《电工与电器设备》.ppt

* 《电工与电器设备》 辅导答疑 　　本课程包括电路分析部分，变压器、电机部分和安全用电部分。我们重点介绍了电路分析和变压器、电机部分。基中电路分析部分是本课程的主体和重点，是学习变压器、电机的理论基础，其他部分是理论联系实际的部分。 　　本课程与其他学科相比，显著特点是教材中所有的电压、电流、电动势等物理量都用参考方向或参考极性表示，所有定理定律都按参考方向来列写，参考方向贯穿课程的始终，所以一定要掌握参考方向的意义和表式方法。 　　考试要求、重点及解题方法详见“串讲”，这里只强调一下最主要的东西。 一、掌握基本电路元件的伏安关系、相位关系、能量关系等。 　　课程中介绍了七种基本元件：电阻元件、电感元件、电 容元件、电压源、电流源、理想受控电压源和理想受控电流 源。例如：电容元件（参见图（一）） A.一般关系： 　（1）伏安关系： 　（2）相位上：电流　　超前于电压u角度为 　（3）电容元件只是储存电场能量的理想元件，不消耗电能,它只与电源或以外 图（一） 的电路进行能量交换。这种互相交换的能量称为无功功率。 电容无功率为　　 　　 　　在正弦电路中，我们很少用上述伏安关系来直接进行 计算，而是采用“相量法” B.相量关系：注意先将图（一）变换为图（二）的相量模型 （1）伏安关系： 图（二） 　　其中“　　　 ”称为复数容抗，它可通过　　与　　 之比求得复容抗的大小称为“容抗”即： 当C不变时，　　频率f成反比 （2）相位上：　超前于　　　　　（见图（三）） 图（三） （3）功率：有功功率P＝0（不消耗电能）；无功功率： 2、电压源、电流源 它们是实际电源的两种类型，一般是电路中的电源。 ①理想电压源、电流原定义、性质 注意：电压原由理想电压源与内阻、串联组成，它是小内 阻实际电源的模型。 　　电流原由理想电流源与内阻并联组成，它是高内阻实 际电源的模型，两种模型在一定条件下可以进行等效互换。 ②掌握等效变换的条件，变换后参考方向如何标定？ 3、受控源定义、性质、特点 二、直流电路的分析与计算 1、掌握基本霍夫定律，能正确地运用支路电流法解题。 　　因为KCL和KVL不但适用于线性电路也适用于非线性 电路，应用很广，是必须掌握的内容。 2、利用电压源、电流源等效变换化简电路解题。 3、运用叠加原理、戴维南定量和诺顿定理解题（必须掌握） 例一、电路如图（四）所示，试用叠加原理求电流I 图（四） （一）原电路可分解为如下三个电路（见图五） 图（五） 对于图（五）a：　　　　　　　　　 对于图（五）b： 对于图（五）c： 例二、试用戴维南定量求图（六）所示电路各的电压U 图（六） 图（七） 解：1、断开所求2　电阻，将剩下的有源二端网络化简为 戴维南等效电路。 首先，求开路电压　　（见图（七））由图（七）可知： 2、求有源二端网络的等效电阻　　为此将a、b两点直 接短路（见图（八） a ） 因为a、b两点短路，所以电压U＝0　　受控电压源为零 （见图（八） b ）可将它等效变换为图（八）c 所示形式， 由图（ c ）可求得 所以 图（八） 3、求电流I 画出戴维南等效电路如图（九）所示，并将2　电阻接 于a、b两端： 由图（ c ）可求得： 特别注意：电压、电流参考方向一旦选定，解题过程中不 得改变，否则会出现错误。 图（九） 三、单相正弦电路的分析与计算 1、正弦量有效值（或最大值）、角频率、初相的物理意义是什么？什么是相位差、同相、反相、超前滞后等概念？ 2、正弦量的相量表示法 什么叫相量？为什么要引进相量？（必须复习复数的 运算方法）。 相量是为解决正弦交流电路繁琐的三角函数运算而 引进的概念。相量法是正弦交流电路解题的工具，不 掌握“相量”这个概念就不懂得正弦交流电路的分析与计算， 它会影响后读课程的学习，所以相量法求解简单电路是 必须掌握的内容，不可回避。 3、什么是复阻抗？为何采用复阻抗？运算法则是什么？ 　　在直流电路中，因为频率F＝0，感抗　　　　　， 容抗　　　　，电感、电容的性质体现不出来，所以 电路只用电阻一个参数描述，而在正弦交流电路中， 因为一般频率　　　　　　　　　　所以要用电阻、 电感和电容三个参数来描述， 这是正弦交流电路引进“复阻抗”的根本原因。 复阻抗定义：对于一个元件： 对于无原二端网络　　 4、单相正弦电路的功率： 5、单相正弦电路物解题方法： 1）相量运算法：将电路中的电压、电流用相量表示　R、 L、C电路参数用复阻抗表示。 即把原电路变换为相量模型，在这种情况下，前面直流电路 所有方法都可运用到正弦电路中来，只是所有定理定律、公 式等都要用相量形式表示。 例三，RLC并联电路如图（十） a所示，已知R＝40 L