大工10秋《电气工程概论》辅导资料五
电气工程概论参考答案
电气工程概论参考答案一、1． D 2. D 3. B 4. D 5. A 6. A二、1. 对 2. 错 3. 错 4. 错 5. 对三、1.鼠笼式、绕线式2.电磁系统、触头系统3.输出、输入4.电磁5.机械能、电能6.熔断器四、1. 电气工程学科除具有其各分支学科的专业理论外，还具有本学科的共性基础理论（电路理论、电磁场理论、电磁计量理论等），它与基础学科（如物理、数学等）的相应分支具有密切的联系，但又具有明显的差别。
电路理论的基本概念与基本定律1.电路的基本物理量及其正方向2.欧姆定律3.基尔霍夫电压、电流定律电磁场理论的基本概念与基本理论2. 电机是进行机电能量转换货信号转换的电磁机械装置的总称。
按照不同的角度，电机有不同的分类方法：按照所应用的电流种类，电机可以分为直流电机和交流电机。
3.1.电动机种类的选择选择电动机的种类是从交流或直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来考虑的。
2.电动机功率的选择。
4. 断路器是能接通、分断线路正常工作电流，并在电路异常时分断故障电流的机械式开关电器。
5. 共同特点：它们都是当输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路被接通或阻断的自动电器。
6. 电力系统主要由发电厂、输配电系统及负荷组成。
7. 发电设备最基本的控制主要是频率调节（简称调频，主要实现电力系统有功功率控制）和电压调节（简称调压，主要实现电力系统的无功功率控制）。
8. 电能质量一般用频率、电压、波形、三相电压和电流的不对称度来衡量。
9. 电力半导体器件；变换器电路结构与设计；控制与调节；电力待腻子技术中的储能元件；电子电路的封装与制造；电磁干扰和电磁兼容；电机控制；电力质量控制。
10. 发电厂发出的电能都要用输电线送到用户。
交流发电机发出的6-10KV的电压，经变压器升压，通过主干输电线送到需求地附近的高压或超高压变电站，再经过降压，送到二级高压变电站或特高压用户变电站中，然后通过二级输电线送到配电变电站中，经过配电变电站变电器降压，输送到用户。
电气工程学概论_林孔原编_电工学习题解答
电气工程与其他学科的交叉融合
电气工程与计算机科学： 人工智能、大数据和云 计算等技术在电气工程 中的应用，实现智能化 和自动化。
电气工程与生物学：生 物电、生物医学工程等 领域的发展，为医疗、 健康和生物科技产业提 供技术支持。
电气工程与环境科学： 可再生能源、能源效率 和节能减排技术的研发， 推动可持续发展和环境 保护。
电气工程与材料科学： 新型材料、纳米技术等 在电气工程中的应用， 提高设备性能和可靠性。
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汇报人：
电源和负载
电源：为电路 提供电能，将 其他形式的能 量转换为电能
负载：消耗电 能的Hale Waihona Puke 备，将 电能转换为其 他形式的能量
电路和网络
电路是实现电能传输和分配的途径，由电源、负载和中间环节组成。
网络是电路的扩展，由多个电路相互连接而成，实现电能的传输和信号的传递。
电路和网络在电气工程学中具有重要地位，是实现电能转换和应用的基础。 电路和网络的性能分析、设计和优化是电气工程学的重要研究内容。
促进信息技术的快速发展
提升人们的生活质量和便利性
电气工程学的基本概念
电流和电压
电压：电场中电势差，是推 动电荷移动的力量
电流和电压的关系：欧姆定 律
电流：电荷的定向移动形成 电流
电流和电压的测量：使用电 流表和电压表进行测量
电阻和电感
电阻：表示导体对电流 阻碍作用的物理量，常 用符号R表示。
电感：表示线圈在磁场 中产生感应电动势的能 力，常用符号L表示。
电气工程学的未来发展
新能源和可再生能源的应用
太阳能：利用太阳能 电池板将光能转化为 电能，可用于家庭、 工业和城市供电。
风能：利用风力发电 机将风能转化为电能， 可用于大型风电场建 设和分布式风能利用。
电气工程概论第五章高电压与绝缘技术讲课文档
电气工程专业导论
2 第二页，共八十二页。
一、高电压与绝缘技术的发展（续）
1752年 1895-1896年
1911年 1931年
富兰克林进行了著名的风筝引电实验 W.K.伦琴发现X射线并将其用于人手骨骼影像 E.卢瑟福根据α粒子轰击金箔引起散射而提出原子模型 范德格拉夫发明了高压静电起电机
雷电参数
雷电活动强度——雷暴日及雷暴小 时
雷暴日：每年中有雷电的天数。
雷暴小时：每年中有雷电的小时数。
年平均雷暴日不超过 15 的地区为少雷区
；超过 40 的为多雷区；超过 90 的地区及根 据运行经验雷害特别严重的地区为强雷区。
落雷密度
地面落雷密度γ ：每一个雷暴日、每平方公里对地 面落雷次数 。
对于电容分压器低 压臂电容C2，要求电容 量较大而承受的电压较 低，因此应采用高稳定 度、低损耗、低电感量 的云母、聚苯乙烯等介 质的电容器。
电容量根据分压比 和低压仪表的量程确定 。
交流电容分压器
u1 (C1C1C2)u2 Ku2
电气工程概论第五章高电压与绝缘技术
第一页，共八十二页。
一、高电压与绝缘技术的发展
◇高电压与绝缘技术是以试验研究为基础的应用技术， 主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类 型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压实 验和测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或 大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和 防护措施，以及高电压、大电流的应用等。
电机的绝缘等级是依据所用国内绝缘材料的耐热等级划分的 ，分E、B、F、H级。允许温升是指电机的温度与周围环境温度相 比升高的限度。
5.电气工程导论第五章 高电压与绝缘技术
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容 5、防雷及防雷设备
避雷针与避雷器
第五章
氧化锌避雷器
5.3 高电压新技术在各领域的应用
第五章
1、等离子体技术 2、激光 3、液电效应 4、静电技术及其应用 5、环保应用 6、在材料、冶金及加工中的应用 7、在照明技术中的应用
5.3 高电压新技术在各领域的应用
第五章
高电压分压器
压器测量系统、千伏表等。
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容
第五章
高压电压表
高压试验变压器
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容 ➢ 数字化测量装置
第五章
数字式局部放电检测系统
通用型钳形表
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容
第五章
➢ 电气设备诊断及在线监测
对电气设备进行试验和各种特性测量，了解其特征，评估设备 状态，及时发现故障，称为电气设备诊断技术（Diagnostic Technique）
– 直流泄漏电流测量；
– 介质损失（损耗）角测量——西林电桥；
– 局部放电测量。
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容
第五章
• 破坏性试验：在各种较高电压下进行的试验，也称 为耐压试验。目的在于考核绝缘的电气强度
– 雷电冲击耐压试验； – 交、直流耐压试验； – 操作冲击耐压试验。
球隙放电试验
5.2 高电压与绝缘技术的主要内容
等离子体技术
等离子体是由正、负离子和电子，以及一些原子、分子组成的集合体 ， 宏观上一般呈电中性。
等离子体中各种带电粒子在电场和磁场的作用下，相互作用，引起多 种效应。
谢谢大家！
◇高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理的发展（如 X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发生器等）都有重大影响。
电气工程概论知识点汇总
电气工程概论知识点汇总1，电气工程可分为:电器与电机及其控制技术,电力电子技术,电力系统及其自动化技术,高电压与绝缘技术,电工新技术。
2，开关电器是指用来关合和开断电路的电器。
断路器的作用：主要用在电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。
隔离开关作用：用来将高压设备与电源隔离,以保证检修人员的安全.熔断器作用：用来在电路发生故障或短路时依靠熔件的熔断来开断电路。
低压控制电气：用于接通和分断低压交，直流的控制电路。
3，SF6断路器SF6的作用是灭弧和绝缘介质.高压断路器是电力系统中最重要的高压开关电器，不但要用于关合，开断正常线路工作，更主要用来在电力系统发生短路故障时自动的切断短路电流。
低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载，欠压，失压和短路保护，是低压开关中性能最完善的开关，常在低压大功率电路中作为主控电器。
4，断路器的额定电流是指截流部分和接触部分设计时所根据的电流.熔体的额定电流是指熔体本身所允许通过的最大电流.对同一熔断器来说,通常可分别装入不同额定电流的熔体,最大的熔体额定电流可与熔断器的额定电流相同.5，触头结构经历的三个阶段：圆盘形触头，横向磁场触头，纵向磁场触头。
6，变压器主要由导磁铁心及两个紧密耦合的绕组组成.7，电压互感器的作用：把高电压转换成100V或50V二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，对一次设备和二次设备进行隔离。
电流互感器的作用：将很大的一次电流转变为1A或的5A二次电流；为测量装置和继电保护的线圈提供电流；对一次设备和二次设备进行隔离。
8，电流互感器二次绕组不允许开路，二次绕组和外壳必须可靠接地，以防止因绝缘击穿而危害人身安全。
电压互感器二次绕组不允许短路，二次绕组和铁心必须可靠接地，二次负载不易接太多，以免降低负载阻抗，影响测量准确度。
9，并联电容器主要用在交流电系统中进行无功补偿，提高功率因数，降低线路损耗，充分发挥输电设备的效能。
10，电抗器主要用与实现对电力系统和工业用户的限流，无功补偿，移项等功能，对提高电能质量，提高电网运行的可靠性，降低系统故障率具有重要意义。
电气工程概论资料
【课后问答】第一章1．电气工程和电工科学的关系是什么？电气工程的理论基础是电气科学。
2．与“现代五大工程”的其他工程相比，电气工程的突出特点是什么？与其他工程相比，电气工程的特点在于：他的出现首先不是来源与文明发展的自发需要，而是来源于科学发现。
他以全新的能量形态开辟出一个人类文明的新领域。
他的发展又伴生了电子工程，从而孕育出通信，计算机，网络等工程领域，为信息时代的出现奠定了基础。
3．为什么说第二次工业革命是以电气化为主要特征的？在这一时期，发电，输电，配电已形成了一气轮机，水轮机为原动机，以交流发电机为核心，以变压器与输配电线路等组成的输配点系统为“动脉”的输电网，使电力的生产，应用达到较高的水平，并具有相当大的规模。
在工业生产，交通运输中电力拖动，电力牵引，电动工具，点加工，点加热等得到普遍应用。
4．根据自己了解，电气工程有哪些应用？多电飞机，线控汽车，全电舰船。
5．20世纪哪些科学技术的进步对电器工程的发展起到了重要作用？超导材料，半导体材料，永磁材料，超导磁体技术，电磁技术。
6.电气科学与电气工程的发展史给你哪些启发?今天电能的应用已经渗透到人类社会的生产，生活的各个领域，他不仅创造了极大的生产力，而且促进了人类文明的极大进步，彻底改变了人类社会生活方式，电气工程也应次被誉为“现代文明之轮”7.21世纪电器工程科学的发展趋势是什么?将电气科学与工程和近代数学，物理学，化学，生命科学，材料科学以及系统科学，信息科学等前沿融合，加强从整体上对大型复杂系统的研究，加深对微观现象及过程规律性的认识，同时用信息科学的成就改造与提升本学科并开创新的研究方向。
8.为什么说21世纪电器工程与其他科学融合交叉是他的显著特点?21世纪的电气工程科学将在与信息科学，材料科学，生命科学及环境科学等学科的交叉和融合中获得进一步发展，创新和飞跃往往发生在学科的交叉点上，9电气工程科学的基础理论包括那些?电路藜芦，电磁理论，电磁计量理论等。
《电气工程概论》课件
目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程 应用，涉及电能的生产、传输、 分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展 的重要支柱，为人类生产和生活 提供电力支持，推动科技进步和 社会发展。
PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专 门为工业环境设计的数字电子设备， 能够进行逻辑控制、顺序控制和运动 控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对 电气设备的运行数据进行学习， 实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对 电气系统进行智能调度，实现能 源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中，维持各节点电压、频率和功率平衡 的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度，对整个系统的可靠性进行量 化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理 。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡，确保 电能质量，实现经济和安 全运行。
运行控制
通过调度自动化系统，实 时监控和调整系统运行状 态，确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长，优化 资源配置，提高电网运行 效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全 可靠、经济环保，并具备 可扩展性。
1037《电气工程概论》作业答案资料
2.目前，我国的电气工程及其自动化专业不包括______ 。
通信3.公元前一世纪中国的王充发现了_____ 。
静电吸引3. 4. 1600 年，英国的吉尔伯特编著了 _____ 并论述磁现象。
《论磁石》4. 5. 1660年，德国的奥托•冯•库克发明了_______ 。
摩擦起电机5. 6. 1660年，荷兰莱顿大学，克里斯特与莫什布鲁克发明了____ 。
莱顿瓶6.7. 《论磁石》系统的讨论了地球的磁性，认为地球是个大磁石，还提出可以用____ 判断地球上各处的纬度。
磁倾角7.8. 电荷引力或斥力的大小与两个小球所带电荷电量的乘积成正比，而与两个小球球心的距离平方成反比的规律，这就是著名的____ 。
库伦定律8.9. 1800 年，意大利科学家福特发明的____ 被称之为电学的一个重要里程碑。
伏打电池9.10. 1820 年，丹麦科学家奥斯特 ( Hans ChristianOersted,1777-1851 )在实验室中发现了____ 的现象。
电可以转化为磁10.11.1820年，法国科学家安培( Andre Marie Ampere, 1 775- 1 836)发现了两根通电导线之间会发生_____ 的现象。
吸引或排斥11.12.欧姆(Georg Simon Ohm,1789-1854)用公式描述了 _____ ■之间的关系，创立了电学中最基本的定律-欧姆定律。
电流、电压、电阻。
12.13. _________________________________________ 1831 年8月29 日，英国科学家法拉第发现了_____________________ 的现象。
磁可以转化为电。
13.14.英国科学家__________________ 成功的进行了“电磁感应”实验，发现了磁可以转化为电的现象。
在此基础上，创立了电磁感应定律。
法拉第14.15. __ 定律是研究暂态电路的基本定律。
电磁感应。
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电气工程概论辅导资料五
主题：异步电机
学习时间：2010年11月15日－11月21日
内容：
我们这周主要学习异步电机。
一、学习要求
通过学习了解异步电机的工作原理和电动势平衡方程式，重点掌握异步电机的调速方式运行方式。
二、主要内容
交流电机是目前生产、生活中使用最广泛的电机，可分为异步电机和同步电机。
异步电机转子转速和同步转速之间总存在一定差异。
其转子和定子之间没有电的直接联系，又称为感应电动机。
优点：结构简单，价格低廉，运行可靠，效率较高，维修方便等优点。
缺点：不能低成本的在较广泛的范围内实现平滑调速，必须从电网中吸收滞后电流，导致电网的功率因数降低。
此外普通鼠笼式异步电动机的启动特性较差。
三、异步电机
(一) 直流发电机工作原理
(一) 异步电机的结构
1 定子：定子铁芯由硅钢片冲片叠成，冲片内圆上的槽用来嵌放定子绕组。
2 转子：主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三者构成。
转子绕组分为绕线
型和鼠笼型两类。
(二) 异步电动机的工作原理
1 旋转磁极对导体的作用
2 三相绕组的旋转磁场
两极三相电机定子磁场规律：
（1）电流变化一周，磁场在空间上旋转360度。
（2）合成磁动势旋转方向与绕组A、B、C在空间的布置顺序相同。
（3）某相电流达最大值时，合成磁动势轴线与该相绕组轴线重合。
（4）合成磁动势的幅值为每相脉振磁动势振幅的1.5倍。
3 异步电机的磁通
（1）主磁通：同时与定子绕组及转子绕组相匝链的磁通。
（2）漏磁通：定子绕组通过三相电流产生的仅与其自身相匝链的磁通；转子绕通过电流产生的仅与其自身相匝链的磁通。
（三）异步电机的运行方式
转差率s：旋转磁场的转速n1与转子转速n的差值与同步速度n1的比值。
可根据转差率来判断异步电机的运行状态。
1 电动机运行状态：0<s<1
2 发电机运行状态:-∞<s<0
3 电磁制动运行状态:在外力的作用下，转子转速与旋转磁场方向相反，s>1。
（四）异步电动机的电动势平衡方程式
1 定子绕组的电动势平衡方程式
2 转子绕组的电动势和电流：
（1）转子绕组的电动势
（2）转子绕组的漏阻抗
（3）转子中的电流
（五）异步电动机的磁动势平衡方程1 转子磁动势
转子磁动势相对转子的转速
2 磁动势平衡方程式
（六）异步电动机的功率平衡方程式
（七）异步电动机的转矩和机械特性
1 转矩
2 机械特性
（八）异步电动机的调速
1 交流调速系统发展方向
（1）一般性能的节能调速
（2）高性能交流调速系统
（3）特大容量和极高转速的交流调速 2 异步电动机的调速
（1）变极调速
（2）变频调速
（3）变转差率调速
1）改变定子端电压
2）改变转子电阻
（4）异步电动机矢量变换控制系统
三、重要考点
简答题
1异步电机的分类。
2异步电机的调速方法有哪几种。
参考答案：
1见课本64页
2见课本73页。