC）/R

Z=

U=X=XL-XC

U=ZI；I=U/Z；Z=U/I。UXURUψ132第132頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四R-L-C串聯(lián)電路分析三角形：電壓三角形的擴(kuò)展阻抗電壓功率(除電流)(乘電流)功率因素：cosψ

=R/Z=UR/

U

=p/S

ψUUXURψSQPψZZXR133第133頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四等效電路分析當(dāng)ψ

>0時(shí)：電路為感性電路；XL>XC當(dāng)ψ

=0時(shí):電路為純電阻電路；XL=XC當(dāng)ψ<0時(shí)：電路為容性電路；XL<XC結(jié)論：感性電路是最為普遍的電路。功率計(jì)算：S=

P=Scosψ；Q=Ssinψ134第134頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

R-L∥C

電路實(shí)際電感是一個(gè)電阻和電感的串聯(lián)電路。并聯(lián)電路的特點(diǎn)：同壓、分流。

I1=U/Z1

IC=U/XC

i=i1+icRiiCui1135第135頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電流下降、功率因素上升矢量圖ψ

I1a

IC

I1r

Ir

I

I1

136第136頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四串聯(lián)電壓諧振電路及矢量圖

URUCULIRULLCuiUCUR137第137頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四當(dāng)XL=XC則有：X=XL-

XC=0Z=R為最小值，I為最大值，I=U/Z=U/R。由UL=UC得：UL=（XL/R）UR電路的品質(zhì)因素：

Q=XL/R=XC/R=ωL/R=1/RωC諧振頻率：ω0L=1/ω0C;ω0=無功功率互補(bǔ)：QL=QC

；Q=QL-QC=0138第138頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四并聯(lián)諧振（電流諧振）電路圖

Ruii1iCi1iCuRi1r139第139頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四并聯(lián)電容功率因素補(bǔ)償法電路圖：

Ruii1iCi1iCuRi1rψ

1ψi140第140頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電路分析:分解后的合并I1分為：I1a=I1cosψ

，I1r=I1sinψ

1=IC

ω0=

1/ωC=ωL；C=1/ω2L。品質(zhì)因素：Q=XL/R=ωL/R=XC

/R=1/RωC。特點(diǎn)：總電流最小，阻抗最大。141第141頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、三相交流電路內(nèi)容提要三相供電具有極大的優(yōu)越性三相電源及負(fù)載連接與分析計(jì)算142第142頁(yè)，共154頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述