直流电路直流电路-3A4A2A-2AU2图中电压图中电压U=7A-4A3A23=6V基尔霍夫电流定理基尔霍夫电流定理对任一节点:对任一节点:=0iIRI1I2U电路如图,已知电路如图,已知I1mA,I2mA,R=50k,电压,电压U=()(A)-20V(B)+20V(C)+50V(D)-50VmAmAA列写回路电压方程,并求列写回路电压方程,并求I IA)IR1+IR2+IR3=US1+US2 IAIIR=E0iU=基尔霍夫电压基尔霍夫电压定理定理+-US115V5+-US230V+-UR1+UR2-+UR32-3 B)IR1+IR2+IR3=US1-US2 IAC)IR1+IR2-IR3=US1+US2 IAD)IR1+IR2+IR3=US1-US2 IA 图示电路中,图示电路中,电压电压U ,电压,电压U 2-3A+-1A2AUU26VI=2+1-(-3)=6A12V22=4V4+12-U-6=010V26=12VIR=E0iU=基尔霍夫电压基尔霍夫电压定理定理4+12-6=U+-4V5ANA二端网络二端网络NA向外电路输出功率向外电路输出功率20W,4V恒压源的功率恒压源的功率是(是()(A)吸收吸收40W(B)吸收吸收20W(C)产生产生40W(D)产生产生20W4V5A10AA电路中任意元件消耗的功率:电路中任意元件消耗的功率:P=UI(U、I方向相同方向相同)P=-UI(U、I方向相反方向相反)如如P0,元件消耗功率,如,元件消耗功率,如P 0 感性感性)XL XC由电压三角形可得由电压三角形可得:cosUURsinUUxURUCLUU XUCUIRU(0 容性容性)XL XC时,电压时,电压u与与i的相位关系是(的相位关系是()(A)超前)超前i(B)滞后)滞后i(C)与)与i反相反相(D)与)与i同相同相iRiCiL+-uURICILILII B并联时,并联时,XLXC,ILXC,电感性电路电压超前电流,电感性电路电压超前电流4 图示电路,图示电路,u=141sin(314t-30)V,isin(314t-60)A,这个电路的有功功率,这个电路的有功功率P等于多少?等于多少?_u 500W 866W 1000W 1988W()330=0.8662uicos=cos=cos=-100UV10IAcos866PUIW功率因数角功率因数角是电压和电流的相位差是电压和电流的相位差交流电路中,感抗和容抗都与频率有关,当电源电交流电路中,感抗和容抗都与频率有关,当电源电压(激励)的频率改变时,即使电压的幅值不变,压(激励)的频率改变时,即使电压的幅值不变,电路中各部分电流和电压(响应)的大小和相位也电路中各部分电流和电压(响应)的大小和相位也会随着改变。
会随着改变响应与频率的关系称为电路的频率特响应与频率的关系称为电路的频率特性或频率响应性或频率响应)()()arctan()(111111)(212TRCRCRCjCjRCjUUjTu2R+-u1+-C幅频特性:幅频特性:212)(11)(RCUUT相频特性:相频特性:)arctan()(12RC截止角频率:截止角频率:RC10 0 0112T()()()(1arctan1111111)(212TRCRCRCjCjRRUUjTu2R+-u1+-C 0 01T()()0.707截止角频率:截止角频率:RC10中心角频率:中心角频率:01=RC低通低通高通高通u2u1带通滤波器原理示意图带通滤波器原理示意图低通低通ff121UU高通高通ff221UU阻阻ff221UU通通f1阻阻u2+-u1+-C2R1C1R2 21T()0 1212()113132UT j=URC-RC=-arctan+(RC-)RC=T()()0()u2R+-u1+-CRC 21/3T()0.707/3 0 1中心角频率:中心角频率:RC10电路中的电路中的 在同时含有在同时含有L 和和C 的交流电路中,如果的交流电路中,如果总电压和总总电压和总电流同相,称电路处于谐振状态电流同相,称电路处于谐振状态。
此时电路与电源之此时电路与电源之间不再有能量的交换,电路呈电阻性间不再有能量的交换,电路呈电阻性L 与与 C 串联时串联时 u、i 同相同相L 与与 C 并联时并联时 u、i 同相同相IU、同相同相 由定义,谐振时:由定义,谐振时:或:或:CLoo 1 0arctanRXXCL即即谐振条件:谐振条件:CLXX串联谐振电路串联谐振电路RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_iLCf 210 RLC并联电路发生谐振时角频率并联电路发生谐振时角频率0与电路参数的关系与电路参数的关系是是()(A)(B)(C)(D)B20=LC 201=LC01=LC0=LC并联电路发生谐振条件依然是并联电路发生谐振条件依然是XL=XC(电阻电阻R很小时很小时)4 当当RLC串联电路发生谐振时,一定有:串联电路发生谐振时,一定有:L=C UL+UC=01L=CL=C对正弦稳态交流电路,以下说法正确的是(对正弦稳态交流电路,以下说法正确的是()A)当元件)当元件R、L、C串联时,端口总电压有效值一定大于每串联时,端口总电压有效值一定大于每个元件电压的有效值个元件电压的有效值B)当元件)当元件R、L、C并联时,并联时,L和和C支路电流实际反向。
支路电流实际反向C)对电感性电路,当电源频率增大时,)对电感性电路,当电源频率增大时,|Z|将减小D)当元件)当元件R、L、C串联谐振时,电路电流达到最小串联谐振时,电路电流达到最小22()LCZ=R+X-XUI=Z U=I ZLLU=IXCCU=IX 解:解:RIXLXCRCIIULIRIUCILIRUXLXCRCUIULURUILUCU已知已知R=1k,C=2 F,电路对,电路对f=500Hz的信号发生谐振,的信号发生谐振,谐振时端口电流为谐振时端口电流为A,求电流表读数求电流表读数解:解:RIUCILII=IR=AU=IRR=100V谐振时谐振时XL=XC谐振,谐振,IL=IC,方向相反,方向相反,端口电流即端口电流即IRR+-LICIRIUL11592CLCX=X=f1000.63159LLUI=AXRLC串连电路中,电容串连电路中,电容C可调,已知电源频率可调,已知电源频率f=1000Hz,L,R=50,调电容使电流最大,求此,调电容使电流最大,求此时电容时电容解:解:RUXLXCRCUIULURUILUCU12fLC215(2)CFfLRLC串连谐振时阻抗模最小,电流最大串连谐振时阻抗模最小,电流最大22()LCZ=R+X-X=RUUI=ZR电路如图,已知电路如图,已知U=220V,R1=10,R2=20,XL=103 3,求该电路的功率因数,求该电路的功率因数解:解:1212()200200 33010 3400 60203020 3 303LLRjXRZRjXRjjR1IU+_R2XLcoscos300.866 RX|Z|BAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 由相量图可得由相量图可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABUBCUCAU303AABUU 303PU 30LU(30)ABi=sin t+A(A)2(30)ABi=sin t-A(B)(30)ABi=sin t-A(C)2(30)ABi=sin t+A(D)对称三相电源,相序对称三相电源,相序ABC,对称三相负载,对称三相负载连接连接,已知线电流已知线电流3Ai=sint A,则相电流(,则相电流()C相量图相量图IBCIABIUBCUABUCA30AICAI IBIC 对称三相负载对称三相负载连接,线电压连接,线电压=负载相电压,线电流负载相电压,线电流=3相电流,且滞后对应相电流相电流,且滞后对应相电流30例:例:对称三相负载接成对称三相负载接成,功率为,功率因数为,已,功率为,功率因数为,已知电源线电压知电源线电压UL=380V,求通过负载的电流,求通过负载的电流IL3llP=U I cos解:解:IABIBCICAABCIAIABIBCICA-ICAIA13.513plIIA24006.083cos3380 0.6llPIAU例:例:对称三相负载接成对称三相负载接成,已知电源线电压,已知电源线电压UL=220V,每相阻抗,每相阻抗Z=15+j,如,如AB相断路,相断路,求电流求电流表读数表读数22|1516.148422Z 解:解:IAIAB22010|22lAUIAZABCIBCICAAZAC承受线电压承受线电压 变电压:变电压:变阻抗:变阻抗:变电流:变电流:11202UNKUNKNNII11221 2LLZKZ22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论:结论:变压器一次侧的等效阻抗模,为二次变压器一次侧的等效阻抗模,为二次侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。
倍1U2U1I2IZ+1U1IZ+图示理想变压器,所接信号源电压图示理想变压器,所接信号源电压US=20V,内阻,内阻RS=144,负载,负载RL=16,若使电路阻抗匹配,求变,若使电路阻抗匹配,求变压器的匝数比压器的匝数比2LLRkRN1RLN2+_RSSU+_RSSULR阻抗匹配阻抗匹配SLRR144316LLRkR一台容量为一台容量为20kVA的单相变压器,电压为的单相变压器,电压为3300/220V,若,若变压器在满载运行,二次侧可接几盏变压器在满载运行,二次侧可接几盏40W、220V、cos 的日光灯?的日光灯?解:解:日光灯的视在功率为日光灯的视在功率为可接的日光灯盏数:可接的日光灯盏数:变压器容量是指视在功率变压器容量是指视在功率S40cos0.44RPSVA20000220400.44RSS电压变比电压变比K=3,Y/接法的三相变压器,其二次侧接法的三相变压器,其二次侧额定电压额定电压220V220V,一次侧额定电压是(,一次侧额定电压是()ABCN2ABCN1OU1p=U2p3=660V1143V1P12P23UN=UN113lPUU11431143V V 变压器:变压器:变化变化 eU1 E1=4.44 f N1 E2=4.44 f N2 11 444Nf.U i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f27.3.1 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析异步电动机:异步电动机:旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e,U1 E1 f 1N1 每极磁通每极磁通111444Nf.U 1U 旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0,所以,所以16001pnf 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f 1=电源频率电源频率 f定子导体与旋转磁场间的相对速度固定,而转子定子导体与旋转磁场间的相对速度固定,而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化变化 定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 E20 f 1N2 即即E2=s E20 2122222LfsLfX X20=2 f1L 2即即X2=sX20 222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)(cossXRRXRR 202SXRs 很很小小时时1cos2 202XRss 较较大大时时s1cos2 三相异步电动机,额定转速三相异步电动机,额定转速nN=1450rpm,空载时的转,空载时的转差率差率s等于(等于()(A)(B)(C)(D)00Nn-ns=n A1500-1450=0.03315001500-1450=0.03514500.0330.035 s 0.033s 1060 fn=p2p分)转/(50011p分)转/(0003极对数极对数同步转速同步转速(f1=50Hz)3p分)转/(00014p分分)转转/(750一台一台kW的三相异步电动机,定子绕组接成的三相异步电动机,定子绕组接成Y形,额定形,额定电压电压UN=380V,功率因数,功率因数cos N,效率是,效率是N=81%,其,其额定电流等于(额定电流等于()(A)4A(B)A(C)5A(D)AllP=3U I cos C三相异步电动机,当拖动的机械负载转矩有所改变时,三相异步电动机,当拖动的机械负载转矩有所改变时,电机的功率因数电机的功率因数cos 是否会变化,如你认为会变化,功是否会变化,如你认为会变化,功率因数率因数cos 与机械负载的大小关系为(与机械负载的大小关系为()(A)cos 与机械负载无关与机械负载无关(B)电机空载和满载时)电机空载和满载时cos 均最小,均最小,满载时满载时cos 最大最大(C)电机空载时)电机空载时cos 大,接近大,接近满载时满载时cos 最小最小(D)电机空载时)电机空载时cos 小,接近小,接近满载时满载时cos 最大最大 D问题:问题:。
一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍 电动机的起动电动机的起动 ZUIll3:Y 星星形形联联结结时时ZUIll3 三三角角形形联联结结时时:31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2ZlUU31P(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机仅适用于正常运行为三角形联结的电机)(2StUT(b)Y 起动起动 ststTIY 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V121220222)(UsXRsRKT 21UNnNT)/()(9550NNN分分转转千千瓦瓦nPT OnT0n(N m)如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型)的额定功的额定功率为率为7.5kw,额定转速为额定转速为1440r/min,则额定转矩为则额定转矩为nPnPT9550602 m.N7.4914405.795509550NNN nPTTN、Tmax、Tst21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令:令:求得求得202mXRss 临界转差率临界转差率On0nTmax将将sm代入转矩公式,可得代入转矩公式,可得 max121max,)1(TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相异步电动机的过载系数为一般三相异步电动机的过载系数为2.28.1 12 II(2)sm与与 R2 有关,有关,R2 sm n 。
绕线式电绕线式电机改变转子附加电阻机改变转子附加电阻R 2 可实现调速可实现调速表明电动机(表明电动机短时过载的能短时过载的能力)力)22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 电动机起动时的转矩电动机起动时的转矩起动时起动时n=0 时时,s=1 st121st,)1(TUUT(2)Tst与与 R2 有关,有关,适当使适当使 R2 Tst 对绕线式对绕线式 电机改变转子附加电阻电机改变转子附加电阻 R 2,可使可使Tst=Tmax体现了电动机带体现了电动机带载起动的能力载起动的能力0nOnTNststTTK 起动能力起动能力8有一台有一台6kW的三相异步电动机,其额定运行转速的三相异步电动机,其额定运行转速为为1489rpm,额定电压为,额定电压为380V,全压启动转矩是额,全压启动转矩是额定转矩的倍,现采用定转矩的倍,现采用Y Y-启动以降低其启动电流,启动以降低其启动电流,此时的启动转矩为此时的启动转矩为:(ANm Nm Nm NmSYtst31TT)(2StUT lPUU=36()955038.48N.m1489kWrpm9550NNNPT=nNST1.2 38.4846.17N.mT针对三相异步电动机启动特点,采用针对三相异步电动机启动特点,采用Y启动可减小启动可减小启动电流和启动转矩。
下列说法正确的是启动电流和启动转矩下列说法正确的是()A)Y连接的电机用连接的电机用Y启动,启动电流和启动转启动,启动电流和启动转矩都是直接启动的矩都是直接启动的1/3B)Y连接的电机用连接的电机用Y启动,启动电流直接启启动,启动电流直接启动的动的1/3,启动转矩都是直接启动的,启动转矩都是直接启动的1/3C)连接的电机用连接的电机用Y启动,启动电流和启动启动,启动电流和启动转矩都是直接启动的转矩都是直接启动的1/3D)连接的电机用连接的电机用Y启动,启动电流直接启启动,启动电流直接启动的动的1/3,启动转矩都是直接启动的,启动转矩都是直接启动的1/32TU C。