【正文】 (215)則t1到t2的時(shí)間內(nèi)，電阻元件吸收的能量為W全部轉(zhuǎn)化為 非線性電阻的伏安特性曲線熱能。小時(shí)（kW1千瓦時(shí)是指功率為1kW的電源（負(fù)載）在1h內(nèi)所輸出（消耗）的電能。h。 從模型圖中可以看出，電感器是由一個(gè)線圈組成，通常將導(dǎo)線繞在一個(gè)鐵心上制作成一個(gè)電感線圈。 電感線圈 當(dāng)電感元件為線性電感元件時(shí)，電感元件的特性方程為 (219)式中，L為元件的電感系數(shù)（簡(jiǎn)稱電感），是一個(gè)與電感器本身有關(guān)，與電感器的磁通、電流無關(guān)的常數(shù)，又叫做自感，在國(guó)際單位制（SI）中，其單位為亨[利]（H）。當(dāng)通過電感元件的電流發(fā)生變化時(shí)，電感元件中的磁通也發(fā)生變化，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在線圈兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，設(shè)電壓與電流關(guān)聯(lián)時(shí)，電感線圈兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電壓 (220)上式表示線性電感的電壓uL與電流i對(duì)時(shí)間t的變化率成正比。故電感元件在直流電路中相當(dāng)于短路。 電容元件電容元件作為儲(chǔ)能元件能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量。微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF）也作為電容的單位。 當(dāng)= 0時(shí)，則= 0，說明電容元件的兩端電壓恒定不變，通過電容的電流為零，電容處于開路狀態(tài)。 電容所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為 (225) 電壓源與電流源電源是將其它形式的能量(如化學(xué)能、機(jī)械能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等)轉(zhuǎn)換成電能后提供給電路的設(shè)備。 我們所講的電壓源和電流源都是理想化的電壓源和電流源。 它的特點(diǎn)是電壓的大小取決于電壓源本身的特性，與流過的電流無關(guān)。因此，它稱之為獨(dú)立電壓源。 電壓源 直流電壓源的伏安特性曲線 電流源是指理想電流源，即內(nèi)阻為無限大、輸出恒定電流IS的電源。端電壓的大小與電流源外部電路有關(guān)，由外部負(fù)載電阻決定。 電流源 直流電流源的伏安特性曲線電流為IS的直流電流源的伏安特性曲線，是一條垂直于橫坐標(biāo)的直線，特性方程 I = IS （227） 如果電流源短路，流過短路線路的電流就是IS，而電流源的端電壓為零。 特征方程 U = US –Ir （228）(b)所示,可見電源輸出的電壓隨負(fù)載電流的增加而下降。 ，設(shè)Us=20V，r=1Ω,外接電阻 R=4Ω，求電阻R上的電流I。 解：根據(jù)公式(229) 則有 基爾霍夫定律本節(jié)將介紹基爾霍夫電流定律與電壓定律，它們則分別反映了電路中各個(gè)支路的電流以及各個(gè)部分電壓之間的關(guān)系。 幾個(gè)相關(guān)的電路名詞 復(fù)雜電路支路：電路中通過同一個(gè)電流的每一個(gè)分支。支路BAF、BCD中含有電源，稱為含源支路。節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。回路：電路中的任一閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。 基爾霍夫電流定律（KCL） 基爾霍夫電流定律指出：任一時(shí)刻，流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。 ，對(duì)于節(jié)點(diǎn)B可以寫出或改寫為 即 （230）由此，基爾霍夫電流定律也可表述為：任一時(shí)刻，流入電路中任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零?？梢园讶切蜛BC看作廣義的節(jié)點(diǎn)，用KCL可列出即 （231）可見，在任一時(shí)刻，流過任一閉合面電流的代數(shù)和恒等于零。若已知I1=2A，I2=―4A，I3=―8A，試求I4?；鶢柣舴螂妷憾珊?jiǎn)稱KVL，其一般表達(dá)式為 （232） 應(yīng)用上式列電壓方程時(shí)，首先假定回路的繞行方向，然后選擇各部分電壓的參考方向，凡參考方向與回路繞行方向一致者，該電壓前取正號(hào)；凡參考方向與回路繞行方向相反者，該電壓前取負(fù)號(hào)?；鶢柣舴螂妷憾刹粌H應(yīng)用于回路，也可推廣應(yīng)用于一段不閉合電路。 圖 KVL的推廣 例29圖 。解：由KVL得 由KVL的推廣形式得 或 由本例可見，電路中某段電壓和路徑無關(guān)。 、IRR2及US。它是以支路電流為求解對(duì)象，應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程組，然后再解出各未知的支路電流。 ，為兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行共同向負(fù)載供電。 解：① 選各支路電流參考方向如圖所示，回路繞行方向均為順時(shí)針方向。 (a)電阻的串聯(lián) (b)等效電路 電阻的串聯(lián) 電阻串聯(lián)時(shí)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①通過各電阻的電流相等；②總電壓等于各電阻上電壓之和，即③等效電阻（總電阻）等于各電阻之和，即 （234） 所謂等效電阻是指如果用一個(gè)電阻R代替串聯(lián)的所有電阻接到同一電源上，電路中的電流是相同的。各串聯(lián)電阻兩端的電壓與總電壓間的關(guān)系為 （235）式中、稱為分壓系數(shù)，由分壓系數(shù)可直接求得各串聯(lián)電阻兩端的電壓。⑤各電阻消耗的功率與電阻成正比，即 多量程直流電壓表是由表頭、分壓電阻和多位開關(guān)聯(lián)接而成的。 圖解：當(dāng)流過表頭時(shí)，表頭兩端的電壓當(dāng)量程時(shí)，串聯(lián)電阻得=99kΩ當(dāng)量程時(shí)，串聯(lián)電阻得 =400KΩ當(dāng)量程時(shí)，串聯(lián)電阻用上述方法可得=500KΩ。（a）所示為三個(gè)電阻的并聯(lián)電路。對(duì)于只有兩個(gè)電阻及并聯(lián)，則等效電阻為④分流系數(shù)在電路中，常用電阻的并聯(lián)來達(dá)到分流的目的。由式（237）還可知即電阻并聯(lián)時(shí)，各電阻支路的電流與電導(dǎo)的大小成正比。當(dāng)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)⑤各電阻消耗的功率與電導(dǎo)成正比，即 。并聯(lián)電阻支路的電流為 因?yàn)? 所以 =，即可得到一個(gè)量程為10mA的電流表。求解電阻的混聯(lián)電路時(shí)，首先應(yīng)從電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電阻串并聯(lián)的特征，分清哪些電阻是串聯(lián)的，哪些電阻是并聯(lián)的，然后應(yīng)用歐姆定律、分壓和分流的關(guān)系求解。則 電阻的混聯(lián)第三章 正弦交流電路學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握正弦交流電路的基本概念，正弦量的表示方法。了解正弦交流電路負(fù)載獲得最大功率的條件。這些按正弦規(guī)律變化的物理量統(tǒng)稱為正弦量。正弦電流的一般表達(dá)式為： (t)=sin(ωt+ψ) （31） 它表示電流是時(shí)間的正弦函數(shù)，不同的時(shí)間有不同的量值，稱為瞬時(shí)值，用小寫字母表示。 在式（31）中，為正弦電流的最大值（幅值），即正弦量的振幅，用大寫字母加下標(biāo)m表示正弦量的最大值，例如、等,它反映了正弦量變化的幅度。ψ為=0時(shí)刻的相位，稱為初相位（初相角），簡(jiǎn)稱初相。(a）、(b)分別表示初相位為正和負(fù)值時(shí)正弦電流的波形圖。正弦電流每經(jīng)過一個(gè)周期，對(duì)應(yīng)的角度變化了2π弧度，所以 ω= = (32)式中ω為角頻率，表示正弦量在單位時(shí)間內(nèi)變化的角度，反映正弦量變化的快慢。我國(guó)電力系統(tǒng)用的交流電的頻率(工頻)為50Hz。 相位差 任意兩個(gè)同頻率的正弦電流 1(t)= 2(t)= 的相位差是 = (t+ψ1)(t+ψ2) =ψ1ψ2 (33)相位差在任何瞬間都是一個(gè)與時(shí)間無關(guān)的常量，等于它們初相位之差。若兩個(gè)同頻率正弦電流的相位差為零，即=0，則稱這兩個(gè)正弦量為同相位。如果ψ1ψ2＞0，則稱1超前2，意指1比2先到達(dá)正峰值，反過來也可以說2滯后1。如果兩個(gè)正弦電流的相位差為=，則稱這兩個(gè)正弦量為反相。 有效值周期電流流過電阻R在一個(gè)周期所產(chǎn)生的能量與直流電流I流過電阻R在時(shí)間T內(nèi)所產(chǎn)生的能量相等，則此直流電流的量值為此周期性電流的有效值。 正弦交流電路中的功率及功率因數(shù)的提高 有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù) 設(shè)有一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，取電壓、則網(wǎng)絡(luò)在任一瞬間時(shí)吸收的功率即瞬時(shí)功率為 設(shè) 其中為電壓與電流的相位差。瞬時(shí)功率有時(shí)為正值，有時(shí)為負(fù)值，表示網(wǎng)絡(luò)有時(shí)從 瞬時(shí)功率波形圖外部接受能量，有時(shí)向外部發(fā)出能量。二端網(wǎng)絡(luò)所吸收的平均功率為瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值， 將式（36）代入上式得 （37） 可見，正弦交流電路的有功功率等于電壓、電流的有效值和電壓、電流相位差角余弦的乘積。在二端網(wǎng)絡(luò)為純電阻情況下，功率因數(shù)，網(wǎng)絡(luò)吸收的有功功率 ；當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)為純電抗情況下，功率因數(shù)，則網(wǎng)絡(luò)吸收的有功功率 ， 在一般情況下，二端網(wǎng)絡(luò)的，即。視在功率也稱容量，例如一臺(tái)變壓器的容量為，而此變壓器能輸出多少有功功率，要視負(fù)載的功率因數(shù)而定。即 而 所以無功功率 （39） 當(dāng)=0時(shí)，二端網(wǎng)絡(luò)為一等效電阻，電阻總是從電源獲得能量，沒有能量的交換； 當(dāng)時(shí)，說明二端網(wǎng)絡(luò)中必有儲(chǔ)能元件，因此，二端網(wǎng)絡(luò)與電源間有能量的交換。 功率因數(shù)的提高電源的額定輸出功率為，它除了決定于本身容量（即額定視在功率）外，還與負(fù)載功率因數(shù)有關(guān)。因此為了充分利用電源設(shè)備的容量，應(yīng)該設(shè)法提高負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)?？梢?，提高功率因數(shù)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。工廠生產(chǎn)中廣泛使用的三相異步電動(dòng)機(jī)就相當(dāng)于電感性負(fù)載。 下面分析利用并聯(lián)電容器來提高功率因數(shù)的方法。從相量圖可知由于電容電流補(bǔ)償了負(fù)載中的無功電流。 (a)電路圖 (b)相量圖 設(shè)有一感性負(fù)載的端電壓為，功率為，功率因數(shù)，為了使功率因數(shù)提高到，可推導(dǎo)所需并聯(lián)電容的計(jì)算公式： 流過電容的電流 又因 所以 （39） ,接到220V、50Hz的電源上。試求:(1)電路的總電流和總功率因數(shù)；(2)電路消耗的總功率；(3)，需并聯(lián)多大的電容？此時(shí)，電路的總電流為多少？(4), 需并聯(lián)多大的電容?解：(1) A cos= =176。 設(shè)電源電壓 =220/0176。A =22/60176。+22/60176。A = =176。 =()=263F