9电工基本知识电子教案.doc

第9章 电工基本知识教学目标 了解电路的基本概念；掌握交流电路的分析与计算方法；了解变压器的作用及铭牌；了解三相交流异步电动机的构造及工作原理；熟悉常用低压电器的种类及用途。教学重点电路的基本物理量；交流电路的分析与计算方法；常用低压电器的种类及用途。教学难点单相交流电路；三相交流电路。教学内容9.1 电路的组成及其基本物理量9.1.1 电路的组成电源、负载和中间环节（课件 图9-1）9.1.2 电路的基本物理量 1. 电流工程上常用的单位有千安()、安 (A)、毫安()、微安()。任意假定某一方向为电流的正方向2. 电位工程上常用的单位还有千伏（）、伏（）、毫伏（）。电位参考点例题（建筑设备例9-1、例9-2） 4. 电动势 9.1.3 电路的工作状态（课件 图9-3） 1. 通路(闭路) 2. 短路 3. 断路(开路) 9.1.4 节点电流定律 首先介绍两个名词： 节点 、支路。（课件 图9-4） 节点电流定律指出：在任一瞬时，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即 写成一般形式： 即对于电路中的任一节点，电流的代数和恒等于零。 广义节点（课件 图9-5） 9.2 单相交流电路9.2.1 交流电的基本概念1 正弦交变电动势的产生（课件 图9-6）（课件 图9-7）（课件 图9-8） 2交流电的频率、相位和相位差 (1) 交流电的频率或 (2) 交流电的相位（课件 图9-9 ） (3) 交流电的相位差不同相位正弦量的相加（课件 图9-10）2 交流电的有效值交流电的有效值就是它的热效应所对应的直流电流值。 或 与此相对应，交流电压、电动势的有效值和最大值也具有同样的关系： 4正弦交流电的矢量图例题（建筑设备例9-5 例9-6）9.2.2 纯电阻电路（课件 图9-13）（课件 图9-14）（课件 图9-15） 1电压与电流的关系 电压与电流同相位 2功率关系（课件 图9-16） 功率的单位用瓦（W）和千瓦（kW）表示。9.2.3 纯电感电路（课件 图9-17）（课件 图9-18）（课件 图9-19） 1电压与电流的关系(1)数量关系 或 (2) 相位关系电压的相位超前于电流2电路的功率（课件 图9-20） (1) 瞬时功率 (2) 平均功率 (3) 无功功率 (9-27) 无功功率的单位用乏（Var）和千乏（kVar）表示。9.2.4 纯电容电路（课件 图9-21）（课件 图9-22（课件 图9-23） 1电压与电流的关系 (1) 数量关系 或 (2) 相位关系电流的相位超前于电压.2功率关系（课件 图9-24）(1) 瞬时功率 (2) 平均功率 (3) 无功功率 (9-35)9.2.5 电阻、电感和电容串联的交流电路（课件 图9-25）设 则 电源电压为 或 作矢量图(设)（课件 图9-26）则 式中 ，。电压三角形（课件 图9-27）阻抗三角形（课件 图9-28）。 功率三角形（课件 图9-29） 例题（建筑设备例9-9）9.2.6 功率因数及其提高 补偿电容的容量，可以查用专门编制的表格或按下式计算： 例题（建筑设备例9-10） 9.3 三相交流电路 9.3.1 三相交流电的产生（课件 图9-31）（课件 图9-32）电源星形连接三相四线制供电（课件 图9-33） 且线电压超前于对应的相电压30 °。 我国的三相四线制供电系统中，送至负载的线电压一般为380V；相电压则为220V。三相电源还可以作三角形连接，但在低压配电系统中很少采用。9.3.2 三相交流负载的星形连接（课件 图9-35） 各相负载的阻抗为各相的电流为：各相负载的电流与电压的相位差为：各相负载的有功功率为：三相总功率为：三相对称负载： 9.3.3 三相交流负载的三角形连接（课件 图9-36）（课件 图9-37） 三相对称负载： (9-47) 因为三个相电流是对称的，所以三个线电流也是对称的，但线电流较其对应的相电流滞后30°，三相对称负载自电源取用的功率为： 在三相负载不对称时，三角形接法仍可采用，只要负载正常工作时所需要的电压等于线电压就可以。 9.4 变压器9.4.1 概 述9.4.2 变压器的工作原理和基本结构（课件 图9-38） 9.4.3 三相变压器三相变压器的工作原理与单相变压器一样，上面我们对单相变压器的分析都适用于三相变压器的每一相。有关单相变压器的基本公式中所表达的电压和电流，在三相变压器中相当于相电压和相电流。 1. 三相变压器的构造（课件 图9-39）（课件 图9-40） 2. 三相变压器的铭牌9.5 交流异步电动机 9.5.1 异步电动机的构造（课件 图9-41）9.5.2 旋转磁场（课件 图9-42）（课件 图9-43）（课件 图9-44）（课件 图9-45）（课件 图9-46） 1旋转磁场的产生2. 旋转磁场的转速和转向 (r/min) 旋转磁场的转向和通入定子绕组的电流相序是一致的。如果要使旋转磁场改变方向，只需把接在三相绕组起始端任意两根电源线对调，就可以实现。9.5.3 异步电动机的工作原理（课件 图9-47）9.5.4 异步电动机的电磁转矩 转差率：9.6 常用低压电器9.6.1 闸刀开关 1. 开启式负荷开关（课件 图9-48） 2. 封闭式负荷开关（课件 图9-49）9.6.2 熔断器（课件 图9-50）（课件 图9-51）（课件 图9-52）9.6.3 自动空气断路器（课件 图9-53） 作业布置9-2同一电路中，当选择的电位参考点不同时，对任一点的电位和任两点间的电压有何影响？9-5已知两个正弦交流电流的瞬时值分别为：安；安。试求两电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期、初相位和相位差；画出它们的波形图和矢量图。 9-6把电阻欧、感抗欧的线圈接在赫、伏的交流电路中，要求： (1) 绘出电路图并计算电流值； (2) 计算有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和电感。 9-7有一只具有电阻和电感的线圈，当把它接在直流电路中时，测得线圈中通过的电流是8安，线圈两端的电压是48伏；当把它接在频率为50赫的交流电路时，测得线圈中通过的电流是12安，加在线圈两端的电压有效值是120伏，求线圈的电阻和电感。 9-8有一台单相交流电动机，接在电压伏、频率赫的交流电源上，电动机的取用功率是2千瓦，电动机的功率因数是0.6，今欲使电动机供电线路的功率因数提高到0.9，需要并联多大的电容器？9-10把一批额定电压为220伏、功率为100瓦的白炽灯接在线电压等于380伏的三相四线制的电源上，设每相所接的电灯数为盏，盏，盏，分别求各相电流、各线电流、中线电流和总功率，并作出矢量图。9-11三相对称负载，每相电阻欧，感抗欧，电源线电压为380伏，试计算负载分别作星形和三角形接法时所取用的功率。9-12变压器能改变原、副边的电压和电流，它能改变原、副边的功率吗9-14某三相异步电动机的额定转速为1440转/分，电源频率为50赫兹，求电动机的磁极对数和额定转差率。147