电工技术例题分析

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1、 直流电路直流电路-3A4A2A-2AU2图中电压图中电压U=7A-4A3A23=6V基尔霍夫电流定理基尔霍夫电流定理对任一节点：对任一节点：RI1I2U电路如图，已知电路如图，已知I1=0.8mA， I2=1.2mA ，R=50k，电压电压U=()(A) -20V(B) +20V(C) +50V(D) -50V-0.4mA-0.4mAA列写回路列写回路电压方程，并求方程，并求I I。A）IR1+IR2+IR3=US1+US2 I=4.5AI基尔霍夫电压基尔霍夫电压定理定理+-US115V5 +-US230V+-UR1+UR2-+UR32 -3 B）IR1+IR2+IR3=US1-US2 I=

2、-4.5AC）IR1+IR2-IR3=US1+US2 I=1.5AD）IR1+IR2+IR3=US1-US2 I=-1.5A +-4V5ANA二端网络二端网络NA向外电路输出功率向外电路输出功率20W，4V恒压源的功率恒压源的功率是（是（）(A) 吸收吸收40W(B) 吸收吸收20W(C) 产生产生40W(D) 产生产生20W4V5A10AA电路中任意元件消耗的功率：电路中任意元件消耗的功率：P=UI (U、I方向相同方向相同)P=-UI (U、I方向相反方向相反)如如P0，元件消耗功率，如，元件消耗功率，如P0，元件提供能量，元件提供能量I电压源与电流源电压源与电流源电压源电压源电压源电压源

3、 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得: : U U = = E IR E IR0 0 若若若若 R R0 0 = 0= 0理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源 : : U U E EU U0 0= =E E 电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性I IU UI IR RL LR R0 0+ +- -E EU U+ + 电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联的电源的电串联的电源的电串联的电源的电串联的电源的电路模型。路模型。路模型。路模

4、型。 若若若若 R R0 0 R RL L ，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。电流源电流源电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型R R0 0U UR R0 0U UI IS S+ +理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源) ) ) )例例例例2 2：(2) (2) 输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ；(3) (3) 恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端

5、的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。特点特点特点特点: : : : (1) (1) 内阻内阻内阻内阻R R0 0 = = ；设设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL当当当当 R RL L= 1 = 1 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 10 V = 10 V当当当当 R RL L = 10 = 10 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 100V= 100V外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线 UIISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流

6、恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换 U U = = E E IRIR0 0I I = = I IS S U U/ /R R0 0I IR RL LR R0 0+ + E EU U+ + 电压源电压源电压源电压源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件: :E E = = I IS SR R0 0R RL LR R0 0U UR R0 0U UI IS SI I+ + 电流源电流源电流源电流源电流源内阻与电动势串联电流源内阻与电动势串联电流源内阻与电动势

7、串联电流源内阻与电动势串联电压源内阻与电激流并联电压源内阻与电激流并联电压源内阻与电激流并联电压源内阻与电激流并联例：电压源与电流源的例：电压源与电流源的等效互换举例等效互换举例I2 +-10VbaUab5AabI10V / 2 = 5A2 5A 2 = 10VE = ISRSIS = U / RS例例 求求A点电位点电位 解：解：10V4A22A210V2A+_8V电源等效变换电源等效变换内阻并联改串连，大小不变内阻并联改串连，大小不变US=ISRS注意电源变换的方向注意电源变换的方向!或或电位即为对地电压电位即为对地电压+-4V4A2I电路如图，支路电流电路如图，支路电流I=()（A）-2

8、A（B）0A（C）4A（D）6A2AD理想电压源：电压恒定，电流任意（外电路决定）理想电压源：电压恒定，电流任意（外电路决定）理想电流源：电流恒定，电压任意（外电路决定）理想电流源：电流恒定，电压任意（外电路决定）理想电压源与理想电流源并联理想电压源理想电压源与理想电流源并联理想电压源理想电压源与理想电流源串联理想电流源理想电压源与理想电流源串联理想电流源+-4V4A2I电路如图，支路电流电路如图，支路电流I=6A2A功率讨论：功率讨论：理想电压源：理想电压源：PU=-IUS=-24W理想电流源：理想电流源：PI=+ISUS=+16W电阻：电阻：PR=+IRUS=+8W+-4V4A2I电路如图

9、，支路电流电路如图，支路电流I=-2A2A功率讨论：功率讨论：理想电压源：理想电压源：PU=-IUS=+8W理想电流源：理想电流源：PI=-ISUS=-16W电阻：电阻：PR=+IRUS=+8W用用节点电压法节点电压法求图示电路各支路电流求图示电路各支路电流。解：解：求出求出U后，可用欧姆定律求各后，可用欧姆定律求各支路电流。支路电流。I1I2ISI3_+US1US2+_R1R2R3160.4A106V8V例例 求求A点电位点电位 10V4A22A叠加原理叠加原理 电压源电压源（us=0) 短路短路电流源电流源 (is=0) 开路开路不作用不作用的的电源电源置置 0 在多个电源同时作用的在多个

10、电源同时作用的线性电路线性电路中，任何支中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独单独作用时所得结果的作用时所得结果的代数和代数和。+-10 I4A20V10 10 用叠加原理求：用叠加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”，即，即是将此恒流源开路。是将此恒流源开路。例：例：“恒压源不起作用恒压源不起作用” ，即，即是将此恒压源短路。是将此恒压源短路。+-10 I4A20V10 10 I+-10 4A20V10 10 例例 两电源共同作用时，两电源共同作用时，U2=5V, IS单

11、独作用时单独作用时, U2将将 解：解：E单独作用单独作用ER3ISR1R2U2ER3R1R2U2ISIS单独作用，单独作用， U2不变不变根据叠加原理根据叠加原理根据电流源特性根据电流源特性：电流源支路的电流仅由电电流源支路的电流仅由电流源有关，知流源有关，知U2不变不变例例： 未接未接10V电压源时，电压源时，I=5A，求接入后的，求接入后的I大小大小S 解：解：叠加原理叠加原理E1I2E2210V410V电压源单独作用电压源单独作用II510V戴维宁定理戴维宁定理二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念： 二端网络：二端网络：二端网络：二端网络：具有两个出线端的部分

12、电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：二二二二端网络中没有电源。端网络中没有电源。端网络中没有电源。端网络中没有电源。 有源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。b ba aE E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3b ba aE E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3R R4 4无源二端网络无源二端网络无源二端网络无源二端网络 有源二端网络有源二端网络有源二

13、端网络有源二端网络 a ab bR Ra ab b无源无源无源无源二端二端二端二端网络网络网络网络+ +_ _E ER R0 0a ab b 电压源电压源电压源电压源（戴维宁定理）（戴维宁定理）（戴维宁定理）（戴维宁定理） 电流源电流源电流源电流源（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）a ab b有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络a ab bI IS SR R0 0无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可化简为一个电源化简为一个电源化简为一个电

14、源化简为一个电源戴维宁定理戴维宁定理戴维宁定理戴维宁定理 任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性线性线性网络都可以用一个电动势为网络都可以用一个电动势为网络都可以用一个电动势为网络都可以用一个电动势为E E的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻 R R0 0 串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。 有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络R RL La ab b+ +U U I IE ER R0 0+ +_ _R RL La ab b+ +U U I I 等效电源的内阻

15、等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻R R0 0等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络 a a 、b b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。 等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势E E 就是有源二端网络的开路

16、电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电压压压压U U0 0，即将即将即将即将负载断开后负载断开后负载断开后负载断开后 a a 、b b两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压。等效电源等效电源等效电源等效电源US+_UOCIbR1USaIS+_RLbR1aISR0=R1bR0Ea+_I待求支路提出，使剩下电路成为有源待求支路提出，使剩下电路成为有源二端网络二端网络用等效电压源代用等效电压源代替有源二端网络替有源二端网络用有源二端网络的用有源二端网络的开路电压作为等效开路电压作为等效电压源的电压电压源的电压求入端电阻求入端电阻R0用等效电路代替

17、原有源二端网用等效电路代替原有源二端网络，化简电路络，化简电路求待求支路电流求待求支路电流I有一实际电源的外特性如图。求该电源的参数有一实际电源的外特性如图。求该电源的参数。解：解：电流为电流为0时的开路电压时的开路电压=电动势电动势rEUOrEISCU/VI/A126电压为电压为0时的电流为短路电流时的电流为短路电流内阻内阻=开路电压开路电压短路电流短路电流ErERLUI例：例： 有一实际电源的开路电压为有一实际电源的开路电压为30V，短路电流为，短路电流为10A，如外接，如外接12电阻，求阻，求输出出电流。流。解：解：rERL开路电压开路电压UO=E=30V。rEUOrEISC例：例： U

18、S1=20V， US1=US1=10V， R1=R2=10 ， R3=2.5 ， R4=R5=5 ，求电流求电流I（戴维南定理戴维南定理）+-IUS1+-US3+ -US2R1R2R3R4R5I+-U0R0+-US2R3U0abU0=Uab=Va-Vb=5VR0=R1/R2+R3/R4=7.5 IR3+IR0=US2-U0I=0.5A例：例： 如图所示两电路等效，则计算如图所示两电路等效，则计算US和和R0的正确公的正确公式是（式是（） +-USISR1R2R3AB+-ABR0UO A）B）C）D） CUR1UR1=- ISR1Uo= UR1 +US 电路电路的暂态分析的暂态分析如如uC(0-

19、)=0，换路时电容当作短路，换路时电容当作短路如如iL(0-)=0，换路时电感当作开路，换路时电感当作开路如如uC(0-)= uC(0)： 换路时电容当作电压源，其电动势为换路时电容当作电压源，其电动势为uC(0)如如iL(0-)= iL(0)， 换路时电感当作电流源，电流为换路时电感当作电流源，电流为iL(0)换路定则换路定则 换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、 iL初始值。初始值。 tutiRtiCtiLiRiCiLE5 图示电路，换路前图示电路，换路前UC(0-)=0.2Ui ， UR(0-)=0，电路路换路后的路后的 UC(0+)和和U

20、R(0+)分别为：分别为：uC+_t=0Ui+_+_uR(A) UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)=0(B) UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)= 0.2Ui (C) UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)= 0.8Ui(D) UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)=UiUR(0+)= UiuC(0+) +_t=0+Ui+_uR+-uc(0+)：代表一阶电路中任一电压、电流函数：代表一阶电路中任一电压、电流函数：代表一阶电路中任一电压、电流函数：代表一阶电路中任一电压、电流函数式中式中式中式中, ,初始值初始值初始值初始值-（三要素）（三要素）（三要素）（三要素） 稳态值稳态值-时间常

21、数时间常数时间常数时间常数 - 在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方程解的通用表达式：程解的通用表达式：程解的通用表达式：程解的通用表达式： 利用求三要素的方法求解暂态过程，称为利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法三要素法。 一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得在求得在求得在求得 、 和和和和 的基础上的基础上的基础上的基础上, ,可直接写出电路的响应可直接写

22、出电路的响应可直接写出电路的响应可直接写出电路的响应( (电压或电流电压或电流电压或电流电压或电流) )。已知某已知某电容容暂态电压解：解：uC()=()=10V10V；求求电路的三要素：路的三要素：uC(0)、uC()、由三要素公式：由三要素公式：uC(0(0+ +)=6+)=6+uC()=()=16V 16V ；= =0.10.1秒秒uC(0(0+ +)-)-uC C()=()=6V6V；+-ECLSt=0iC电路如图所示，开关电路如图所示，开关S断开，电容无初始储能。断开，电容无初始储能。t=0时时开关闭合，且开关闭合，且iC(0)等于白炽灯的额定电流。当开关等于白炽灯的额定电流。当开关

23、S闭闭合后白炽灯的亮暗情况是（合后白炽灯的亮暗情况是（）（A）由亮变暗）由亮变暗（B）由暗变亮）由暗变亮（C）一直亮）一直亮（D）一直暗）一直暗A RC电路如路如图3所示，开关所示，开关S闭合于合于“1”，电路已达到路已达到稳态。t=0时，开关，开关S切切换到到“2”，电路路发生生过渡渡过程，其程，其iC，uC值为（ D）ABCD1E-iCt=0SR+uC2-+iC电容放电电容放电例：例： 开关开关S闭合前，闭合前，L和和C均均未储能未储能，求，求S闭合后瞬闭合后瞬间间uL(0+)解：解：uLuC3k6V3kuLuC3k6V3kiL开关闭合前电感电流为开关闭合前电感电流为0换路时电感电流不变换

24、路时电感电流不变电感视为开路电感视为开路开关闭合前电容电压为开关闭合前电容电压为0换路时电容电压不变换路时电容电压不变电容视为短路电容视为短路例：例： 开关开关S闭合前电路已稳定，闭合前电路已稳定，t=0时时S闭合，求电闭合，求电路的时常数路的时常数解：解：以以L两端连接的有源二端两端连接的有源二端网络除源后的电阻网络除源后的电阻USR1R2R3LUSR1R2R3L已知已知R1= R3=4k， R2=2k， C=2F，U=20V，求，求换路后电容电流换路后电容电流iC(t)解：解：开关闭合前开关闭合前换路时电容电压不变换路时电容电压不变t电容电流为电容电流为0，电容视为开路，电容视为开路uCU

25、R3R2St=0R1uCUR3R2R1例：例： 已知已知R1= R3=4k， R2=2k， C=2F，U=20V，求换路后电容电流，求换路后电容电流iC(t)uCUR3R2R1iCuCUR3R2R1例：例： 已知已知R1= R3=4k， R2=2k， C=2F，U=20V，求换路后电容电流，求换路后电容电流iC(t)解：解：换路时电容视为电压源换路时电容视为电压源uCUR3R2St=0R1+-20ViCa 正弦交流电路正弦交流电路4 图中为某正弦电压的波形图，由图可知，图中为某正弦电压的波形图，由图可知，该正弦量的：该正弦量的：(A) 有效值为有效值为10V(B) 角频率为角频率为314rad

26、/s(C) 初相位为初相位为60(D) 周期为周期为(20-5)mst/su10V20ms5ms电源电动势电源电动势e(t)=220cos(314t+45),求其有效值相量。求其有效值相量。 解：解：单一参数正弦交流电路的分析计算小结单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路电路参数参数电路图电路图（正方向）（正方向）复数复数阻抗阻抗电压、电流关系电压、电流关系瞬时值瞬时值有效值有效值相量图相量图相量式相量式功率功率有功功率有功功率 无功功率无功功率Riu设设则则u、 i 同相同相0LiuCiu设设则则设设则则u领先领先 i 90u落后落后i 9000基本基本关系关系iRiCiL图示电路输入正弦交

27、流电压的频率提高后，三个灯泡图示电路输入正弦交流电压的频率提高后，三个灯泡的亮度变化是（的亮度变化是（）（A）串接于电阻）串接于电阻R的灯泡变亮的灯泡变亮（B）串接于电容）串接于电容C的灯泡变亮的灯泡变亮（C）串接于电感）串接于电感L的灯泡变亮的灯泡变亮（D）亮度都不变）亮度都不变2 RLC串联电路如图，其中，串联电路如图，其中，R=1k，L=1mH，C=1 F，如果用一个，如果用一个100V的直流的直流电压加在加在该电路的路的A-B端口，端口，则电路路电流流I为：(A) 0A(B) 0.1A(C) -0.1A(D) 100A100V+_RCLIAB电容对直流容抗无穷大电容对直流容抗无穷大RL

28、CRLC串联电路串联电路串联电路串联电路 相量图相量图相量图相量图( 0 感性感性)XL XC参考相量参考相量参考相量参考相量由电压三角形可得由电压三角形可得:电压电压电压电压三角形三角形三角形三角形( 0 容性容性)XL XC时，电压时，电压u与与i的相位关系是（的相位关系是（）（A）超前）超前i（B）滞后）滞后i（C）与）与i反相反相（D）与）与i同相同相iRiCiL+-u B并联时，并联时，XLXC， ILXC，电感性电路电压超前电流，电感性电路电压超前电流4 图示电路，图示电路，u=141sin(314t-30)V， i=14.1sin(314t-60)A，这个个电路的有功功率路的有功

29、功率P等于多少？等于多少？_u(A) 500W(B) 866W(C) 1000W(D) 1988W功率因数角功率因数角是是电压电压和和电电流的相位差流的相位差交流电路的频率特性交流电路的频率特性交流电路中，感抗和容抗都与频率有关，当电源电交流电路中，感抗和容抗都与频率有关，当电源电压（激励）的频率改变时，即使电压的幅值不变，压（激励）的频率改变时，即使电压的幅值不变，电路中各部分电流和电压（响应）的大小和相位也电路中各部分电流和电压（响应）的大小和相位也会随着改变。会随着改变。响应与频率的关系称为电路的频率特响应与频率的关系称为电路的频率特性或频率响应性或频率响应。RC电路的频率特性电路的频率

30、特性1 1、RCRC低通滤波电路低通滤波电路低通滤波电路低通滤波电路u2R+-u1+-C幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：截止角频率：截止角频率：通频带通频带通频带通频带 0 010 00 0-45-45 -90-90 T( ) ( )3 3、RCRC高通滤波电路高通滤波电路高通滤波电路高通滤波电路u2R+-u1+-C通频带通频带通频带通频带 0 010 00 04545 9090 T( ) ( )0.707截止角频率：截止角频率：3 3、带通滤波电路、带通滤波电路、带通滤波电路、带通滤波电路中心角频率：中心角频率：低通低通高通高通u2u1带通滤波器原理示意图带通滤波器原理示意图低通低通

31、ff1高通高通ff2阻阻ff2通通f1阻阻u2+-u1+-C2R1C1R2通频带通频带通频带通频带 210 0T( ) 0 1RCRC带通滤波电路带通滤波电路带通滤波电路带通滤波电路 00 0-90-90 9090 ( )u2R+-u1+-CRC通频带通频带通频带通频带 21/30 0T( )0.707/3 0 1中心角频率：中心角频率：电路中的电路中的谐振谐振 在同时含有在同时含有L 和和C 的交流电路中，如果的交流电路中，如果总电压和总总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。间不再有能量的交换，

32、电路呈电阻性。串联谐振：串联谐振：串联谐振：串联谐振：L 与与 C 串联时串联时 u、i 同相同相并联谐振：并联谐振：并联谐振：并联谐振：L 与与 C 并联时并联时 u、i 同相同相同相同相 由定义，谐振时：由定义，谐振时：或：或：即即谐振条件：谐振条件：谐振时的角频率谐振时的角频率谐振时的角频率谐振时的角频率串联谐振电路串联谐振电路1. 1. 谐振条件谐振条件谐振条件谐振条件串联谐振串联谐振串联谐振串联谐振RLC+_+_+_+_2. 2. 2. 2. 谐振频率谐振频率谐振频率谐振频率 RLC并联电路发生谐振时角频率并联电路发生谐振时角频率0与与电电路参数的关系路参数的关系是是（ ）（A）（B

33、）（C）（D）B 并联电路发生谐振条件依然是并联电路发生谐振条件依然是XL=XC(电阻电阻R很小时很小时)4 当当RLC串联电路发生谐振时，一定有：串联电路发生谐振时，一定有：(A) L=C(B) (C) (D) UL+UC=0对正弦稳态交流电路，以下说法正确的是（对正弦稳态交流电路，以下说法正确的是（ ）A）当元件）当元件R、L、C串联时，端口总电压有效值一定大于每串联时，端口总电压有效值一定大于每个元件电压的有效值。个元件电压的有效值。B）当元件）当元件R、L、C并联时，并联时， L和和C支路电流实际反向。支路电流实际反向。C）对电感性电路，当电源频率增大时，）对电感性电路，当电源频率增大

34、时，|Z|将减小。将减小。 D）当元件）当元件R、L、C串联谐振时，电路电流达到最小。串联谐振时，电路电流达到最小。 已知已知R=1k ，C=2 F ，电路路对f=500Hz的信号的信号发生生谐振，振，谐振振时端口端口电流流为0.1A，求，求电流表流表读数。数。解：解：I=IR=0.1AU=IRR=100V谐振时谐振时XL=XC谐振，谐振，IL=IC，方向相反，方向相反，端口电流即端口电流即IRR+-ALRLC串连电路中，电容串连电路中，电容C可调，已知电源频率可调，已知电源频率f=1000Hz，L=5.07mH，R=50，调电容使容使电流最大，流最大，求此求此时电容容解：解：XLXCRRLC

35、串连谐振时阻抗模最小，电流最大串连谐振时阻抗模最小，电流最大三相电路三相电路(2)(2) 线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据根据根据KVLKVL定律定律定律定律由相量图可得由相量图可得相量图相量图相量图相量图 30AXYZNBCeA+eC+eB+（A）（B）（C）（D）对称三相电源，相序对称三相电源，相序ABC，对称三相负载，对称三相负载连接连接，已知线电流已知线电流，则相电流（，则相电流（ ）C相量图相量图BCABCACABCABCA30BC 对称三相负载对称三相负载 连接，线电压连接，线电压=负载相电压，线电流负载相电压，线电流= 3相

36、电流，且滞后对应相电流相电流，且滞后对应相电流30例：例： 对称三相负载接成对称三相负载接成，功率为，功率为2.4kW，功率因数，功率因数为为0.6，已知电源线电压，已知电源线电压UL=380V，求通过负载的电流，求通过负载的电流IL解：解：IABIBCICAABCIAIABIBCICA-ICAIA例：例： 对称三相负载接成对称三相负载接成，已知电源线电压，已知电源线电压UL=220V，每相阻抗，每相阻抗Z=15+j16.1，如，如AB相断路，相断路，求电流表读求电流表读数数解：解：IAIABABCIBCICAAZAC承受线电压承受线电压 变压器和电动机变压器和电动机变压器变压器变电压：变电压

37、：变阻抗：变阻抗：变电流：变电流：变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有：阻抗变换阻抗变换阻抗变换阻抗变换由图可知：由图可知：由图可知：由图可知： 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 +图示理想变压器，所接信号源电压图示理想变压器，所接信号源电压US=20V，内阻，内阻RS=144，负载RL=16，若使，若使电路阻抗匹配，求路阻抗匹配，求变压器的匝数比。器的匝数比。N1RLN2+_RS+_RS阻抗匹配阻抗匹配一台容量为一台容量为20kVA的单相变压器，电压为的单

38、相变压器，电压为3300/220V，若，若变压器在满载运行，二次侧可接几盏变压器在满载运行，二次侧可接几盏40W、220V、cos =0.44的日光灯？的日光灯？解：解：日光灯的视在功率为日光灯的视在功率为可接的日光灯盏数：可接的日光灯盏数：变压器容量是指视在功率变压器容量是指视在功率S电压变比电压变比K=3，Y/接法的三相变压器，其二次侧接法的三相变压器，其二次侧额定电压额定电压220V220V，一次侧额定电压是（，一次侧额定电压是（ ）ABCN2ABCN1OU1p=U2p3=660V1143V 电动机电动机7.3 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 三相异

39、步电动机的电三相异步电动机的电三相异步电动机的电三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。磁关系与变压器类似。磁关系与变压器类似。磁关系与变压器类似。变压器：变压器： 变化变化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 E E1 1 、E E2 2 频率相同，都等频率相同，都等频率相同，都等频率相同，都等于电源频率。于电源频率。于电源频率。于电源频率。异步电动机每相电路异步电动机每相电路异步电动机每相电路异步电动机每相电路i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f27.3.1 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 （1） 定子电路定子电路1 1. . . .旋转磁场

40、的磁通旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通 异步电动机：异步电动机：旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通每极磁通旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以，所以2 2. . . .定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率 f f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f 1= 电源频率电源频率 f （2 ） 转子电路转子电路1. 1. 转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2定子导体与旋转

41、磁场间的相对速度固定，而转子定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化变化 定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同2. 2. 转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势E E 2 2E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2 当转速当转速当转速当转速 n n = 0(= 0

42、(s s=1)=1)时，时，时，时， f f 2 2最高，且最高，且最高，且最高，且 E E2 2 最大，有最大，有最大，有最大，有E20= 4.44 f 1N2 转子静止时转子静止时转子静止时转子静止时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势即即E2= s E20 转子转动时转子转动时转子转动时转子转动时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势3. 3. 转子感抗转子感抗转子感抗转子感抗X X 2 2当转速当转速当转速当转速 n n = 0(= 0(s s =1)=1)时，时，时，时， f f 2 2最高，且最高，且最高，且最高，且 X X2 2 最大，有最大，有最大，有最大，有X20= 2

43、 f1L 2即即X2= sX20 4. 4. 转子电流转子电流转子电流转子电流 I I2 25. 5. 转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数 cos cos 2 2转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流三相异步电动机，额定转速三相异步电动机，额定转速nN=1450rpm，空载时的，空载时的转差率转差率s等于（等于（）（A）（B）（C）（D）A极对数极对数同步转速同步转速(f1=50Hz)一台一台2.2kW的三相异步电动机，定子绕组接成的三相异步电动机，定子绕组接成Y形，额形，额定电压定电压UN=380V，功率因数，功率因数c

44、os N=0.82，效率是，效率是N=81%，其，其额额定定电电流等于（流等于（）（A）4A（B）8.6A（C）5A（D）7.4AC三相异步电动机，当拖动的机械负载转矩有所改变时，电三相异步电动机，当拖动的机械负载转矩有所改变时，电机的功率因数机的功率因数cos 是否会是否会变变化，如你化，如你认为认为会会变变化，功率化，功率因数因数cos 与机械与机械负载负载的大小关系的大小关系为为（ ）（A） cos 与机械与机械负载负载无关无关（B）电机空载和满载时）电机空载和满载时cos 均最小，均最小，0.5满载时满载时cos 最大最大（C）电机空载时）电机空载时cos 大，接近大，接近满载时满载时

45、cos 最小最小（D）电机空载时）电机空载时cos 小，接近小，接近满载时满载时cos 最大最大D三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动起动性能起动性能 起动起动起动起动问题：问题：起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍 电动机的起动电动机的起动转矩为

46、额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的(1.02.2)(1.02.2)倍。倍。倍。倍。起动：起动：起动：起动： n n = = 0 0，s =1, =1, 接通电源。接通电源。接通电源。接通电源。三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为1. 1. 降压起动降压起动降压起动降压起动(1) Y(1) Y 换接起动换接起动换接起动换接起动 降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的+ 起动起动起动起动U1U2V1V1W1W2+正常正

47、常正常正常运行运行运行运行U1U2V1V2W1W2(a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。 (b) Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y- Y- 换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题正常正常正常正常运行运行运行运行UlU1W2V2W1+U2V1UP 起动起动起动起动+Ul+U1W2V2W1U2V1由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式1. 1. T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子

48、每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2. 2. 当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3. 3. R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ，从而改变转矩。，从而改变转矩。，从而改变转矩。，从而改变转矩。电动机在额定负载时的转矩。电动机

49、在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。1 1. . . .额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩TN N三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩OT额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩(N m) 如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型) 的额定功的额定功率为率为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为TN、Tmax、Tst2 2. . . .最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩 T Tmaxmax 转子轴上机械负载转矩转子轴上机械负载转矩转子轴上机械负载转矩转子轴上机械负载转矩T T2 2 不能大于不

50、能大于不能大于不能大于T Tmaxmax ，否则将，否则将，否则将，否则将造成堵转造成堵转造成堵转造成堵转( (停车停车停车停车) )。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。令：令：求得求得临界转差率临界转差率OT TTmax将将sm代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得当当当当 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T Tmaxmax为定值为定值为定值为定值过载系数过载系数过载系数过载系数( (能力能力能力能力) )一般三相异步电动机的过载系数为一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须使工作时必须使工作时必须使工作时必须使T T

51、2 2 T T2 2电机能起电机能起电机能起电机能起动，否则不能起动。动，否则不能起动。动，否则不能起动。动，否则不能起动。OTT Tst st起动能力起动能力8有一台有一台6kW的三相异步电动机，其额定运行转速为的三相异步电动机，其额定运行转速为1489rpm，额定电压为，额定电压为380V，全压启动转矩是额定，全压启动转矩是额定转矩的转矩的1.2倍，现采用倍，现采用Y Y - - 启动以降低其启动电流，启动以降低其启动电流，此时的启动转矩为此时的启动转矩为：(A) 15.39Nm (B) 26.82Nm (C) 38.7Nm (D) 46.44Nm针对三相异步电动机启动特点，采用针对三相异

52、步电动机启动特点，采用Y启动可减小启动可减小启动电流和启动转矩。下列说法正确的是启动电流和启动转矩。下列说法正确的是（）A）Y连接的电机用连接的电机用Y启动，启动电流和启动转启动，启动电流和启动转矩都是直接启动的矩都是直接启动的1/3B） Y连接的电机用连接的电机用Y启动，启动电流直接启动启动，启动电流直接启动的的1/3，启动转矩都是直接启动的，启动转矩都是直接启动的1/ 3C） 连接的电机用连接的电机用Y启动，启动电流和启动启动，启动电流和启动转矩都是直接启动的转矩都是直接启动的1/3D） 连接的电机用连接的电机用Y启动，启动电流直接启启动，启动电流直接启动的动的1/ 3 ，启动转矩都是直接启动的，启动转矩都是直接启动的1/3C