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1、电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值上篇上篇 电工技术电工技术 第一章第一章第一章第一章 电路分析的基本定律电路分析的基本定律电路分析的基本定律电路分析的基本定律 第二章第二章第二章第二章 直流电路分析的基本方法直流电路分析的基本方法直流电路分析的基本方法直流电路分析的基本方法 第三章第三章第三章第三章 正弦交流电路的相量分析法正
2、弦交流电路的相量分析法正弦交流电路的相量分析法正弦交流电路的相量分析法 第四章第四章第四章第四章 三相交流电路三相交流电路三相交流电路三相交流电路 第五章第五章第五章第五章 一阶电路的暂态过程分析一阶电路的暂态过程分析一阶电路的暂态过程分析一阶电路的暂态过程分析 第六章第六章第六章第六章 变压器、电动机和安全用电变压器、电动机和安全用电变压器、电动机和安全用电变压器、电动机和安全用电电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时
3、间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值第三章正弦交流电路的向量分析法第三章正弦交流电路的向量分析法正弦交流电压电流的相量正弦交流电压电流的相量正弦交流电压电流的相量正弦交流电压电流的相量3.13.1电路基本定律的相量形式电路基本定律的相量形式电路基本定律的相量形式电路基本定律的相量形式3.23.2RLCRLC串并联交流电路的分析串并联交流电路的分析串并联交流电路的分析串并联交流电路的分析3.33.3正弦交流电路的功率和功率因数正弦交流电路的功率和功率因数正弦交流电路的功率和功率因数正弦交流电路的功率和功率因数3.43.4电路的谐振电路的谐振电
4、路的谐振电路的谐振3.53.5电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1正弦交流电压电流的相量正弦交流电压电流的相量 3.1.1 3.1.1 正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念产生、输送和使用，经济意义，损耗小产生、输送和使用，经济意义，损耗小在必须直流的场合，可将交流电利用整流设备装换成直流电在必须直流的场合，可将交流电利
5、用整流设备装换成直流电 种类：正弦、方波、锯齿波等种类：正弦、方波、锯齿波等正弦交流电的优点：正弦交流电的优点：生产输送应用生产输送应用变化平滑。不易产生高次谐波，有利于保护绝缘性和减少设变化平滑。不易产生高次谐波，有利于保护绝缘性和减少设备运行中的能量损耗备运行中的能量损耗各种非正弦周期交流电都可使用不同频率的交流电叠加而成各种非正弦周期交流电都可使用不同频率的交流电叠加而成电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化
6、而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1.2 正弦交流电的三要素最大值最大值角频率或频率角频率或频率相位或初相相位或初相 反映正弦量随时间变化的角度，称为相位角，反映正弦量随时间变化的角度，称为相位角，简称相位。简称相位。是是t=0t=0时的相位，称为正弦量的初相。时的相位，称为正弦量的初相。在在 主值范围内取值主值范围内取值电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而
7、变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1.3 正弦量的相位差电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运
8、动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1.4 正弦量的有效值问题问题问题问题1 1：周期电压和电流的瞬时值是随时间而变化的，如何：周期电压和电流的瞬时值是随时间而变化的，如何：周期电压和电流的瞬时值是随时间而变化的，如何：周期电压和电流的瞬时值是随时间而变化的，如何选取一个表征大小的特定值？选取一个表征大小的特定值？选取一个表征大小的特定值？选取一个表征大小的特定值？平均值？平均值？平均值？平均值？tuabTO不合适不合适不合适不合适最大值？最大值？最大值？最大值？只能表征某一只能表征某一只能表征某一只能表征某一
9、瞬间的大小瞬间的大小瞬间的大小瞬间的大小不合适不合适不合适不合适正弦波在一个周期内正弦波在一个周期内正弦波在一个周期内正弦波在一个周期内的平均值为零的平均值为零的平均值为零的平均值为零电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值直流电流直流电流直流电流直流电流I I流过电阻时，流过电阻时，流过电阻时，流过电阻时，在相同时间消耗的能量在相同
10、时间消耗的能量在相同时间消耗的能量在相同时间消耗的能量周期电流周期电流周期电流周期电流i i 流过电阻时，流过电阻时，流过电阻时，流过电阻时，在相同时间消耗的能量。在相同时间消耗的能量。在相同时间消耗的能量。在相同时间消耗的能量。有效值的定义式：有效值的定义式：有效值的定义式：有效值的定义式：电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值将
11、将将将 i=Ii=Immcos(cos(t+t+i i)代入，代入，代入，代入，则有则有则有则有同理可得同理可得同理可得同理可得21Um=0.707UmU=T1I=I2mcos2(t+i)dt T02=1Im=0.707ImT1cos(2 t+2 i)+1dt T0=I2m2由此可见：由此可见：由此可见：由此可见：正弦波的有效值为其振幅的正弦波的有效值为其振幅的正弦波的有效值为其振幅的正弦波的有效值为其振幅的1 2 1 2。有效值可以替代有效值可以替代有效值可以替代有效值可以替代振幅，作为正弦量的一个要素。振幅，作为正弦量的一个要素。振幅，作为正弦量的一个要素。振幅，作为正弦量的一个要素。问题
12、问题问题问题2 2：正弦信号的有效值是多少？：正弦信号的有效值是多少？：正弦信号的有效值是多少？：正弦信号的有效值是多少？电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值注意：工业上所说的电压和电流的值一般是指有效值，如电工业上所说的电压和电流的值一般是指有效值，如电工设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、工设备铭牌额定值、电网的电压
13、等级等。但绝缘水平、耐压值指的是最大值耐压值指的是最大值 在电工测量中，交流测量仪表指示的电压和电流读数在电工测量中，交流测量仪表指示的电压和电流读数一般为有效值。一般为有效值。电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值任意一个复数任意一个复数任意一个复数任意一个复数 A A 可表示为可表示为可表示为可表示为O相量图相量图相量图相量图x
14、 jyaAa1a2=a =a a a1 1=Re(A)=Re(A)=a cos=a cos A=aA=a1 1+j a+j a2 2=Re(A)+j Im(A)=Re(A)+j Im(A)=a cos=a cos +j a sin +j a sin =a(=a(cos cos +j sin +j sin )=a e=a e j j a a2 2=Im(A)=Im(A)=a sin=a sin a=aa=a1 12 2+a+a2 22 2 3.1.5 复数电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其
15、增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值a a1 1 0 0，a a2 2 0 0，0 0 90 0 0，a a2 2 0 0，270270 36 3600，第四象限。第四象限。第四象限。第四象限。a a1 1 0 0，a a2 2 0 0，18180 0 270 270，第三象限；第三象限；第三象限；第三象限；a a1 1 0 0 0，9090 18 180 0，第二象限；第二象限；第二象限；第二象限；ja2a1Oaaaa电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电
16、子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值复数四则运算回顾复数四则运算回顾（1 1）相等相等相等相等。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数 A A 和和和和B B相等，则相等，则相等，则相等，则A=BA=B，a a1 1+j a+j a2 2=b=b1 1+j b+j b2 2 ,a ,a1 1=b=b1 1,a,a2 2=b=b2 2,（2 2）加减加减加减加减。任
17、意一个复数。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数 A A 和和和和B B加减，则可表示为加减，则可表示为加减，则可表示为加减，则可表示为A B=(aA B=(a1 1+j a+j a2 2)(b)(b1 1+j b+j b2 2)OxjyAa1a2BCa1+b1b1a2+b2b2 a e a e j j =b e=b e j j ,a=b,a=b,=,A B=(a A B=(a1 1 b b1 1)+j(a)+j(a2 2 b b2 2)电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分
18、资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值（3 3）乘法乘法乘法乘法。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数 A A 和和和和B B相乘可表示为相乘可表示为相乘可表示为相乘可表示为=a e=a e j j b e b e j j =ab e=ab e j(j(+)=ab =ab +OxjyABCab +aba1b1a2b2a2b1+a1b2（4 4）除法除法除法除法。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数。任意一个复数 A A 除以除以除以除以B B可表示为可表示为可表
19、示为可表示为AB=(aAB=(a1 1+j a+j a2 2)(b)(b1 1+j b+j b2 2)=a e =a e j j b e b e j j =a ab be e j(j()=AB=(aAB=(a1 1+j a+j a2 2)(b)(b1 1+j b+j b2 2)=(a)=(a1 1b b1 1 aa2 2b b2 2)+j(a)+j(a2 2b b1 1+a+a1 1b b2 2)=(a(a1 1b b1 1+a+a2 2b b2 2)+j(a)+j(a2 2b b1 1aa1 1b b2 2)b b1 12 2+b+b2 22 2 a ab b电工与电子技术电工与电子技术电工
20、与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1.6 正弦交流电压电流的相量表示电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有
21、资金的时间价值3.2 电路基本定律的向量形式pp 3.2.1 3.2.1 基尔霍夫定律的向量形式基尔霍夫定律的向量形式 KCL KCL KVL KVL电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值三种元件的伏安关系：三种元件的伏安关系：三种元件的伏安关系：三种元件的伏安关系：电阻：电阻：电阻：电阻：u=Riu=Ri电容：电容：电容：电容：i
22、=Ci=Cdududtdt电感：电感：电感：电感：u=Lu=Ldididtdt在正弦稳态电路中，这三种元件伏安在正弦稳态电路中，这三种元件伏安在正弦稳态电路中，这三种元件伏安在正弦稳态电路中，这三种元件伏安关系的相量形式应该是怎样的关系的相量形式应该是怎样的关系的相量形式应该是怎样的关系的相量形式应该是怎样的？3.2.2 RLC元件伏安关系的向量形式电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时
23、间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值设元件两端的电压和流过的电流可表示为：设元件两端的电压和流过的电流可表示为：设元件两端的电压和流过的电流可表示为：设元件两端的电压和流过的电流可表示为：u=Riu=Ri 电压和电流同相电压和电流同相电压和电流同相电压和电流同相一一一一 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件VARVAR的相量表示：的相量表示：的相量表示：的相量表示：故得故得故得故得电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资
24、金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值二二二二 电容元件电容元件电容元件电容元件VARVAR的相量表示：的相量表示：的相量表示：的相量表示：u i90 xjyI=CUU电容：电容：电容：电容：i=Ci=Cdududtdt1 1 电容电压电流的模与角频率有关电容电压电流的模与角频率有关电容电压电流的模与角频率有关电容电压电流的模与角频率有关2 2 电流相位电流相位电流相位电流相位超前超前超前超前电压相位电压相位电压相位电压相位9090 超前超前超前超前 故得故得故得故得3 3电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术
25、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值三三三三 电感元件电感元件电感元件电感元件VARVAR的相量表示：的相量表示：的相量表示：的相量表示：i u90 xjyU=LII u=i+90 电感电感电感电感 u=Ldidt1 1 电感电压电流的有效值与角频率有关电感电压电流的有效值与角频率有关电感电压电流的有效值与角频率有关电感电压电流的有效值与角频率有关2 2 电流相位电流相位电流相位电流相
26、位滞后滞后滞后滞后电压相位电压相位电压相位电压相位9090 滞后滞后滞后滞后3 3电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.3 RLC串并联交流电路的分析pp3.3.1 RLC3.3.1 RLC串联的交流电路串联的交流电路P53 P53 图图3.243.24等效阻抗等效阻抗分压公式分压公式pp3.3.2 RLC3.3.2 RLC并联
27、的交流电路并联的交流电路P55 P55 图图3.323.32等效阻抗等效阻抗分流公式分流公式电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.4正弦交流电路的功率和功率因数 1.1.瞬时功率瞬时功率电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增
28、值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.平均功率 也称有功功率，是瞬时功率在一个周期内的有效值也称有功功率，是瞬时功率在一个周期内的有效值 功率因数，功率因数角功率因数，功率因数角电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的
29、时间价值3.无功功率 无功功率的单位为乏无功功率的单位为乏(Var)(Var)电感电感 电容电容电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4.视在功率S=UI电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
30、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值小结小结小结小结平均功率（有功功率）平均功率（有功功率）平均功率（有功功率）平均功率（有功功率）（w w）P PR R=IU P=IU PL L=0 P=0 PC C=0 =0 无功功率：无功功率：无功功率：无功功率：（varvar）QQR R=0 Q=0 QL L=UI =UI QQc c=-UI=-UI平均储能：平均储能：平均储能：平均储能：（J J）Q QL L=2=2 WWL L Q QC C=-2-2 WWc c电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电
31、子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值功率因数 提高功率因数的意义提高功率因数的意义使供电设备得到充分利用使供电设备得到充分利用降低线路损耗降低线路损耗 提高功率因数的方法提高功率因数的方法根据有功功率和无功功率守恒确定并联电容的大小根据有功功率和无功功率守恒确定并联电容的大小根据向量图分析计算并联电容的取值根据向量图分析计算并联电容的取值电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术
32、电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.5电路的谐振 3.5.1 RLC3.5.1 RLC串联谐振电路串联谐振电路谐振的条件谐振的条件电压电压电流电流电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术电工与电子技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.5.2 RLC并联谐振电路 谐振频率谐振频率 特征特征电压和电流同相位，电压和电流同相位，电路呈现阻性电路呈现阻性阻抗最大，电流有效值最小阻抗最大，电流有效值最小