电工电子学课件(非电专业)课件11

已知对称三相电源的相电压UP=220V，ZA=5，ZB=10，ZC=20。试求有中性线和无中性线两种情况下，各相负载的相电压、相电流及中性线电流,画出相量图。例41即一般交流电路的分析问题IN•UA•UB•UC•IA•解：（1）有中性线=2200ºVUA•=220–120ºVUB•=220+120ºVUC•=IA+IB+ICIN••••=29.1–19.1ºA19.1ºIB•IC•ZA=5，ZB=10，ZC=20=440ºAIA•=——UA•ZA=11+120ºAIC•=——UC•ZC=22–120ºAIB•=——UB•ZB相量图2（2）无中性线各相负载的相电压=UAN’·.UN´N–UAN·=14411ºV=UBN’·.UN´N–UBN·=249.5-139oV=UCN’·.UN´N–UCN·=288131oV+++---AUBUCUABCNZZZN’ABCABCUA•UB•UC•NN´ZAZBZCIA•IB•IC•UA´·UC´·先用结点电压法求出负载中性点与电源中性点间的电压=83.2–19ºV.UN´N+——UB•ZB=——————————UA•ZA+——UC•ZC+—ZC1+—ZB1—ZA13139o131oUBN’•UCN’•UN´N.IA•IC•IB•各相负载的相电流=28.811ºAIA·UAN’·=——ZAUAN•UBN•UCN•相量图UAN’•11ºIB·UBN’·=——ZB=24.95-139oAIC·UCN’·=——ZC=14.4131oA4ABCUA•UB•UC•NZAZBZCIN•IB•IC•在有中性线和无中性线两种情况下，分析A相负载发生短路或断路时电路的工作情况。（1）有中性线,A相负载发生短路FU短路IA•很大熔断=0IA•仅A相熔断器熔断,B相、C相负载仍正常工作。N´A´B´C´FUFU例55ABUA•UB•NZAZBIB•（2）无中性线,A相负载发生短路FU短路IA•B相、C相负载承受电源线电压，IB、IC增大，IB•=–(IA•IC•+)，FU不一定熔断，B相、C相负载损坏。N´A´B´CUC•ZCIC•C´FUFU6ABUA•UB•NZAZBIN•IB•（3）有中性线,A相断路SB相、C相负载正常工作。不受影响。FUN´A´B´CUC•ZCIC•C´FUFU7（4）无中性线,A相断路B相、C相负载串联，接在线电压UBC•上，仍不能正常工作ABUA•UB•NZAZBIB•SFUN´A´B´CUC•ZCIC•C´FUFU8从上面的例题可以看出:(1)负载不对称而又没有中性线时，负载的相电压就不对称，有的相的电压高于负载的额定电压，有的低于负载的额定电压。这都是不允许的。三相负载的相电压必须对称。(2)不对称负载星形联接时必须有中性线。中性线的作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对称。中性线(指干线)内不应接入熔断器或闸刀开关，以保证中性线不断开。9ABCZBCZCAZABUBC•UAB•UCA•IB•IC•IA•IBC•IAB•ICA•2.负载三角形联接的三相电路10~~ABC当负载的额定电压等于电源的线电压时,应将负载接在两根相线之间,形成三角形联接。AXBYCZ2.负载三角形联接的三相电路N11ABCZBCZCAZABUBC•UAB•UCA•IB•IC•IA•IBC•IAB•ICA•三相负载三角形联接时，负载的相电压等于电源的线电压。因此，不论负载对称与否，其相电压总是对称的。IAB•=——UAB•ZABIBC•=——UBC•ZBCICA•=——UCA•ZCA相电流线电流IB•IBC•IAB•=–IA•IAB•ICA•=–IC•ICA•IBC•=–12不对称负载三角形联接对称负载三角形联接ABCZBCZCAZABUBC•UAB•UCA•IB•IC•IA•IBC•IAB•ICA•ZAB=ZBC=ZCA=Z=Z与是一组对称三相电流；、IBC•IAB•ICA•相电流IA•与也是一组对称三相电流。IC•、IB•线电流IB•IBC•IAB•=–IA•IAB•ICA•=–IC•ICA•IBC•=–13对称负载三角形联接时，电压、电流的相量图UBC•UAB•UCA•30oIA•IAB•ICA•IBC•ICA•30oIC•IBC•30oIB•IAB•=3IA•IAB•-30=3IB•IBC•-30=3IC•ICA•-30在大小关系上，线电流是相电流的倍，在相位上,线电流比相应的相电流滞后30º。__3303plIIIl=IP3__14ACIB•IC•IBC•IAB•ICA•RRRNIA•IA•IAN•三相对称电源,三相电阻炉每相0o=380V负载R=38,UN=380V。接在A与N之间的单相负载P=1100W,cos=0.5(感性),试求各相电流和线电流,并画出相量图。IAB=100oA•IBC=10–120oA•ICA=10120oA•P=UAIANcos=220IAN0.5=1100WIAN=10A解：例2.8.5BUAB•15UBC•UAB•UCA•IA•IAN•IB•IC•IA•51.2o=24–51.2oA=17.3–150oAIB•=17.3+90oAIC•IAN=10–90oA•=103–30oA=103–150oAIA•=IA•IAN•+=–j10+15–j53=15–j18.6630o30o30o=220UA•V–30ºIC•ICA•IBC•==103+90oA–IAB•ICA•=IA•–IB•IBC•IAB•=–16ABCUA•UB•UC•NZAZBZCIA•IN•IB•IC•（1）电源Y型-负载Y型连接N´A´B´C´17Y:Ul=3UP;Il=IPZBCZCAZABUBC•UAB•UCA•IB•IC•IA•IBC•IAB•ICA•（2）电源Y型-负载∆型连接ABCUA•UB•UC•NABC18:Ul=UP;Il=3IP19一、三相不对称负载1.有功功率：P=PA+PB+PC2.无功功率：Q=QA+QB+QC，QA=UAPIAPsinA3.视在功率：S=P2+Q2=3UlIlcos2.无功功率：Q=3QA=3UPIPsin=3UlIlsin3.视在功率：S=P2+Q2=3UlIl,PA=UAPIAPcosAY:Ul=3UP;Il=IP:Ul=UP;Il=3IP1.有功功率：P=3PA=3UPIPcos2.8.3三相功率二、三相对称负载注意:式中的角仍为相电压与相电流之间的相位差。电源线电压负载相电压20P=PA+PB+PCP=PA+PB+PCP=3UpIpcos=IN0；Ip=Ul=UPIP=P=PA+PB+PCUN0；求UN无中线有中线不对称负载Ul，UpIl，Ip，PIl=Ip；IN=0Ul=UP对称负载Ul，UpIl，Ip，P△接法Y接法负载联接参数plUU3plII3plUU3ppZUCBANIIIIcosIU3llppZUAiAYiAliABC例21解答V)30314sin(2380tuAB由VUAN02203030220VUAB30380BNUANUCNUABUBCUCAUAiAYiAliABC22(解答续)cos3llIUP三角形接法：AiAYiAliABC01cos,10kWPVUAB30380已知：cos3AABIUPA2.15138031010cos33ABAUPI电阻负载23三角形接法：AiAYiAliABCA2.15AI30ABAABABIIUI落后同相位，与VUAB30380AIA02.15A314sin22.15tiA(解答续)24cos3llIUP星形接法：AiAYiAliABC60,5.0cos,5YYYkWPVUAB30380已知：YAYABYIUPcos3A2.155.03803105cos33YABYAYUPI电感性负载(解答续)25星形接法：AiAYiAliABCA2.15AYI60ANAYUI落后VUAN0220AIAY602.15A)60314sin(22.15tiAY60Y电感性负载(解答续)26AiAYiAliABCAIAY602.15AIA02.15AtiAIIIAlAYAAl)30314sin(23.26303.26602.1502.15(解答续)27本章小结：1.搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、相线电流关系。2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用。3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。28第P96-101页习题：三相电路部分的作业A：2.8.3、2.8.4B：2.8.5(不交)、2.8.7、2.8.8、2.8.9(1)29第3章磁路与变压器3.2交流铁心线圈电路3.3变压器(自学为主)3.1磁路303.1磁路iΦ+u－磁路：主磁通所经过的闭合路径。31磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、磁导率等几个物理量表示。一、磁通磁场中穿过某一截面积S的磁感应线数，称为通过该面积的磁通[量]。磁感应线上每一点的切线方向既为该点的磁场方向。的单位：伏•秒，通称为韦[伯]Wb或麦克斯韦Mx1Wb＝108Mx3.1.1磁场的基本物理量32如磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。二、磁感应强度与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。SBB的单位：特[斯拉]（T）的单位：韦伯矢量＝BS磁力线的疏密程度，反映了该处磁场的强弱。1Tesla=104高斯33三、磁场强度磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。BHH的单位：安／米的单位：亨／米矢量34安培环路定律（全电流定律）：磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和。即HI1I2I3电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。IHdl35在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：IxHxNIIxHlHHdlxxx2xxxlFlNIH其中lx＝2x是半径为x的圆周长Hx是半径x处的磁场强度F＝NI即线圈匝数与电流的乘积，称磁通势单位为安[培]（A）磁场内某一点的H只与电流大小、线圈匝数及该点的几何位置有关，而与无关36•真空中的磁导率为常数mH/10470四、磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。HB的单位：亨／米37•一般材料的磁导率和真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r0r或00BBHHr磁性材料非磁性材料11rr38磁性材料的磁性能一、高导磁性指磁性材料的磁导率很高，r1，使其具有被强烈磁化的特性。3.1.2磁性材料的磁性能高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性磁性物质的磁化39二、磁饱和性当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。磁化曲线注:当有磁性物质存在时B与H不成比例,Φ与I也不成比例。HBB，BHO40三、磁滞性当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。BH123456O磁滞回线剩磁：当线圈中电流减到零（H＝0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度