電工培訓基礎(chǔ)知識PPT課件.ppt

2020 3 13 1 第一章電工基礎(chǔ)知識 2020 3 13 2 一 交直流電路基本知識1 電路的概念 電流能通過的路徑稱為電路 2 電路的形式 a進行能量的轉(zhuǎn)換 傳輸和處理 b進行信息處理3 電路的三種狀態(tài) 通路 斷路和短路4 按電路中流過的電流的種類 電路可分為直流電路和交流電路 2020 3 13 3 二 電路的基本概念 1 電容 電阻和電感 1 電阻反映導體對電流起阻礙作用的物理量 符號 R單位 歐姆 或千歐 K 公式 R L S導體的電阻除與上述物理量相關(guān)外還與溫度有關(guān) 2 電容用絕緣物隔開的兩個導體的組合就構(gòu)成一個電容 它具有存儲電荷的性能 電容器存儲電荷的能力用電容來表示 2020 3 13 4 公式1 C Q U 公式2 C s d單位 法拉 F 1 F 10 6F1pF 10 12F 3 電感導體中電流的變化 會在導體周圍產(chǎn)生磁場 磁場的大小與流過導體的電流 導體的形狀及周圍的介質(zhì)有關(guān) 我們把導體周圍產(chǎn)生的磁場與導體中流過的電流之比叫電感 單位 H 亨利 2020 3 13 5 單位換算 1mH 10 3H1 H 10 6H 2 電流金屬到體內(nèi)會有大量的自由電荷 自由電子 在電場力的作用下 自由電子會作有規(guī)則的運動 這就是電流 用電流強度來衡量 表示字母A 公式 I Q t電流的方向規(guī)定為正電荷的移動方向 2020 3 13 6 為了研究問題方便 我們常以一個方向為參考方向 此方向可任意選定 比如 2020 3 13 7 3 電壓 電位 電動勢 1 電壓電荷在電場力的作用下移動時 電場力對電荷作了功 我們把電場力所作的功與移動電荷的數(shù)值之比稱作電壓 用符號U表示 單位為伏 V 2 電位 用符號 表示 單位為伏 在電場中指定某一點為參考點 電場中任意一點與它之間的電壓 成為此點的電位 2020 3 13 8 3 電動勢 電動勢與電壓的定義相仿 但二者有本質(zhì)的區(qū)別 電壓是電場力做的功 電動勢是非電場力做的功 在電場力的作用下 正電荷由電位高的地方向低的地方移動 而在電動勢的作用下相反 電壓的正方向是正極指向負極 高電位指向低電位 電壓存在于電源外部 而電動勢存在于電源內(nèi)部 2020 3 13 9 二 電路的基本定律 1 歐姆定律 1 部分電路的歐姆定律U IR 2 全電路的歐姆定律 I R r 2020 3 13 10 2 基爾霍夫定律 基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點電流定律 內(nèi)容 流入節(jié)點的電流之和恒等于流出節(jié)點的電流之和 I1 I3 I2 I4 I4 I3 I1 I2 2020 3 13 11 基爾霍夫第二定律 又稱回路電壓定律 其內(nèi)容是 在任一閉合回路中 沿一定方向繞行一周 電動勢的代數(shù)和恒等于電阻上電壓降的代數(shù)和 即 E IR 注意 在列回路電壓方程時 必須考慮電壓的正負 確定步驟如下 1 假定各支路電流的方向 2 假定回路繞行方向 3 凡流過電阻的電流參考方向與繞行方向一致 則電阻上的壓降為正 否則為負 4 凡電動勢方向與繞行方向一致該電動勢取正 反之取負 2020 3 13 12 例題 列出下圖的回路方程為 E1 E2 I1R1 I2R2 I3R3 I4R4 也可列回路方程如下 E2 E1 I1R1 I2R2 I3R3 I4R4 0 2020 3 13 13 3 電路的連接關(guān)系及計算 電阻的串 并聯(lián)電阻的混聯(lián)電表的改裝 2020 3 13 14 電路中各點的電位分析計算 電路中電位的計算實際上是電位差的計算 4 交流電1 基本概念 大小及方向均隨時間變化的電流 電壓 稱作交流電 交流電壓 電流大多是按一定規(guī)律變化的 這種交流電我們叫它周期性交流電 應用最廣的是正弦交流電 2020 3 13 15 2 正弦交流電的三要素 代表交流電瞬間大小與方向的數(shù)值叫瞬時值 表達式是 u Umsin wt i Imsin wt 2020 3 13 16 表達式u Umsin wt 的描述 上式中 u表示電壓的瞬時值 Um表示電壓的最大值 w表示角頻率 表示初相位 Um Im w三個量表示正弦交流電的三要素 我們把1秒鐘內(nèi)交流電重復變化的次數(shù)稱為頻率 用字母f表示 單位赫茲 Hz T 1 fw 2 T 2 f 2020 3 13 17 對于直流電f 0 wt 稱為相位 T 0時的相位叫初相位 3 正弦交流電的幾個參數(shù)的計算有效值 平均值 最大值有效值的定義 a 有效值與最大值的關(guān)系 I Im 1 414U Um 1 414b 平均值不常用 其定義為 半個周期內(nèi)交流電的平均值 經(jīng)計算有 Ip 2Im Up 2Um 2020 3 13 18 4 三相交流電的概述 三個頻率相同 最大值相同 相位上依次差120 的交流電 我們稱之為三相交流電 三相發(fā)電機可產(chǎn)生三相交流電 2020 3 13 19 三 半導體管電路常識 1 半導體二極管 三極管型號 主要參數(shù)及特點1 型號含義2 半導體二極管的主要參數(shù)及特點A最大正向電流B反向擊穿電壓C最高反向擊穿電壓D反向電流E正向壓降 2020 3 13 20 二極管的圖形符號 半導體三極管的主要參數(shù)及特點圖形符號 2020 3 13 21 三極管的直流參數(shù) 共發(fā)射極放大倍數(shù) 集電極 基極反向截止電流 集電極 發(fā)射極反向截止電流 三極管的交流參數(shù)共發(fā)射極交流放大倍數(shù) 共基極交流放大倍數(shù) 2020 3 13 22 半導體三極管的主要特點 三極管有三種工作狀態(tài) 即放大狀態(tài) 截止狀態(tài) 飽和狀態(tài) 三極管的兩大應用場合 放大電路和開關(guān)電路 使三極管處于放大狀態(tài)的原則是 發(fā)射結(jié) e b 之間加正向電壓 集電結(jié) c b 之間加反向電壓 2020 3 13 23 半導體管的整流電路 將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程稱為整流 實現(xiàn)整流過程的電路叫整流電路 整流電路的形式有 單相半波 單相橋式 三相半波和三相橋式 1 單相半波整流電路Ud 0 45U 2020 3 13 24 2 單相橋式Ud 0 9U 2020 3 13 25 3 三相橋式 波形圖略 2020 3 13 26 習題 1 一個220伏 800瓦的電爐 接入220伏的電源使用一小時 問 1 通過電爐絲的電流是多少 2 電爐絲的電阻值是多少 3 電爐絲釋放的熱量是多少 4 電爐消耗了多少電能 2020 3 13 27 2 有電路如下 已知I 1 2A 電源內(nèi)阻為2歐 求電源電動勢 2020 3 13 28 3 如下圖 已知R1 4歐 R2 8歐 電壓U不變 當K斷開時 安培表的讀數(shù)為2安 當K閉合時 安培表的讀數(shù)為3安 問R3的阻值是多少 2020 3 13 29 4 如下圖 C1 40微法 C2 C3 20微法 它們的耐壓值均為300伏 求等效電容及最大安全電壓 2020 3 13 30 5 如下圖 已知U 10伏 計算電容器兩端的電壓是多少 極板上的電荷量是多少 2020 3 13 31 6 在電壓是u 311sin 314t 6 V的電源上 接有一只100歐的電阻 求電阻電流的瞬時值表達式 7 若上述的電阻換成一個4毫亨的電感 結(jié)果會怎樣 提示 XL WL 純電感電壓超前電流90 2020 3 13 32 8 在電壓是u 311sin 314t 4 V的電源上 接有一只電容器 其容量C 20微法 求 1 電容電流Ic 2 電容器的無功功率Qc 提示 Xc 1 wcIc U XcQc U U Xc 2020 3 13 33 可編輯 2020 3 13 34 9 一對稱三相感性負載 接于線電壓為220 或380 伏的三相電源上 線電流為5A 負載的功率因數(shù)為0 8 求有功功率 無功功率及視在功率 P 1 732U線I線COS sin Q 1 732U線I線Sin 2020 3 13 35 10 下面的電路中 如果交流電源電壓的有效值不變 僅僅是其頻率降低 三個燈泡的明暗變化將是怎樣的 2020 3 13 36 11 儀表改裝 某表頭的量程Ig 100微安 內(nèi)阻Rg 1000歐 如要改裝成量程為3伏 30伏 300伏的多量程電壓表 計算下圖中三個電阻的阻值 2020 3 13 37 解答 R1 U1 Ig Rg 3 100 0 001 1 29千歐R2 U2 U1 Ig 30 3 100 0 001 270千歐R3 U3 U2 Ig 300 30 100 0 001 2700千歐 2 7兆歐 2020 3 13 38 12 練習 某一表頭的量程Ig 100微安 內(nèi)阻Rg 1000歐 如要改裝成量程為1毫安 10毫安 100毫安的毫安表 計算三個阻值 2020 3 13 39 解答 R總 Ig Rg I3 Ig 111 11歐R1 Ig R總 Rg I1 1 11歐R2 Ig R總 Rg I2 R1 10歐R3 R總 R1 R2 100歐 I1 Ig Ig Rg R2 R3 R1 2020 3 13 40 13 一個R L C串聯(lián)電路接在u 311sin 314t 4 的電源上 已知R 12歐 L 51毫亨 C 455微法 求 1 電路電流iXL WLXC 1 jWC W 314rad s 2 電壓UR UL UC 3 電路的有功功率 無功功率及視在功率 2020 3 13 41 14 電機的勵磁繞組與一量程為300伏的伏特計并聯(lián) 流過線圈的電流為1安 伏特表的內(nèi)阻為100歐 伏 如斷開開關(guān)K 伏特表會怎樣 開關(guān)斷開瞬間 IL 0 1A 由換路定律 開關(guān)斷開后的瞬間 電流IL 0 IL 0 1A 此電流流經(jīng)伏特表形成回路 伏特表的端壓為UV IL 0 RV 1 300 100 30000V 2020 3 13 42 15 基爾霍夫定律練習下圖有幾個節(jié)點 回路 支路 2020 3 13 43 列出KVL KCL方程 回路電流法 步驟 1 假設(shè)電流 回路方向2 列方程 1 R1 R3 I11 I22R3 E1 E3 2 R2 R3 I22 I11R3 E3 E2 I11 I22 2020 3 13 44 支路電流法 I1 I2 I3R1I1 R3I3 E3 E1 0 R2I2 R3I3 E3 E2 0 2020 3 13 45 16 練習要求列出方程并算出A B兩點之間的電壓值 2020 3 13 46 四 專題 三個三角形 2020 3 13 47 練習題 有一個R L串聯(lián)電路 已知R 3歐 XL 4歐 電阻的端壓為10伏 求 1 電路的總阻抗 2 功率因數(shù) 3 R L電路兩端的電壓值 4 視在功率S 2020 3 13 48 第二章電工專業(yè)知識 一 電工識圖1 電氣圖的分類及制圖的一般規(guī)則 1 系統(tǒng)圖及框圖 2 電路圖 3 接線圖和接線表2 常用的電器圖形符號參閱GB47283 電路圖接線圖的表達方式 1 電路圖的表達方式 2020 3 13 49 2 接線圖的表達方式 幾個例子 2020 3 13 50 2020 3 13 51 二 電工材料基本知識 常見的電工材料有導電材料 絕緣材料 磁性材料以及各種線 管等 1 常用的電工材料 1 導電材料主要有銅 鋁 鐵等 2 絕緣材料又稱電介質(zhì) 這類材料有極高的電阻率 在電壓的作用下 幾乎無電流通過 2020 3 13 52 常見的有3大類 1 氣體絕緣材料 2 液體絕緣材料 3 固體絕緣材料絕緣材料的型號規(guī)格一般由4位數(shù)字組成 第1 2位表示材料的大小號 第3 4位表示材料的耐熱等級 按最高允許工作溫度分為7個等級 2020 3 13 53 3 磁性材料這類材料的特點是具有高的導磁系數(shù) 一般用于制造電氣設(shè)備的鐵心 常見的有硅鋼 鐵氧體 坡莫合金 鑄鐵等 磁性材料是磁的良導體 用于構(gòu)成磁的通路 4 電碳材料是一種特殊的導電材料 用于制造電機的電刷 連接旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與外部電源 特點是具有良好的導電性和電接觸性能 一般以石墨為主制成 2020 3 13 54 2 銅 鋁導線的特點及使用 導線是傳輸電能 傳遞信息的電工線材 1 一般由線芯 絕緣層 保護層三部分組成 2 電工用的導線分成兩大類 電磁線和電力線 電磁線用于制作各種線圈 如漆包線 絲包線等 3 電力線用于做各種電路連接 分為絕緣線和裸導線兩大類 4 電纜 指在一個絕緣護套內(nèi)按一定的形狀有單根 多根互相絕緣的導線 2020 3 13 55 三 電工測量儀表的基本知識 按用途電工測量儀表可分為 電流表 電壓表 鉗形表 兆歐表 萬用表 電能便哦等等 按工作原理分有 磁電系 電動系 電磁系和感應系等 按使用方式分有 安裝式和便攜式 常用安裝式儀表的的型號規(guī)定如下 其中 1 儀表形狀的第一位代號2 儀表形狀的第二位代號3 系列號4 設(shè)計代號5 用途號 2020 3 13 56 四 變壓器 異步電動機的基礎(chǔ)知識 異步電動機和變壓器是工業(yè)應用的主要電氣設(shè)備 電動機裝機總?cè)萘看蠹s占工業(yè)用電量的40 左右 變壓器更是電力輸送必不可少的設(shè)備 其裝機總?cè)萘繑?shù)倍于工業(yè)用電總量 1 變壓器的種類與用途 1 電力變壓器供輸配電系統(tǒng)中升壓或降壓用 2 特殊用途變壓器如電弧爐變壓器 電焊變壓器及整流變壓器 3 儀用互感器供測量和繼電保護用 4 試驗變壓器 2020 3 13 57 5 控制變壓器 用于自動控制系統(tǒng)中的小功率變壓器 2 變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理 1 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器一般由下列主要部分組成 鐵芯 線圈 繞組 油箱及附件 鐵芯和繞組構(gòu)成變壓器的主體 2 變壓器的工作原理a 空載運行 指的是變壓器接交流電源 次級開路的運行方式 2020 3 13 58 b 感應電動勢E 4 44fN m v 其中 f指的是電源的頻率N指的是繞組的匝數(shù) m指的是主磁通 相對于漏磁通 由于初次級繞組頻率一致 主磁通相同 故而初次級繞組產(chǎn)生的感應電動勢分別為 E1 4 44fN1 m v E20 4 44fN2 m v 所以 如忽略初次級繞組的損耗 E1 U1E20 U02 2020 3 13 59 兩式相比得 U1 U02 N1 N2 3 電流電壓互感器的特點 由于電力系統(tǒng)是高電壓 大電流 普通的電壓表和電流表無法測量 人們利用變壓器原理把大電壓大電流變成為小電壓和小電流 以利于測量 這種供測量用的變壓器就是互感器 分為電壓互感器和電流互感器 2020 3 13 60 1 電壓互感器的特點 1 初級繞組線圈的匝數(shù)多 線徑小 次級線圈的匝數(shù)少 相當于降壓變壓器 次級電壓均為100伏 2 為減少測量誤差其鐵芯采用硅鋼片疊裝而成 工作時空載電流小 3 使用時次級繞組不許短路 否則在次級線圈中會產(chǎn)生很大的電流 燒壞儀表 4 互感器的鐵芯與次級的一端應牢固