路模电子教案4,5章

第4章 三相交流电路 章 目前发电及供电系统都是采用三相交流电。 在日常生活中所使用的交流电源，只是三相交流 电其中的一相。工厂生产所用的三相电动机是三 相制供电，三相交流电也称动力电。 本章主要介绍三相交流电源、三相负载的联 接及电压、电流和功率的分析及安全用电常识。

4.1 三相交流电源

uA=Umsinωt uB=Umsin(ωt-1200) uC=Umsin(ωt-2400) =Umsin(ωt+1200)U l= 3 U p

4.2 三相交流负载 4.2.1 负载的ㄚ形联结 负载的ㄚ 负载ㄚ形与联结时，线电流Il 与相电流Ip 、线电压与相电压 的关系为Up Zp U l = 3U p Il = I p =

UA IA = ZA

UB IB = ZB

UC IC = ZC

I N = IA+ I B+ IC

三相四线制的中线不能断开,中线上不允许安装熔断器和开 关。

如果负载ZA=ZB=ZC称为对 称负载，这时的IA=IB=IC 相位互差1200。

I N = IA+ I B+ IC = 0对称负载ㄚ接中线可以省去，构成ㄚ联结三相三线制。 额定功率PN≤3kW的三相异步电动机，均采用ㄚ联结三 相三线制。

4.2.2 负载的△形联结 负载的△ 如果三相异步电动机的额定功率

PN≥4kW时，则应采用△形联结.负载△形联结的特点是：

Ul=UpIp = Up Zp

Il = 3 Ip= Ul Zp

三相负载的△形联 结只有三相三线制。

4.2.3 三相功率三相负载总的功率计算形式与负载的联结方式无关。 三相总的有功功率 三相总的无功功率 三相总的视在功率 如果负载对称，则 P=Pa+Pb+Pc Q=Qa+Qb+QcS = P2 + Q2

P = 3U p I p cos = 3U l I l cos Q = 3U p I p sin = 3U l I l sin 三相总的功率分别为 S = 3U p I p = 3U l I l

【例4.1】 例 如图4.5所示的三 相对称负载，每相负载的电 阻R=6 ,感抗XL=8 ,接 入380V三相三线制电源。试 比较ㄚ形和△形联结时三相 负载总的有功功率。 解：各相负载的阻抗 ㄚ形联结时，负载的相电压 线电流等于相电流Il = I p =

Z = R 2 + X l = 6 2 + 8 2 = 10 Up =Up Z =

Ul 3

=

380 3

= 220V

220 = 22A 10

R 6 = = 0.6 Z 10 故ㄚ形联结时三相总有功功率为负载的功率因数 cos =

PΥ = 3U l I l cos = 3 × 380 × 22 × 0.6 = 8.7kW改为△形联结时,负载的相电压 Up=Ul=380V 负载的相电流 I p = U p = 380 = 38AZ 10

则线电流 Il=

3 Ip= 3 ×38=66A

△形联结时的三相总有功功率为 P△= UlIlcos= 3 ×380×66×0.6=26.1 kW 3

可见 P△=

3PΥ

本章小结三相交流发电机产生按正弦规律变化的三相幅值 相等、频率相同、相位互差1200的交流电。 负载星形联结 Il=Ip 、Ul= g d v g 3 Up G G

负载角形联结 Ul=Up 、 Il= 3 Ip 三相有功功率 P=Pa+Pb+Pc, 三相负载对称 P=3UpIpcos= 3 UlIlcos 中线上不允许接熔断器

及开关。

第5章 电路的暂态分析 章 在含有储能元件(电容、电感)的电路中， 当电路的某处联结或元件的参数发生变化，使储 能元件储能或释放能量而导致电路中的电压及电 流产生暂时的变化过程，这个暂时的变化过程称 为电路的暂态。暂态过程发生之前或暂态过程结 束之后的电路状态均称为稳态。 本章主要讨论运用三要素法分析暂态过程中 电压和电流的变化规律及常用的RC微积分电路。

5.1 换路定则 换路：电路的某处联结或元件的参数发生变化 换路定则：在换路瞬间电容两端的电压不能跃 1 1 变 (u C = ∫ iC dt ) ,电感中的电流不能跃变 (i L = ∫ u L dt ) , C L 设换路的瞬间t=0,换路前的终了瞬间t=0 - ,换路后的 初始瞬间t=0+ 换路定则公式：

u C (0 + ) = u C ( 0 ) i L (0 + ) = i L ( 0 )

5.2 暂态分析的三要素法 含有一个储能元件或可等效为一个储能元件的电 路换路时，各个元件上电压和电流的变化规律为

f (t ) = f (∞) + [ f (0 + ) f (∞)]e

t

τ

式中 f (t)为待求量， f (0 + )为初始值， f (∞)为 稳态值，τ为换路后的电路时间常数。

f (0+)、 f (∞)和τ称为 “三要素”。

5.2.1 初始值 +) 初始值f(0 根据换路定则就可以求得换路后电容电 压的初始值uC(0+)和电感电流的初始值iL(0+ )及电路中各个元件上电压和电流的初始

值f (0+)。

【例5.1】 例 求图5.1(a)所示电路换路后(S 闭合)各个元件上的初始值。设换路前(S断 开)uC(0-)=0,如图5.1(b)所示。电路中E =12V, R1=R2=10 k ,C=1000PF。

解：根据换路定则

u C ( 0 + ) = u C (0 ) = 0u R 2 (0 + ) = E = 12V

u R1 (0 + ) = u C (0 + ) = 0iC ( 0 + ) = i R 2 ( 0 + ) =

u R 2 (0 + ) 12 = = 1.2mA 10k R2

u R1 (0 + ) i R1 (0 + ) = =0 R1

【例5.2】 电路如图5.2 (a)所示，R1=R2=R3=3 , 例 L=3H ,E=6V,开关S长期处于1位置。t=0时S打向2 位置，求各个元件上的初始值。