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电气基础知识一.电路的基本概念和基本定律电路的概念：电路就是电流流通的路径，它是由若干个电气设备或部件按照一定方式组合起来的。电路的基本组成部件：电路由电源、负载和中间环节三个基本部件组成。电路的基本元件包括电阻、电容、和电感。电阻元件是消耗电能的元件。电容元件反映电场储能性质。电感元件反映磁场储能性质。整流桥的作用：将交流电变成直流电。电气设备额定值的概念：任何一个电气设备，为了安全、可靠、经济、连续地工作，都必须有一定的电流、电压和功率、频率的限制和规定值，这个值就是电气设备的额定值，高于和低于这个值，电气设备的安全性或经济性就会受到影响。n n什么叫过载？过载的原因如何？n n电气线路中允许连续通过而不至于使电线过热的电流量，称为安全载流量或安全电流。如导线流过的电流超过了安全载流量，就叫导线过载。一般导线最高允许工作温度为65C。过载时，温度超过该温度，会使绝缘迅速老化甚至于线路燃烧。发生过载的主要原因有导线截面选择不当，实际负载已超过了导线的安全电流；还有小马拉大车现象，即在线路中接入了过多的大功率设备，超过了配电线路的负载能力热继电器的基本工作原理热继电器属双金属片式，其热元件与被保护对象的主电路串接，负载电流通过热元件和双金属片（复式加热），利用热元件的热效应，使双金属片弯曲，但负载电流在其预置值（一般为保护对象的额定电流）1.2倍及以上时，热元件产生的热量使双金属元件弯曲推动滑板使热继电器的动作机构脱扣，将电源切断，被保护对象得到保护热继电器的作用：起到过载保护作用。什么叫短路？电气线路上，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。相线之间相碰叫相同短路；相线与地线、与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路。在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。熔断器的工作原理熔断器的工作原理熔断器的工作原理熔断器的工作原理当电流通过导体时，因导体存在一定的电阻，当电流通过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热且发热量遵循着所以导体将会发热且发热量遵循着Q=IQ=I2 2RtRt，其，其中中Q Q是发热量，是发热量，I I是通过导体的电流，是通过导体的电流，R R是导体的是导体的电阻，电阻，t t是电流通过导体的时间。当制作熔断器是电流通过导体的时间。当制作熔断器的材料及其形状确定，其电阻的材料及其形状确定，其电阻R R就相对确定了就相对确定了（若不考虑电阻温度系数），当通电流后就会（若不考虑电阻温度系数），当通电流后就会发热，随时间增加其发热量亦增加，如果产生发热，随时间增加其发热量亦增加，如果产生的热量超过散发的热量，熔断器的温度就会增的热量超过散发的热量，熔断器的温度就会增加，当温度升到熔断器的熔丝熔点时熔断器就加，当温度升到熔断器的熔丝熔点时熔断器就发生熔断亦即断开电路起到保护作用。发生熔断亦即断开电路起到保护作用。熔断器的作用：起到短路保护作用。线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧M3电机电机接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源辅助辅助触头触头简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。优点：安全，方便优点：安全，方便电路的串、并联：n n电阻回路：串联电阻回路的总电阻等于各串联电阻的代数电阻回路：串联电阻回路的总电阻等于各串联电阻的代数和。并联电阻回路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的和。并联电阻回路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的代数和。代数和。n n电感回路：串联电感回路的总电感等于各串电感的代数和。电感回路：串联电感回路的总电感等于各串电感的代数和。并联电感回路的总电感的倒数等于各并联电感倒数的代数并联电感回路的总电感的倒数等于各并联电感倒数的代数和。和。n n电容回路：串联电容回路的总电容的倒数的等于各串联电电容回路：串联电容回路的总电容的倒数的等于各串联电容倒数的代数和，并联电容回路的总电容等各并电容的代容倒数的代数和，并联电容回路的总电容等各并电容的代数和。数和。电气“五防”内容n n防止误拉、误合断路器。n n防止带负荷误拉、误合隔离开关。n n防止带电合接地线。n n防止带接地线合闸。n n防止误入带电间隔。二.电动机的介绍电动机工作原理定子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场切割转子绕组切割转子绕组切割转子绕组切割转子绕组转子绕组产生感转子绕组产生感转子绕组产生感转子绕组产生感应电势应电势应电势应电势转子中产生感应转子中产生感应转子中产生感应转子中产生感应电流电流电流电流转子电流与转子电流与转子电流与转子电流与磁场作用磁场作用磁场作用磁场作用产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩运转运转运转运转电动机的起动n异步电动机的起动电流异步电动机的起动电流（Is t）约为额定约为额定电流（电流（IN）的的(57）倍。）倍。异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQSBCKMSB一、点动控制一、点动控制动作过程动作过程触头（触头（KM）打开打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电通电电机转动；电机转动；控控制制电电路路主主电电路路二、电动机连续运行二、电动机连续运行KM自保持自保持自保的作用自保的作用按下按钮按下按钮（SB），），线圈（线圈（KM）通电，通电，电机起动；同时，辅助触头（电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合）闭合即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。连续运转。KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KMSB1KMSB2KHM3ABCKMFUQSKH电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了只要接两相就可以了。三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动+过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头SBKASB1KASB2KHKMKAM3AB CKMFU点动点动+连续运行：加中间继电器连续运行：加中间继电器（KA）。）。控制控制关系关系SB：点动点动SB2：连续运行连续运行(优先权高）优先权高）方法：方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转正转正转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRKMRSBRM3A BCKMFFUQ SKH互锁互锁电动机的保护电动机的保护 电动机保护电动机保护的类型：的类型：失压保护失压保护：采用继电器、接触器控制：采用继电器、接触器控制短路保护短路保护：加熔断器断器：加熔断器断器过载保护过载保护：加热继电器：加热继电器KMFUQSKMSB1KMSB2控制电路控制电路失压保护失压保护M3ABC主主电电路路 采用继电器、接触器控制后，电采用继电器、接触器控制后，电源电压源电压85%时，接触器触头自动时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。电机自动起动而伤人。方法：方法：采用继电器、接触器控制。采用继电器、接触器控制。短路保护短路保护频繁起动频繁起动 的电机：的电机：异步电动机的起动电流异步电动机的起动电流（Is t）约为额定电流（约为额定电流（IN）的的(57）倍。）倍。选择熔体额定电流选择熔体额定电流（IF ）时，）时，必须必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：常用以下关系：一般电机：一般电机：方法：方法：加熔断器。加熔断器。KMSB1KMSB2KH电机工作时，若因负载过重电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。应加热继电器，进行过载保护。M3A B CKMFUQSKH过载保护过载保护热继电器热继电器的热元件的热元件热继电热继电器触头器触头方法：方法：加热继电器。加热继电器。作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关）结构：结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器工作原理：工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。继电器、接触器控制电路读图中应注意的问题：继电器、接触器控制电路读图中应注意的问题：1、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系；控制关系；2、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开阅读；阅读；3、控制电路中，根据控制要求按、控制电路中，根据控制要求按自上而下自上而下、自左而自左而 右右的顺序进行读图或设计；的顺序进行读图或设计；4、同一个电器同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字叫相同的名字；5、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，且均按未通电状态表示；且均按未通电状态表示；6、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，不能串联；7、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。电动机运行时的振动值不应超过下列规定额定转速额定转速(转转/分分)300030001500150010001000750750及以及以下下 振动值振动值(mm)(mm)0.050.050.0850.0850.100.100.120.12电动机运行前检查n n检查工作票已终结，检修通知投运，周围清洁无杂物，电动机绝缘检查工作票已终结，检修通知投运，周围清洁无杂物，电动机绝缘合格。合格。n n检查电动机各部分螺丝紧固，外壳接地线、出线罩电缆接头完好。检查电动机各部分螺丝紧固，外壳接地线、出线罩电缆接头完好。n n对直流电动机，应检查确认整流装置表面完好，电刷接触紧密。对直流电动机，应检查确认整流装置表面完好，电刷接触紧密。n n转动部分防护罩装设良好。转动部分防护罩装设良好。n n轴承润滑良好，油盖盖好。轴承润滑良好，油盖盖好。n n检查电动机所带动的机械应具备投运条件，并且无倒转现象。检查电动机所带动的机械应具备投运条件，并且无倒转现象。n n对绕线式电动机还应检查转子滑环表面光滑；电刷弹簧压力应均匀，对绕线式电动机还应检查转子滑环表面光滑；电刷弹簧压力应均匀，电刷接触良好；电刷接触良好；n n电动机空间加热器电源应送上；电动机空间加热器电源应送上；n n电动机相关继电保护和仪控联锁保护投入，联动装置良好；电动机相关继电保护和仪控联锁保护投入，联动装置良好；n n可能时应设法盘动转子以检查定、转子有无摩擦和卡死现象；可能时应设法盘动转子以检查定、转子有无摩擦和卡死现象；n n电动机电气仪表应完整，并且指示正确。电动机电气仪表应完整，并且指示正确。电动机启动时的注意事项n n通知送电的设备在送电人员未返回或得到送电人员已送通知送电的设备在送电人员未返回或得到送电人员已送好电的明确答复之前操作人员不得启动设备运行；好电的明确答复之前操作人员不得启动设备运行；n n电动机的允许启动的次数，按厂家规定进行，在厂家没电动机的允许启动的次数，按厂家规定进行，在厂家没有规定则对鼠笼式电动机，允许冷态启动两次，热态下有规定则对鼠笼式电动机，允许冷态启动两次，热态下启动一次，容量在启动一次，容量在100kW100kW及以上每次间隔时间不得小于及以上每次间隔时间不得小于5 5分钟，容量在分钟，容量在100kW100kW以下电动机每次间隔时间不得小以下电动机每次间隔时间不得小于于3 3分钟，只有在处理事故时以及启动时间不超过分钟，只有在处理事故时以及启动时间不超过2 23 3秒的电动机，可以多启动一次；秒的电动机，可以多启动一次；n n电动机瞬启动一次，应算一次启动。电动机瞬启动一次，应算一次启动。n n启动过程中，操作员应监视电流表、转速表，计算启动启动过程中，操作员应监视电流表、转速表，计算启动时间时间(从启动到电流表返回从启动到电流表返回)，判断设备启动是否正常，判断设备启动是否正常，发现电流表指示异常，应立即切断电源开关并检查异常发现电流表指示异常，应立即切断电源开关并检查异常情况，并汇报程控主值。情况，并汇报程控主值。电动机运行中的检查n n检查电流表指示稳定且不超过允许值。检查电流表指示稳定且不超过允许值。n n检查电动机声音正常，振动不超过规定值，指示灯亮且检查电动机声音正常，振动不超过规定值，指示灯亮且指示正确。指示正确。n n检查电动机无冒烟、异味、过热等现象，各部分温度不检查电动机无冒烟、异味、过热等现象，各部分温度不超过规定值。超过规定值。n n检查电动机启动装置外壳接地良好，地脚螺丝牢固，确检查电动机启动装置外壳接地良好，地脚螺丝牢固，确认轴承的润滑状况及温升正常。认轴承的润滑状况及温升正常。n n对有制动器的电动机，应检查确认制动器已打开，间隙对有制动器的电动机，应检查确认制动器已打开，间隙适当。适当。n n电动机温升不得超过规定值，保持电动机附近清洁，通电动机温升不得超过规定值，保持电动机附近清洁，通风道无阻塞，冷却装置运行正常。风道无阻塞，冷却装置运行正常。n n按时记录电动机电流表的读数、电动机的启停时间，并按时记录电动机电流表的读数、电动机的启停时间，并在运行日志上记录所发现的异常现象。在运行日志上记录所发现的异常现象。电动机发生下列情况时应立即停止运行n n危及人身和设备安全时。危及人身和设备安全时。n n电动机及所属设备有冒烟，着火或强烈焦味时。电动机及所属设备有冒烟，着火或强烈焦味时。n n电动机所带机械严重损坏时。电动机所带机械严重损坏时。n n通电情况下转速急剧下降时。通电情况下转速急剧下降时。n n受外界灾害受外界灾害(如火浸、火灾等如火浸、火灾等)威胁，不停用有危威胁，不停用有危险时。险时。n n电动机的振动或轴向窜动起过允许值时。电动机的振动或轴向窜动起过允许值时。n n电动机所带机械部分发生强烈振动时。电动机所带机械部分发生强烈振动时。n n电动机的电流超过正常允许值，并处理无效时。电动机的电流超过正常允许值，并处理无效时。n n电动机外壳及轴承温度急剧上升，超过允许值且电动机外壳及轴承温度急剧上升，超过允许值且继续上升时。继续上升时。电动机的绝缘电阻值及测量的有关规定：n n380V电动机测量绝缘电阻应用500V的兆欧表；380V绕线式电动机的转子绕组应用500V的兆欧表测量；6KV电动机测量绝缘电阻应用2500V兆欧表测量。n n6KV电动机的绝缘电阻不应小于6M；380V电动机的绝缘电阻不应小于0.5M。电动机的绝缘电阻值测量的基本步骤n n检查工作票已终结，临时安全措施已拆除；检查工作票已终结，临时安全措施已拆除；n n用相应电压等级的验电器验明电动机侧三相无电；用相应电压等级的验电器验明电动机侧三相无电；n n对被测设备放电；对被测设备放电；n n按要求接好兆欧表与被测设备之间的接线，按下开启开按要求接好兆欧表与被测设备之间的接线，按下开启开关；关；n n选择测量时间选择测量时间60/1560/15；n n选择合适的电压等级；选择合适的电压等级；n n按下测试按钮进行测量（分别读取按下测试按钮进行测量（分别读取1515、6060时的绝缘值）时的绝缘值）。n n每次测完待放电至零后方可拆线。每次测完待放电至零后方可拆线。三.变压器变压器的作用n n变压器是电力系统的主要电气设备之一，是一种静止电器。它的功能是通过升压、降压实现高压输电、低压配电，减少输电过程中的电能损失和满足用户用电电压等级的需要。即将一种等级的电压和电流变为同频率的另一种等级的电压和电流。变压器工作原理n n变压器是利用电磁感应原理工变压器是利用电磁感应原理工作的电气设备。单相变压器由作的电气设备。单相变压器由两个绕组（又称线圈）、一个两个绕组（又称线圈）、一个铁芯组成。两个绕组套在同一铁芯组成。两个绕组套在同一铁芯上铁芯上,两个绕组之间通过磁场两个绕组之间通过磁场而耦合，在电的方面没有直接而耦合，在电的方面没有直接联系，能量转换以磁场为介质。联系，能量转换以磁场为介质。通常，一个绕组接电源，称为通常，一个绕组接电源，称为一次绕组（或原绕组、一次侧、一次绕组（或原绕组、一次侧、原边），另一个绕组接负荷，原边），另一个绕组接负荷，称为二次绕组称为二次绕组(或副绕组、二次或副绕组、二次侧、副边侧、副边)。一、二次绕组匝数。一、二次绕组匝数分别为分别为N1N1和和N2 N2。当一次侧接上电压为当一次侧接上电压为U U1 1的交流电源时，一次绕组将通过交流的交流电源时，一次绕组将通过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通电流，并在铁芯中产生交变磁通，该磁通同时交链一次绕，该磁通同时交链一次绕组和二次绕组。组和二次绕组。如果二次侧接上负荷如果二次侧接上负荷ZfZf，则在二次侧产生二次电流，并输出，则在二次侧产生二次电流，并输出功率。功率。由于一、二次绕组均在同一铁芯上，绕组中的磁通变化率都由于一、二次绕组均在同一铁芯上，绕组中的磁通变化率都一样，所以一、二次绕组匝数不同便可得到不同的电压，其一样，所以一、二次绕组匝数不同便可得到不同的电压，其关系为关系为式中式中 K K变压器变比。变压器变比。结论：n n（1 1）变压器既有变压作用，又起了传递功率的作）变压器既有变压作用，又起了传递功率的作用。其关键是一次绕组和二次绕组匝数不等。用。其关键是一次绕组和二次绕组匝数不等。n n（2 2）变压器一次、二次侧没有电的直接联系，只）变压器一次、二次侧没有电的直接联系，只有磁的耦合，穿过一次、二次绕组的磁通有磁的耦合，穿过一次、二次绕组的磁通 起到起到联系一次、二次侧的桥梁作用。联系一次、二次侧的桥梁作用。n n（3 3）适当选择两个绕组的匝数比，就可以达到升）适当选择两个绕组的匝数比，就可以达到升压或降压的目的，压或降压的目的，N1N2N1N2N1N2为降压变压器。为降压变压器。干式变压器温升范围n n 变压器的部位变压器的部位 温升限值温升限值()绕组不同绝缘等绕组不同绝缘等级干式变压器的级干式变压器的温升允许值温升允许值 A A级绝缘级绝缘 6060E E级绝缘级绝缘 7575B B级绝缘级绝缘 8080F F级绝缘级绝缘 100100H H级绝缘级绝缘 125125变压器投运前的检查n n测量变压器绝缘电阻测量变压器绝缘电阻n n新投入运行和检修后及停用时间超过新投入运行和检修后及停用时间超过1010天及以上时，在投入运天及以上时，在投入运行前必须测量绝缘电阻，测量的数据记入专用记录本。行前必须测量绝缘电阻，测量的数据记入专用记录本。n n变压器绕组、电缆和与之连接的一次回路的绝缘电阻一般每千变压器绕组、电缆和与之连接的一次回路的绝缘电阻一般每千伏工作电压不应小于伏工作电压不应小于1M1M，吸收比，吸收比R60/R151.3R60/R151.3，如有明显，如有明显的降低应查明原因。的降低应查明原因。n n变压器所属各回路上的检修均已终结，拆除所有临时的安全措施，变压器所属各回路上的检修均已终结，拆除所有临时的安全措施，恢复固定的安全措施，测量变压器的绝缘电阻合格。恢复固定的安全措施，测量变压器的绝缘电阻合格。n n各接头、紧固螺丝无松动，外壳接地良好，铁芯接地引出线的套管各接头、紧固螺丝无松动，外壳接地良好，铁芯接地引出线的套管应可靠接地。应可靠接地。n n变压器本体应清洁，柜内无遗留工器具或杂物，分接头连接正确，变压器本体应清洁，柜内无遗留工器具或杂物，分接头连接正确，且三相一致，变压器柜门关好。且三相一致，变压器柜门关好。n n变压器室内无漏水现象，通风畅通，消防器材齐全。变压器室内无漏水现象，通风畅通，消防器材齐全。变压器投运前应遵守下列原则n n投入时先合电源侧，后合负荷侧。n n两侧都有电源时，先合有保护侧。n n都有保护时，先合变压器高压侧。n n切除变压器的步骤与投入时的顺序相反。n n变压器进行停送电操作时，必须使用开关，禁止用刀闸拉合变压器。变压器运行中检查n n正常运行时，应定期检查变压器的负荷电流值以及变压正常运行时，应定期检查变压器的负荷电流值以及变压器温度均不得超过允许值。器温度均不得超过允许值。n n运行声音正常且无剧烈变化及放电声。运行声音正常且无剧烈变化及放电声。n n所有紧固件、连接件有无松动，导电零件是否有生锈、所有紧固件、连接件有无松动，导电零件是否有生锈、腐蚀痕迹。腐蚀痕迹。n n引线接头处有无过热、变色，绕组有无变形凸出现象。引线接头处有无过热、变色，绕组有无变形凸出现象。n n本体有无过多灰尘聚集，绝缘表面有无爬电痕迹和碳化本体有无过多灰尘聚集，绝缘表面有无爬电痕迹和碳化现象。现象。n n变压器柜门是否关上锁好。变压器柜门是否关上锁好。n n检查时禁止触摸变压器主体，以防事故发生。检查时禁止触摸变压器主体，以防事故发生。变压器有下列情况之一者应立即停止运行n n变压器内部有强烈不均匀的响声，并伴有爆裂声。变压器内部有强烈不均匀的响声，并伴有爆裂声。n n套管严重破损和放电现象。套管严重破损和放电现象。n n冒烟或着火。冒烟或着火。n n负荷、环境温度及冷却条件均无明显变化的情况下，变负荷、环境温度及冷却条件均无明显变化的情况下，变压器温度急剧上升，超过最高允许值，并继续上升时。压器温度急剧上升，超过最高允许值，并继续上升时。n n当发生危及安全的故障而有关保护拒动。当发生危及安全的故障而有关保护拒动。n n当附近的设备着火、爆炸或发生其他情况，对干式变构当附近的设备着火、爆炸或发生其他情况，对干式变构成严重威胁。成严重威胁。n n变压器无保护运行。变压器无保护运行。n n变压器电缆终端故障不能运行。变压器电缆终端故障不能运行。变压器着火的处理n n变压器着火时，首先是断开各侧电源开关，有备用变时投入备用变运行。n n断开变压器的信号电源。n n断开电源后迅速使用灭火装置灭火(CO2、CCL4或1211)，并尽快通知消防部门。变压器并列运行应满足的条件n n绕组接线组别相同。n n变比相同。n n阻抗电压相等。谢谢大家！