《电工基础》(劳动第五版)课件——第三章-完整版

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正弦交流电的定义
正弦交流电的产生
正弦交流电是指随时间按正弦规律变 化的电压或电流信号。
发电机、变压器等设备可以产生正弦 交流电。
正弦交流电的三要素
幅值、频率和相位是描述正弦交流电 的三要素，它们决定了正弦交流电的 特征。
单一元件的正弦交流电路
电阻元件
电阻元件的正弦交流电路中，电 压和电流同相位，遵循欧姆定律。
也可以采用正弦波表示法，即用正弦 波的幅值、频率和相位差来表示三相 电源的特性。
三相负载
三相负载的分类
根据其性质，三相负载可以分为对称负载和不对称负载。对称负载是指三相负载的阻抗性质 和阻抗值都相同，而不对称负载则是指三相负载的阻抗性质或阻抗值不同。
根据其连接方式，三相负载可以分为星形连接和三角形连接。星形连接是指将三个负载的一 端连接在一起，而三个负载的另一端分别接入三相电源；三角形连接是指将三个负载依次连 接成一个闭合三角形，然后接入三相电源。
03
04
三相功率是指三相电源 或三相负载所消耗的功 率。根据三相交流电路 的特点，可以采用多种 方法计算三相功率，如 直接计算法、平均值法、 最大值法和有效值法等。
在计算三相功率时，需 要考虑到三相电源或三 相负载的性质和连接方 式，以及电路的工作状 态等因素。
三相功率的测量
05
三相功率的测量可以采 用多种方法，如功率表 法、功率因数表法和多 功能电参数测量仪等。 在选择测量方法时，应 根据实际情况选择合适 的测量仪器和方法，以 确保测量的准确性和可 靠性。
保护接零
将电气设备的金属外壳与零线连接， 当设备漏电时，电流通过零线流入变 压器中性点，从而避免人体接触带电体。
静电防护和电气防火防爆

直标法是在电容器上直接标注出标称容量、耐压等， 如 10|iF/16V,2200|iF/50V。
2）字母数字混标法
表示方法
标称电容量
表示方法
标称电容量
P1 或P10
0.1 PF
10n
10 nF
1P0
1 PF
3n3
3300 PF
1P2
1.2 PF
卩33或R33
0.33卩F
1m
1 mF
5卩9
5.9卩F
nu
电工技术基础与技能
nu
第3章电容和电感
知识目标： * 了解常用电容器的概念、种类、外形和参数;
能利用串联、并联方式获得合适的电容； *理解电容器充、放电电路的工作特点； *掌握左手定则、右手定则；
: 字习目标 了解电感器的概念、种类、外形和参数；
了解磁场、磁通、互感等概念及工程应用。 技能目标：
会检测电容器的好坏； *会检测电感器的好坏； *会判别小型变压器的同名端。
2.磁磁通
磁感应强度B和与其垂直的某一截面积S的乘积，称为穿过
该截 面的磁通量，简称磁通。
磁O
中
B 二一
= 磁导率是一个用来表示S介质对磁场影响的物理量，单位是亨/米(H/m)。 BS
3.磁导率
nu
3.2磁场与电磁感应
由实验测得，真空中的磁导率是一个常数，用卩0表示。其他介 质的磁导率可采用与真空的磁导率卩 的比值来表示，称为相对磁磁导
0
率，用衣卩小O产=
&=
丄
「卩 【顺磁物质卩】 相0对越磁大导，率介略质大的于导1磁。性如越空好气。、铝、馅、铂等。
【反磁物质】 相对磁导率略小于1。如氢、铜等。 【铁磁物质】 相对磁导率远大于1,其可达几百甚至数万以上， 且不是一个常数。如铁、钻、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。

05
实验与实践
电工实验
01
总结词
掌握基本电工技能
02
实验一
基本电路元件的识别与测量
03
04
实验二
基尔霍夫定律的验证
实验三
戴维南定理和诺顿定理的验证
电机控制实验
总结词
理解电机的工作原理和控制方法
实验五
直流电动机的控制
实验四
三相异步电动机的控制
实验六
步进电机的控制
电力系统，提高解决实际问 题的能力
三相交流电
三相交流电的定义
三相交流电是由三个幅值相等、 频率相同、相位差为120度的单相
交流电组成的电源系统。
三相交流电的特点
三相交流电具有对称性，可以减少 线路的损耗和电压降落，提高供电 效率。同时，三相交流电机具有更 高的效率和可靠性。
三相交流电的应用
三相交流电广泛应用于工业、商业 和家庭用电等领域，如电动机控制 、输电线路等。
03
交流电与电机
正弦交流电
正弦交流电的定义
正弦交流电的优点
正弦交流电是指电流随时间按正弦函 数规律变化的交变电流。
正弦交流电具有良好的功率传输和能 量转换性能，广泛应用于工业、商业 和家庭用电等领域。
正弦交流电的三要素
幅值、频率和相位。幅值表示交流电 的大小，频率表示交流电的稳定性， 相位表示交流电的时间起点。
电路分析：电压、 电流、功率和能量 等。
交流电路：正弦交 流电、三相交流电 等。
电工基础知识：电 荷与电场、电流与 磁场等。
电路元件与电路定 律：电阻、电容、 电感等。
电路的暂态分析： RC电路、RL电路等 。
课程要求
掌握基本概念和原理，能够进行 简单的分析和计算。

角频率 1 2 2πf 2 3.14 333rad/s 2091rad/s
（2）最大值 U ml (10 3)V 30V
U m2 (10 2)V 20V
相应的有效值为
U1
Uml 2
30 2
V 21.2V
U2
Um2 2
20 V 14.1V 2
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
相同的时间内，两个电阻产生的热量相等，我们就把这个直流电 流的数值定义为交流电流的有效值。电动势、电压和电流的有效 值分别用大写字母E、U、I表示。
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
E
Em 2
0.707Em
U
Um 2
0.707U m
I
Im 2
0.707I m
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
交流电是指大小和方向均随时间做周期变化的电流、电压 或电动势，分为正弦交流电和非正弦交流电两大类。正选交流 电按正弦规律变化，如图3-1所示；非正弦交流电不按正弦规 律变化，如图3-1d所示。
图3-1 直流电和交流电的波形 a)恒定直流电 b)脉动直流电 c)正弦交流电 d)非正弦交流电
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
1MHz 106 Hz
频率和周期的关系是 （3）角频率
f 1 T
指交流电每秒钟变化的弧度数，用ω表示
2π 2πf
t
T
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
3.相位、初相位和相位差
（1）相位 电角度(ωt+φ) 为交流电的相位，其单位是弧度或度。相位 反映了交流电变化的进程。
（2）φ表
（3）平均值 交流电的平均值是指由零点开始的半个周期内的平均值，如

电阻元件的识别
项目3
项目2
电路的基本物理量
电路和电路模型
模块一 电路概念和基本定律
项目1
202X
项目一 电路和电路模型
请说出图示电路有哪几部分组成，并且各有什么作用。
任务一 了解电路的概念和组成
电路有四部分组成，即：一是电源，它的作用是将其他形式的能转化为电能。二是负载，又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，确切地说，就是消耗电能的装置。三是控制和保护装置，它的作用是接通或断开电路，或保护电路不被损坏等四是连接导线，连接电源、负载及保护控制装置，它的作用主要工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反，如图1－7所示。参考方向：为了研究方便，给电流假设的一个方向。若求得的值是正值，说明电流的实际方向与参考方向相同；反之，若求得的值是负值，说明电流的实际方向与参考方向相反。
1
【例1－3】如图1－18所示，已知电动势E＝3V，试写出电压U的数值。
2
解：图（a）中，电压与电动势规定正方向相反时U=E＝3V， 图（b）中，电压与电动势规定正方向相同时U=－E=－3V。
3
图1－18 简单的电路
4
【例题】
任务五 认识电功率
电功率在数值上等于单位时间内电场力所做的功，即
解：消耗电能W=Pt＝75×10－3×3×30＝6. 75kW·h
活动1 了解电能的定义
任务六 认识和测量电能
活动2 学习电能的测量
图1－22 单相电度表
【电气原理简介】 1. 单相电度表用来测量在一段时间内负载消耗的电能，其在单相交流电路中的接法采用跳入式，即：电源的进表线接1，3端钮，出表线分别接2，4端钮。 2. 利用单相电度表估测负载的有功功率根据电功率和电能的关系可得出

第一章 电工基础知识
电阻率的大小反映了物体的导电能力。电阻率很小、 容易导电的物体称为导体；电阻率很大、几乎不能导电 的物体称为绝缘体。
典型物质的电阻率
第一章 电工基础知识
有一类导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，它们的导 电性能受外界条件的影响很大，温度的变化、光照的变化、掺 入微量其他物质等都可能使其导电性能发生显著的变化，这类 物体称为半导体。
印制电路图
第一章 电工基础知识
四、电路原理图常用图形符号
在一定条பைடு நூலகம்下对实际电气元件加以理想化,只考虑其 中起主要作用的某些性能时,称其为理想元件。
一个实际电路由一些理想元件连接而成,成为实际电 路的电路模型。
第一章 电工基础知识
常用图形符号
常用电气元件的图形符号及文字符号
第一章 电工基础知识
开关
的单位是伏特(V)。通常用V 或φ 表示。
电路符号
第一章 电工基础知识
电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电
压,即Uab=Ua-Ub,故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的 电位差与参考点的选择无关。
第一章 电工基础知识
3. 电动势 电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所
第一章 电工基础知识
• （4） 电流路径 电流通过头部可使人昏迷； 通过脊髓可能导 致瘫痪； 通过心脏会造成心跳停止， 血液循 环中断； 通过呼吸系统会造成窒息。 因此， 从左手到胸部是最危险的电流路径； 从手到 手、 从手到脚也是很危险的电流路径； 从脚 到脚是危险性较小的电流路径。
第一章 电工基础知识
第一章 电工基础知识
供变电
1、第电一章路的电组工成基及础知其识功能

电感
表示线圈产生磁场的能力 ，电感元件的电流与磁通 量成正比。
电路的基本定律
欧姆定律
表示电路中电压、电流和电阻之间的关系，即电压等于电流 乘以电阻。
基尔霍夫定律
表示电路中电压和电流之间的关系，即任意一个闭合回路的 电压的代数和为零。
直流电路
02
直流电路的分析方法
01
02
03
04
欧姆定律
描述了电流、电压和电阻之间 的关系，是分析直流电路的基
发电机、变压器等设备可以产生正弦 交流电。
正弦交流电的三要素
幅值、频率和相位是描述正弦交流电 的三要素，它们决定了正弦交流电的 具体形态。
正弦交流电路的分析
阻抗的概念
阻抗是电路中电阻、电感和电容 对交流电的阻碍作用的总和，用 于分析正弦交流电路的电压和电
流关系。
相量法
相量法是一种用复数表示正弦交 流电的方法，通过相量图可以直
观地分析正弦交流电路。
功率分析
在正弦交流电路中，可以通过分 析阻抗和电压电流的关系来计算
功率。
三相交流电路
三相电源的组成
三相交流电源由三个相位 差为120度的单相交流电 源组成。
三相负载的分类
三相负载可以根据其阻抗 性质分为三相感性负载和 三相容性负载。
三相功率的计算
三相功率可以通过计算各 相功率之和或线电压线电 流功率之和来得到。
软磁材料制成。
磁导率
02
表示物质磁性的大小，用符号μ表示，其单位是亨利/米（H/m
）。
磁场强度
03
表示磁场的大小，用符号H表示，其单位是安培/米（A/m）。
变压器的工作原理
变压器利用电磁感应原理，将一种电压的交流电能转变为另一种电压的交流电能。

电位的概念
根据欧姆定律和电路的连接方式，可以计算出电路中各点的电位。在计算过程中，需要注意电路中的串并联关系和电阻的分压作用。
电位的计算
PART 02
CATALOGUE
简单直流电路分析方法
电阻串联分压原理
串联电路中的电流在串联电路中，各电阻中的电流相等，即I1=I2=…=In。串联电路中的电压电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和，即U=U1+U2+…+Un。串联电阻的分压作用串联电路中，各电阻两端的电压与其电阻值成正比，即Ui/Ri=U/R。
二阶RLC暂态过程分析
二阶RLC串联电路
当电阻、电感和电容串联接入电路时，构成二阶RLC串联电路。在此电路中，电压和电流的变化规律比一阶电路更为复杂。
振荡与阻尼
二阶RLC电路中的电压和电流可能会产生振荡现象，振荡的频率和幅度取决于电路元件的参数。同时，电阻的存在会对振荡产生阻尼作用，使振荡幅度逐渐减小并趋于稳定。
欧姆定律的应用
欧姆定律
电源与负载
电源是将其他形式的能转换成电能的装置。在电路中，电源提供电能，维持电路中有持续的电流。电源负载是电路中的用电设备，它将电能转换成其他形式的能。在电路中，负载消耗电能。负载
电路中各点电位计算
电位是相对于参考点的电压。在电路中，通常选择某一点作为参考点，其他各点的电位就是该点与参考点之间的电压。
Contents.
PART 01
CATALOGUE
直流电路基本概念与定律
电流、电压和电阻
电流
电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度来衡量，其单位是安培（A）。
电压
电压是衡量电场力做功的物理量。在电场中，电荷移动时电场力所做的功与移动路径无关，只与起始和终了位置有关，这个功叫做电压。电压的单位是伏特（V）。

第一节 磁场
(1)直线电流的磁场 直线电流的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆， 这些同心圆都在与导线垂直的平面上，如图(a)所示。 磁感线方向与电流的关系用安培定那么判别：用右手握住 通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如图(b)所示。
线运动时，回路中有电流流过。 如下图，空心线圈的两端分别与灵敏电流计的接线柱衔接构
成闭合回路。当用条形磁铁快速插入线圈时，电流计指针偏转， 阐明闭合回路有电流流过；当条形磁铁静止不动时，电流计指 针不偏转，阐明闭合回路没有电流流过；当条形磁铁快速拔出 线圈时，电流计指针偏转，阐明闭合回路有电流流过。
04107H /m
相对磁导率只是一个比值，它阐明在其他条件一样的情况下，
媒介质的磁感应强度是真空中的多少倍。
r
0
第二节 磁路的物理量
四、磁场强度
磁场中各点的磁感应强度B与磁导率有关，计算比
较复杂。为方便计算，引入磁场强度这个新的物理量
来表示磁场的性质，用字母H表示。磁场中某点的磁
场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率的比
一、电磁感应景象 如下图，在匀强磁场中放置一根导体 AB，导体AB的两端分别与灵敏电流计的接 线柱衔接构成闭合回路。当导线AB在磁场 中做切割磁感线运动时。电流计指针偏转， 阐明闭合回路有电流流过；当导线AB平行 于磁感线方向运动时，电流计指针不偏转， 阐明闭合回路没有电流流过。
导体切割磁感线
※第五节 电磁感应 实验证明：闭合回路中的一部分导体相对于磁场做切割磁感
一、铁磁物质的磁化 二、铁磁资料分类
第四节 铁磁性物质
生活中运用螺丝刀拧螺钉时，螺丝刀上的螺钉很 容易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁〔如音箱扬 声器〕上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但是当拿磁 铁去吸铜钥匙时，无论如何铜钥匙根本就吸不起来， 他知道产生这些景象的缘由吗？