《电工期末复习》PPT课件.ppt

,电工复习,第一章,一、基本概念1、电路的作用：1）电能的传输和转换 2）信号的传递和处理2、电路的组成：1）电源；2）负载 3）中间环节3、电压和电流的参考方向和实际方向4、电位：,二、基本定律1、欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。注意:当电压和电流的参考方 向一致时 U=RI 当电压和电流的参考方 向相反时 U=RI2、基尔霍夫定律A、基尔霍夫电流定律 在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于流出该结点的电流之和。即在任一瞬时，一个结点上电流的代数和恒等于零。,B、基尔霍夫电压定律：在任一瞬间，从回路中任意一点出发，沿顺时针方向或逆时针方向循行一周，则在这个方向上的电位升之和等于电位降之和.或电压的代数和为 0。,三.电源与负载的判别,电压和电流的实际方向判断,U和I的实际方向相反，电流从端流出，输出功率,电源,负载,U和I的实际方向相同，电流从端流入，吸收功率,根据,第二章 电路分析方法,1、电阻的串并联 2、电源两种模型间的等效变换,3、支路电流法:KVL和KCL b-（n-1）个 4、结点电压法：5、叠加定理：对于线性电路，任何一条支路中的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）单独作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。功率不满足叠加定理,A、戴维南定理：任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为 E0 的理想电压源和一个电阻R0 的串联来等效。电压源的电压等于有源二端网络的开路电压，即将负载断开后a、b两端之间的电压。所串电阻 等于该有源二端网络除源后所得到的无源网络a、b两端之间的等效电阻。B、诺顿定理：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电流为 I0的理想电流源和内阻R0 并联的电源来代替。理想电流源的电流就是有源二端网络的短路电流，即将a、b 两端短接后其中的电流。等效电源的内阻R0 等于有源二端网络中所有电源均除去后所得无源网络a、b之间的等效电阻。,6、戴维南定理和诺顿定理,计算电阻R0的方法：1、将有源二端网络的所有电源置零后，所得无源网络a、b两端的电阻；2、求出有源二端网络的短路电流IS和开路电压UO,则。3、外加激励法，分两种：a、在无源二端网络的a、b两端加一电压源，求出总电流，则。b、在在无源二端网络的a、b两端加一电流源 求出a、b两端电压，则电阻。,第三章 电路的暂态分析,初始值的确定：换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。,一阶电路三要素：,时间常数,或,练习：电路如图所示，已知i1=-5A，i2=1A，i6=2A，求 i4。,解：解法1,对于节点b，根据KCL，有,-i3 i4+i6=0,即i4=-i3+i6,对于节点a，根据KCL，有,i1+i2+i3=0,即i3=-i1-i2=-(-5)-1=4A,i4=-i3+i6=-4+2=-2A,解法,取闭合曲面S，如下图所示。,根据KCL，有,-i1-i2+i4-i6=0,i4=i1+i2+i6,=-5+1+2=-2A,请判断那个是电源，那个是负载？,用电源等效变换求图示电路中电流I。,例2.3,解：（1）将电流源与电阻串联电路等效成电流源，将电压源与电阻并联电路等效成电压源，将电压源与电阻串联支路等效成电流源与电阻并联支路；,（2）将两个并联电流源等效为一个电流源，其源电流等于两个并联电流源源电流的代数和；,（3）将电流源与电阻并联电路等效成电压源与电阻串联支路，并将两个串联电压源等效成一个电压源；,图示电路中N为线性含源电阻网络。已知R=10时，U=15V；R=20时，U=20V。求R=30时，U的值。,练习,解：因为只有R改变，一端口网络N可以用戴维南电路来等效。,解方程组，得：,当R=30 时：,2.电路如图所示，已知R1=6，R2=3，R3=10，R4=2，Us=6V，Is=2A。求:1、流过Rx的电流为0.5A时，Rx=?。2、Rx选值适当，它可以获得最大功率。求Rx=?，最大功率Pmax=？。,题2,第四章 正旋交流电路,（1）正弦电量的瞬时值（u、i），有效值（方均根值，U、I），最大值（幅值，Um、Im）。（2）正弦量的三要素：幅值、角频率和初相位。（3）相位关系：超前、滞后、同相、反相、正交。（4）用相量进行电路分析,（5）功率,j,j,j,cos,sin,cos,2,2,功率因数：,视在功率：,无功功率：,有功功率：,瞬时功率：,Q,P,UI,S,UI,Q,UI,P,ui,p,+,=,=,=,=,=,（6）谐振 串联谐振，又叫电压谐振。,并联谐振，又叫电流谐振。,第五章,三相电动势的特征：,幅值相等，频率相同，相位互差120,星形连接：,三角形连接：,三相功率：,由负载性质决定,第6章,一、磁性材料的磁性能 高导磁性、磁饱和性、磁滞性二、变压器的工作原理 电压变换 电流变换,阻抗变换,三、直流磁路以及交流磁路分析,直流磁路等效为恒压源交流磁路等效为恒流源,第七章 交流电动机,三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的电路分析 注意：随转差率s而发生变化三相异步电动机的机械特性,三相异步电动机的使用 起动、调速、制动,单相异步电动机,一、异步电动机在非额定电压下运行 1.电源电压大于电动机额定电压时 如果U1UN，则电机中的主磁通增大，磁路饱和程度增加，励磁电流将大大增加。从而导致电动机的功率因数减小，定子电流增大，铁芯损耗和定子铜损增加，效率下降，温度升高。为保证电动机的安全运行，此时应适当减小负载。过高的电压，甚至会击穿电机的绝缘。2.电源电压小于电动机额定电压时 当 U1UN时，主磁通将减小。电机在稳定运行时，电磁转矩等于负载转矩，所以若负载转矩不变时，由电磁转矩的物理表达式可知，转子电流会增大，相应的定子电流也增大，电机的铜损耗增大，会引起电机绕组发热，效率下降，电机转速也将下降。当电压下降过多时，甚至出现TMTL，引起转子停转而带来严重后果。但当电动机是空载或轻载运行，U下降的幅值不是很大时，反而会有利。这是因为主磁通的减小，励磁电流 会随之减小，在定子电流 I1=I0+(-I2)中，I0 起主要作用，此时，I1会随着I0 的减小而减小，铁损耗和铜损耗减小，效率因此提高了。,二、异步电动机在非额定频率下的运行 1.电源频率小于电动机额定频率时 当忽略定子绕组阻抗压降时，则有U1E1f1M。当 f1fN时，M 相应增大，铁芯饱和程度增高，励磁电流显著增大，从而使定子电流增大，电机功率因数降低。由于M 和I1 增大，电机的铁耗及定子铜耗亦增大，电机温升升高。同时，定子旋转磁场的转速 也会随f1的下降而减小，使得电动机的转速下降，使通风冷却条件变坏。在电机损耗增大，而通风条件变坏的情况下满载运行，会加速电机绝缘材料的老化，甚至烧坏绕组。若频率降低值小于5%，对电机不会带来严重影响，尚可继续运行。若频率降低值大于5%，则应减小负载，使电动机在轻载下运行，防止电机过热。,2.电源频率大于电动机额定频率时 类似地，当f1fN，电动机铁芯内主磁通M 会减小，励磁电流也会相应减小，定子I1电流亦减小，转子转速 会随定子旋转磁场的转速 升高而升高，对电机功率因数、效率和通风条件均有改善。实际工作中，一般不会出现电源频率长时间高于额定值的情况。,三、异步电动机的缺相运行 一相断线可分成四种情况。其中图（a）、（b）、（c）为单相运行，图（d）为两相运行。当异步电动机在断线前为额定负载运行，缺相后，如果这时电动机的最大转矩仍大于负载转矩，则电动机还能继续运行，由于电动机的负载不变，定子电流会超过额定值，转速会下降，噪音会增大，长时间运行会烧坏电机。如果电动机的最大转矩小于负载转矩，这时电动机的转子会停转，由于这时电源电压仍加在电机上，定、转子电流将很大，如果不及时切断电源，将有可能烧毁运行相的定子绕组。,四、异步电动机在三相电压不对称的运行 异步电动机在三相电压不对称条件下运行时，正序电压分量和负序电压分量分别产生正序电流和负序电流，并形成各自的旋转磁场。这两个旋转磁场的转速相等，方向相反，分别在转子上产生感应电动势和形成感应电流。感应电流和定子旋转磁场相互作用，产生电磁力，形成电磁转矩。显然，这两个电磁转矩的方向是相反的，但大小不等，使得电动机的合成转矩下降，转速降低，噪音增大。,