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第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解电路的基本定律并能正确应用；3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；会判别电源和负载。
4.会计算电路中各点的电位。
第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分(1) 实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1. 电路的作用电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。
发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线2.电路的组成部分电源:提供电能的装置负载: 取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线直流电源直流电源:提供能源负载信号源:提供信息2.电路的组成部分放大器扬声器话筒电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
信号处理：放大、调谐、检波等1. 2电路模型手电筒的电路模型为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。
例：手电筒手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。
理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
+R 0R开关EI 电珠+U干电池导线手电筒的电路模型电池是电源元件，其参数为电动势E 和内阻R o ；灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R ；筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。
开关用来控制电路的通断。
今后分析的都是指电路模型，简称电路。
在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。
+R 0R开关E I电珠+U干电池导线1.3电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向1. 电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位→低电位单位kA 、A、mA、μA低电位→高电位kV 、V、mV、μVkV 、V、mV、μV(2) 参考方向的表示方法电流：U ab 双下标电压：(1) 参考方向I在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。
第5章三相电路5.1三相电压5.2负载星形联结的三相电路5.3负载三角形联结的三相电路5.4三相功率第5章三相电路本章要求：1.掌握对称三相负载Y和△联结时线电压与相电压、线电流与相电流之间的大小关系和相位关系;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。
W 1U 2V 1U 1V 2SN +_+++W 2图5.1.1 三相交流发电机示意图5.1三相电压1. 三相电压的产生工作原理：动磁生电++__eeU 1U 2•图5.1.2 三相绕组示意图图5.1.3 每相电枢绕组定子转子(尾端)+e 1e 2e 3U 1(首端)++–––U 2V 2V 1W 1W 2三相电压瞬时表示式相量表示铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同空间排列互差120︒: 直流励磁的电磁铁转子定子发电机结构t U u ωsin m 1=)120sin(m 2︒-=t U u ω)120sin(m 3︒+=t U u ωU U U =︒=01)3j 1(1203+-=︒+=U U U )23j 21(1202--=︒-=U U U相量图波形图相量表示U 2U 1..120°120°120°U 3.三相电压瞬时表示式t U u ωsin m 1=)120sin(m 2︒-=t U u ω)120sin(m 3︒+=t U u ωU U U =︒=01︒-=1202U U ︒+=1203U U uOu 1u 2u 32ππ120°240°360°tω对称三相电压的瞬时值之和为0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
321=++u u u 即：0321=++U U U或最大值相等频率相同相位互差120°对称三相电压三个正弦交流电压满足以下特征供电系统三相交流电的相序为U 1V 1W 1N L 2L 3L 1U 1V 1W 12. 三相电源的星形联结(1) 联接方式中性线或零线中性点端线或相线相电压：端线与中性线间(发电机每相绕组) 的电压线电压：端线与端线间的电压321U U U 、、312312U U U 、、U pU l3u –+–++–1u 2u 12u –+–+–+31u 23u (地线)(火线)(2)线电压与相电压的关系2112U U U -=3223U U U -=1331U U U -=根据KVL 定律由相量图可得相量图30°303112U U =1U 3U 2U 12U 2U -L 1NL 2L3+–+–+–1u –+–+–+31u 2u 3u 12u 23u同理且超线电压形联结时结论：电源,3,Y P U U l =三相线电压也是对称的前相应的相电压 ,30︒=303223U U ︒=303331U U5.2 负载星形联结的三相电路三相负载不对称三相负载：不满足Z 1=Z 2=Z 3如单相负载组成的三相负载对称三相负载：Z 1=Z 2=Z 3如三相电动机1. 三相负载分类单相负载：只需一相电源供电照明负载、家用电器负载三相负载：需三相电源同时供电三相电动机等三相负载的联接三相负载也有Y 和 两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相负载连接原则(1) 电源提供的电压= 负载的额定电压；(2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
L1L2电源L3保险丝三相四线制380/220伏N额定相电压为220伏的单相负载额定线电压为380伏的三相负载+N 'N1u 2u 3u ++–––Z 1Z 2Z 3Ni 1i 2. 负载星形联结的三相电路线电流：流过端线的电流321I I I 、、相电流：流过每相负载的电流结论：负载Y 联结时，线电流等于相电流。
Y: 三相三线制Y 0：三相四线制(1) 联结形式N 电源中性点N ´负载中性点1i 2i 3i I pI l(2) 负载星型联结三相电路的计算1)负载端的线电压＝电源线电压2)负载的相电压＝电源相电压3)线电流＝相电流P3U U l =PI I l =星型联结时：321N I I I I ++=4)中线电流333222111 Z U I Z U I Z U I ===负载星型联结带中性线时可将各相分别看作单相电路计算+N 'N1u 2u 3u ++–––Z 1Z 2Z 3Ni 1i 1i 2i 3i+N 'N1u 2u 3u ++–––Z 1Z 2Z 3Ni 1i 1i 2i 3i ,中性线无电流,可省掉中性线。
(3)对称负载星型联结三相电路的计算0321N =++=I I I I 中线电流321Z Z Z ==因为三相电压对称，且所以负载对称时，三相电流也对称。
P 3U U l =负载对称无中性线时只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。
15010A 9010A 3010321︒+=︒-=︒=I II可知：如：例1：灯组，若R 1=R 2= R 3= 5Ω，求线电流及中性线电流I N ; 若R 1=5 Ω, R 2=10 Ω, R 3=20 Ω,求线电流及中性一星形联结的三相电路，电源电压对称。
设电源线电压。
负载为电V )30314sin(238012︒+=t u 线电流I N 。
N+++–––1u N 'R 1R 2R 3L 1L 2L 32u 3u 1i 2i 3i Ni中性线电流0=++=I I I I 解：已知：V 3038012︒=U V 02201︒=U A 044A 50220111︒=︒==R U I (1) 线电流三相对称A 120442︒-=I A 120443︒+=IN+++–––1u N 'R 1R 2R 3L 1L 2L 32u 3u 1i 2i 3i Ni(2) 三相负载不对称（R 1=5Ω、R 2=10 Ω、R 3=20 Ω）分别计算各线电流中性线电流A 12011A 20120220333︒+=︒+==R U I A 12022A 10120220222︒-=︒-==R U I A1929︒-=A 12011A 12022A 044321N ︒++︒-+︒=++=I I I I A 044A 50220111︒=︒==R U I例2：照明系统故障分析解:(1)A 相短路1) 中性线未断此时L 1 相短路电流很大, 将L 1相熔断丝熔断, 而L 2 相和L 3 相未受影响，其相电压仍为220V , 正常工作。
在上例中，试分析下列情况(1) L 1相短路: 中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。
(2) L 1相断路: 中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。
R 1R 3R 2L 1L 2N L 3NL 1L 2NL 3N ´i 1i 3i2+++–––3u '2u '1u '此情况下，L 2相和L 3相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压(220V) ，这是不允许的。
2) L 1相短路, 中性线断开时,此时负载中性点N ´即为L 1, 因此负载各相电压为V 380,V 380,0,03313212211='='=''='='='U U U U U U U U(2) L 1相断路2) 中性线断开L 2、L 3相灯仍承受220V 电压, 正常工作。
1) 中性线未断变为单相电路，如图(b)所示, 由图可求得A 7.1202103803223=+=+=R R U I V 127107.1222=⨯=='IR U V 254207.1233=⨯=='IR U iL 2L 3u ´2u ´3+––+(b)R 1R 3R 2L 1L 2N L 3N '结论（1）不对称负载星型联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。
（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。
（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。
1. 联结形式5.3负载三角形联结的三相电路线电流:流过端线的电流321I I I 、、相电流:流过每相负载的电流、、12I23I31IL 1+++–––12u 12i 23u 31u L 2L 3i 1i 2i 323i 31i Z 31Z 12Z 23线电流不等于相电流(2) 相电流121212Z U I =232323Z U I =3131Z U I =(1) 负载相电压=电源线电压即: U P = U l一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称, 即2. 分析计算相电流：312312I I I 、、线电流：321I I I 、、U 12=U 23=U 31=U l =U P L 1+++–––12u 23u 31u i 1i 2i 3Z 31Z 12Z 23L 2L 312i 23i 31i相量图I 23I 12I 31负载对称时, 相电流对称，即I2I 3(3) 线电流。
30且落后相应的相电流(相电流),3线电流Δ联接时对称负载 :结论︒=P I I l 由相量图可求得31121I I I -=12232I I I -=23313I I I-=Z U I I I I P P 312312====RX arctan312312====ϕϕϕϕ为此线电流也对称，即。
l I I I I ===321PP 330cos 2I I I l =︒=线电流比相应的相电流滞后30︒。
U 23U 12U 3131I -1I三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压应作三角形联结负载的额定电压=电源线电压31应作星型联结应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。
三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形(具有中性线)。
5.4三相功率无论负载为Y 或△联结，每相有功功率都应为P p = U p I p cos ϕpl l I I U U 31,p p ==对称负载三角形联结时：PP P P cos 3cos 3ϕϕl l I U I U P ==同理ppp p sin 3 sin 3 ϕϕl l I U I U Q ==l l I I U U ==p p ,31对称负载星型联结时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P = 3U p I p cos ϕpll I U I U Q P S 3 3 P P 22==+=所以有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29Ω, 等效感抗X L =21.8Ω, 试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：(1) 绕组联成星形接于U l =380 V 的三相电源上;(2) 绕组联成三角形接于U l =220 V 的三相电源上。
