电气工程基础第二章.pdf

电气工程基础 • 交通大学 • 电气工程系 • 2004，06 第二章基本概念 • 本章论述组成电力系统的各种能量形式 以及电机中机电能量转换的概念， 了直流传输与交流传输的基本概念，阐 述了交流电路中有功功率、无功功率、 视在功率及复数功率的概念。 了单 相系统的缺陷与三相系统的优点以及在 对称三相系统中的单相分析法。 第一节 电力与电能系统 • 一、电力系统中的能量形式 • 二、旋转电机中的能量转换 一、电力系统中的能量形式 • 发电厂将自然界的可用的“生”能转换为电能， 并输送和分配这种电形式的能量至各类用户， 然后转换为各种有用的能量形式。 • 在电力系统中存在电能的附加形式，即电场能、 磁场能及耗散能。发电机组中的原 属动力 系统的范畴，它们服从刚体围绕定轴旋转的规 律，因而存在着机械能，即转子动能与位能。 1．动能（Kinetic energy ） 1 E J 2 2 Ω机械角速度 J 转子的转动惯量（kg.m2 ） 2 ．位能（Potential energy ）  W T d PE  r • T原 的转矩 W T (  ) PE r • T恒定 3 ．磁场能（Magnetic field energy ） • 磁场能储藏于具有磁场存在的空间内。 在电力系统中，发电机的定子及转子绕 组、变压器绕组、输电线回路及感应电 定子及转子绕组都存在磁场，因而 都储藏磁场能 1 2 Wmf 2 L i • 当存在两个线圈时 1 2 1 2 W L i  L i Mi i mf 2 1 1 2 2 2 1 2 • [例2-1]施加交流电压umax sint 至一具有电 感L 的线圈，求储藏的磁场能与相应的功 率。 • 解： 线圈中的电流落后于电压，并等 u u i max t  max t 于 sin( 90 )  cos L L 2 1 umax 2 W L cos t mf 2 L 2   dWmf 1 u2