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第4章三相电路的分析本章的主要任务是学习三相电路的基本概念，了解三相电路的连接方法及三相电路的特点，掌握三相电路的基本分析方法，本章基本要求(1)正确理解三相电路的对称性和不对称性；(2)三相电路的连接方式：Y形连接与△形连接；(3)掌握对称三相电路相电压与线电压的关系、相电流与线电流的关系；(4)掌握对称三相电路的一相计算法；(5)三相电路有功功率的计算。
本章习题解析4－1在图4－1中，若三相电源的相电压有效值为220V，当X与Y连接在一起时，A与B两端的电压有效值为多少？当X与B连接在一起时，A与Y两端的电压有效值为多少？(a) (b)图4－1解 (a)令V，则V，V。
三相电源的相电压参考方向规定为首端A、B、C为“＋”，末端X、Y、Z为“－”，由KVL，得V故当X与Y连接在一起时，A与B两端的电压有效值为V(b) 由KVL，得V故当X与B连接在一起时，A与Y两端的电压有效值为V4－2 如图4－2所示，三相发电机绕组接成三角形，每相电压为220V。
试问：正确连接时，三相绕组的开口电压为多少？当C相绕组反接时，三相绕组的开口电压为多少？(a) (b)图4－2解 (1)令V，则V，V。
三相发电机的相电压参考方向规定为首端A、B、C为“＋”，末端X、Y、Z为“－”。
当三个绕组正确连接时，如图4－2(a)所示，由KVL，得故三相绕组正确连接时，回路中三个绕组的内阻所加电压为零，因此回路中没有电流。
(2)当C相绕组反接时，如图4－2(b)所示，由KVL，得∴V故当C相绕组反接时，回路中三个绕组的内阻所加电压有效值为440V。
一般三相发电机绕组的内阻很小，因此回路中有很大的电流，可能损坏发电机设备。
通过上述分析，当发电机绕组三角形连接时，三个绕组应首尾连接。
4－3额定电压为220V的三个单相负载，每相阻抗均为Z＝6＋j8Ω，接于线电压为380V的三相交流电源上。
(1)负载应采用哪种接法？(2)试求负载相电压、相电流及线电流；(3)画出负载相电压、相电流的相量图（以A相电压为参考相量）。
第四章 场效应管放大电路4.1 结型场效应管4．11 结构结型场效应管有两种结构形式：N 型沟道结型场效应管和P 型沟道结型场效应管。
如图（1）图（1）结型场效应管的结构示意图和符号4．12 工作原理在D 、S 间加上电压U DS ，则源极和漏极之间形成电流I D ，我们通过改变栅极和源极的反向电压U GS ，就可以改变两个PN 结阻挡层的（耗尽层）的宽度，这样就改变了沟道电阻，因此就改变了漏极电流I D 。
1. UGS 对导电沟道的影响 假设Uds=0：当Ugs 由零向负值增大时，PN 结的阻挡层加厚，沟道变厚，电阻增大。
如图（2）中（a ）（b ）所示。
若Ugs 的负值再进一步增大，当Ugs=Up 时两个PN 结的阻挡层相遇，沟道消失，我们称为沟道被“夹断“了，Up 称为夹断电压，此时Id=0，如图（2）中（c ）所示。
图（2）当UDS=0时UGS 对导电沟道的影响示意2. I D 与U DS 、U GS 之间的关系假定栅，源电压|Ugs|〈|Up|，如Ugs=-1V ，而Up=-4V ，当漏，源之间加上电压Uds=2V 时，沟道中将所有的电流Id 通过。
此电流将沿着沟道的方向产生一个电压降，这样沟道上各点的电位就不同，因而沟道内各点的栅极之间的电位差也就各不相等。
漏电端与栅极之间的反(a ) N 型沟道＋(b ) P 型沟道＋DS(c ) N 沟道(d ) P 沟道(a ) U GS ＝0＝0(b ) U GS ＜0＝0(c ) U GS ＝ －U P＝0向电压最高，如Udg=Uds-Ugs=2 -（-1）=3V ，沿着沟道向下逐渐降低，使源极端沟道较宽，而靠近漏极端的沟道较窄。
如图（3）中（a ）。
此时，若增大Uds ，由于沟道电阻增大较慢，所以Id 随之增加。
当Uds 进一步怎家到使栅，漏间电压Ugd 等于Up 时，即 Ugd=Ugs-Uds=Up则在D 极附近，两个PN 结的阻挡层相遇，如图（3）（b ）所示，我们称为预夹断。
第4章电路的等效变换4.1电路等效变换及其原则基本思想：等效变换是分析电路的一种方法。
如果研究的是整个电路的一部分，可以把这一部分作为一个整体，而把这部分以外的部分简化，即用一个较为简单的电路替代原电路，同时保持分析的结果不变。
电路等效的原则：如果电路中某一部分电賂用其他电路代替，而代替前后端口处电压和电流的伏安特性相同，则替代电路与被替代部分电路就互为等效变换。
注意：等效对外部不变，内部却往往发生很大变化.4.2无源一端口的等效变换网络内部没有独立电源的一端口网络，称为无源一端口网络。
结论：I -个无源一端口电阻网络可以用一个电阻（入端电阻）来/<>—►+|R等效2/丄V _*0—4.2.1电阻串联乩 & 心r"^ -------- i~~i ---------- i ""F+ W, _ + «* 一 + M| —OO +W—00各电阻顺序连接，流过同一电流(KCL)； (b)总电压等于各串联电阻的电压之和(KVL)。
2.等效电阻出+ M R由欧姆定律 «! = /?*/ ( *=1, 2,…，《 )W= (/?,+ /?2 + …+ 人k+…+i = RgqiReq=(R|+ R十…+RJ =Z RJ结论：串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
显然，串联等效电阻必大于任一个串联的电阻Ih 电路特点:IIKVL W= H|+ «2 +…+%+••• +心3 •串联电阻上电压的分配” =RJ =R 就=R»iV ■ R 1 ■R…■为瓦即电压与电阻成正比故有-UU +«« Q -------例：两个电阻分压，如下图O » ------ + + «|U -«2 _ +❶（注意：本例参考方向产生负号！）4.功率关系p2=©込…，P严R 」’P1：P2：…：P 尸弘：尺2 :…：心总功率 p=RJ= (/?,+ R2+ .JRJP 二血2+R2P+ …+/?」22+・・ + P 〃eqeq4・2・2电阻并联1.电路特点:個)各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压(KVL)；(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL)。
第四章电气主接线4—1 对电气主接线的基本要求是什么?答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性.其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。
经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。
4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流,故用来作为接通和切断电路的控制电器.而隔离开关没有灭弧装置,其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。
4—3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作,除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。
4-4 主母线和旁路母线各起什么作用?设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时,如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。
旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。
设置旁路短路器极大的提高了可靠性。
而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线,可以减少设备,节省投资。
当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好,如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开,就不能使用旁路母线。
如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开,先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。
4-5 发电机—变压器单元接线中,在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。
但是，变压器或者厂用变压器发生故障时,除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳,则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时,若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏.并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。
