电工理论在实际中的作用

电工理论在实际中的作用

广西大学机械工程学院 作者姓名：唐艳波 学号：1401160130

摘要

电工理论是一个比较广泛的范围，在实践中应用比较广泛。本文根据电工理论中的动态电路，电路理论在电动机等电器工程的若干应用。并为电路理论与实际应用方面提供一些例子。

关键词：电工理论；电路理论；电动机；实际应用

Applications of Circuit theories in Electrical Engineering

Electrical engineering theory is a relatively wide range, is widely used in practice. Based on the analysis of dynamic circuit of electrical theory, circuit theory in motor, etc. Some applications of electrical engineering. And for the circuit theory and provides some examples of practical applications

1. 引言

21世纪，随着生活质量的提高，电无时无刻不存在于人们生活中，人类的生活已经离不开电。这也意味着人类进入了一个跨越性的时代——电动时代。其鲜明的时代特征是支撑这个时代的动力是电。在实际生活中比如电动单车，我们出门旅游坐的动车，高铁等都是由电来满足社会发展和人民生活的多方面需求。作为动力科学的基础，交流电和变压器技术及电路理论是必不可少的。1831年，丹麦物理学家奥斯特发明了电动机，随着之后的发展，三相异步交流电动机电路形成。19世纪末，交流电技术的迅速发展，促进交流电路理论的建立，等等。从电工理论的发展史来说，充分体现了理论来源于实践，同时，实践又是检验真理的唯一标准。实际工程应用在推动电工理论的发展。

2. 电路的组成 电路是由集总参数原件组成。所谓集总参数是指满足d 《λ条件（其中d ）为电路的电气器件的实际尺寸，λ为工作信号的波长）的电路称为集总参数电路。其特点是电路中任意两个端点间的电压和流入任一端钮的电流完全确定，与器件的几何长度和空间位置无关。当元件的几何尺寸远远小于它所在电路工作时的电磁波的波长，这时实际元件看作集总参数元件。即在电路工作的时候只考虑元件的主要电磁性质，而忽略其它电磁性质，这时实际元件抽象成一种理想化模型。在电路理论的研究和应用中常常采用这种方法。

3. 动态电路

动态电路是只含有储能元件L,C 的电路。当动态电路状态发生改变时需要经历一个变化工程才能达到新的稳定状态，这个变化过程称为电路的过渡过程，其电路在环路（支路介入或断开，电路参数变化等）时能量发生变化，而能量的储存和释放都需要一定时间来完成。一阶RC 电路中，动态电路的方程：Ri+uc=Us 得 Ri(duc/dt)+uc=Us在一阶RL 电路中，动态电路的方程：Ri+uL=Us得Ri+L(di/dt)=Us。

4. 交变电流

交变电流，简称AC 。电流方向与大小随时间做周期性变化，其最基本的形式是正弦电流。中国通常使用的交流电，一般频率是50Hz 。我们常见的有家庭用的电灯，电动机等用的电都是交流电，其符号“~”表示。其电流的函数表达式为I=Imsin(wt+a),式中Im 为最大值，a

为电流的初相位，当初相位为零时，电流的图像如下图所示。

则此时，对应的正弦交流电的电压也随时间而变化。电流变化一次的时间叫周期T=1/f。在生活实际中，运用很广泛常与欧姆定律结合，比如，在串联电路中，如图所示，以R,L,C 为

例，总电压不等于各段分电压的和，U≠UR+ UL + UC。因为电感两端电压相位超前电流相位导电容两端电压相位π/2，落后电流相位π/2。所以R,L,C, 上的总电压，绝不是各个元件上的电压的代数和而是矢量和。若是在并联电路中，如图所示，以R,L,C, 为例，每个元件两端的瞬时电压都相等为U 。每分路的电流和两端电压之间关系为不同元件上电流的相位也各有差异。纯电感上电流相位落后于纯电阻电流相位，所以分电流的矢量和即总电流。

综上所述，交流电流在实际电路中应用非常广泛，而以上两个电路在家庭实际电路中也应用得非常广泛，它们都符合欧姆定律，符合电工理论在实际电路中的应用。

5. 三项交流异步电动机

三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。其主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子式旋转部分，在定子与转子之间有一定的空隙。而定子由铁心，绕组和机座三部分组成。转子由铁心与绕组组成，转子转组有鼠笼式和线绕式。鼠笼式转子式在转子铁芯槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜环上而组成；线绕式转

子组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁芯槽里。鼠笼式与线绕式两种电动机结构不一样，但工作原理是一样的。结构图，

如图所示

下面介绍一台三相笼型一步电动机的示意图。如图所示

在定铁芯里放着对称的三相绕组U1-U2,V1-V2,W1-W2。转子槽内放有导条，导条两端用短路环短接起来，形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。由旋转磁场理论分析可知，如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压，就有对称的三相电流流过，并且会在电机的空隙中形成一个旋转的磁场，这个磁场的转速N1称为同步转速，它与电网的频率F1及电机的磁极对数P 的关系为N1=60F1/P转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关，图中U,V,W 相以顺时针方向排列，当定子绕组中通入U,V,W 相序的三相电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子式静止的，转子与旋转磁场之间有相对运动，转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位，其方向可由“右手发电机定则”确定。载有有用功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下，将产生电磁力F ，其方向由”左手电动机定则”确定。电磁力对转轴形成一个电磁转矩，将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载，则负载随着电动机的旋转而旋转电动机对机械负载做了功。

6. 三相异步电动机在实际中的应用

三相异步电动机主要通过运用电工理论，和电工电路的知识用作发电机，拖动各种生产机械，例如：风机，压缩机，机床，轻功及矿山机械，农业生产中的脱粒机和粉碎机，农副产品中的加工机械等等。在民用生活中，电扇，洗衣机，电冰箱和空调等一般都是通过电动机的作用来拖动。

三相异步电动机能生产和生活领域中得到广泛的应用，是有许多优点的：其结构简单，制造容易，价格低廉，运行可靠，坚固耐用，运行效率较高具有适用的工作特性。它的缺点是：功率因素不好，且其工作运行过程中从电网吸收性感无功功率，功率因数总小于1。

小结

随着时代的不断发展，信息化的世界不断向前，电成为了人来必不可少的生活必需品，如何用电，安全用电，提高工作效率等一系列问题成为了当下人类需要解决的问题，这时电工理论必不可少，学好电工理论，并把它用到实际中，是一门永无止境的学问，应当活到老，学到老。

参考文献

[1]韦冬梅. 电工理论基础[M].广西：高等教育出版社，2014

[2]王兆安，电力电子技术[M]，北京：机械工业出版社.2005

[3]唐艳波，手写笔记本笔记知识要点

[4]百度百科，电工理论相关内容

致谢

在写论文的过程中，我遇到了很多难题，自己无法解答，好在有韦冬梅老师的指导，她悉心指导，在论文的理论知识上，她给予了我许多的帮助，若是没有她的教导，我对理论这一片的知识还无从下手，十分感谢。同时，我还要感谢广西大学给予我这个学习的机会，感谢它给予我那么好的教育条件。

我知道我的论文还有许多不足之处，希望大家在百忙之中抽出一点时间对本文进行审阅，评议并给出相应的批改看法。在此，深深地感谢各位师长。