电气基础学习资料合集-电路基础知识讲座
79页1、电路基础知识讲座电源电路基础知识讲座交流电直流电电路基本元件电路元件的伏安特性直流特性交流特性波形图相量图电路元件的功率特性感性负载容性负载功率三角形电阻电感电容电流的微观概念欧姆定律阻碍作用内容简述电源电源是提供电能的装置。电源因可以将其它形式的能转换成电能,所以把这种提供电能的装置叫做电源。广义上讲,电源分为直流电和交流电。两端极性不随时间改变的是直流电源两端极性随时间改变的是交流电源我国三相电网由三个相位差120度角的交变频率为50HZ(每秒极性改变100次,振荡周期为1/50秒)众所周知,我国三相电网中,相线与零线的电压为(照明电路)220V相线与相线的电压(动力电路)为380V这里所表述的电压是真实值吗?相线与零线220V,相线与相线380V,均是有效值!通过积分计算R在正弦交流电压下,T时间内,发热量(消耗电能)为Q让R在T时间内,发热为Q,求所需要的直流电压U=?电网相电源,在T时间内,对同一元件,所产生的热效应等同于220V直流电源所产生的热效应电路基本元件电阻电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的
2、作用。导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆(ohm),简称欧,符号是(希腊字母,读作Omega),1=1V/A。比较大的单位有千欧(k)、兆欧(M)(兆=百万,即100万)。欧姆定律导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。【表达式:I=U/R】欧姆定律适用于纯电阻电路,金属导电和电解液导电在气体导电和半导体元件等中欧姆定律将不适用。电流的微观概念单位时间内流过某导体截面的电荷量 1A=1C/S正电荷的移动形成电流1C约相当于6.251018个电子的电量 C代表库仑,描述电荷量I I电路基本元件电感电感是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产感应电流来抵制通过线圈中的电流。生这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,单位是“亨利电感量:自感系数,是表示电感原件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通发生变化时,线圈中便产生电势,这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,大小正比于磁通变化的会速度和电感系数(线圈匝数,励磁特性)。电感量的基本单位为H(亨),还有毫亨(mH),微亨(uh)。电生磁:通电导线周围产生
3、磁场通电导线在周围会产生磁场磁生电:变化的磁场周围感生出电场电路基本元件电容电容,用字母C表示。顾名思义,电容器就是“储存电荷的容器”。任何两块金属导体中间用绝缘体隔开就形成了电容器。金属板称为极板,绝缘体称为介质.电容器极板上的带电量Q与电容器两端电压U之比称为电容量C,既 C=Q/U电容单位:1C/1V=1F(法)1C=1F*1V1F=106uF 1uF=106pF电路元件的直流特性小灯泡正常发光小灯泡缓慢发光,电感阻碍电流突变,待电路导通时,没有电阻小灯泡不发光,电容电阻无穷大,相当于开路正弦相量图用长短示意有效值的大小用角度示意初始状态正弦相量图目的:简化波形图,便于感性认识正弦相量图正弦相量图相位差同一交流电路中,某些元件上的电压和电流变化不同步,存在时间差。为了便于分析,用角度差表示时间差,即相位差相位差纯电阻电路波形与相量图电压波形与电流波形同相,没有时间差纯电感电路波形与相量图电压波形超前电流波形90度角纯电容电路波形与相量图电压波形滞后电流波形90度角电路元件上的电压与电流的变化时间差异,取决于元件自身的属性为什么同一元件上的电压电流会有变化差异?储能特性励磁特性电路
4、元件的交流特性电压与电流同相(变化相同)电流滞后电压90电角度电压滞后电流90电角度对交流电路的阻碍作用纯电感的感抗和交流电路的频率和自感系数成正比纯电容的容抗和交流电路的频率以及电容量成反比纯电阻阻值在交流电路里不随频率而改变所有的单位均是欧姆通直流,阻交流通交流,隔直流电路元件的阻碍作用使得电流对其做功电功的概念用于发光,发热,以及电力拖动的所消耗的电能,叫做有用功用于建立交变磁场电场,从而使互相转换的叫无用功功的基本单位是焦耳(电费)功率(直流电路)有功功率的单位是瓦特功率(交流电路)无功功率的单位是乏视在功率的单位是伏安视在功率,有功功率,无功功率在数值上有什么联系?实例一 电气设备铭牌的含义实例二 计算瞬时功率因数功率补偿为什么要进行无功补偿?功率补偿功率补偿1000KVA的变压器,如果功率因数为的变压器,如果功率因数为0.8,只能输出,只能输出800KW的有功功率,另外的有功功率,另外200KVar作为无功输出作为无功输出降低电源利用率,增加了损耗(线路发热,变压器励降低电源利用率,增加了损耗(线路发热,变压器励磁损耗)磁损耗)低压电网中的无功补偿状态有哪些?功率补偿136
5、厂房南配电室厂房南配电室功率因数表功率因数表功率补偿功率补偿欠补偿过补偿全补偿(功率因数为1)感性负载容性负载纯电阻功率补偿全补偿(功率因数为1)由于电力系统中的负载和线路并非理想状况,均有损由于电力系统中的负载和线路并非理想状况,均有损耗,所以功率因数达到耗,所以功率因数达到1的状态无法维持的状态无法维持低压电网中,功率因数能否达到低压电网中,功率因数能否达到1?功率因数达到功率因数达到1,会出现什么状况?,会出现什么状况?产生谐振!谐振R,L,C电路发生谐振电压与电流同相,总阻抗呈电阻型电压与电流同相,总阻抗呈电阻型并联谐振谐振时 B=0,即CLR时,发生并联谐振!并联谐振CLR谐振特点:电压与电流同相支路电流远大于总电流并联谐振CLR并联谐振现象烧接触器烧电容烧线圈总电流小于支路电流并联谐振107燃气锅炉房的谐波治理设备是感性负载严禁与容性负载使用!串联谐振Rj L+_Rj L+_LC上上的电压大小相等,相位相反,的电压大小相等,相位相反,串串联总电压联总电压为为零,零,称电压谐振称电压谐振支路产生高电压!串联谐振谐波一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频
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