电工电子技术(1)

1电工电子技术2006年7月2内容及要求：电场与磁场电路分析方法电机及拖动基础电子技术参考书：《电工学》上、下册（第五版或：第六版）秦曾煌编高等教育出版社3第一节、电场与磁场----（物理学中基本电磁规律）库仑定律电磁感应定律安培定律电磁感应定律…………4第一节、电场与磁场----（物理学基础）库仑定律两个静止的点电荷在真空或空气中相互作用的规律。电场强度反映电场“力”的性质的物理量。12312211231221122141rrqqkrrqqFForrqqFEoo345第一节、电场与磁场----（物理学基础）安培力磁场中载流导体受到磁场力的作用规律。长直导线在匀强磁场中的受力为：电磁感应定律变化的磁场作用于导体时，在导体中产生的感应电动势LIBFdtdN624rqoorq24qro2424rqo（2005、99）以点电荷q所在点为球心,距点电荷q的距离为r处的电场强度E等于:(A)(B)(C)(D)7第二节电路的基本概念和基本定律基本元件：有源源件无源元件基本定律：欧姆定律基尔霍夫定律基本定理：叠加原理戴维南定理8一、电路的作用和基本物理量㈠、电路的作用1、功能：A传输能量B分配信息2、结构：A电源B负载C中间环节aE+-bIUabRORL(二)电路的基本物理量电流i，电压与电位差Uab=Ua-Ub电功率p9(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出方程；并进行计算。E1ABRE2IR两点注意：1、正方向102、电功率aIRUb功率的概念：设电路中任意两点间的电压为U，流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为:[W]IUP功率有正负！如果UI方向不一致结果如何？11在U、I正方向选择一致的前提下：IRUab“吸收功率”（负载）“发出功率”（电源）若P=UI0若P=UI0P（吸收）=P（发出）aE+-bIUabRORL例8-112二、基本电路元件㈠、电源元件1、电压源：2、电流源：3、两种电源的等效变换㈡、负载元件（略）aE+-bIUabRORL131.电压源oIREUI+-URoEIUERo越大斜率越大R0增加理想的电源特性特点：(1）输出电压不变，其值恒等于电动势。即UabE；（2）电源中的电流由外电路决定。理想电压源（恒压源）:Ro=0时的电压源.14恒压源中的电流由外电路决定设:E=10V当R1、R2同时接入时：I=10AIE+_abUabR22例当R1接入时：I=5A则：2R115oabSRUII2.电流源bISRoaUabIIsUabI伏安特性电流源模型Ro理想电流源（恒流源):RS=时的电流源.（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；（2）输出电压由外电路决定。16恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1AR=10时，U=10VR=1时，U=1V则:例17ooosRRREI''RR'RIEooosaE+-bIUabRO电压源电流源Uab'RO'IsabI'注意：电流源的正方向与电动势的正方向一致。例题８－７3、两种电源的等效变换1819三、电路的工作状态开路短路有载aE+-bIUabRORLuabiI短路Ｅ＝Ｕ开路RLIＵ20E112VE26VR110ohmR220ohmR351kohm四、电路的基本定律1、电流定律KCL2、电压定律KVL3、欧姆定律I=00UIRU212005、100.图示电路U=12V、UE=10V,R=0.4kΩ.则电流I等于多少?(A)0.055A(B)0.03A(C)0.025A(D)0.005A22例：图示电路，S断开后，A点电位VAo；S闭合后，A点电位Uas分别是（a）-4v,3.6v（b）6v,0v（c）4v,-2.4v（d）-4v,2.4v23第三节直流电路的解题方法１、叠加原理２、戴维南定理注意：应用于线性电路。［独立电源和线性元件构成的电路］24一迭加定理在多个电源同时作用的线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。+原电路BI2I1AR1E1R2E2I3R3+_+_E2单独作用BI2''R1I1''R2AE2I3''R3+_E1单独作用BAI2'I1'E1R1R2I3'R3+_25例８－8：＝＋＋ＩＩ”Ｉ’Ｉ’”Ｉ＝Ｉ’＋Ｉ”＋（－Ｉ”’）26(二)戴维南定理注意：“等效”是指对端口外等效概念：有源二端网络用电压源模型等效。有源二端网络REdRd+_R27R12ohmR02ohmRL7ohmR22ohmIs2AES16VI16AEs6VR01ohmR21kohmR12ohmR02ohmRL7ohmR22ohmIs2AES16VI16A例８－9：282005、101.叠加原理只适用于分析下列哪项的电压、电流问题?(A)无源电路(B)线性电路(C)非线性电路(D)不含也惑、电容元件的电路29第四节正弦交流电路的解题方法一、正弦交流电路的三要素表示法㈠、正弦交流电的三要素㈡、正弦量的表示法二、单相交流电路纯R、L、C电路RLC串联电路分析R10ohmL1mHC1uFUs220V155.56V_rms50Hz0Deg30例幅度：A707.021A1IImAti301000sin已知：Hz159210002rad/s1000f频率：30初相位：31波形图瞬时值相量图复数符号法UIUeUjbaUj小结：正弦波的四种表示法tUumsinTmIti32单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率RiuiRuR设则tUusin2tIisin2IRURIUUIu、i同相LiudtdiLuCiudtduCiLjjXLcjCjjXC11设则tIisin2)90sin(2tLIuLXIXULLUIu领先i90°LjXIU设则tIisin2)90sin(12tCIuCXIXUCC1UIu落后i90°CjXIUUI000LXIUI2CXIUI2基本关系33R-L-C串联交流电路CUULUIRUCLUURLCRULUCUIUZIUCLRUUUUCLCLXXjRIjXIjXIRI34关于复数阻抗Z的讨论iuiuIUZIUIUZZIU由复数形式的欧姆定律可得：结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比，而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。iuIUZ----Z和总电流、总电压的关系3536A24.22122005、102.图示电路,正弦电流i2的有效值I2=lA.电流i3的有效值I3=2A,因此电流I1的有效值I1.等于多少?(A).(B).1+2=3A(C).2-l=lA(D).不能确定372005、103.图示电路,u=141sin(314t-30°)V,i=14.lsin(314t-60°)A,这个电路的有功功率P等于多少?(A).500w(B).866W(C).l000W(D).1988W38三、三相交流电路303plUUlUpU---为相电压---为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为V380V220lPUU、CeceBeACBNAeABuBCuCAu㈠、三相电源：39负载形接法PlPlUUII303对称负载下：负载Y形接法303PlPlUUIIACBZZZ•••ACBNZZZ㈡、三相负载：40BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe负载星形接法时的一般计算方法解题思路：一般线电压为已知，然后根据相电压和负载求电流。lulilupupiZUp4142第五节电路的暂态过程㈠、电路的响应㈡、换路定则㈢、求解一阶电路的三要素法RCtCCCCCCeuuuuu'tu)]()0([)()(teffftf)]()0([)()()0()0(CCuu)0()0(LLii43444546l04.图示电路,换路前Uc(0-)=0.2U1,UR(0-)=0v,求：电路换路后Uc(0+)和UR(0+)分别为:(A).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0(B).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0.2U1(C).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0.8U1(D).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=U1472005、104.图示电路,u=141sin(314t-30°)V,i=14.lsin(314t-60°)A,这个电路的有功功率P等于多少?(A).500w(B).866W(C).l000W(D).1988W48第六节变压器、电动机及继电接触控制电路一、磁路基础知识二、变压器三、电动机四、继电接触控制电路49磁路和电路的比较磁路电路磁通ΦR+_EI磁压降HL磁动势INF电动势电流电压降UEIUIN一、磁路基础知识50励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流直流-------直流磁路交流-------交流磁路磁路分析1、直流磁路2、交流磁路s1ui51RUIIUΦ1、直流磁路分析直流磁路的特点:直流磁路和电路中的恒压源类似直流电路中REIE固定I随R变化mR随变化直流磁路中mRFF固定U一定I一定磁动势F=IN一定)(mRFΦ磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）52电路方程：tΦNRieeuulRdd)()(一般情况下很小RutΦNudd交流激励线圈中产生感应电势2、交流磁路的分析ΦΦ：主磁通：漏磁通uΦΦLeei53假设tΦΦmsin则tfNΦtNΦummcos2cos最大值mmfNΦU2有效值mmfNΦUU44.42tΦNudduΦΦLeei54mNfU44.4uΦΦLeeimRΦINmΦ一定时磁动势IN随磁阻的变化而变化。mR当外加电压U、频率f与线圈匝数N一定时，便确定下来。根据磁路欧姆定律，当mΦ交流磁路的特点:交流磁路和电路中的恒流源类似mRΦF固定ΦF随变化mR交流磁路中：交流电路中：RIUSIS固定U随R变化55磁路特点RUI(U不变，I不变）mRINΦmΦRIN(I随Rm变化）fNUΦm44.4mΦ（U不变时，基本不变）直流磁路磁动势F恒定交流磁路磁通恒定（Φ随Rm变化）IN56结论：改变匝数比，就能改变输出电压。KNNEEUU2121201K为变比1、原、副边电压关系202uu02i时10i1u20u2i1e2e)44.4(11mΦNfU二、变压器57KNNII11221结论：原、副边电流与匝数成反比1102211NiNiNi空载励磁电流很小，可忽略。即：02211NINI2、原、副边电流关系1i1u2u2iLR1N2N58（变阻抗）1i1u2u2iLR1N2N3、原、副边阻抗关系LLRKR222IURL从原边等效：KIKUIURL2211结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。222KIU2KRL592005-105.图示变压器,一次额定电压U1N=220V,一次额定电流I1N=llA,二次额定电压U2N=600V.该变压器二次额定电流I2N约为多少?(A).lA(B).4A(C).7A(D).11A603、三相异步机的起动方法：三、电动机1、三相异步机的运