電工基礎知識全面第一頁，共140頁。電工基礎知識第一節直流電路

第二節單相交流電路

第三節三相交流電路

第四節電磁感應

第五節晶體管與晶閘管

2020/12/242第二頁，共140頁。直流電路2020/12/243第三頁，共140頁。一、電路1.電路及其組成電路：電流流通的路徑電路的組成：電源、開關、負載和導線。2020/12/244第四頁，共140頁。2.電路圖用電氣符號描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡稱電路圖。內電路外電路內電路外電路實際電路電路圖2020/12/245第五頁，共140頁。電路的三種不同狀態

2020/12/246第六頁，共140頁。3.電路的功能進行能量的轉換、傳輸和分配

實現信息的傳遞和處理

電能的傳輸示意圖擴音機電路示意圖2020/12/247第七頁，共140頁。二、電流1．電流的形成電荷的定向移動形成電流。2．電流的方向習慣上規定正電荷移動的方向為電流的方向，因此電流的方向實際上與電子(帶負電荷)移動的方向相反。3．電流的大小在單位時間內，通過導體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導體的電流越強。若在t時間內通過導體橫截面的電荷量是Q

，則電流I可用下式表示：

動畫2020/12/248第八頁，共140頁。3．電流的測量（1）對交、直流電流應分別使用交流電流表和直流電流表測量。（2）電流表必串接到被測量的電路中。（3）直流電流表表殼接線柱上標明的“+”、“－”記號，應和電路的極性相一致，不能接錯，否則指針要反轉，既影響正常測量，也容易損壞電流表。（4）要合理選擇電流表的量程。動畫2020/12/249第九頁，共140頁。三、電壓、電位和電動勢1．電位和電壓的單位的單位都是伏特，簡稱伏(V)。2．規定參考點的電位為零，高于參考點的電位為正電位，低于參考點的電位為負電位。電路中任意兩點之間的電位差就等于這兩點之間的電壓。

3．電動勢

電動勢表示電源將正電荷從電源負極經電源內部移到正極的能力用，電動勢的符號為E，單位為V。

電動勢的方向規定為在電源內部由負極指向正極。動畫2020/12/2410第十頁，共140頁。4.電壓的測量（1）對交、直流電壓應分別采用交流電壓表和直流電壓表測量。（2）電壓表必須并聯在被測電路的兩端。（3）直流電壓表表殼接線柱上標明的“+”“－”記號，應和被測兩點的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯，否則指針要反轉，并會損壞電壓表。動畫2020/12/2411第十一頁，共140頁。

（4）合理選擇電壓表的量程，其方法和電流表相同。2020/12/2412第十二頁，共140頁。電阻

導體的電阻是導體本身的一種性質。定義為：導體對電流的阻礙作用稱為電阻。它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積，可按下式計算：

式中ρ稱為材料的電阻率，電阻率的大小反映了物體的導電能力。電阻率小、容易導電的物體稱為導體，電阻率大，不容易導電的物體稱為絕緣體，導電能力介于導體和絕緣體之間的物體稱為半導體。2020/12/2413第十三頁，共140頁。電阻與溫度的關系

各種材料的電阻率都隨溫度而變化。 利用某些材料對溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。 電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負溫度系數的熱敏電阻； 電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數的熱敏電阻。2020/12/2414第十四頁，共140頁。電阻器電阻器是組成電路的最基本的元件之一。

1.電阻器的主要指標：

標稱阻值、允許偏差、額定功率。

2.電阻器的標志方法：

直標法、色環法。

2020/12/2415第十五頁，共140頁。用萬用表測量電阻

測量時注意以下幾點：

1.準備測量電路中的電阻時應先切斷電源，切不可帶電測量。

2.首先估計被測電阻的大小，選擇適當的倍率擋，然后調零，即將兩支表筆相觸，旋動調零電位器，使指針指在零位。

3.測量時雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測量誤差。

4．測量電路中某一電阻時，應將電阻的一端斷開。2020/12/2416第十六頁，共140頁。電壓、電位和電動勢小結定義：電壓Uab電場力將單位正電荷從a點移到b點所做的功；電位Ua電場力將單位正電荷從a點移到參考點所做的功；電動勢E

外力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功；方向：電位的正負只表明它比參考點電位高還是低；電壓的方向規定為由高電位指向低電位（正極指向負極）；電動勢的方向規定為在電源內部由負極指向正極；單位：單位為伏特（V），都用電壓表測量；聯系：電路中任意兩點之間的電位之差就等于這兩點之間的電壓，即Uab=Ua－Ub，故電壓又稱電位差。電位具有相對性，電壓具有絕對性；電動勢僅存在于電源內部；2020/12/2417第十七頁，共140頁。電流、電阻小結定義：電荷的定向移動形成電流；電阻是導體對電流的阻礙作用；方向：電流由高電位流向低電位；單位：電流單位為安培（A）；電阻單位為歐姆（Ω）存在：導體兩端有一定的電壓，才能有持續不斷的電流；電阻是導體的固有屬性，是客觀存在的，與導體有沒有電壓無關，只與導體的材料性質、橫截面積、度有關系，溫度對導體的電阻也有一定的影響。2020/12/2418第十八頁，共140頁。部分電路歐姆定律只含有負載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。定律內容:導體中的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比

公式：

2020/12/2419第十九頁，共140頁。全電路歐姆定律

全電路是含有電源的閉合電路。電源內部的電路稱為內電路。電源內部的電阻稱為內電阻，簡稱內阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。內電路外電路2020/12/2420第二十頁，共140頁。

全電路歐姆定律又可表述為：E=U外

+

U內即：電源電動勢E等于U外和U內之和。2020/12/2421第二十一頁，共140頁。電阻的聯接2020/12/2422第二十二頁，共140頁。一、電阻的串聯

把多個元件逐個順次連接起來，就組成了串聯電路。

2020/12/2423第二十三頁，共140頁。電阻串聯電路的特點（1）電路中流過每個電阻的電流都相等。（2）電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和。（3）電路的等效電阻（即總電阻）等于各串聯電阻之和，2020/12/2424第二十四頁，共140頁。電阻串聯電路的特點

若已知R1和R2兩個電阻串聯，電路總電壓為U,可得分壓公式如下圖所示2020/12/2425第二十五頁，共140頁。電阻串聯電路的應用2020/12/2426第二十六頁，共140頁。2020/12/2427第二十七頁，共140頁。并聯電路

把多個元件并列地連接起來，由同一電壓供電，就組成了并聯電路。2020/12/2428第二十八頁，共140頁。電阻并聯電路的特點

（1）電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓。（2）電路的總電流等于流過各電阻的電流之和。（3）電路的等效電阻（即總電阻）的倒數等于各并聯電阻的倒數之和。2020/12/2429第二十九頁，共140頁。

若已知和兩個電阻并聯，并聯電路的總電流為I，可得分流公式如下：電阻并聯電路的特點

2020/12/2430第三十頁，共140頁。電阻并聯電路的應用

（1）凡是額定工作電壓相同的負載都采用并聯的工作方式。這樣每個負載都是一個可獨立控制的回路，任一負載的正常啟動或關斷都不影響其他負載的使用。（2）獲得較小阻值的電阻。（3）擴大電流表的量程。2020/12/2431第三十一頁，共140頁。基爾霍夫定律2020/12/2432第三十二頁，共140頁。電路的基本術語

電路中的每一個分支稱支路。它由一個或幾個相互串聯的電路元件所構成。含有電源的支路稱有源支路，不含電源的支路稱無源支路。

3條或3條以上支路所匯成的交點稱節點。

電路中任一閉合路徑都稱回路。一個回路可能只含一條支路，也可能包含幾條支路。其中，最簡單的回路又稱獨立回路或網孔。2020/12/2433第三十三頁，共140頁。一、基爾霍夫第一定律

基爾霍夫第一定律又稱節點電流定律。它指出：在任一瞬間，流進某一節點的電流之和恒等于流出該節點的電流之和，即

∑I進

=∑I出2020/12/2434第三十四頁，共140頁。1.2直流電路基本定理二、基爾霍夫第一定律在電路中，匯聚于某節點的所有支路電流的代數和等于零。定義支路電流的正方向，例如：定義流入節點電流為正，流出為負。第一定律說明流入節點的電流等于流出節點的電流，其實質上是電荷不滅定律。2020/12/2435第三十五頁，共140頁。

在應用基爾霍夫第一定律求解未知電流時，可先任意假設支路電流的參考方向，列出節點電流方程。通常可將流進節點的電流取正，流出節點的電流取負，再根據計算值的正負來確定未知電流的實際方向。有些支路的電流可能是負，這是由于所假設的電流方向與實際方向相反。2020/12/2436第三十六頁，共140頁。

例題

如圖，I1=2A，I2=-3A，I3=-2A，試求I4。

解： 由基爾霍夫第一定律可知

I1－I2+I3

－I4=0

代入已知值

2－（－3）+（－2）－I4=0

可得

I4=3A

式中括號外正負號是由基爾霍夫第一定律根據電流的參考方向確定的，括號內數字前的負號則是表示實際電流方向和參考方向相反。

2020/12/2437第三十七頁，共140頁。二、基爾霍夫第二定律

基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律。它指出：在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數和恒等于零。 用公式表示為∑U=0

凡電流的參考方向與回路循環方向一致者，該電流在電阻上所產生的電壓降取正，反之取負。電動勢也作為電壓來處理，即從電源的正極到負極電壓取正，反之取負。2020/12/2438第三十八頁，共140頁。1.2直流電路基本定理三、基爾霍夫第二定律在閉合回路中，所有電勢的代數和等于回路中所有電壓降的代數和。定義回路電流的正方向，例如：定義順時針方向為正，逆時針方向為負。2020/12/2439第三十九頁，共140頁。電功和電功率2020/12/2440第四十頁，共140頁。一、電功

電流所做的功，簡稱電功（即電能），用字母W表示。W=UIt

式中W、U、I、t的單位分別用焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（s）。電能的另一個常用單位是千瓦時（kW·h）,即通常所說的1度電，它和焦耳的換算關系為

1kW·h=3.6×106J

2020/12/2441第四十一頁，共140頁。二、電功率

電流在單位時間內所作的功稱為電功率，用字母P表示，單位為瓦特（W）。

對于純電阻電路，上式還可以寫為

2020/12/2442第四十二頁，共140頁。三、電流的熱效應

電流通過導體時使導體發熱的現象叫電流的熱效應。 電流流過導體時所產生的熱量Q可用下式計算：（焦耳-楞次定律）

Q=I2Rt Q的單位是焦耳（J），這種熱也稱焦耳熱。。2020/12/2443第四十三頁，共140頁。四、負載的額定值

電氣設備安全工作時所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為它們的額定電流、額定電壓和額定功率。

電氣設備在額定功率下的工作狀態稱為額定工作狀態，也稱滿載； 低于額定功率的工作狀態稱為輕載； 高于額定功率的工作狀態稱為過載或超載。 由于過載很容易燒壞用電器，所以一般不允許出現過載。2020/12/2444第四十四頁，共140頁。單相交流電路2020/12/2445第四十五頁，共140頁。一、什么是交流電

交流電與直流電的根本區別是：直流電的方向不隨時間的變化而變化，交流電的方向則隨時間的變化而變化。

穩恒直流電家庭使用的電視機顯像管的偏轉計算機中的正弦交流電電流方波信號2020/12/2446第四十六頁，共140頁。穩恒直流電：電壓的大小和方向都不隨時間而變化正弦交流電：電壓的大小和方向按正弦規律變化非正弦交流電：一系列正弦交流電疊加合成的結果2020/12/2447第四十七頁，共140頁。二、交流電的產生正弦交流電的產生設備交流電可以由交流發電機提供，也可由振蕩器產生。交流發電機主要是提供電能，振蕩器主要是產生各種交流信號。正弦交流電的產生過程動畫2020/12/2448第四十八頁，共140頁。2020/12/2449第四十九頁，共140頁。三、正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期T

：交流電每重復變化一次所需的時間，用符號T表示，單位是s頻率f

：交流電在1秒內重復變化的次數，用符號f表示，單位是Hz角頻率ω

：正弦交流電1秒內變化的電角度，用符號ω表示，單位是rad/s2020/12/2450第五十頁，共140頁。四、正弦交流電的最大值、有效值和平均值最大值：正弦交流電在一個周期所能達到的最大瞬時值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標m表示，如Em、Um、Im。

有效值：加在同樣阻值的電阻上，在相同的時間內產生與交流電作用下相等的熱量的直流電的大小。有效值用大寫字母表示，如E、U、I。2020/12/2451第五十一頁，共140頁。正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關系為：

有效值=×最大值≈0.707×最大值2020/12/2452第五十二頁，共140頁。

平均值：由于正弦量取一個周期時平均值為零，所以取半個周期的平均值為正弦量的平均值。正弦電動勢、電壓和電流的平均值分別用符號Ep、Up、Ip表示。平均值與最大值之間的關系是：有效值與平均值之間的關系是：2020/12/2453第五十三頁，共140頁。五、正弦交流電的相位與相位差1.相位在式中，表示在任意時刻線圈平面與中性面所成的角度，這個角度稱為相位角，也稱相位或相角，它反映了交流電變化進程。其中，為正弦量t=0時的相位，稱為初相位，也稱初相角或初相。

2020/12/2454第五十四頁，共140頁。2.相位差兩個同頻率交流電的相位之差稱為相位差，用符號φ表示，即 兩個同頻率交流電的相位差就等于它們的初相之差。2020/12/2455第五十五頁，共140頁。e1超前e2e1與e2同相e1與e2反相e1與e2正交2020/12/2456第五十六頁，共140頁。

正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，初相位反映了正弦量的起始狀態。 最大值、角頻率和初相位稱為正弦交流電的三要素。

2020/12/2457第五十七頁，共140頁。正弦交流電的相量圖表示法2020/12/2458第五十八頁，共140頁。

正弦交流電的相量圖表示法為了與一般的空間矢量相區別，把表示正弦交流電的這一矢量稱為相量。2020/12/2459第五十九頁，共140頁。

正弦交流電的相量用表示。但實際應用更多的是有效值相量，即將有向線段OA的長度定為正弦量的有效值，相應符號則改為。2020/12/2460第六十頁，共140頁。應用相量圖時注意以下幾點：

1.同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應相同。

2.同一相量圖中，相同單位的相量應按相同比例畫出。

3.一般取直角坐標軸的水平正方向為參考方向，逆時針轉動的角度為正，反之為負。有時為了方便起見，也可在幾個相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標軸。

4.用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運算可按平行四邊形法則進行。2020/12/2461第六十一頁，共140頁。

一個正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法，它們有一一對應的關系，但在數學上并不相等，如果寫成

則是錯誤的。2020/12/2462第六十二頁，共140頁。純電阻電路2020/12/2463第六十三頁，共140頁。純電阻電路交流電路中如果只考慮電阻的作用，這種電路稱為純電阻電路。 白熾燈、鹵鎢燈、電暖器、工業電阻爐等都可近似地看成是純電阻電路。 在這些電路中，當外電壓一定時，影響電流大小的主要因素是電阻R。2020/12/2464第六十四頁，共140頁。一、電流與電壓的相位關系

設加在電阻兩端的電壓為

實驗證明，在任一瞬間通過電阻的電流i仍可用歐姆定律計算，即

2020/12/2465第六十五頁，共140頁。

上式表明，在正弦電壓的作用下，電阻中通過的電流也是一個同頻率的正弦交流電流，且與加在電阻兩端的電壓同相位。

2020/12/2466第六十六頁，共140頁。二、電流與電壓的數量關系

由上式可知，通過電阻的最大電流

把上式兩邊同除以，則得

這說明，在純電阻電路中，電流與電壓的瞬時值、最大值、有效值都符合歐姆定律。2020/12/2467第六十七頁，共140頁。純電感電路2020/12/2468第六十八頁，共140頁。一、電感對交流電的阻礙作用

先接通6V直流電源，可以看到HL1和HL2亮度相同。 再改接6V交流電源，發現燈泡HL2明顯變暗， 這表明電感線圈對直流電和交流電的阻礙作用是不同的。2020/12/2469第六十九頁，共140頁。

對于直流電，起阻礙作用的只是線圈的電阻；對于交流電，除了線圈的電阻外電感也起阻礙作用。電感對交流電的阻礙作用稱為感抗，用XL表示。感抗的單位也是Ω。

感抗的大小與哪些因素有關呢？

2020/12/2470第七十頁，共140頁。（1）線圈的自感系數越大，感抗就越大。（2）交流電的頻率越高，線圈的感抗也越大。 感抗的計算式為

XL=2πfL=ωL2020/12/2471第七十一頁，共140頁。

電感對交流電的阻礙作用，可以簡單概括為：

通直流，阻交流，通低頻，阻高頻。 因此電感也被稱為低通元件。2020/12/2472第七十二頁，共140頁。二、電流與電壓的關系

由電阻很小的電感線圈組成的交流電路，可以近似地看作是純電感電路。

2020/12/2473第七十三頁，共140頁。

純電感電路歐姆定律的表達式：

感抗只是電壓與電流最大值或有效值的比值，而不是電壓與電流瞬時值的比值，即，這是因為u和i的相位不同。2020/12/2474第七十四頁，共140頁。設電流i為參考正弦量，電壓u的瞬時值表達式為

電壓比電流超前90o，即電流比電壓滯后90o。2020/12/2475第七十五頁，共140頁。純電容電路2020/12/2476第七十六頁，共140頁。一、電容對交流電的阻礙作用

交流電能“通過”電容器，同時電容器對交流電有阻礙作用。電容對交流電的阻礙作用稱為容抗，用XC表示，容抗的單位也是Ω。 容抗的大小與哪些因素有關呢？2020/12/2477第七十七頁，共140頁。

（1）電容器的電容量越大，容抗越小。（2）交流電的頻率越高，電容器的容抗越小。 容抗的計算式為2020/12/2478第七十八頁，共140頁。

電容的容抗與頻率的關系可以簡單概括為：

隔直流，通交流，阻低頻，通高頻。 因此電容也被稱為高通元件。2020/12/2479第七十九頁，共140頁。二、電流與電壓的關系

把電容器接到交流電源上，如果電容器的電阻和分布電感可以忽略不計，可以把這種電路近似地看成是純電容電路。

2020/12/2480第八十頁，共140頁。

純電容電路歐姆定律的表達式為：

設電壓uc為參考正弦量，電流i的瞬時值表達式為2020/12/2481第八十一頁，共140頁。

純電容電路中，電壓比電流滯后90o，即電流比電壓超前90o。2020/12/2482第八十二頁，共140頁。三相交流電路2020/12/2483第八十三頁，共140頁。三相交流電的優點

三相發電機比體積相同的單相發電機輸出的功率大。 三相發電機的結構不比單相發電機復雜多少，而使用、維護都比較方便，運轉時比單相發電機的振動要小。 在同樣條件下輸送同樣大的功率時，特別是在遠距離輸電時，三相輸電比單相輸電節約材料。2020/12/2484第八十四頁，共140頁。一、三相交流電動勢的產生

三相交流電動勢由三相交流發電機產生。

定子轉子轉子是電磁鐵，其磁極表面的磁場按正弦規律分布2020/12/2485第八十五頁，共140頁。

三相繞組始端分別用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分別稱為U相，V相，W相。 發電機的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃（U）、綠（V）、紅（W）三種顏色作為標志。 三個繞組在空間位置上彼此相隔120°。

動畫視頻2020/12/2486第八十六頁，共140頁。

當轉子在原動機帶動下以角速度ω作逆時針勻速轉動時，三相定子繞組依次切割磁感線，產生三個對稱的正弦交流電動勢eU=Emsin（ωt+0°）VeV=Emsin（ωt－120°）VeW=Emsin（ωt+120°）V2020/12/2487第八十七頁，共140頁。

2020/12/2488第八十八頁，共140頁。

電流從始端流出時為正，反之為負。

末端指向始端

三個交流電動勢到達最大值（或零）的先后次序稱為相序。每相電動勢的正方向是從線圈的，即正序：UVWU負序：UWVU2020/12/2489第八十九頁，共140頁。二、三相四線制

三相四線制是把發電機三個線圈的末端連接在一起，成為一個公共端點（稱中性點）2020/12/2490第九十頁，共140頁。

從中性點引出的輸電線稱為中性線，簡稱中線；接地的中性線稱為零線。零線或中線所用導線一般用黃綠相間色表示。 從三個線圈始端引出的輸電線稱為端線或相線，俗稱火線。

有時為了簡便，常不畫發電機的線圈連接方式，只畫四根輸電線表示相序。2020/12/2491第九十一頁，共140頁。端線與端線之間的電壓，稱線電壓，分別用UUV、UVW、UWV表示。端線與中線之間的電壓，稱相電壓，分別用UU、UV、UW表示。線電壓與相電壓之間的關系為●●●●●●2020/12/2492第九十二頁，共140頁。

利用幾何知識可以得到：

即：線電壓總是超前于對應的相電壓30°。三個相電壓只有在對稱時其和為零，而線電壓無論對稱與否其和均為零，即：

2020/12/2493第九十三頁，共140頁。四、三相五線制供電

目前，許多新建的民用建筑在配電布線時，已采用三相五線制，設有專門的保護零線。2020/12/2494第九十四頁，共140頁。三相負載的連接方式2020/12/2495第九十五頁，共140頁。

各相負載相同的三相負載稱為對稱三相負載，如三相電動機、大功率三相電路。 各相負載不同的三相負載稱為不對稱三相負載，如三相照明電路中的負載。2020/12/2496第九十六頁，共140頁。一、三相負載的星形連接

三相負載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負載的星形連接（常用“Y”標記）。2020/12/2497第九十七頁，共140頁。

負載兩端的電壓稱為負載的相電壓。在忽略輸電線上的電壓降時，負載的相電壓就等于電源的相電壓，電源的線電壓為負載相電壓的倍，即

U線

=U相Y

2020/12/2498第九十八頁，共140頁。

流過每相負載的電流稱為相電流。 流過每根相線的電流稱為線電流。 線電流和相電流的大小關系為：

I線Y=I相Y=

對于感性負載來說，各相電流滯后對應電壓的角度，可按下式計算：2020/12/2499第九十九頁，共140頁。

負載星形連接時，中線電流為各相電流的相量和。在三相對稱電路中，由于各相負載對稱，所以流過三相電流也對稱，其相量和為零，即2020/12/24100第一百頁，共140頁。

三相對稱負載星形連接時中線電流為零，因此取消中線也不會影響三相負載的正常工作，三相四線制實際變成了三相三線制。2020/12/24101第一百零一頁，共140頁。二、三相負載的三角形連接

把三相負載分別接在三相電源每兩根相線之間的接法稱為三角形連接（常用“Δ”標記）2020/12/24102第一百零二頁，共140頁。

在三角形連接中，負載的相電壓和電源的線電壓大小相等，即U相Δ=U線Δ。 三相對稱負載做三角形連接時的相電壓是作星形連接時的相電壓的倍。 三相負載接到電源中，是作三角形還是星形連接，要根據負載的額定電壓而定。 線電流和相電流的關系為I線Δ=I相Δ2020/12/24103第一百零三頁，共140頁。三、三相負載的功率

在三相交流電源中，三相負載消耗的總功率為各相負載消耗的功率之和，即上式中，UU、UV、UW為各相負載的相電壓，IU、IV、IW為各相負載的相電流，、、為各相負載的功率因數。在對稱三相電路中，P=3U相I相cos相

=3P相

2020/12/24104第一百零四頁，共140頁。當對稱負載作星形連接時，有功功率為當對稱負載作三角形連接時，有功功率為即三相對稱負載不論是連成星形還是連成三角形，其總有功功率均為

仍是負載相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流間的相位差2020/12/24105第一百零五頁，共140頁。提高功率因數的意義和方法2020/12/24106第一百零六頁，共140頁。

企業所用交流設備多數為感性負載。 在感性電路中，感性負載的功率因數 也就是說，電路中還有一部分能量并沒有消耗在負載上，而是與電源之間反復進行交換，這就是無功功率，它占用了電源的部分容量。2020/12/24107第一百零七頁，共140頁。一、提高功率因數的意義1.充分利用電源設備的容量如果一個電源的額定電壓為UN，額定電流為IN，則它的額定容量即額定視在功率SN=UNIN設電源容量為SN=40kVA，則帶40W（）的熒光燈，可帶400盞；帶40W（=1）的白熾燈，可帶1000盞。2020/12/24108第一百零八頁，共140頁。2.減小供電線路的功率損耗 在電源電壓一定的情況下，對于相同功率的負載，功率因數越低，電流越大，供電線路上電壓降和功率損耗也越大。 如果供電線路上的電壓降過大，就會造成電網末端的用電設備長期處于低壓運行狀態，影響其正常工作。為了減少電能損耗，改善供電質量，就必須提高功率因數。2020/12/24109第一百零九頁，共140頁。二、提高功率因數的方法1.提高自然功率因數 用電設備本身的功率因數又稱自然功率因數。 合理選用電動機，使電動機的容量與被拖動的機械負載配套，避免“大馬拖小車”的現象。 應盡量不要讓電動機空轉；對于負載有變化且經常處于輕載運行狀態的電動機，在運行過程中，采用△—Y接線的自動轉換，使電路的功率因數提高。2020/12/24110第一百一十頁，共140頁。2.并接電容器補償

電容器與感性負載并聯2020/12/24111第一百一十一頁，共140頁。

如果電容器的額定電壓與電網電壓相同，應采用三角形接法。 功率因數一般補償到以上即可，如果用過大的電容器，造成“過補償”，反而會致使電路成為容性，降低功率因數。

2020/12/24112第一百一十二頁，共140頁。電磁感應2020/12/24113第一百一十三頁，共140頁。一、磁體及其性質

某些物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質的性質稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。磁體分天然磁體和人造磁體兩大類。2020/12/24114第一百一十四頁，共140頁。

磁體兩端磁性最強的部分稱磁極。可以在水平面內自由轉動的磁針，靜止后總是一個磁極指南，另一個指北。指北的磁極稱北極（N）；指南的磁極稱南極（S）。

2020/12/24115第一百一十五頁，共140頁。

任何磁體都具有兩個磁極，而且無論把磁體怎樣分割總保持有兩個異性磁極。

與電荷間的相互作用力相似，當兩個磁極靠近時，它們之間也會產生相互作用的力：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。2020/12/24116第一百一十六頁，共140頁。二、磁場與磁感線1．磁場 在磁體周圍的空間中存在著一種特殊的物質——磁場。磁極之間的作用力通過磁場進行傳遞。動畫2020/12/24117第一百一十七頁，共140頁。2．磁感線 磁場的分布常用磁感線來描述。視頻2020/12/24118第一百一十八頁，共140頁。三、電流的磁場

不僅磁鐵能產生磁場，電流也能產生磁場，這種現象稱為電流的磁效應。動畫2020/12/24119第一百一十九頁，共140頁。一、電磁感應現象 電流能產生磁場，則磁場能否產生電流呢？2020/12/24120第一百二十頁，共140頁。

將一條形磁鐵放置在線圈中，當其靜止時，檢流計的指針不偏轉，但將它迅速地插入或拔出時，檢流計的指針都會發生偏轉，說明線圈中有電流。

這種利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應現象，產生的電流稱為感應電流，產生感應電流的電動勢稱為感應電動勢。

2020/12/24121第一百二十一頁，共140頁。二、楞次定律

以上實驗表明：在線圈回路中產生感應電動勢和感應電流的原因是由于磁鐵的插入和拔出導致線圈中的磁通發生了變化。 楞次定律指出了磁通的變化與感應電動勢在方向上的關系，即：感應電流產生的磁通總是阻礙原磁通的變化。2020/12/24122第一百二十二頁，共140頁。三、法拉第電磁感應定律

在上述實驗中，如果改變磁鐵插入或拔出的速度，就會發現，磁鐵運動速度越快，指針偏轉角度越大，反之越小。而磁鐵插入或拔出的速度，反映的是線圈中磁通變化的速度。即：線圈中感應電動勢的大小與線圈中磁通的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應定律。2020/12/24123第一百二十三頁，共140頁。

用ΔΦ表示時間間隔Δt內一個單匝線圈中的磁通變化量，則一個單匝線圈產生的感應電動勢的大小為

如果線圈有N匝，則感應電動勢的大小為

2020/12/2412