注册设备工程师考试培训讲义电工电子1

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1、1电工电子技术电工电子技术注册公用设备工程师考试群：注册公用设备工程师考试群：3228346312006年7月大家论坛注册公用设备工程师版块http:/ 或：第六版）或：第六版）秦曾煌编 高等教育出版社3第一节、电场与磁场-（物理学中基本电磁规律）库仑定律电磁感应定律 安培定律电磁感应定律4第一节、电场与磁场-（物理学基础）库仑定律 两个静止的点电荷在真空或空气中 相互作用的规律。电场强度 反映电场“力”的性质的物理量。5第一节、电场与磁场-（物理学基础）安培力 磁场中载流导体受到磁场力的作用规律。长直导线在匀强磁场中的受力为：电磁感应定律 变化的磁场作用于导体时，在导体中产生的感应电动势6（

2、2005、99）以点电荷 q 所在点为球心,距点电荷 q的距离为 r 处的电场强度 E 等于:(A)(B)(C)(D)7第二节 电路的基本概念和基本定律基本元件：基本元件：有源源件 无源元件基本定律：基本定律：欧姆定律基尔霍夫定律基本定理：基本定理：叠加原理戴维南定理8一、电路的作用和基本物理量一、电路的作用和基本物理量、电路的作用电路的作用1、功能：、功能：A传输能量传输能量B分配信息分配信息2、结构：、结构：A电源电源B负载负载C中间环节中间环节aE+-bIUabRORL(二二)电路的基本物理量电路的基本物理量电流电流i，电压与电位差电压与电位差Uab=Ua-Ub电功率电功率p9(1)在解

3、题前先在解题前先设定一个正方向设定一个正方向，作为参考方向；，作为参考方向；(3)根据计算结果根据计算结果确定实际方向确定实际方向：若计算结果为若计算结果为正正，则实际方向与假设方向，则实际方向与假设方向一致一致；若计算结果为若计算结果为负负，则实际方向与假设方向，则实际方向与假设方向相反相反。(2)(2)根据电路的定律、定理，根据电路的定律、定理，列出方程；并进行计算列出方程；并进行计算。E1ABRE2IR两点注意：两点注意：1 1、正方向正方向102 2、电功率、电功率aIRUb功率的概念功率的概念：设电路中任意两点间的电压为设电路中任意两点间的电压为U，流入此部分，流入此部分电路的电流为

4、电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:功率有正负！功率有正负！如果如果U I方向不一方向不一致结果如何？致结果如何？11 在在 U、I 正正方向选择一致的前提下：方向选择一致的前提下：IRUab“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）“发出功率发出功率”（电源）（电源）若若P=UI 0若若 P=UI 0P（吸收）（吸收）=P（发出）（发出）aE+-bIUabRORL例例例例8-18-112二、基本电路元件二、基本电路元件、电源元件、电源元件1、电压源：、电压源：2、电流源：、电流源：3、两种电源的等效变换、两种电源的等效变换、负载元件（略）、负载元件（略）aE+-bIU

5、abRORL131.1.电压源电压源I+-URoEIUERo越大越大斜率越大斜率越大R R0 0增加增加增加增加理想的电源特性理想的电源特性特点特点：(1）输出电）输出电压不变，其值恒等于电动势。压不变，其值恒等于电动势。即即Uab E；（2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源）:Ro=0时的电压源时的电压源.14恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设:E=10V当当R1、R2同时接入时：同时接入时：I=10AIE+_abUabR22 例例当当R1接入时接入时：I=5A则：则：2 R1152.2.电流源电流源bISR

6、oaUabIIsUabI伏伏安安特特性性 电电流流源源模模型型Ro理想电流源（理想电流源（恒流源恒流源):):RS=时的电流源时的电流源.（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。16恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设设:IS=1A R=10 时，时，U=10 V R=1 时，时，U=1 V则则:例例17aE+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabROIsabI 注意：电流源的正方向与电动势的正方向一致。注意：电流源的正方向与电动势的正方向一致。例题3、两种电源的等

7、效变换、两种电源的等效变换1819三三、电路的工作状态、电路的工作状态开路短路有载开路短路有载aE+-bIUabRORLuabiI短路短路开路开路RLI20四、四、电路的基本定律电路的基本定律1 1、电流定律、电流定律KCLKCL2、电压定律、电压定律KVLKVL3、欧姆定律欧姆定律 I=0212005、100.图示电路U=12V、UE=10V,R=0.4k.则电流I等于多少?(A)0.055A(B)0.03A(C)0.025A(D)0.005A22例：图示电路，S断开后，A点电位VAo；S闭合后，A点电位Uas分别是（a）-4v,3.6v（b）6v,0v（c）4v,-2.4v（d）-4v,2

8、.4v23第三节直流电路的解题方法、叠加原理、叠加原理、戴维南定理、戴维南定理注意：应用于线性电路。注意：应用于线性电路。独立电源和线性元件构成的电路独立电源和线性元件构成的电路24一迭加定理一迭加定理在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路线性电路线性电路(电路参数不随电压、电路参数不随电压、电流的变化而改变电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和代数和代数和代数和。+原电路原电路BI2I1AR1E1R2E2I3R3+_+_E2单独作用单独作用BI2R1

9、I1R2AE2I3R3+_E1单独作用单独作用BAI2I1E1R1R2I3R3+_25例8：”（”）26(二二)戴维南定理戴维南定理注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效是指对端口外等效概念概念：有源二端网络用电压源模型等效。有源二端网络用电压源模型等效。有源有源二端网络二端网络REdRd+_R27例9：282005、101.叠加原理只适用于分析下列哪项的电压、电流问题?(A)无源电路(B)线性电路(C)非线性电路(D)不含也惑、电容元件的电路29第四节正弦交流电路的解题方法一、正弦交流电路的三要素表示法、正弦交流电的三要素、正弦量的表示法二、单相交流电路纯R、L、C电路RLC串联电路分析

10、30例例幅度：幅度：已知：已知：频率：频率：初相位：初相位：31波形图波形图瞬时值瞬时值相量图相量图复数复数符号法符号法小结：正弦波的四种表示法小结：正弦波的四种表示法Ti32单一参数正弦交流电路的分析计算小结单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路电路参数参数电路图电路图（正方向）（正方向）复数复数阻抗阻抗电压、电流关系电压、电流关系瞬时值瞬时值有效值有效值相量图相量图相量式相量式功率功率有功功率有功功率 无功功率无功功率Riu设设则则u、i同相同相LiuCiu设设则则u领先领先i 90设设则则u落后落后i 90000基本基本关系关系33R-L-CR-L-C串联交流电路串联交流电路RLC34关

11、于复数阻抗关于复数阻抗 Z Z 的讨论的讨论由复数形式的欧姆定律由复数形式的欧姆定律可得：可得：结论：结论：的模为电路总电压和总电流有效值之比，的模为电路总电压和总电流有效值之比，而而的幅角则为的幅角则为总电压和总电流的相位差。总电压和总电流的相位差。-Z和总电流、总电压的关系和总电流、总电压的关系35362005、102.图示电路,正弦电流i2的有效值I2=lA.电流i3的有效值I3=2A,因此电流I1的有效值I1.等于多少?(A).(B).1+2=3A(C).2-l=lA(D).不能确定372005、103.图示电路,u=141sin(314t-30)V,i=14.lsin(314t-60

12、)A,这个电路的有功功率P等于多少?(A).500w(B).866W(C).l000W(D).1988W38三、三相交流电路三、三相交流电路-为相电压为相电压-为线电压为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为ACBN、三相电源：、三相电源：39负载负载 形接法形接法对称负载下：对称负载下：负载负载Y Y形接法形接法ACBZZZACB NZZZ、三相负载：、三相负载：40ACBNZAZBZC负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路解题思路：一般线电压一般线电压为已知，然后根据相电压和负载求为已知，然后根据相电压和

13、负载求电流。电流。4142第五节电路的暂态过程、电路的响应电路的响应、换路定则换路定则、求解一阶电路的三要素法、求解一阶电路的三要素法43444546l04.图示电路,换路前Uc(0-)=0.2U1,UR(0-)=0v,求：电路换路后Uc(0+)和UR(0+)分别为:(A).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0(B).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0.2U1(C).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=0.8U1(D).Uc(0+)=0.2U1,UR(0+)=U1472005、104.图示电路,u=141sin(314t-30)V,i=14.lsin(314t-60)A,这个

14、电路的有功功率P等于多少?(A).500w(B).866W(C).l000W(D).1988W48第六节 变压器、电动机及继电接触控制电路一、磁路基础知识二、变压器三、电动机四、继电接触控制电路49磁路和电路的比较磁路和电路的比较磁磁路路电电路路磁通磁通R+_EI磁压降磁压降磁动势磁动势电动势电动势电流电流电压降电压降UIN一、磁路基础知识50励磁电流：励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流励磁电流直流直流-直流磁路直流磁路交流交流-交流磁路交流磁路磁路分析磁路分析1、直流磁路、直流磁路2、交流磁路、交流磁路i51IU1、直流磁路分析、直流磁路分析直流磁路的特点

15、直流磁路的特点:直流磁路和电路中的恒压源类似直流磁路和电路中的恒压源类似直流磁路和电路中的恒压源类似直流磁路和电路中的恒压源类似直流电路中直流电路中E 固定固定I随随R变化变化随随变化变化直流磁路中直流磁路中F 固定固定一定一定一定一定磁动势磁动势F=IN 一定一定磁通和磁阻成反比磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）为线圈的电阻）52电路方程：电路方程：一般情况下一般情况下很小很小交流激励交流激励线圈中产生感应电势线圈中产生感应电势2、交流磁路的分析、交流磁路的分析：主磁通：主磁通：漏磁通：漏磁通ui53假设假设则则最大值最大值有效值有效值ui54ui

16、一定时磁动势一定时磁动势IN 随磁阻随磁阻的变化而变化。的变化而变化。当外加电压当外加电压U、频率、频率f与与线圈匝数线圈匝数N一定时，一定时，便便确定下来。根据磁路欧姆确定下来。根据磁路欧姆定律定律，当，当交流磁路的特点交流磁路的特点:交流磁路和电路中的恒流源类似交流磁路和电路中的恒流源类似 固定固定F随随变化变化交流磁路中：交流磁路中：交流电路中：交流电路中：IS固定固定U随随R变化变化55磁路特点(U不变，不变，I不变）不变）(I随随Rm 变化）变化）（U不变时，不变时，基本不变基本不变）直流磁路直流磁路磁动势磁动势F恒定恒定交流磁路交流磁路磁通恒定磁通恒定（随随Rm变化）变化）IN56

17、结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为为变比变比1、原、副边电压关系、原、副边电压关系时时二、变压器57结论：原、副边电流与匝数成反比结论：原、副边电流与匝数成反比空载励磁电流空载励磁电流很小，可忽略很小，可忽略。即：。即：2、原、副边电流关系、原、副边电流关系58（变阻抗）（变阻抗）3、原、副边阻抗关系、原、副边阻抗关系从原边等效：从原边等效：结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。变比的平方。592005-105.图示变压器,一次额定电压U1N=220V,一次额定电流I1N=llA,二次额

18、定电压U2N=600V.该变压器二次额定电流I2N约为多少?(A).lA(B).4A(C).7A(D).11A603、三相异步机的起动方法：三、电动机1、三相异步机的运行原理：2、三相异步机的运行特性：61AXYCBZi iAAXBYCZi iB Bi iC1、三相异步机的运行原理：62三相异步电动机的同步转速（旋转磁场转速）“no”极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速63电动机转速和旋转磁场转速的关系电动机转速和旋转磁场转速的关系电动机转速电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但异步异步电

19、动机电动机无转矩无转矩转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果64转差率转差率（s）的概念：）的概念：异步电机运行中异步电机运行中:转差率转差率S的大小反映了旋转磁场的转速的大小反映了旋转磁场的转速和电动机转速差与旋转磁场的转速的相对和电动机转速差与旋转磁场的转速的相对关系。即：关系。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:（转差率最大）（转差率最大）一般情况一般情况一般情况一般情况:0S1:0S空载(B).有载空载(C)两种情况下启功电流值相同(D)不好确定76KMSB2C

20、M3ABCKMFUQSB1、电动机连续运行、电动机连续运行KM自保持自保持起动起动按钮按钮SB1停车停车按钮按钮77KMSB1KMSB2KHM3ABCKMFUQSKH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。2、异步机的直接起动、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783 3、电机的正反转控制、电机的正反转控制、电机的正反转控制、电机的正反转控制M3ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMRSBR该电路必须先停车才能由正转该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。到反转或由反转到正转。KMFKMFSB1SBFKH794、电机的正

21、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。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQSKHKMRSBR互锁互锁80KMFKMFSB1SBFKHKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互锁-电机直接正反转控制电机直接正反转控制电机直接正反转控制电机直接正反转控制KMRM3A BCKMFFUQSKH电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）81第一讲 结束