电气基础知识学习(一)定稿

March 2, 2021, 7:28 p.m. 文档页面

【文章导读】第1章 电气基础知识回顾,1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本定律 1.3 单相交流电路 1.4 三相交流电路,主要内容,1,1.1 电路的基本概念,1.1.1电路的组成及作用 1.1.2 电路的基本物理量 1.1.3 电路的工作状态,主要内容,2,1.1

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【正文内容】

第1章电气设备基本知识回望,1.1电路的基本要素1.2电路的运动定律1.3单相电沟通交流电路1.4三相沟通交流电路,具体内容,1,1.1电路的基本要素,1.1.1电路的构成及功效1.1.2电路的基本物理量1.1.3电路的运行状态,具体内容,2,1.1.1电路的构成及功效,1.电路的构成电路是由电工设备和电子器件按一定方法连接起來的整体,为电流商品流通出示了途径。图21所显示电路是一个手电电路,它由开关电源、负荷和中间商(包含连接输电线和电源开关)三一部分构成。在其中,电池为开关电源,电灯泡为负荷,联接输电线和电源开关为中间商。在电路中伴随着电流的流动性,开展着不一样方式动能中间的变换。,具体内容,3,1.1.1电路的构成及功效,开关电源:电路中提供电能的机器设备和元器件称之为开关电源。

它是将非电能变换为电能的设备。如发电机组、电池等。负荷:电路中应用电能的机器设备和元器件称之为负荷,它是将电能转化成非电能的设备。正中间的阶段:是把开关电源与负荷连接起來的一部分,起传送和操纵电能的功效。针对一个详细的电路而言,开关电源(或信号源)、负荷和中间商是三个基础构成部分,他们缺一不可。,具体内容,4,1.1.1电路的构成及功效,电路实体模型在具体运用中,一般用电路图来表明电路。在电路图上,各种各样电气元器件都不用绘制原来的样子,只是选用国家统一要求的符号图片来表明。图22为图21所显示的手电的电路图。这类用理想化元器件组成的电路也称之为具体电路的“电路实体模型”,我们在开展基础理论剖析时所说的电路,便是这类电路实体模型。,具体内容。

5,1.1.1电路的构成及功效,2.电路的功效电路按其作用可分成两大类:一类是电力工程电路,它关键起完成电能的传送和变换功效,因而,在传送和变换全过程中,规定尽量避免动能耗损以提高工作效率。另一类是数据信号电路,其关键功效是传送和解决数据信号等(比如语言表达、歌曲、图象、溫度等)。在这类电路中,一般所关注的是数据信号传送的品质,如规定不失帧、精确、灵巧、迅速等。,具体内容,6,1.1.2电路的基本物理量,1、电流2工作电压与电位差3感应电动势4.额定功率与电能,具体内容,7,1.1.2电路的基本物理量,1、电流电流是一种物理变化,是自由电子(正电荷)的定向运动产生的。电流的尺寸用电流抗压强度来考量。电流抗压强度就是指单位时间内根据电导体截面的电荷量。

电流抗压强度习惯性上又常被称作电流。尺寸和方向均不随時间更改的电流称为稳定电流,通称交流电,其抗压强度用标记I表明。假如电流的尺寸和方向都随時间转变,则称之为变化电流。在其中一个周期时间内电流的均值为零的变化电流则称之为交替变化电流,如正弦波形电流等,其抗压强度用标记i来表明。,具体内容,8,1.1.2电路的基本物理量,针对交流电电流,单位时间内根据电导体截面的电荷量是稳定不会改变的,其电流抗压强度(11)针对变化电流,在不大的间隔时间内,根据电导体截面的电荷量为,则该一瞬间电流抗压强度为(12)电流的企业是安培,国际性标记为A。它等同于一秒内根据截面的正电荷为1库仑(C)。有时候也会采用千安(KA),mAh(mA)或微安(A)。.,具体内容,

9,1.1.2电路的基本物理量,习惯性上,大家要求正电挪动的方向为电流的方向。电流的方向是客观现实的,但在电路剖析中,有时候一段电流的具体方向无法分辨,乃至具体方向在持续更改,为了更好地处理这一难题,需引进电流的参照方向定义。一段电路中随意选中一个方向就叫电流的参照方向,在电路图上用实线箭头符号表明,有时候也用双字符表明,如iAB,其参照方向是由A偏向B。,具体内容,10,1.1.2电路的基本物理量,选中的参照方向不一定便是电流的具体方向。当电流的参照方向与具体方向一致时,电流为恰逢(I0);当电流的参照方向与具体方向反过来时,电流为负数(I<0)。那样,在选中的电流参照方向下,依据电流的正负极,就可以明确电流的具体方向。

如图所示23所显示。,具体内容,11,1.1.2电路的基本物理量,电流的参照方向是电路剖析测算的一个关键定义。不要求参照方向而谈电流原是探讨一个不确定性的事情。将来在剖析电路时,最先要假设电流的参照方向,并以此为准去剖析测算,最终从回答的正负极来明确电流的具体方向。这书后边电路图上所标明的电流方向全是参照方向。,具体内容,12,1.1.2电路的基本物理量,2工作电压与电位差在物理的电磁场理论中早已了解:正电荷在静电场中遭受电场力的功效,当将正电荷由静电场中的一点挪到另一点时,静电场对正电荷做功。处于静电场中的正电荷具备电位差(势)能。稳定静电场中的每一点有一定的电位差,从而引进关键的标量工作电压与电位差。静电场中某二点A、B间的工作电压(或称电流)UAB相当于将企业正电由A点挪到B点所做的功。

它的定义式为(13),具体内容,13,1.1.2电路的基本物理量,在国际单位制中能量的单位名字是焦(耳),标记是J,电荷的单位名字是库(仑),标记是C,电压的单位名字是伏(特),标记是V。将1库(C)的正电荷由一点挪到另一点,电场力所做的功相当于1焦(J),此二点间的工作电压便相当于1伏(V)。衡量大工作电压有时候用KV(KV,103V),衡量小工作电压有时候用毫伏(mV,103)、微伏(V,106V)等企业。,具体内容,14,1.1.2电路的基本物理量,具体内容,在静电场中可用一点,称之为定位点,记作P,设此点的电位差为零。静电场中的一点A至定位点P的工作电压要求为A点的电位差,记作A,即A=UAP在电路中能够随意选择一点做为定位点。

比如取“地”做为定位点。二点间的工作电压不随定位点的不一样而更改。用电位差表明A,B二点间的工作电压,就会有UBA=BA(14)又显而易见有UBA=BA=UAB(15)即二点间沿2个反过来方向(从A至B与从B至A)个人所得的电压符号反过来。,15,1.1.2电路的基本物理量,具体内容,两点之间工作电压的具体方向是由高电位点偏向低电位差点,叙述这一工作电压务必先取定一参照方向。其选择常见三种表示法,如图所示24所显示。(1)在A点标以“”号,在B点标以“”号,或B点标以“”号,在A点标以“”号;(2)用从A偏向B的箭头符号表明,或B偏向A的箭头符号表明;(3)用双字符表明,如UAB表明工作电压从A偏向B。,16,1.1.2电路的基本物理量,工作电压参照方向的选择是随意的。

在图24中,若A点的电位差高过B点的电位差,即AB,则沿此参照方向的工作电压为恰逢,U0,即工作电压的具体方向与此参照方向同样;相反,若A点的电位差小于B点的电位差,即

具体内容,18,1.1.2电路的基本物理量,感应电动势用E表明,它的企业与工作电压同样,也是安培(V)。感应电动势的具体方向要求为由低电位差端偏向高电位端。在电路中电压源两边A、B间的感应电动势两者之间工作电压关联以下:(16)即由B点至A点的感应电动势相当于由A至B的电流。,具体内容,19,1.1.2电路的基本物理量,具体内容,4.额定功率与电能电器设备耗费电能并将电能变换为机械动能、能源等别的动能,电能表明电器设备在一段时间内所变换的动能。对开关电源而言,其造成的电能是开关电源大作的功即(17)式中Ws开关电源大作的功(J);用电量(C);电源电动势(V)。,20,1.1.2电路的基本物理量,具体内容,负荷所耗费的电能,便是电流根据大功率电器所做的功WL为(18)式中P负荷输出功率(W)。

t延迟时间(S)。具体中常见(千瓦小时)做为考量电能的企业。即(19),21,1.1.2电路的基本物理量,具体内容,额定功率表明电器设备做功的工作能力,即电能量时间观念的弹性系数。额定功率又通称为输出功率,企业为W或KW,对开关电源而言,单位时间内造成的电能即开关电源额定功率,表明为(110),22,1.1.3电路的运行状态,具体内容,依据开关电源与负荷中间接口方式及工作标准的不一样,电路有引路(短路)、短路故障、通道等不一样的情况。1、引路(短路)2、短路故障3、通道,23,1.1.3电路的运行状态,1、引路(短路)当电源开关S开启,开关电源沒有与外电路接入,如图所示25所显示,这时,开关电源的輸出电流为零,这就称之为电路处在引路情况。引路时,可能是电源总开关未合闭。

也可能是某地区接触不良现象、输电线断掉或断路器融断所导致。前面一种称一切正常引路,后面一种归属于安全事故引路。,具体内容,24,1.1.3电路的运行状态,具体内容,引路时等同于开关电源连接一个无穷的输入电阻,故輸出电流I=0,功率P=0,这时,开关电源为满载情况,其输出电压称之为开路电压,它相当于开关电源的感应电动势。由此可见,引路时的特点能用下述各式各样表述:(111),25,1.1.3电路的运行状态,2、短路故障当开关电源两边的二根输电线因为某类安全事故而立即相接,如图所示26所显示,这称之为短路故障。因为短路故障处电阻器为零,且开关电源内电阻不大,故短路故障电流Is巨大;电能所有耗费在内电阻上;对外开放直流电压为零。,具体内容,26,1.1.3电路的运行状态,具体内容,由此可见,短路故障时的特点能用下述各式各样表述:(112)。

式中,开关电源内电阻耗费的输出功率(W);,开关电源提供负荷的输出功率(W)。,电源短路是风险的,普遍的保障措施是在开关电源后边安裝断路器,即图26中FU。一旦产生短路故障,大电流马上将断路器烧坏,快速断开常见故障电路,电器设备就获得维护。,27,1.1.3电路的运行状态,具体内容,3通道将图27中的电源开关合上,使开关电源与负荷接入,电路处在通道情况,电路中有电流,有热传递。,28,1.1.3电路的运行状态,具体内容,电路通道时,电源电动势相当于负荷直流电压与开关电源内电阻损耗之和,因为内电阻有损耗,电流越大,负荷直流电压降低得越大。另外,开关电源造成的功率等于负荷耗费的输出功率与开关电源内电阻耗损的输出功率之和,合乎动能守恒定律。,29,1.2电路的运动定律。

具体内容,1.2.1欧姆基本定律1.2.2基尔霍夫基本定律,30,1.2.1欧姆基本定律,具体内容,欧姆定律是表明电路中工作电压、电流和电阻器这三个标量中间关联的基本定律。它强调:电导体中的电流I与加进电导体两边的工作电压U正相关,与电导体两边的电阻器R反比,它可以用下式表明:(113),式中R此段电路的电阻器()。,上式是根据试验得到的,遵照欧姆定律的电阻器称之为线形电阻器。国际单位制中,电阻的单位是欧母(),通称欧。它表明:当电路两边的工作电压为1安培,根据电流为1安培时,此段电路的电阻器为1欧姆。,31,1.2.2基尔霍夫基本定律,具体内容,基尔霍夫基本定律是电路的运动定律之一,它包含第一、第二2个基本定律,各自称之为1、基尔霍夫电流基本定律(KCL)。

2、基尔霍夫工作电压基本定律(KVL)。,32,1.2.2基尔霍夫基本定律,具体内容,1.基尔霍夫电流基本定律(KCL)该基本定律又叫连接点电流基本定律。它强调:电路中任一连接点处,注入连接点的电流之和相当于排出连接点的电流之和。说白了连接点,便是三条或三条之上环路的汇合点,用数学课式表述为(114),33,1.2.2基尔霍夫基本定律,具体内容,假如要求注入连接点的电流为发动机正时,则排出连接点的电流为负。则基尔霍夫电流基本定律表述为(115),上式说明:电路的任一连接点上,电流的代数和始终等于零。基尔霍夫电流基本定律体现了电流的持续性,它说明在任一连接点上,正电荷既不容易造成和消退,也不会堆积。,34,1.2.2基尔霍夫基本定律,具体内容,如图所示28所示电路中,已经知道,则依据KCL得知:,或,带入标值得,35,1。

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