第一章-配网基础知识

第一章-配网基础知识
第一章-配网基础知识

第一章基础知识

第一节配电网概述

一、配电网概念

连接并从输电网(或本地区发电厂)接收电力,就地或逐级向各类用户供给和配送电能的电力网称为配电网(如图所示)。配电网设施主要包括配电变电所、开闭所、配电线路、断路器、负荷开关、配电(杆上)变压器等。配电网及其二次保护、监视、控制、测量设备组成的整体称为配电系统。

对配电系统的基本要供电安全、可靠,电能质量合格,投资合理,运行维护成本低,电能损耗小,配电设施与周围环境相协调。

二、配电网的分类及特点

我国配电网供电围基本上按行政建制地级城市和县(市)所辖的管理区域划分。少数地区,在跨行政区域供、受电的,但销售量及收入仍按行政区域分归统计。习惯上,我国对配电网有多种称谓,根据配电网电压等级的不同,可分为高压配电网、中压配电网和低压配电

网;根据配电线路的不同,可分为架空配电网、电缆配电网以及架空电缆混合配电网。根据供电区域特点不同或服务对象不同,可分为城市配电网和农村配电网;

(一)按电压等级分

根据配电网电压等级的不同,可

分为高压配电网、中压配电网和低压

配电网。如图所示:

1.高压配电网

高压配电网指由高压配电线路和

相应等级的配电变电站组成的向用户

提供电能的配电网。其功能是从上一

级电源接收后,直接向高压用户供电,

或通过变压器为下一级中压配电网提

供电源。高压配电网分为110、63、35kV

三个电压等级,城市配网一般采用

110kV作为高压配电电压。高压配电网

具有容量大、负荷重、负荷节点少,

供电可靠性要求高等特点。

2.中压配电网

中压配电网由中压配电线路和配电变电站组成向用户提供电能的配电网。其电压等级包括20kV、10kV及6.3 kV,其功能是从输电网或高压配电网接收电能,向中压用户供电,或向用户用电小区负荷中心的配电变电站供电,再经过降压后向下一级低压配电网提供电源。中压配电网具有供电面广、容量大、配电点多等特点。目前我国绝大多数地区的中压配电网电压等级是10kV。有些新开发的工业园区,如新加坡工业园区的中压配电网采用20kV供电,一些大工业企业的中压配网也有采用6.3 kV电压供电的。

3.低压配电网

低压配电网是指低压配电线路及其附属电气设备组成的向用户提供电能的配电网。其电压等级0.38kV,0.22kV。其中以中压配电网的配电变压器为电源,将电能通过低压配电线路直接送给用户。低压配电网的供电距离较近,低压电源电较多,一台配电变压器就可以作为一个低压配电网的电源,两个电源点之间的距离通常不超过几百米。低压配电线路供电容量不大,但分布面广,除一些集中用电的用户外,大量是供给城乡居民生活用电及分散的街道照明用电等。低压配电网主要采用三相四线制、单相和三相三线制组成的混合系统。我国规定采用单相220V、三相380V的低压额定电压。

本教材根据电力工程造价管理的围的界定,书中所指的配电网均指中压及以下的配电网。

(二)按配电线路的形式分

按配电线路的形式分架空配电网、电缆配电网和混合配电网。

1.架空配电网

架空配电网主要由架空配电线路、柱上开关、配电变压器、防雷保护、接地装置等构成。其配电线路是用电杆(铁塔)将导线路悬空架设、直接向用户供电。其主要由基础、杆塔、导线、横担、绝缘子、金具等组成。

架空配电网的特点包括:

(1)设备材料简单,成本低;

(2)容易发现故障,维修方便;

(3)容易受到外界因素影响,供电可靠性差;

(4)需要占用地表面积,影响市容;

2.电缆配电网

电缆配电网是指以地下配电电缆和配电变电所组成的向用户供电的配电网。其电缆配电线路一般直接埋设在地下,也有架空敷设,沿墙敷设或水下敷设。主要由电缆本体、电缆中间接头、电缆终端头等组成,还包括相应的土建设施,如电缆沟、排管、隧道等,电缆线路一般设在地下,与架空配电网相比,其受外界的因素影响较小。但建设投资费用大,运行成本高,故障地点较难确定,有时造成用户较长时间停电。因此只为城市景观要求,政府规定不准架设架空线和架空走廊有困难的地方,以及负荷密度高、用架线不能满足要求时,才采用电缆线路。原来采用架空配电网的城市,在发展过程中,随着负荷密度增高,会逐步增加电缆线路比重,并趋向将架空线入地,成为电缆配电网。

3.混合配电网

如前所述城市土地资源紧缺,以及受周围建筑物影响,城市输电线路越来越多地采用地下电缆线路。而城市周边的线路仍然以架空线为主,从而导致了电缆—架空线混合输电线路的大量出现。

第二节配电网结构

配电网结构是指配电网中各主要电气元件的电气连接形式,基本分为放射式、树干式、环网式及混合式等几大类。环网式结构又可分为多回路和环式等。

一、放射式配电网

放射式配电网是指一路配电线路自配电变电站引出,按照负荷的分布情况,呈放射式延伸出去,线路没有其他可连接的电源,所有用电的电能只能通过单一的路径供给。如图这种网络主要由降压变电所3~10kV侧引出许多单独线路组成。每一种单独线路均向一个或几个配电变电所供电,如图1-6)所示。

放射式配电网络的特点是配电线可根据用户随时扩展,就近接电,维护方便、保护简单,但供电可靠性不高和灵活性较差,总线路长、不经济。线路及设备发生故障或检修时,就要中断供电。因而放射式配电网一般适用于负荷密度不高、用户分布较分散或供电用户属一般用户的地区。例如一般居民区、小城市近郊、农村地区等。

二、树干式配电网络

树干式配电网是指高压电源母线上引出的每路出线,沿线要分别连接到若干个负荷点或用电设备。

这种网络是由降压变电所3~10kV侧引出一条或几条主干线路,每条主干线路可供几个

配电变电所,如图(《配电设备》第二版P3图1-7)所示。

树干式配电网络的特点是接线比较灵活,易于增加或减少配电变电所的数目,比放射式网络使用的设备少,可使网络简化。任何一个配电所中的变压器均有切断设备,当某一台配电变压器故障时,并不影响其他配电所的供电。当主干线上发生故障时,连接这条主干线上的负荷均要停电。通常用来配电给Ⅲ及负荷,每条干线上安装的变压器约5台以,总容量不超过2000kVA。

三、多回路配电网

多回路式配电网是指自配电所引出多回配电线路(一般是平行敷设的)接到受电端,正常时各条配电线路并列运行,平均分担全部负荷,当一条配电线路有故障时,可自动将其切断隔离,其余的配电线路有足够容量承担全部负荷,如图GYPD00101001-3所示。

多回路式配电网至少有两回配电线路,但一般为3-4路或更多回路。多回路式配电网比放射式配电网可靠性高,一回配电线路故障时,不会造成用户停电,有需要时还可达到在第二回配电线路故障时不造成用户停电的要求。电缆配电网故障测寻和故障修复时间较长,故常采用这种多回线的结构。多回线式配电网的主要缺点是继电保护配置比放射式配电网的要复杂。

四、环式配电网

环式配电网是指配电变电站引出的配电线路连接成环形,每个用电点各自环上不同部位接出,如图( GYPD00101001-4所示)。

简单的环式配电网是两回配电线路自同一(或不同)配电变电站的母线引出,利用联络断路器(或分段断路器)连接成环,每个用电点自环上T形或n形支接。当环路上某区段发生故障时,利用分段断路器切换隔离后,其他区段上的负荷可继续供电,这是环式配电网的特点。

将联络断路器经常断开,只有当某区段发生故障或停电作业时才倒换为闭合的运行方式,称为常开环路方式;而将联络断路器经常闭合的运行方式称为常闭环路方式。环网正常运行时一般采用开环运行其优点是可提高供电可靠性,减少短路电流、降低线损。

五、混合式配电网络

这种网络的接线具有公共备用干线和工作干线的混合式配电网络。正常运行时由3~

l0kV的各条于线供电给各配电变电所,公共备用干线(见图1-9中的虚线) 经常处于不带电状态。当工作干线的每一段发生故障或检修时,将分段断路器QFl和该段进线端断路器 QF2断开,手动或自动投入备用干线,即可恢复供电。

具有公共备用干线的混合式配电网络的特点是供电可靠,可满足Ⅱ级负荷的需要,如果备用干线由另一电源供电,而且采用自动投入装置时,可满足Ⅰ级负荷的需要。其缺点是敷设线路和建造配电变电所需要的投资很大,所以在选择这种网络接线时,一定要进行经济技术方面的比较。

第三节配电网供电方式

一、配电网的基本要求

1.安装技术要求

配网的第一要保证持续配电。因为电能的生产、供应和用电几乎是瞬间同时完成的,电能的中断或减少会直接影响国民经济生产各部门及人们生活需要。因此必须对配电设备和用户实施不间断配电。

配电网的第二要及时发现网络的非正常运行情况和设备存在的缺陷情况。因为网络处于异常运行情况或设备存在某些缺陷时,配电网还是可以继续运行一段时间,但是不及时发现这些问题就会使用运行环境的恶化,导致发生电力事故。

配电网的第三要能够迅速隔离故障、最大限度地缩小停电围,满足灵活供电需要。国为一回发生故障(如短路),断路器就会跳闸,如果重合不成就会造成较大面积的停电,此时,需要迅速发现并隔离故障,缩小停电围。保证其他用户可以继续安全、可靠用电。

2.电能质量要求

让用户接受合格的电能是对配电网提出的电能质量要求。衡量电能质量的指标通常是电压、频率和波形,在配电网中电压和波形显行尤为重要。

(1)频率。我国频率的额定值是50Hz,,频率的偏差一般允许为±0.2 Hz,维持电网频率的任务应该由发电厂的一次调频和二次调频系统来完成,但这是指电网在最大出力(即供应电能的能力)的情况下进行,一旦电网出现过载,超过调频系统的承受围时,变电站就会启动按频率自动减负荷装置,分级、有效地切除负荷以保证频率在额定值附近。因为,频率偏差大,将影响用户的产品总产量和质量,影响电子设备工作的准确性,增大变压器和异步电机的励磁无功损耗,将影响发电厂的出力和电网稳定,甚至造成汽轮机叶片损伤或断落事故。

(2)电压。各级电压等级应维持在额定值附近,但允许有一个偏差。

1)20kV~10kV的中压配电网和电力用户为±5%

2)380V的低压压配电网和电力用户为±7%

3)220V的电力用户为-10%~+7%

理想的供配电电压应该是幅值恒为额定值的三相对称正弦波电压。由于供配电系统存在阻抗、用电负荷变化和负荷性质差异等因素,实际供配电电压总是与理想电压之间存在差偏差,而实际用电设备均按额定电压设计,电压过低时,电动机绕组中电流增大,温升增加,效率降低,寿命缩短,甚至烧坏电动机;客户的电热设备会减少发热量而引起产量和质量的

降低;白炽灯泡发光效率降低,电子设备不能正常工作。电压过高时,危及电气设备的绝缘,使其遭受损坏;在某种情况下,由于变压器的铁蕊饱和还可能引起高频谐振,引起事故。无论电压偏高还是偏低都将影响用电设备运行的技术指标和经济指标,甚至不能正常工作,为此。规程对电压偏差已有明确规定,应当注意监视和适当调准。

(3)波形。三相电压和三电流的波形应该是对称的正弦波形。但高频负荷、冲击负荷和晶闸管整流装置的不断出现使得波形畸变产生高次谐波,使电气设备过热、振动;使电子设备的效率和继电保护、自动装置误动;还可能引起对通信设备的干扰;同时增加了附加损耗,降低了电气设备的效率和利用率,电网谐振不断增加会引发事故。因此要求对负荷性质进行掌控,对波形进行有效检测,从技术和管理上坚决抵制和有效治理电网的高次谐波,为用电设备提供一个清洁的能源。

3.经济运行要求

在保证持续供电、用户接受合格电能的同时,要求配电网在最经济的状态下运行,这样可以使得配电网的网损最小,不仅可以降低运行成本,还可以提高一小部分供电能力。故可以从下列几个方面加以考虑:

(1)根据负荷变化情况改变配电网络的供电方式。

(2)根据负荷变化情况改变变压器的运行方式。使之处于经济运行状态。

(3)降低变压器的铁芯损耗,使用节能型变压器。

(4)结合工程改变供电路径,使用节能设备、器材。避免迂回供电。

总之,配电网络的经济运行要在符合实际需要和可能的基础上加以考虑,避免盲目将尚可使用的设备加以撤换。

二、供电方式类型

根据电力负荷对供电可靠性的要求,确定其供电形式,供电形式一般分为单电源、双电源供电形式。

(一)单电源供电形式

如图3-1所示,这种供电形式主要是由降压变电站引出许多线路组成,电力用户由其中的一路线路供电(一般该线路沿线满足供电要求的电力用户都由该线路供电).

图GYPD00103003-1 单电源供电形式

单电源供电形式特点是维护方便、保护简单、便于发展,但可靠性较差。单电源供电形式适用于三级负荷。

(二)双电源供电形式

1.不同母线供电形式

如图3-2所示,这种供电形式主要是电力用户由同一降压变电站不同母线的两路线路供电。

这种供电形式特点是供电可靠性高。这种供电形式适用于二级及以上的重要负荷。

图GYPD00103003-2不同母线供电形式

2.不同电源供电形式

如图3-3所示,这种供电形式主要是电力用户由不属于同一降压变电站的两路线路供电。这种供电形式特点是供电可靠性高。这种供电形式适用于二级及以上的重要负荷。

图GYPD00103003-3 不同电源供电形式

三、配电网的发展趋势

配电网的发展趋势主要表现为以下几个方面。

1.简化电压等级

尽量减少降压层次,有利于配电网的管理和经济运行。我们国家降压层次常用的有220/110/35/10kV、220/110/10kV、220/63/10kV三种,显然第三种比第一种经济,而且第二种比第三种经济,随着负荷的发展,10kV的容量逐渐饱和,供电半径越来越小,220/110/20kV将是更好的电压层次。

2.减小线路走廊和占地

随着城市的建设,配电网的占地矛盾日益突出,采用窄基铁塔、钢管塔、多回路线路可有效减小线路走廊,将配电装置向半地下和地下及小型成套发展。电缆隧道和公用事业管道共用将进一步推广。

3.配电线路绝缘化

采用架空绝缘线路可有效解决树线矛盾,减少事故率、触电伤亡和短路事故,同时架设空间可大可缩小,减少线路损耗。但架空绝缘导线也有许多缺点,比如雷击易断线,强度较低,检修挂接地线困难等,这在以后的发展中将逐渐得到改善。

4、节能型金具

在线路通过电流的情况下,不产生或只有非常少的电能损耗(相对于老的金具而言)的金具称为节能型金具。节能型金具并不只是在材料上以铝合金代替铸铁,而是从结构上完全改变,结构上轻巧,通用性强,表面不易氧化,使电的连接可靠度大大提高。例如:新型楔型铝合金耐线夹,如图 GYPD00101001-5所示,不但材料采用铝合金,而且结构上采用楔块紧固,楔块与导线的接触使导线的紧固更妥贴,表面不易氧化,在各种自然环境下不会锈蚀。

5.配电网自动化

所谓配电网自动化是指利用现代电子、计算机、通信及网络技术,将配电网在线数据和

离线数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。配电自动化可减少停电时间,提高供电可靠性,改善供电服务质量,降低电能损耗,提高设备的利用率。

6.智能配电网

智能配电网是将先进的传感测量技术]信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型配电网。与传统配电网相比,智能配电网将进一步优化各级电网控制,构架结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构,通过集中与分散相结合的模式灵活变换网络结构、智能重组系统架构、优化配置系统效能、提升配电网服务质量,实现与传统配电网截然不同的配电网的运营理念和体系。

第四节配电网自动化

一、配电自动化系统的含义

配电网自动化系统(DAS)是一个函盖面很广,用于管理与运行配电网的综合自动化系统,包含了配电网中的变电站,馈电网络及用户的管理、监控、优化等功能。

从20世纪80年代末逐步发展至今的配电网自动化,其功能容大致分为四个方面,即:变电站自动化、馈电线自动化,需方用电管理及配电管理自动化。

配电自动化,按美国电气工程学会(IEEE)的定义,是指一种可以使电力企业在远方以实时方式监视、协调和操作各种配电设备的系统。

我国将变电站自动化、馈电线路自动化、需方用电管理和配电管理自动化的有机集成称为配电管理系统DMS。

二、配电自动化系统构成

一般认为配电系统自动化应包含以下容(将每种容解释包括作用):

馈线自动化(FA)

配电自动化(DA)变电站自动化(SA)

配电网通信系统

配电网管理系统(DMS)配电地理信息系统(GIS)

潮流分析、优化及其他应用软件

调度员培训模拟系统(DTS)

负荷系统(LM)扩展需方用电管理(DSM)

配电网SCADA系统

1.配电调度自动化。包括配电SCADA(监视控制、数据采集)、配电网电压/无功管理系统及故障诊断和断电管理家系统等。

2.变电站综合自动化。包括微机保护在的变电所、配电所、开闭所综合自动化。

3.馈线自动化。包括线路故障自动隔离和自动恢复供电,馈线运行数据检测与报告,电压/无功控制等。

4.自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS) ,

5.配电工作管理系统。包括网络分析、运行工作管理、设备检修管理、工程设计及施工管理、配电网规划设计系统等。

6.用电管理自动化。包括客户信息系统,负荷管理系统,计量计费系统,用电营业管理系统,用户故障、报修系统等。

7.配电网能耗管理系统。如能耗统计分析,配电网在线经济运行和变压器负荷管理等。

8.配电网分析软件。如网络拓朴分析,潮流分析,短路电流计算,负荷模型,配电网状态估计,配电网负荷预测,配电网安全分析,网络结构优化和重构,配电网电压调整和无功优化等。

9.和其它系统的接口、如与生产管理信息系统(MIS)接口等。

三、配电自动化的基本功能

配网系统自动化的主要功能有:配电网运行和管理功能;运行计划模拟和优化功能;运行分析和维护管理功能;用户负荷监控和故障报修功能。

(一)配电网运行和管理功能

1.配电网运行监视

对配电网的运行监视是指通过采集配电网上的状态量(如开关位置和保护动作情况等)和模拟量(电压、电流和功率等)及电能量,从而对配电网的运行状况进行监视。

它包括配电网及变电站运行状态监视、电网拓扑结构监视、电网负荷监视、切换动作监视,报警监视和设备越限运行的监视。

配电网及变电站运行状态监视能使电力公司随时掌握电网接线状况和负荷状况,也可帮助判明用户故障报修和管理现场工作班的地点。

电网拓扑结构监视是当高压/中压变电站或中压电网中的开关位置变化时,自动而且几乎是同时地更新网络拓扑结构。

电网负荷监视是对中压和低压电网的负荷提供最佳可能的估算,也能计算整个电网的电压和设备负载,并能检测出过负荷或电压问题。

切换动作监视是记录所有进入系统的工作容,对每组切换动作的细节全都记录下来。

2.配电网运行的控制

对配电网的运行控制是指在需要的时候,远方控制开关的合闸或跳闸以及有载调压变压器的分接头,以达到所期望的目的(如满足电压质量的要求、无功补偿和负荷平衡等)。

包括就地自动控制和地区遥控。就地自动控制是仅需要就地信息而不需要知道电网接线状况就可进行控制的动作。它是由变电站的空子设备在就地实现的操作。如变电站变压器和馈线通过就地安装的各种继电保护装置或配电线路上的分段断路器,通过本身安装的继电保护和重合闸装置实现自动跳闸或重合闸;变压器的有载分接开关、电容器的投切开关通过按远方整定的整定值就地自动切换或投切,都属于就地自动控制功能。地区遥控是协调各个就地功能的,他是由运行人员通过各类通道向设备发出投切的控制而完称操作的,也可以由运行人员通过流动终端站向现场工作班发出工作命令后再就地实现操作。

3.配电网的保护。

配电网的保护功能是指检测和判断故障区段,并隔离故障区域,维持正常区域供电。

4.故障诊断分析与恢复供电

它包括用户故障信息的收集,根据用户故障报修对低压电网的故障进行诊断与定位分析,担据继粤卿及断路器动作情况和故障检测器动作情况对中压电网的故障进行诊断与定位分析,恢复供电操作和现场场抢修的安排

5.运行情况统计及报告

它包括维修资料、运行计划资料和管理控制资料,在配电网数据管理中的配电运行动态数据中记录和更新。

(二)运行模拟和优化功能

1.配电网运行模拟。它包括配电网负荷的估计、有功和无功潮流计算、倒闸操作的模拟(例如确定最合理的变压器分接头位置、电容器投切的整定、确定环网中开环点的最适当位置等)和事故的模拟计算。事故的模拟计算包括馈线的各种类型短路的计算和冷负荷起动

的计算(冷负荷起动的计算是用于估计电网上重新接通的负荷值)。

2.倒闸操作计划的编制。它包括编制遥控或遥控调操作命令及委派现场操作人员的操作任务的计划,对倒闸操作后可能影响用户用电的分析和及时通知用户等。

3.入网关口电量的计划和优化。根据配电网的负荷及潮流,合理安排各入网关口的电量,使本购电成本最低,损耗最小,且又能保证供电质量。

(三)运行分析和维护管理功能

主要是对配电网故障和供电质量反馈的信息进行运行分析(如控制装置及配电设备的误动作及故障分析、电网故障分析和电能质量分析等),以及根据设备状况进行维修计划的编制,对维修工作的班组进行跟踪管理及对维修结果进行分析以得知维修的费用和效益。

(四)用户负荷监控和故障报修功能

1.用户端负荷和电能质量的遥测。通过对用户端负荷的遥测,可以了解该用户的负荷曲线和特性,用于统计分析以建立负荷预测模型;通过对电压、电流、三相不平衡度、电压偏移率、短时或瞬时断电以及谐波的测量,可以诊断向用户供应的电能质量。

2.用户端负荷和表计的控制。根据与用户的合同遥控整定表计的参数,可按日和季度不同电费的分析以建立负荷预测模型;通过自动装置遥控用户的电热水器、大型空调机等的分时投切,使其电价的变化而调节用电。在电网发生意外情况时遥控改变用户的电力供应整定值以实现有效的电力平衡等。

3.用户故障报修处理系统。它包括用户故障报修的自动应接记录和人工应接记录。将用户报修信息输入配电网地理信息系统,为分析事故提供准确信息,根据调度对事故的分析和处理估计向用户提供可能恢复供电的大致时间,并列入话音处理装置,作为对用户答应的容之一。

第五节智能配电网

一、智能配电网的概念

智能化配电网就是以配电网高级自动化技术为基础,通过应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术,利用智能化开关设备、配电终端设备,在坚强电网构架和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下,允许再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行,鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动,以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制和非正常运行状态下的自愈控制,最终为电力用户提供安全、可靠、优化、经济、环保的电力供应和其他附加服务。

美国能源部2003“一个完全自动化的电力输送网络,能够监测控制每一个用户及节点,实现电能与信息在任意点之间的双向流动”

欧洲电力工业联盟“是能够整合发电方、用户或者同时具有发电和用电特性的成员的行为和行动,以保证电力供应持续、经济和安全的电力网络,它能够交互运行,可容纳更大围的颁式发电系统并网”

二、智能配电网构架

智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成,通过应用配电网运行自动化技术、管理自动化技术、用户自动化

系统、分布式电源并网控制技术、定制电力技术等,

对配电网各个环节、模块和设备进行智能化,同时

结合地理信息系统应用,实现正常情况下,配电网

与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情

况下快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能,从而为用户提供优质可靠的电能,为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径,提高配电网的综合自动化水平、管理水平和电力市场化水平,进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一,其构架如图:

三、智能配电网功能特征

与传统的配电网相比较,智能配电网具有如下特征:

1.更高的供电可靠性:具有抵御自然灾害和外部破的能力、能够进行电网安全隐患的实时预测和故障智能处理,最大限度地减少配电网故障对用户的影响;在主网停电时,应用分布式发电,可再生能源组成的微网系统保障重要用户的供电,实现真正意义上的自愈。

2.更优质的电能质量:利用先进的电力电子技术、电能质量在线监测和补偿技术,实现电压、无功的优化控制,保证电压合格;实现对电能质量敏感设备的不间断、高质量、连续性供电。

3.更好的兼容性:支持在配电网接人大量的分布式发电单元、储能装置、可再生能源,与配电网实现无缝隙连接,实现“即插即用”,支持微网运行,有效地增加配电网运行的灵活性和对负荷供电的可靠性。

4.更强的互动能力:通过智能表计和用户通信网络,支持用户需求响应,积极创造条件让拥有分布式发电单元的用户在用电高峰时向电网送电,为用户提供更多的附加服务,实现从以电力企业为中心向以用户为中心的转变。

5.更高的电网资产利用率:有选择地实时、在线监测主要设备状态,实施状态修,延长设备使用寿命;支持配电网快速仿真和模拟,合理控制潮流,降低损耗,充分利用系统容量;减少投资,减少设备折旧,使用户获得更廉价的电力。

6.集成的可视化管理平台:实时采集配电网及其设备运行数据,实时运行数据与离线管理数据高度融合、深度集成,实现设备管理、检修管理、停电管理以及用电管理的信息化,为运行人员提供高级分析和辅助决策的图形界面。

电子电路基础习题册参考答案-第一章

电子电路基础习题册参考答案(第三版)全国中等职业技术 第一章常用半导体器件 §1-1 晶体二极管 一、填空题 1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类,最常用的半导体材料是硅和锗。 2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同,可形成N 型半导体和P 型半导体。 3、纯净半导体又称本征半导体,其内部空穴和自由电子数相等。N型半导体又称电子型半导体,其内部少数载流子是空穴;P型半导体又称空穴型半导体,其内部少数载流子是电子。 4、晶体二极管具有单向导电性,即加正向电压时,二极管导通,加反向电压时,二极管截止。一般硅二极管的开启电压约为0.5 V,锗二极管的开启电压约为0.1 V;二极管导通后,一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。 5.锗二极管开启电压小,通常用于检波电路,硅二极管反向电流小,在整流电路 及电工设备中常使用硅二极管。 6.稳压二极管工作于反向击穿区,稳压二极管的动态电阻越小,其稳压性能好。

7在稳压电路中,必须串接限流电阻,防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。 8二极管按制造工艺不同,分为点接触型、面接触型和平面型。 9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、 开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。 10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。 11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。 12、图1-1-1所示电路中,二极管V1、V2均为硅管,当开关S与M 相接时,A点的电位为 无法确定V,当开关S与N相接时,A点的电位为0 V. 13图1-1-2所示电路中,二极管均为理想二极管,当开关S打开时,A点的电位为10V 、 流过电阻的电流是4mA ;当开关S闭合时,A点的电位为0 V,流过电阻的电流为2mA 。 14、图1-1-3所示电路中,二极管是理想器件,则流过二极管V1的电流为0.25mA ,流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。

第1章电路基本概念与电路定律习题与答案

第1章 习题与解答 1-1 2C 的电荷由a 点移到b 点,能量的改变为20J ,若(1)电荷为正且失去能量;(2)电荷为正且获得能量;求ab u 。 解:(1)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ?=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且失去能量,2W OJ ?=,ab u 为正且 2102ab W OJ u V q C ?= ==? (2)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ?=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且获得能量,2W OJ ?=,ab u 为负且 2102ab W OJ u V q C ?-===? 所以 10ab u V =- 1-2 在题1-2图中,试问对于A N 与B N ,u i 、的参考方向是否关联此时下列各组乘积u i ?对A N 与B N 分别意味着什么功率并说明功率是从A N 流向B N 还是相反。 (a )15,20i A u V ==  (b) 5,100i A u V =-= 题1-2图 (c) 4,50i A u V ==- (d) 16,25i A u V =-=-

解:(a )15,20i A u V == ,此时A N 非关联,3000P ui W ==>,发出功率 B N 关联,3000P ui W ==>,吸收功率。功率从A N 流向B N 。 (b) 5,100i A u V =-= ,此时A N 非关联,5000P ui W ==-<,吸收功率 B N 关联,5000P ui W ==-<,发出功率。功率从B N 流向A N 。 (c) 4,50i A u V ==- ,此时A N 非关联,2000P ui W ==-<,吸收功率 B N 关联,2000P ui W ==-<,发出功率。功率从B N 流向A N 。 (d) 16,25i A u V =-=- ,此时A N 非关联,4000P ui W ==>,发出功率 B N 关联,4000P ui W ==>,吸收功率。功率从A N 流向B N 。 1-3 题1-3图所示电路由5个元件组成,其中 12349,5,4,6,u V u V u V u V ===-=512310,1,2,1u V i A i A i A ====-。试求: (1) 各元件的功率; (2) 全电路吸收功率及发出功率各为多少说明了什么规律 u -+ 题1-3图 解:(1)元件1:919P ui W ==?=,电压与电流为关联方向,故吸收功率。 元件2:515P ui W ==?=,电压与电流为非关联方向,故发出功率。 元件3:428P ui W ==-?=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。 元件4:6(1)6P ui W ==?-=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。 元件5:10(1)10P ui W ==?-=-,电压与电流为非关联方向,故吸收功率。

电路基础第1章习题解答

第一章 电路的基本概念和基本定律 习题解答 1-1 题1-1图所示电路,求各段电路的电压U ab 及各元件的功率,并说明元件是消耗功 率还是对外提供功率 解 根据功率计算公式及题给条件,得 (a )U ab =6V, P =6×2= 12W 消耗功率 (b )U ab =-8V ,P =1×(-8)=-8W 提供功率 (c )U ab =-10V, P =-(-8)?(-10)=-80W 提供功率 (d )U ab =-8V, P =-(-2)?(-8)=-16W 提供功率 (e )U ab =-(-6)=6V, P =-(-1)?(-6)=-6W 提供功率 (f )U ab =-16V, P =(-2)?16=-32W 提供功率 1-2 在题1-2图所示各元件中,已知:元件A 吸收66W 功率,元件B 发出25W 功率;元 件C 吸收负68W 功率,求i A 、u B 和i C 。 解 根据题意,对元件A ,有 P A =6i A =66, i A ==11A 对元件B ,有 P B =-5u B =-25, u B ==5V 对元件C ,有 P C =-4i C =-68, i C ==17A 1-3 题1-3图所示电路中,5个元件代表电源或负载。通过实验测量得知:I 1=-2A ,I 2=3A , I 3=5A ,U 1=70V ,U 2=-45V ,U 3=30V ,U 4=-40V ,U 5=-15V 。 (1)试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性 (2)判断那些元件是电源;那些元件是负载 (3)计算各元件的功率,验证功率平衡 (a) (b) (d) (e) (f) a 6V b a -8V b a -10V b (c) a -8V b a 16V b a -6V b 题1-1图 题1-2图 6V B -4V

第一章 电路基础知识

第一章 电路基础知识 §1-1电流和电压 一、填空题 1._ ___流通的路径称为电路,通常电路是由__ __、__ __、__ __和__ __组成。 2.习惯上规定__ __电荷移动的方向为电流的方向,因此,电流的方向实际上与电子移动的方向___ _。 3.金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向__ __。 4.电流分__ __和 两大类,凡____ ___ _的电流称为_ ___,简称 ;凡 的电流称为 ,简称 。. 5.若3 min 通过导体横截面的电荷量是1.8 C ,则导体中的电流是 A 。 6.测量电流时,应将电流表__ __接在电路中,使被测电流从电流表的__ __接线柱流进,从__ __接线柱流出;每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表的__ __。 7.电压是衡量__ __做功能力的物理量;电动势表示电源____ __的能力。 8.电路中某点与__ __的电压即为该点的电位,若电路中a 、b 两点的电位分别为 a U 、 b U , 则a 、b 两点间的电压ab U =__ __;ba U = 。 9.参考点的电位为__ __,高于参考点的电位取__ __值,低于参考点的电位取_ ___值。 10.电动势的方向规定为在电源内部由__ __极指向 极。 11.测量电压时,应将电压表和被测电路__ __联,使电压表接线柱的正负和被测两点的电位__ __。 12.如图1-1所示,电压表的a 应接电阻的_ __端,b 应接电阻的__ __端。电流表的a 应接电阻的__ __端。 一、判断题 ( )1.导体中的电流由电子流形成,故电子流动的方向就是电流的方向。 ( )2.电源电动势的大小由电源本身性质所决定,与外电路无关。 ( )3.电压和电位都随参考点的变化而变化。 图1-1

电路基础第一章练习题[1](可编辑修改word版)

第一章练习题 一、填空题 1.所有电路从本质上来说都是由三部分组成:、负载和中间环节。 2.电路有通路、短路和开路三种状态,其中时,电路中会有大电流,从而损坏电源和导线,应尽量避免。 3.电感元件的伏安关系表达式为。 4.电容元件的伏安关系表达式为。 5.有一个电阻,两端加上 50V 电压时,电流为 10A,当两端加上 10V 电压时,电流值是A。 6.一个电源E=10V,r=2Ω,若外电路接一负载,则负载大小为时,有最大输出功率P MAX。 7.一只“220V,40W”的灯泡正常发光时它的灯丝电阻是Ω。 8.实际电压源的端电压随负载的增加而。 9.实际电流源的输出电流随端电压的增加而。 10.受控源分为电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电流源和。 11.图1(a)中电流为。 12.图1(b)中电压为。 + 20V -+ U - (a)(b) 13.一个电源电压U S=10V,内阻r=1Ω,外电阻R=9Ω。则该电路的总功率为。 14.当元件的电压U、电流I 为非关联参考方向时,功率P=。 15.串联电路中,电阻越大,该电阻两端的电压。 16.并联电路中,支路电阻越大,流经该支路的电流。 17.一个电源电压U S=10V,内阻r=1Ω,外电阻R=9Ω。则该电路内电路的功率为。 18.若要扩大电流表的测量量程,应将该电压表与电阻。 19.一个电源电压U S=10V,内阻r=1Ω,外电阻R=9Ω。则该电路外电路的功率为。 20.如图所示,电流I=-0.5A,则流过电阻R 的电流的实际方向为。 I A B 二、判断题 1.电路的基本作用是实现电能和非电能的转换。() 2.电感元件的电压与电流的大小和方向无关,只与电流的变化率有关。() 3.电容元件的电流与其端电压的大小和方向无关,只与电压的变化率有关。() 4.理想电压源的端电压随着与它联接的外电路不同而改变。() 5.理想电流源的输出电流随着与它联接的外电路不同而改变。() 6.理想电压源与理想电流源之间可以进行等效变换。() 7.如果选定电流从标以“+”极性的一端流入,从标以“-”极性的另一端流出,则把电流和电压的这种参考方向称为非关联参考方向。() 8.等电位点之间电压等于零,没有电流流过。()

《电工基础》 第一章 电路基础知识

2019至2020 学年第一学期 教师授课教案 类别: 授课专业班级: 课程:《电工基础》第一章电路基础知识开课时间: 总课时:40学时 使用教材: 授课教师: 教研室:

主要教学步聚与内容教学过程 设计 时间 分配 一、课堂组织 二、安全理念讲解 电工必须接受安全教育、掌握电工基本的安全知识,然后方可参加电工的实际操作。凡没有参加过安全教育、不懂得电工安全知识的学员,是不允许参加电工实习操作的。 三、新课导入: 电是一种自然现象,是一种能量,自然界的闪电就是电的一种现象。 电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。 电或电荷有两种:我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸,其吸引力或排斥力遵从库仑定律。 电是个一般术语,包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象,像闪电、静电等等,还有一些比较生疏的概念,像电磁场、电磁感应等等。 第一章电路基础知识 §1-1 电流和电压 一、电路 1.电路及其组成 电路:电流流通的路径。 电路的组成:电源、开关、负载和导线。 2.电路图:用电气符号描述电路连接情况的图,称电路原理导入新课 讲授 举例 2分 3分 5分 25分

图,简称电路图。 3.电路的功能: 1)进行能量的转换、传输和分配。 电能的传输示意图 2)实现信息的传递和处理。 扩音机电路示意图 课堂讨论:电路与电路图的结构及作用 二、电流 1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流,移动的电荷又称载流子。 2.电流的方向:习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方画图示范 讲授 10分 15分 发电机 升压 变压器 降压 变压器 用电 设备 输电线 放大器 1 放大器 2 放大器 3 话筒

《电子电路基础》习题解答第1章..

第一章习题解答 题1.1 电路如题图1.1所示,试判断图中二极管是导通还是截止,并求出AO两端的电压 UAO。设二极管是理想的。 解: 分析:二极管在外加正偏电压时是导通,外加反偏电压时截止。正偏时硅管的导通压降为0.6~0.8V 。锗管的导通压降为0.2~0.3V 。理想情况分析时正向导通压降为零,相当于短路;反偏时由于反向电流很小,理想情况下认为截止电阻无穷大,相当于开路。 分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”,即:先假设二极管所在支路断开,然后计算二极管的阳极(P 端)与阴极(N 端)的电位差。若该电位差大于二极管的导通压降,该二极管处于正偏而导通,其二端的电压为二极管的导通压降;如果该电位差小于导通压降,该二极管处于反偏而截止。如果电路中存在两个以上的二极管,由于每个二极管的开路时的电位差不等,以正向电压较大者优先导通,其二端电压为二极管导通压降,然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。一般情况下,对于电路中有多个二极管的工作状态判断为:对于阴极(N 端)连在一起的电路,只有阳极(P 端)电位最高的处于导通状态;对于阳极(P 端)连在一起的二极管,只有阴极(N 端)电位最低的可能导通。 图(a )中,当假设二极管的VD 开路时,其阳极(P 端)电位P U 为-6V ,阴极(N 端)电位 N U 为-12V 。VD 处于正偏而导通,实际压降为二极管的导通压降。理想情况为零,相当 于短路。所以 V U AO 6-=; 图(b )中,断开VD 时,阳极电位V U P 15 -=,阴极的电位V U N 12-=, ∵ N P U U < ∴ VD 处于反偏而截止 ∴ V U AO 12-=; 图(c ),断开VD1,VD2时 ∵ V U P 01= V U N 121 -= 11N P U U > V U P 152-= V U N 122-= 22N P U U < ∴ VD1处于正偏导通,VD2处于反偏而截止 V U AO 0=; 或,∵ VD1,VD2的阴极连在一起 ∴ 阳极电位高的VD1就先导通,则A 点的电位 V U AO 0=,

第一章直流电路基础知识

第二部分 电工基础 第一章 直流电路基础知识 考纲引领:1、理解电位、电压、电流、电动势概念及单位的换算 2、掌握电阻定律、欧姆定律、电功、电功率和最大功率,能熟练进行计算 3、了解库仑定律,及其库仑力的计算 知识网络: 电流、电压 基本物理量 电位、电动势 电功、电功率 直流电路的基础知识 库仑定律 电阻定律 欧姆定律 最大功率输出定律 考情分析:本章主要介绍了直流电路基础知识,概念性很强,考题多数出现在单项选择题和 填空题中,所占比例不轻。因而复习时重在基础知识的理解和记忆。 最近三年本章考试题型、分值分布 一、直流电路基础知识 1、 电路 (1) 电路:用电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。 (2) 电源:把其他形式的能量转化为电能的装置。 (3) 用电器:把电能转变成其他形式能量的装置。 (4) 状态:通路、开路、短路。 (5) 电路图:用规定符号表示电路连接情况的图。 2、 电流 基本定律

(1) 概念:电荷的定位移动形成电流。 (2) 形成条件 ①自由移动电荷 ②导体两端必须保持一定的电位差(电压) (3) 大小和方向 ①大小(即电流强度):单位时间内通过导体横截面的电量(公式:t q I =) ②方向:规定正电荷定向移动方向为电流方向。在外电路中,电流方向由高电位 指向低电位;在电源内部,电流方向由电源负极到正极。 (4)单位:安塔(A )。 1安塔=1×103毫安=1×106微安 3、电压、电位、电动势 电压与电位比较见表1,电压与电动势比较见表2 表1 电压与电位比较 表2 电压与电动势比较 4、 电功、电功率 (1) 电功(电能) ①电功:电场力作用下电荷定向移动形成电流所做的功 ②定义式:W =UI t 常用公式:Rt I t R U Pt W 22 ===(只适用于电阻电路)

第一章 电路基础

第一章 电路的基础知识 本章主要讨论电路的基本模型、电路的基本物理量、电路的基本元件。引进了电流电压的参考方向的概念。应用欧姆定律、基尔霍夫两定律等对直流电路进行分析。这些内容是学习电工技术的基础。我们在分析时先从直流电路出发,得出一般规律,以后再将这些规律和论扩展到交流。 1.1 电路及其主要物理量 一、电路的基本概念 1.电路 电路是为实现和完成人们的某种需求,由电源、导线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来,能使电流流通的整体。简单地说,就是电流流过的路径。 电路按其功能可分为两类:一类是为了实现电能的传输、分配和转换,例如电炉在电流通过时将电能转换成热能,这类电路称为电力电路。另一类是为了实现信号的传递和处理。例如电视机可将接收到的信号经过处理,转换成图像和声音,这类电路称为信号电路。 2.电路的组成 图1-1(a)是手电筒的实际电路,它由电池、电珠、开关和金属连片组成。当我们将手电筒的开关接通时,金属片把电池和电珠连接成通路,就有电流通过电珠,使电珠发光。这时电能转化为热能和光能。其中,电池是提供电能的器件,称为电源;电珠是用电器件,称为负载;金属连片相当于导线,它和开关是连接电源和负载,起传输和控制电能作用的,称为中间环节。 3.电路模型 实际电路中电气元件的品种繁多,在电路分析中为了简化分析和计算,通常在一定条 R L (a) 实际电路 (b)电路原理图(c)电路模型 图1-1 手电筒电路

件下,突出实际电路元件的主要电磁性质,忽略其次要因素,把它近似地看作理想电路元件。例如用“电阻”这个理想的电路元件来代替电阻器、电阻炉、灯泡等消耗电能的实际元件,用内电阻和理想电压源相串联的理想元件组合来代替实际的电池等等。用一个理想电路元件或几个理想电路元件的组合来代替实际电路中的具体元件,称为实际电路的模型化。 在电路分析中,常用的理想电路元件只有几个,它们可以用来表征千万种实际器件。 由理想电路元件构成的电路称为电路模型。图1-1(c )就是手电筒的电路模型,图中的负载电阻L R 和电源内阻0R 为理想电阻元件;图中的电源S U 为理想电压源.今后我们在电路分析中讨论的电路都是电路模型.电路模型虽然与实际电路的性能不完全一致,但在一定条件下,在工程上允许的近似范围内,实际电路的分析完全可以用电路模型代替,从而使电路的分析与计算得到简化。 二、电路的主要物理量 1.电流(I 、i) 电荷有规则的定向移动形成电流。计量电流大小的物理量是电流强度,简称电流,用符号()i t 或i 来表示。电流强度的数学定义是:单位时间内通过导体横截面的电荷量,即 q t d i d = (1-1) 在一般情况下电流强度是随时间而变的,如果电流强度不随时间而变,即q t d d =常数,则这种电流就称为恒定电流,简称直流,它所通过的路径就是直流电路。在直流电路中,式(1-1)可写成 Q I t = (1-2) 我国法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础的。它规定电流的单位是安培(A)。计量微小 的电流时以毫安(mA )或微安 (A μ)做单位,其换算关系是 361A=10mA 10A μ=。 习惯上,规定正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的实际方向,。但在分析较为复杂的直流电路时,往往难于事先判断某支路中电流的实际方向;对于交 参考方向 实际方向 I a b (a)I>0 参考方向 实际方向a b (b)I<0 图1-2 电流的参考方向与实际方向

电路基础第一章练习题[1]

第一章练习题 一、填空题 1.所有电路从本质上来说都是由三部分组成: 、负载和中间环节。 2.电路有通路、短路和开路三种状态,其中 时,电路中会有大电流,从而损坏电源和导线,应尽量避免。 3.电感元件的伏安关系表达式为 。 4.电容元件的伏安关系表达式为 。 5.有一个电阻,两端加上50V 电压时,电流为10A ,当两端加上10V 电压时,电流值是 A 。 6.一个电源E=10V ,r=2Ω,若外电路接一负载,则负载大小为 时,有最大输出功率P MAX 。 7.一只“220V ,40W ”的灯泡正常发光时它的灯丝电阻是 Ω。 8.实际电压源的端电压随负载的增加而 。 9.实际电流源的输出电流随端电压的增加而 。 10.受控源分为电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电流源和 。 11.图1(a )中电流为 。 12.图1(b )中电压为 。 13.一个电源电压U S =10V ,内阻 r=1Ω,外电阻 R=9Ω。则该电路的总功率为 。 14.当元件的电压U 、电流I 为非关联参考方向时,功率P = 。 15.串联电路中,电阻越大,该电阻两端的电压 。 16.并联电路中,支路电阻越大,流经该支路的电流 。 17.一个电源电压U S =10V ,内阻r=1Ω,外电阻R=9Ω。则该电路内电路的功率为 。 18.若要扩大电流表的测量量程,应将该电压表与电阻 。 19.一个电源电压U S =10V ,内阻r=1Ω,外电阻R=9Ω。则该电路外电路的功率为 。 20的电流的实际方向为 。 二、判断题 1.电路的基本作用是实现电能和非电能的转换。( ) 2.电感元件的电压与电流的大小和方向无关,只与电流的变化率有关。( ) 3.电容元件的电流与其端电压的大小和方向无关,只与电压的变化率有关。( ) 4.理想电压源的端电压随着与它联接的外电路不同而改变。( ) 5.理想电流源的输出电流随着与它联接的外电路不同而改变。( ) 6.理想电压源与理想电流源之间可以进行等效变换。( ) 7.如果选定电流从标以“+”极性的一端流入,从标以“-”极性的另一端流出,则把电流和电压的这种参考方向称为非关联参考方向。( ) 8.等电位点之间电压等于零,没有电流流过。( ) 9.电能的单位为瓦特,电功率的单位为焦耳。( ) 20V + - U + - (a ) (b )

第1章电路基础

第一章 电路基础 1-1、电路如右图所示,试求A 点的电位A V 。 【解】设V 3、Ω2与Ω1回路的电流为I 如图所标,所以 A 12 13=+=I 而V 6、Ω3支路没有闭合回路,所以没有电流。因此 V 511601603A =?-+=-+?=I V 1-2、电路如下图(a)所示,在开关S 断开和闭合两种情况下试求A 点的电位A V 。 【解】当开关S 断开时,电路如下图(b)所示,电路通过一个电流I ,所以 20 12 9.33)12(A A -=+--V V 解之得: V 84.5A -=V 【分析】当开关S 闭合时如同导线,电路如图(c)所示,虽然通过电流3I ,但没有电路元件。因此,V 12+、、A 点、Ωk 9.3到参考点形成独立回路,所以 9 .32012A A V V =- 解之得: V 96.1A =V Ωk 20

1-3、电路如右图所示,试求A 点的电位A V 。 【解析】一般情况下先根据KCL 列待求结点电流方程,而后以结点电位为未知量,根据欧姆定律写出各电流的表达式进而求解即可。 该电路有三条支路,又一个待求电位的结点A 点。设各电流分 别为1I 、2I 及3I ,参考方向如图所示。根据KCL 对于A 点有 321I I I =+ 所以 205501050A A A V V V = --+- 解之得: V 3.14A -=V 1-4、在图中的5个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知:A 41-=I ,6A 2=I ,A 103=I ,V 1401=U ,V 902-=U ,V 603=U V 804-=U ,V 305=U (1)试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图); (2)判断哪些元件是电源?哪些是负载? (3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡? 分析:(1)应掌握电流、电压的实际方向与参考方向间的关系:当实际方向与参考方向一致时,其实验测定值取正号,实际方向与参考方向相反时则取负号。例如电流1I 实际方向与参考方向相反,2I 和3I 实际方向与参考方向相同;电压1U ,3U , 5U 实际极性与参考极性相同,而2U ,4U 则相反。 (2)判别电源或负载 方法Ⅰ:用电流、电压的实际方向判别。如果二者方向相反,电流从“+”端流出,为电源发出功率;反之则是负载吸收功率。 方法Ⅱ:用电流、电压参考方向计算功率。如果二者参考方向一致,用式UI P =计算;若相反用式UI P -=计算。若计算结果0>P 则为负载;0

电路基础 第一章习题解答

∑∑=吸 发P P 1-3 解:由题意可知功率平衡就是由图可知元件A 为非关联参考方向,其余均为关联参考方向 所以(发出) W 300560=?=A P W 60160=?=B P W 40220=?=E P W 120260=?=C P W 80240=?=D P (吸收)(吸收) E D C B A P P P P P +++=所以满足功率平衡。 (吸收)(吸收)

V 10521=?=u 解:因为所以受控电流源的电流A 5.01005.005.01=?==u i V 105.02020=?=?=i u ac V 3-=ab u V 13310-=--=+-=ab ac cb u u u 又 所以

Ω1解:由KCL ,通过对左半回路运用KVL,得, 032211=--I I A 4.01=I 1 3I W 44.112.1)3(21211=?=?=R I P CCCS 两端电压为电阻消耗功率V 2.14.032=?=u 电阻的电流为 Ω1电阻消耗功率Ω2W 32.024.022212=?=?=R I P 电压源发出功率 W 8.04.0221=?=?=I P 电压源CCCS 发出功率 W 96.04.022.1212=??=?=I u P CCCS

180 解:如图所示,对结点①利用 对右半回路利用KVL =

1-18(2) 解:可对图(b )左半部分的回路采用KVL 11=+-u u u s R V 191011=-=-=R s u u u 再对右半部分采用KVL 所以V 925.4111=?==i R u R 因为 31122=-+R u u i R 所以A 61 135.4232112=?-?=-=R u u i R

最新电路理论基础第四版第1章习题答案详解

答案1.7 解:如下图所示 (1)由KCL 方程得 节点①: 12A 1A 3A i =--=- 节点②: 411A 2A i i =+=- 节点③: 341A 1A i i =+=- 节点④: 231A 0i i =--= 若已知电流减少一个,不能求出全部未知电流。 (2)由KVL 方程得 回路1l : 1412233419V u u u u =++= 回路2l : 15144519V-7V=12V u u u =+= 回路3l : 52511212V+5V=-7V u u u =+=- 回路4l : 5354437V 8V 1V u u u =+=-=- 若已知支路电压减少一个,不能求出全部未知电压。 答案1.8 解:各元件电压电流的参考方向如图所示。 元件1消耗功率为: 11110V 2A 20W p u i =-=-?=- 对回路l 列KVL 方程得 21410V-5V 5V u u u =+== 元件2消耗功率为: 2215V 2A 10W p u i ==?= 元件3消耗功率为: 333435V (3)A 15W p u i u i ===-?-=

对节点①列KCL 方程 4131A i i i =--= 元件4消耗功率为: 4445W p u i ==- 答案1.9 解:对节点列KCL 方程 节点①: 35A 7A 2A i =-+= 节点③: 47A 3A 10A i =+= 节点②: 5348A i i i =-+= 对回路列KVL 方程得: 回路1l : 13510844V u i i =-?Ω+?Ω= 回路2l : 245158214V u i i =?Ω+?Ω= 答案1.10 解:由欧姆定律得 130V 0.5A 60i = =Ω 对节点①列KCL 方程 10.3A 0.8A i i =+= 对回路l 列KVL 方程 1600.3A 5015V u i =-?Ω+?Ω=- 因为电压源、电流源的电压、电流参考方向为非关联,所以电源发出的功率 分别为 S 30V 30V 0.8A 24W u P i =?=?= S 0.3A 15V 0.3A 4.5W i P u =?=-?=- 即吸收4.5W 功率。 答案1.12 解:(a)电路各元件电压、电流参考方向如图(a)所示。 由欧姆定律得 S /10cos()V /2A 5cos()A R i u R t t ωω=== 又由KCL 得 S (5cos 8)A R i i i t ω=-=- 电压源发出功率为 S S 2 10cos()V (5cos 8)A (50cos 80cos )W u p u i t t t t ωωωω=?=?-=- 电流源发出功率为

电路分析基础第一章习题答案

§1-1电路和电路模型 l -1晶体管调频收音机最高工作频率约108MHz 。问该收音机的电路是集中参数电路还是分布参数电路? 解:频率为108MHz 周期信号的波长为 m 78.21010810368=??== f c λ 几何尺寸d <<2.78m 的收音机电路应视为集中参数电路。 说明:现在大多数收音机是超外差收音机,其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大,最后在扬声器中发出声音。这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。 §1-2电路的基本物理量 l -2题图 l -2(a)表示用示波器观测交流电压的电路。若观测的正弦波形如图(b)所示。试确定电压u 的表达式和 s 1 s 5.0、=t 和s 5.1时电压的瞬时值。 题图 l —2 解: V 1V )270sin(V )1.5πsin()s 5.1(V 0V )018sin(V )1πsin()s 1(V 1V )90sin(V )5.0πsin()s 5.0(V πsin )(-==?===?===?== u u u t t u 1-3各二端元件的电压、电流和吸收功率如题图1-3所示。试确定图上指出的未知量。 题图 l —3 解:二端元件的吸收功率为p =ui ,已知其中任两个量可以求得第三个量。 W e 4e 22 H,A cos 2sin cos sin 2sin 2sin G,mA 1A 10110 1010 F, mA 1A 101101010 E,V 21 2 D, kV 2V 1021012 C,W μ5W 105101105 B,mW 5W 1051105 ,A 33 333363333t t ui p t t t t t t u p i u p i u p i i p u i p u ui p ui p -------------=?-=-======?=?--=-==?=?===--=-==?=?== -=?-=???-=-==?=??==吸吸吸

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