电工基础知识及习题

电路的基本概念与定律欧姆定律部分电路IRU全电路)/(rREI全电路欧姆定律可写为：E=IR+Ir，其中，R为负载电阻，r为电源内阻。UR1R2LCR1UR2U为直流电压时,以上电路等效为注意L、C在不同电路中的作用基尔霍夫定律（克希荷夫定律，克氏定律）用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括克氏电流定律和克氏电压定律两个定律。名词注释：节点：三个或三个以上支路的联结点支路：电路中每一个分支回路：电路中任一闭合路径(一)克氏电流定律对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为0。I1I2I3I44231IIIII=0即：例或：04231IIII流入为正流出为负电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例I1+I2=I3例I=0克氏电流定律的扩展I=?I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R广义节点(二)克氏电压定律对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位降等于电位升。或，电压的代数和为0。例如：回路#113311URIRI电位降电位升即：0U#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1对回路#2：#223322URIRI电位升电位降对回路#3：12211URIRIU2电位降电位升#3电位降为正电位升为负正弦交流电路如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦交流电路titIimsintitmI：电流幅值（最大值）：角频率（弧度/秒）：初相角mI特征量:正弦量的特征量及表示方法则有TdtiTI021（均方根值）可得2mII当时，tIimsindtRiT20交流直流RTI2热效应相当有效值电量必须大写，如：U、I有效值概念交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值问题与讨论电器~220V最高耐压=300V若购得一台耐压为300V的电器，是否可用于220V的线路上?该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。2有效值U=220V最大值Um=220V=311V电源电压有效值1.描述正弦量的有向线段称为相量(phasor)。若其幅度用最大值表示，则用符号：最大值相量的书写方式2.在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：mUmIUImUU或符号说明瞬时值---小写u、i有效值---大写U、I复数、相量---大写+“.”U最大值---大写+下标mU一.电阻电路uiR根据欧姆定律iRuRIU相量图UIP=UIU=IR=I2R=U2/R平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值二.电感电路dtdiLu基本关系式：iuLLXjIU其中含有幅度和相位信息UI相量关系：有效值关系：感抗（Ω）LXL定义：LXIU平均功率P（有功功率）纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）无功功率QLLXUXIIUQ22Q的单位：乏、千乏(var、kvar)Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。基本关系式:dtduCi三、电容电路uiC有效值：或CUIICU1容抗（Ω）CXC1定义：CXIU则：CXUI相量关系IUIjXUC平均功率P=0瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）无功功率Q（电容性无功取负值）UIQ单位：var，乏R-L串联电路uLiuRuRLUILURU相量图LRUUUUULUR|Z|XLRSQP电压三角形阻抗三角形功率三角形22LRUUU22LXRZ22QPScoscosUISPcos称为功率因数电压三角形、阻抗三角形功率三角形三相交流电路Ce（中线）（火线）（火线）（火线）ceBeAXYCBZNAe三相四线制供电火线（相线）:ABC中线（零线）：N一、星形接法线电压：火线间的电压。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABNANuBNuCNuBNUABU线电压和相电压的关系：BNUANUCNU30BNANBNANABUUUUU303ANABUUBNUANUCNUABUBCUCAU三个线电压也是对称的：大小相等，为相电压的倍，相位领先对应的相电压30°，互成120°相位差。3303plUUlUpU---为电源的相电压---为电源的线电压plIICNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi电流特点相电流=线电流*CNBNANNIIIINI:零线电流0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称时问题及讨论零线是否可以取消？答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。ceACBZZZCeBeAe二、三角形接法ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlpUU负载特点：负载的相电压=电源的线电压BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCABCCACABBCBCAABAIIIIIIIII线电流电流特点负载对称时三角形接法的特点BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBlpUU负载303plII负载对称三角形接法，负载两端的电压等于电源的线电压；线电流是相电流的倍，相位落后对应的相电流30°。3负载对称时：cos3ppIUP三相电路的功率CBAPPPP三相总有功功率：由负载性质决定3plplIIUU星形接法时：3plplIIUU三角形接法时：cos3llIUPUP、IP代表负载上的相电压和相电流llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：复习•一、填空题：•1、欧姆定律一般可分为一段电路的欧姆定律和全电路欧姆定律。•2、导体电阻的单位是欧姆，用符号Ω表示，电阻率的单位是欧姆·毫米2／米，用符号ρ表示。•3、当交流电路的负载采用星形接线时，线电压等于倍的相电压。而相电流等于线电流。•4、当交流电路负载接成三角形时，线电压等于相电压。而线电流等于倍的相电流。•5、在三相交流的功率用功率三角形表示，斜边用符号S，对边用符号Q表示，而邻边用符号P表示。•6、在交流电路中白炽灯所消耗的功率是有功功率，单位KW，而电容器的功率则是无功功率，单位千乏。•9、一段电路的欧姆定律说明电压、电流和电阻三者之间的关系。•10、三相交流电我国的相序用什么符号表示A、B、C、N、PE，线颜色A相为黄色，B相为绿色，C相为红色，N线为淡兰色，PE线为黄绿双色。•32、正弦交流电路中功率三角形的对边用符号Q表示无功功率，邻边用符号P表示有功功率，斜边用符号S表示视在功率。•35、电源电压220伏，负载电压200伏，回路电流5A，则线路总电阻为4欧姆。•35、全电路欧姆定律的回路电流与电动势的代数和成正比，与回路的电源内阻和负载电阻成反比。•选择题：•1、导电材料已经确定，如果截面越小温度越高时，一定长度的导体电阻值是（B）。A、不变B、越大C、越小•2、两个电阻并联接入电路，一个电阻为6Ω，另一个电阻为3Ω，并联后的总电阻为（C）。A、4.5ΩB、3ΩC、2Ω•3、已知灯泡额定电压220V，功率40瓦，则其电阻为（A）。•A、1210ΩB、2300ΩC、620Ω•4、有220V的两个灯泡串联，加于380伏电源上，一只灯泡为100瓦，另一只为40瓦，会有什么后果（C）。•A、两个灯泡都烧毁B、两个灯泡全不烧毁C、40W的灯烧毁•6、如果交流电路中接入纯电感，则该电路的功率（A）。•A、有功功率等于零B、无功功率等于零C、视在功率等于零