电路第四章13第三章习题和三相电源课件

南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 第第第第3 3章章章章 正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路3.13.1 正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念3.23.2 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法3.3 3.3 正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电路的路的路的路的电电阻元件阻元件阻元件阻元件3.4 3.4 正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电路的路的路的路的电电感元件感元件感元件感元件3.5 3.5 正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电路的路的路的路的电电容元件容元件容元件容元件3.6 3.6 基基基基尔尔霍夫定律的相量形式霍夫定律的相量形式霍夫定律的相量形式霍夫定律的相量形式3.7 3.7 阻抗与阻抗与阻抗与阻抗与导纳导纳3.8 3.8 复复复复杂杂正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电路的分析与路的分析与路的分析与路的分析与计计算算算算3.9 3.9 正弦交流正弦交流正弦交流正弦交流电电路的功率及功率因数的提高路的功率及功率因数的提高路的功率及功率因数的提高路的功率及功率因数的提高目目 录录南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 习题习题习题习题3.13.1习题习题3.1 3.1 列写列写列写列写电电路的路的路的路的输输入阻抗入阻抗入阻抗入阻抗Z Z和和和和输输入入入入导纳导纳Y Y。（课课后后后后3.17(C)3.17(C)）南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 习题习题习题习题3.23.2习题习题3.2 3.2 已知已知已知已知电电流表流表流表流表A1A1读读数数数数3.6A3.6A，A3A3读读数数数数为为6A6A，若，若，若，若u(t)u(t)超前超前超前超前i i1 1(t)30(t)30度，求度，求度，求度，求I I2 2；若；若；若；若u(t)u(t)超前超前超前超前i i1 1(t)30(t)30度，度，度，度，再求再求再求再求I I2 2。（。（。（。（课课后后后后3.203.20）.南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 习题习题习题习题3.33.3习题习题3.3 Us=203.3 Us=20 0V0V，R R1 1R R2 24 4欧，欧，欧，欧，R R3 32 2欧。欧。欧。欧。X XL L2 2欧，欧，欧，欧，X XC C6 6欧。欧。欧。欧。试试求求求求电压电压U U0 0。（。（。（。（课课后后后后3.313.31）.南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 习题习题习题习题3.43.4习题习题3.4 I3.4 I1 1=22A=22A，I I2 210A10A，I I30A30A，R R1 11010欧，欧，欧，欧，f f50Hz50Hz，试试求求求求R R2 2和和和和L L，电电路的功率因数，路的功率因数，路的功率因数，路的功率因数，P P、QQ、S S。（课课后后后后3.353.35）南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 第第第第4 4章章章章 三相交流电路三相交流电路三相交流电路三相交流电路4.1 三相交流三相交流电源源4.2 对称三相称三相电路的路的联接接4.3 对称三相称三相电路的分析路的分析4.4 不不对称三相称三相电路的分析路的分析4.5 三相三相电路的功率路的功率目目 录录南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 三相系三相系统是目前最普遍且最是目前最普遍且最经济的多相系的多相系统。三相。三相电力力系系统是由三相是由三相电源、三相源、三相负载和三相和三相输电线路三部分构成路三部分构成的。的。几乎所有几乎所有发电和和输电都采用三相制，工作都采用三相制，工作频率率50或或60Hz,需要需要单相或两相可以直接从三相相或两相可以直接从三相电源源获得，无需得，无需单独独产生生 三相三相电源的每一相瞬源的每一相瞬时功率恒定（无波功率恒定（无波动），因此，功率），因此，功率 传输平平稳，且避免了三相，且避免了三相设备的振的振动 同同样能量的功率能量的功率传输，三相比，三相比单相更相更经济（节省省输电线材）材）南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 在两磁极中在两磁极中间，放一个，放一个线圈圈 线圈中圈中产生感生感应电动势，其方向由其方向由AX让线圈以圈以 的速度的速度顺时针旋旋转 合理合理设计磁极形状，使磁通按正弦磁极形状，使磁通按正弦规律分布，律分布，线圈两端便可得到圈两端便可得到单相相交流交流电动势NS AXe 三相电动势的产生三相电动势的产生南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 若保持若保持线圈位置不圈位置不动，让磁极等速旋磁极等速旋转，线圈中同圈中同样可得到可得到单相交流相交流电动势 NS AXe南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源定子定子机座机座AYCBZX三个定子三个定子绕组AX、BY和和CZ对称地安放在称地安放在定子定子铁心的内心的内圆周的槽中。周的槽中。三相三相三相三相电动势电动势的的的的产产生生生生 A、B、C为首端；首端；X、Y、Z为末端。末端。三三绕组在空在空间上上 彼此彼此间隔隔120。南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源定子定子机座机座AYCBZX转子转子IS N转子是旋子是旋转的的电磁磁铁。它的。它的铁心上心上绕有励磁有励磁绕组。选择合适合适的的铁心端面形状和励磁心端面形状和励磁绕组分分布布规律，使励磁律，使励磁绕组中通以直中通以直流流时，产生在生在转子和定子子和定子间气气隙中的磁感隙中的磁感应强度，沿度，沿圆周按周按正弦正弦规律分布。律分布。当当转子恒速旋子恒速旋转时，AX、BY、CZ 三三绕组的两端将分的两端将分别感感应振振幅相等、幅相等、频率相同的三个正弦率相同的三个正弦电压uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果。如果指定它指定它们的参考方向都由首端的参考方向都由首端指向末端，指向末端，则初相互相差初相互相差120。南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 三相电动势的产生三相电动势的产生+_NS定子定子转子子三相三相发电机机t0Um相量相量图三个正弦电源幅度、频率相同，三个正弦电源幅度、频率相同，但相位各相差但相位各相差 120120南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.14.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 三相电压三相电压 指三个最大指三个最大指三个最大指三个最大值值相等，角相等，角相等，角相等，角频频率相同而初相位不同的正弦率相同而初相位不同的正弦率相同而初相位不同的正弦率相同而初相位不同的正弦电压电压 若初相互差若初相互差若初相互差若初相互差时时，则则称称称称为为对对称三相称三相称三相称三相电压电压 以以以以u uA A为为参考正弦量，它参考正弦量，它参考正弦量，它参考正弦量，它们们的瞬的瞬的瞬的瞬时值时值表达式表达式表达式表达式为为：式中式中式中式中 为为正弦正弦正弦正弦电压变电压变化的角化的角化的角化的角频频率，率，率，率，U Umm为为相相相相电压电压幅幅幅幅值值 南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 三相电压三相电压 有效有效有效有效值值相量表示相量表示相量表示相量表示为为：4.1 4.1 4.1 4.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.1 4.1 4.1 4.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 三相电压三相电压 若将一若将一若将一若将一组对组对称三相称三相称三相称三相电压电压作作作作为为一一一一组电组电源的源的源的源的输输出，出，出，出，则则构成构成构成构成 一一一一组对组对称三相称三相称三相称三相电电源源源源 +_ _.A AX XA A相相相相+_ _.B BY YB B相相相相+_ _.C CZ ZC C相相相相 A A、B B、C C为为始端，始端，始端，始端，X X、Y Y、Z Z为为末端末端末端末端 南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.1 4.1 4.1 4.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 其波形如下其波形如下其波形如下其波形如下图图所示：所示：所示：所示：u 0对对称三相称三相称三相称三相电电源的三个相源的三个相源的三个相源的三个相电压电压瞬瞬瞬瞬时值时值之和之和之和之和为为零：零：零：零：u uA A+u uB B+u uC C0 0 或：或：或：或：南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.1 4.1 4.1 4.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源 相相 序序 对对称三相称三相称三相称三相电压电压到达正（到达正（到达正（到达正（负负）最大）最大）最大）最大值值的先后次序的先后次序的先后次序的先后次序 ABCA ABCA：顺顺序序序序 ACBA ACBA：逆序逆序逆序逆序 本章无特殊本章无特殊本章无特殊本章无特殊说说明，三相明，三相明，三相明，三相电电源的相序均是源的相序均是源的相序均是源的相序均是顺顺序序序序 南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.24.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 对称三相电路的星形联结对称三相电路的星形联结.+_ _+_ _+_ _A AB BC C.ZZZAABBCCNNN N三相四线制三相四线制三相负载三相负载南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 常用术语常用术语 端端端端线线：由由由由电电源始端引出的源始端引出的源始端引出的源始端引出的联联接接接接线线 中中中中线线：联联接接接接N N、NN的的的的联联接接接接线线 相相相相电压电压：每相每相每相每相电电源（源（源（源（负载负载）的端）的端）的端）的端电压电压 线电压线电压：两端两端两端两端线线之之之之间间的的的的电压电压 相相相相电电流：流：流：流：流流流流过过每相每相每相每相电电源（源（源（源（负载负载）的）的）的）的电电流流流流 线电线电流：流：流：流：流流流流过过端端端端线线的的的的电电流流流流 中中中中线电线电流：流：流：流：流流流流过过中中中中线线的的的的电电流流流流南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系 相相相相电压对电压对称，称，称，称，线电压线电压也也也也对对称称称称 线电压线电压超前超前超前超前对应对应相相相相电压电压南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 （对称三相电路）星形联结（对称三相电路）星形联结 1.1.三相四三相四三相四三相四线线制制制制 求求求求负载负载的相的相的相的相电电流和相流和相流和相流和相电压电压.+_ _+_ _+_ _A AB BC C.ZZZAABBCCNNN NZlZNZlZl南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 解：解：解：解：南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 一相一相一相一相计计算等效算等效算等效算等效电电路路路路 中中中中线线阻抗不起作用阻抗不起作用阻抗不起作用阻抗不起作用 Zl+_ _+_ _ZAANNA AN N南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.2 4.2 对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接对称三相电路的联接 （对称三相电路）星形联结（对称三相电路）星形联结 2.2.三相三三相三三相三三相三线线制制制制 ,其余与四其余与四其余与四其余与四线线相同相同相同相同 .+_ _+_ _+_ _A AB BC C.ZZZAABBCCNNN NZlZlZl南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接 对称三相电路的三角形联结对称三相电路的三角形联结+_ _+_ _+_ _A AB BC CZZZAABBCC.南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 必必必必须须注意注意注意注意：如果任何一相如果任何一相如果任何一相如果任何一相电电源接法相反，三个相源接法相反，三个相源接法相反，三个相源接法相反，三个相电压电压之之之之和将不和将不和将不和将不为为零，在三角形零，在三角形零，在三角形零，在三角形联联接的接的接的接的闭闭合回路中将合回路中将合回路中将合回路中将产产生很大的生很大的生很大的生很大的环环行行行行电电流流流流，造成，造成，造成，造成严严重重重重恶恶果果果果 线电压线电压与相与相与相与相电压电压的关系：的关系：的关系：的关系：4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系 相相相相电电流流流流对对称，称，称，称，线电线电流也流也流也流也对对称称称称 线电线电流滞后流滞后流滞后流滞后对应对应相相相相电电流流流流4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 工程上根据工程上根据工程上根据工程上根据线电压线电压和和和和负载额负载额定工作定工作定工作定工作电压电压决定决定决定决定联结联结方式方式方式方式 我国供我国供我国供我国供电电系系系系统线电压为统线电压为380V380V，相，相，相，相电压为电压为220V220V，用，用，用，用电电 负载应负载应按按按按额额定定定定电压电压要求决定其要求决定其要求决定其要求决定其联结联结方式方式方式方式4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接南京理工大学南京理工大学电光学院光学院电路与路与电子学子学 （对称三相电路）三角形联结（对称三相电路）三角形联结+_ _+_ _+_ _A AB BC CZZZAABBCC.4.24.2 对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接对称三相电路的三角形联接谢谢！