电工基础——第五章

理论课授课教案值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。

设正弦交流电流i (t )在一个周期T 时间内，使一电阻R 消耗的电能为Q R ，另有一相应的直流电流I 在时间T 内也使该电阻R 消耗相同的电能，即Q R = I 2RT 。

就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i 与I )是等效的，则该直流电流I 的数值可以表示交流电流i (t )的大小，于是把这一特定的数值I 称为交流电流的有效值。

理论与实验均可证明，正弦交流电流i 的有效值I 等于其振幅(最大值)I m 的0.707倍，即m m 707.02I II ==正弦交流电压的有效值为m m 707.02U UU ==正弦交流电动势的有效值为m m 707.02E EE ==例如正弦交流电流 i = 2sin(ωt - 30︒) A 的有效值I = 2 ⨯ 0.707 = 1.414 A ，如果交流电流i 通过R = 10 Ω 的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I 2R = 20 W ，即与I = 1.414 A 的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。

我国工业和民用交流电源电压的有效值为220 V 、频率为50Hz ，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。

因为正弦交流电的有效值与最大值(振幅值)之间有确定的比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦交流电的三要素。

三、相位和相位差任意一个正弦量y = A sin(ωt + ϕ0)的相位为(ωt + ϕ0)，本章只涉及两个同频率正弦量的相位差(与时间t 无关)。

设第一个正弦量的初相为 ϕ01，第二个正弦量的初相为 ϕ02，则这两个正弦量的相位差为ϕ12 = ϕ01 - ϕ02并规定π≤≤1212 180ϕϕ或在讨论两个正弦量的相位关系时：(1) 当 ϕ12 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) ϕ12； (2) 当 ϕ12 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)| ϕ12|； (3) 当 ϕ12 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，如图7-1(a)所示； (4) 当 ϕ12 = ± π 或 ±180︒时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，如图7-1(b)所示；(5) 当 212π±=ϕ或 ±90︒时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。

《电工基础》第五章单元试卷题号-一一二二二-三四五总分得分一、填空题（每空1分,共13分）1. 如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变，只改变线圈中的媒介质，则线圈中的磁感应强度_____________ ，而磁场强度将 _____________ 。

2. 所谓磁滞现象，就是____________ 的变化总是落后于_____________ 的变化。

3. 有一空心环行螺旋线圈的平均周长为31.4cm，截面积为25cm2,线圈共绕有1000匝，若在线圈中通入2A的电流，那么，该磁路中的磁阻为 _______________ ，通过的磁通为____________ 。

4. 小明同学利用如图所示的装置研究磁和电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳出初步结论。

比较⑻、（b）两图可知： _______________________________ ；比较（b）、（c）两图可知：_______________________________ 。

12345671.关于磁感应强度，下列表达式中不正确的是（）A •磁感应强度是个矢量B •磁感应强度是个标量C •磁感应强度表示磁场的强弱2 .发现电流周围存在磁场的物理学家是：（）A.焦耳B.奥斯特C.沈括D.欧姆3.如图：水平放置的条形磁铁的一端吸引着一个较重的铁钉，若另一根同样的条形磁铁的S极与原来磁铁的N极靠拢时，则出现的情况：（）A. 将铁钉吸得更牢B. 铁钉落下C. 铁钉尖端将吸向右端的铁钉D. 铁钉尖端将吸向左边的铁钉4 •通电螺线管磁性的强弱与下列哪个条件无关：（）A.螺线管的线圈匝数B.螺线管中的电流方向C.螺线管内有无铁心D.螺线管中电流的强弱7 .如图：下列四个实验装置图。

其中哪个图不能说明通电导线在磁场中受力的是:、选择题（每题3分,共21分）（把答案填在下面的表格中）5.如图：当开关闭合后，通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转，则通电螺线管的a端为__________ 极，电源的d端为_________ 极；当图中滑片P向右移动过程中，通电螺线管的磁性将___________ （选填：“增强”、“减弱”或“不变”）。

第五章三相交流电路引言：三相交流电和单相交流电相比具有以下主要优点：1 ．三相电机比单相电机设备利用率高，工作性能优良；2 ．三相电比单相电用途更加广泛；3 ．三相电在传输分配方面更加优越且节省材料。

由于上述原因，所以三相电得到了广泛的应用。

生活中的单相电常常是三相电中的一相。

第一节对称三相交流电源学习目标： 1. 熟悉三相交流电源、三相四线制、三相三线制电路的基本概念2 ．掌握三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点重点：三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点难点：三相交流电源的三角形联结的特点一、三相电动势图 5-1 图 5-21 ．单相电动势的产生：如图 5-1 所示，在两磁极中间，放一个线圈（绕组）。

让线圈以w 的速度顺时针旋转。

根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由U 1 ® U 2 。

合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势为2 ．三单相电动势的产生：如图 5-2 所示，若定子中放三个线圈 ( 绕组 ) ：U 1 ® U 2 ，V 1 ® V 2 ，W 1 ® W 2 ，由首端（起始端、相头）指向末端（相尾），三线圈空间位置各差120 o ，转子装有磁极并以w 的速度旋转，则在三个线圈中便产生三个单相电动势。

二、三相对称电源图 5-3 1 ．供给三相电动势的电源称为三相电源，三个最大值相等，角频率相同而初相位互差时的三相电源则称为对称三相电源。

如图 5-3 所示，他们的参考方向是始端为正极性，末端为负极性。

2 ．三相电源的表示式3 ．相量表示式及相量图、波形图，如图 5-4 、 5-5 所示图 5-5图 5-44 ．三相电源的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º 。

对称三相电源的三个相电压瞬时值之和为零，即5 ．相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序，U → V → W → U 为顺序，U → W → V → U 为逆序。

单元试卷第1 页共3 页第 2 页 共 3 页一、填空题（每空1分,共13分）1.如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变，只改变线圈中的媒介质，则线圈中的磁感应强度____________，而磁场强度将____________。

2.所谓磁滞现象，就是____________的变化总是落后于____________的变化。

3.有一空心环行螺旋线圈的平均周长为31.4cm ，截面积为25cm 2，线圈共绕有1000匝，若在线圈中通入2A 的电流，那么，该磁路中的磁阻为____________，通过的磁通为____________。

4. 小明同学利用如图所示的装置研究磁和电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳出初步结论。

比较(a)、(b)两图可知： ；比较(b)、(c)两图可知： 。

5.如图：当开关闭合后，通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转，则通电螺线管的a 端为 极，电源的d 端为 极；当图中滑片P 向右移动过程中，通电螺线管的磁性将 （选填：“增强”、“减弱”或“不变”）。

6. 面积0.5m 2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T 的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是____Wb ，当导线环转过90°时，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为____Wb二、选择题（每题3分,共21分）（把答案填在下面的表1．关于磁感应强度，下列表达式中不正确的是( )A ．磁感应强度是个矢量B ．磁感应强度是个标量C ．磁感应强度表示磁场的强弱2．发现电流周围存在磁场的物理学家是：（ ） A ．焦耳 B ．奥斯特 C ．沈括D ．欧姆3．如图：水平放置的条形磁铁的一端吸引着一个较重的铁钉，若另一根同样的条形磁铁的S 极与原来磁铁的N 极靠拢时，则出现的情况：（ ）A ．将铁钉吸得更牢B ．铁钉落下C ．铁钉尖端将吸向右端的铁钉D ．铁钉尖端将吸向左边的铁钉4．通电螺线管磁性的强弱与下列哪个条件无关：（ ）A ．螺线管的线圈匝数B ．螺线管中的电流方向C ．螺线管内有无铁心D ．螺线管中电流的强弱 5．如图：根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是：（ ）A ． N 、N 、S 、NB ． S 、N 、S 、SC ． S 、S 、N 、ND ． N 、S 、N 、N6．如图：用热敏电阻（受温度影响电阻值会发生变化的电阻）和电磁继电器组成的火警器的示意图，热敏电阻R 受热后，其阻值会减小，将发生的变化是：（ ） A ．电磁继电器控制电路中的电流减小 B ．电磁继电器控制电路断开C ．当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性增强足以吸引下衔铁，L 2发光D ．当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性减弱使得衔铁能复位，L 1发光7．如图：下列四个实验装置图。

第五章 三相电路§5—1 对称三相交流电源一、填空题1．三个电动势的＿＿＿相等，＿＿＿相同，＿＿＿互差120°，就称为对称三相电动势。

2．对称三相正弦量（包括对称三相电动势，对称三相电压、对称三相电流）的瞬时值之和等于＿＿＿。

3．三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序称为＿＿＿。

4．三相电压的相序为U-V-W 的称为＿＿＿相序，工程上通用的相序指＿＿＿相序。

5．对称三相电源，设V 相的相电压UV =220 90V ，则U 相电压U U =＿＿＿,W 相电压U W =＿＿＿。

6．对称三相电源，设U 相电压为U U =2202sin314tV,则V 相电压电压为U V =＿＿＿，W 相电压为U W =＿＿＿。

7．三相电路中，对称三相电源一般联结成星形或＿＿＿两种特定的方式。

8．三相四线制供电系统中可以获得两种电压，即＿＿＿和＿＿＿。

9．三相电源端线间的电压叫＿＿＿，电源每相绕组两端的电压称为电源的＿＿＿。

10．在三相电源中，流过端线的电流称为＿＿＿，流过电源每相的电流称为＿＿＿。

11．流过三相发电机每相绕组内的电流叫电源的＿＿＿电流，它的参考方向为自绕组的相尾指向绕组的＿＿＿。

12．对称三相电源为星形联结，端线与中性线之间的电压叫＿＿＿。

13．对称三相电源为星形联结，线电压UUV 与相电压U U 之间的关系表达式为＿＿＿。

14．对称三相电源为三角形联结，线电流I U 与相电流I UV 之间的关系表达式为＿＿＿。

15．有一台三相发电机，其三相绕组接成星形时，测得各线电压均为380V ，则当其改接成三角形时，各线电压的值为＿＿＿。

16．在图5-1中，UU =220∠0°V ，U V =220∠-120°V ，U W =220∠120°V ，则各电压表读数为V 1=＿＿＿，V 2=＿＿＿，V 3=＿＿＿，V 4=＿＿＿。

-UU VU WU -UU VU WU d)图5-117．对称三相电源星形联结，若线电压UV u =3802sin(ωt+ 30)V ，则线电压U VW =＿＿＿，U WU =＿＿＿；相电压U U =＿＿＿，U V =＿＿＿，U W =＿＿＿，UU =＿＿＿，U V =＿＿＿，U W =＿＿＿。

《电工基础》第五章单相交流电路试卷一、单项选择题1.电阻元件是一种( )元件。

(2 分)A.储能B.耗能C.产能2.电容器容抗的大小随频率升高而( )。

(2 分)A.增大B.减小C.不变3.我们通常在生产、生活中所用的交流电的频率为( )Hz。

(2 分)A.25B.50C.60D.1004.纯电感或纯电容电路无功功率等于( )。

(2 分)A.单位时间内所储存的电能B.电路瞬时功率的最大值C.电流单位时间内所做的功D.单位时间内与电源交换的有功电能5.已知两个正弦量为,,则( )。

(2 分)A.比超前30°B.比滞后30°C.比超前90°D.不能判断相位差6.白炽灯与线圈组成的电路如下图所示,由交流电源供电,如果交流电的频率增大,则线圈的( )。

(2 分)A.电感增大B.电感减小C.感抗增大D.感抗减小7.下列关系式不成立的是( )。

(2 分)A.ω=2πfB.ω=2π/TC.ω=2πTD.T=1 /f8.同一相量图中的两个正弦交流电,( )必须相同。

(2 分)A.有效值B.初相C.频率9.已知一个电阻上的电压,测得电阻上所消耗的功率为20W,则这个电阻的阻值为( )。

(2 分)A.5ΩB.10ΩC.40Ω10.如图所示,三灯泡均正常发光,当电源电压不变、频率f变小时,灯的亮度变化情况是( )。

(2 分)A.H1不变,H2变暗,H3变暗B.H1变亮,H2变亮,H3变暗C.H1、H2、H3均不变D.H1不变,H2变亮,H3变暗二、判断题11.( )电容器的耐压值一定要高于两端所加的实际电压的有效值。

(2 分)12.( )并联电容器组的耐压值应选耐压值小的那一电容器的耐压值。

(2 分)13.( )电容是耗能元件。

(2 分)14.( )运用瞬时值表达式进行正弦交流电的加减法非常方便。

(2 分)15.( )电容量在数值上等于电容器在单位电压作用下所存储的电荷量。

(2 分)16.( )通过电容器的电流不能突变。

第五章正弦交流电路直流电：大小、方向都不随时间变化而变化。

交流电：大小、方向都随时间变化而变化。

按正弦规律变化的交流电→正弦交流电§5-1正弦交流电的基本概念一、正弦交流电的产生1.交流发电机产生正弦交流电 ①组成：定子（一对）：静止的磁极电枢（一个）：可以旋转的、绕在圆柱形铁心上的线圈 ②原动机带动电枢旋转产生交流电，若符合正弦规律，则有：③表示方法：解析式、波形图④方向：由于交流电不断交变，即有两个方向，为了分析计算方便，我们也假定一个为正发现（即参考方向）。

二、正弦量的四值反映交流电变化范围的物理量 1.瞬时值：正弦量在任意时刻的数值。

2.最大值：最大的瞬时值，也称振幅或峰值。

3.有效值：交流电和直流电分别通过阻值相等的电阻，若在相同的时间内，这两中t)sin()(i m t I t i ϕω+=) sin( ) ( t E m t e ϕε ω + = ) sin( ) ( t U m t u ϕυ ω + =注：①分析计算交流电路时，若无特殊说明，交流电大小是指有效值；②计算电气设备的绝缘耐压水平时，要考虑交流电压最大值。

4.平均值：正弦量在半个周期内所有瞬时值的平均值。

相互关系：①最大值是有效值的√2-----倍②有效值是平均值的1.1倍③平均值是最大值的2/π倍三、正弦量的周期、频率和角频率反映交流电变化快慢的物理量1.周期①定义：正弦量每重复变化一次所需的时间；②符号：T③单位：秒（s）、毫秒（ms）、微秒（us）、纳秒（ns）④说明：周期↘=>交流电变化一次的时间↘=>变化速度↗2.频率①定义：正弦量在1s内重复变化的次数；②符号：f③单位：赫（Hz），千赫（KHz）、兆赫（MHz）④关系：f=1/T3.角频率①定义：正弦量在1s内变化的电角度；②符号：ω③单位：弧度每秒（rad/s）4.市电：f=50Hz，T=0.02s，ω=314rad/s，U=220V，U m=311V四、正弦量的相位和初相位反映交流电的变化进程1.相位：（相位角、相角）正弦量任意时刻的电角度ωt+ϕ2.初相：（初相角、初相位）正弦量在t=0时刻的相位ϕ习惯上，取∣ϕ∣≤180°，即：大于180°=>小于180°的负角；小于180°=>小于180°的正角。