電工培訓基礎(chǔ)知識PPT課件

1、2021-6-221 第一章 電工基礎(chǔ)知識 2021-6-222 n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。 2021-6-223 二、電路的基本概念 n1、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

2、電荷的性能。 電容器存儲電荷的能力用電容來表示。 2021-6-224 公式1：C=Q/U n公式2：C=s/d 單位：法拉（F） 1F=10-6F 1pF= 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) 2021-6-225 單位換算： 1mH= 10-3H 1H=10-6H n2 、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：

3、I=Q/t 電流的方向規(guī)定為正電荷的移動方向。 2021-6-226 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。 n比如： I 參考方向 2021-6-227 3 、電壓、電位、電動勢 n（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。 2021-6-228 （3）電動勢 n電動勢與電壓的定義相仿，但二者有本質(zhì)的 區(qū)別。 n電壓是電場力做的功，電動勢是非電場力做

4、的功。 n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。 n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。 2021-6-229 二、電路的基本定律 n1、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) R r I U 2021-6-2210 2、基爾霍夫定律 n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 2021-6-2211 基爾霍夫第二定律，又稱回路電壓定律。其內(nèi)容

5、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。 2021-6-2212 例題： n列出下圖的回路方程為： E1-E2=I1R1-I2R2-I3R3+I4R4 R1 I1 I4 R4 I3 R3 R2 I2 E1 E2 n也可列回路方程如下： E2-E1+I1R1-I2R2-I3R3+I4R

6、4=0 2021-6-2213 3、電路的連接關(guān)系及計算 n電阻的串、并聯(lián) n電阻的混聯(lián) n電表的改裝 Rx IG=80微安 RG I=250mA 2021-6-2214 電路中各點的電位分析計算 n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(yīng)用最廣的是正弦 交流電。 2021-6-2215 2）正弦交流電的三要素： n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+ ) t u/i T 202

7、1-6-2216 表達式 u=Umsin(wt+ ) 的描述 n上式中， u表示電壓的瞬時值。 n Um表示電壓的最大值。 n w 表示角頻率。 n 表示初相位。 Um（Im）、 、w三個量表示正弦交流電的三 要素。 n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 ）。 nT=1/f w=2/T=2 f 2021-6-2217 對于直流電對于直流電f =0。 nwt+稱為相位。T=0時的相位叫初相位。 n3）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/1.414 U=Um/1.414 b)平均值不常用

8、，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/ 2021-6-2218 4）三相交流電的概述 n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。 n三相發(fā)電機可產(chǎn)生三相交流電。 2021-6-2219 三、半導體管電路常識 n1、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 2021-6-2220 二極管的圖形符號 n半導體三極管的主要參數(shù)及特點 圖形符號： v 負極 正極 NPN型 PNP型 2

9、021-6-2221 三極管的直流參數(shù) n共發(fā)射極放大倍數(shù)。 n集電極-基極反向截止電流。 n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)。 2021-6-2222 半導體三極管的主要特點： n三極管有三種工作狀態(tài)：即放大狀態(tài)、截止放大狀態(tài)、截止 狀態(tài)、飽和狀態(tài)。狀態(tài)、飽和狀態(tài)。 n三極管的兩大應(yīng)用場合：放大電路和開關(guān)電 路。 n使三極管處于放大放大狀態(tài)的原則原則是：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。 2021-6-2223 半導體管的整流電路 n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。

10、 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=0.45 U v 負極 正極 Ud u Rd 2021-6-2224 2)單相橋式 Ud=0.9 U u UdRd wt u 2021-6-2225 3)三相橋式 UdRd U V w 波形圖略 2021-6-2226 習題 n1、一個一個220伏，伏，800瓦的電爐，接入瓦的電爐，接入220伏伏 的電源使用一小時，問的電源使用一小時，問（1）通過電爐絲的）通過電爐絲的 電流是多少？電流是多少？（2）電爐絲的電阻值）電爐絲的電阻值是多少？是多少？ （3）電爐絲釋放的熱量）電爐絲釋放的熱量是多少？（是多少

11、？（4）電爐）電爐 消耗了多少電能？消耗了多少電能？ 2021-6-2227 2、 n有電路如下：已知有電路如下：已知I I=1/2A，電源內(nèi)阻為電源內(nèi)阻為2 歐，求電源電動勢。歐，求電源電動勢。 5歐 10歐 8歐 4歐4歐 5歐 5歐 2歐 I 2021-6-2228 3、 n如下圖，已知如下圖，已知R1=4歐，歐， R2=8歐，電壓歐，電壓U不不 變，當變，當K斷開時，安培表的讀數(shù)為斷開時，安培表的讀數(shù)為2安，當安，當K 閉合時，安培表的讀數(shù)為閉合時，安培表的讀數(shù)為3安，問安，問R3的阻值的阻值 是多少？是多少？ A R1 R2 R3 U K 2021-6-2229 4、 n如下圖，如下

12、圖，C1=40微法，微法，C2=C3=20微微 法，它們的耐壓值均為法，它們的耐壓值均為300伏，求等伏，求等 效電容及最大安全電壓。效電容及最大安全電壓。 U C1 C2 C3 2021-6-2230 5、 n如下圖，已知如下圖，已知U=10伏，計算電容器兩端的電伏，計算電容器兩端的電 壓是多少？極板上的電荷量是多少壓是多少？極板上的電荷量是多少? U R1 40歐 R2 60歐 C 0.5微法 2021-6-2231 6、 n在電壓是在電壓是u=311sin(314t+ u=311sin(314t+ /6)V)V的電源上，接有一的電源上，接有一 只只100100歐的電阻，求電阻電流的瞬時值

13、表達式。歐的電阻，求電阻電流的瞬時值表達式。 n7 7、若上述的電阻換成一個、若上述的電阻換成一個4 4毫亨的電感，結(jié)果會怎毫亨的電感，結(jié)果會怎 樣？（提示：樣？（提示：X XL L=WL,=WL,純電感電壓超前電流純電感電壓超前電流9090） 2021-6-2232 8、 n在電壓是在電壓是u=311sin(314t+ u=311sin(314t+ /4)V)V的電源上，接的電源上，接 有一只電容器，其容量有一只電容器，其容量C=20C=20微法，求（微法，求（1 1）電）電 容電流容電流Ic,(2)Ic,(2)電容器的無功功率電容器的無功功率Qc Qc 。 提示：Xc=1/wc Ic=U/

14、Xc Qc=U*U/Xc 2021-6-2233 9、 n一對稱三相感性負載，接于線電壓為一對稱三相感性負載，接于線電壓為220(或或380)伏的伏的 三相電源上，線電流為三相電源上，線電流為5A，負載的功率因數(shù)為，負載的功率因數(shù)為0.8，求，求 有功功率有功功率, 無功功率及視在功率。無功功率及視在功率。 P=1.732U 線I線COS sin=? Q= 1.732U 線I線Sin 2021-6-2234 10、 n下面的電路中，如果交流電源電壓的有效值下面的電路中，如果交流電源電壓的有效值 不變，僅僅是其頻率降低，三個燈泡的明暗不變，僅僅是其頻率降低，三個燈泡的明暗 變化將是怎樣的？變化將

15、是怎樣的？ 2021-6-2235 11、儀表改裝儀表改裝 n某表頭的量程某表頭的量程I Ig=100微安，內(nèi)阻微安，內(nèi)阻Rg=1000歐，歐， 如要改裝成量程為如要改裝成量程為3伏，伏，30伏，伏，300伏的多量伏的多量 程電壓表，計算下圖中三個電阻的阻值。程電壓表，計算下圖中三個電阻的阻值。 0 I Rg R1 R3R2 U1=3V U2=30VU3=300V 2021-6-2236 解答： nR1=U1/Ig-Rg=3/(100*0.001)-1=29千歐 nR2= （U2-U1) /Ig=(30-3)/(100*0.001) =270千歐 nR3=（U3-U2) /Ig=(300-30

16、)/(100*0.001) =2700千歐=2.7兆歐 2021-6-2237 12、練習練習 n某一表頭的量程某一表頭的量程I Ig=100微安，內(nèi)阻微安，內(nèi)阻 Rg=1000歐，如要改裝成量程為歐，如要改裝成量程為1毫安，毫安， 10毫安，毫安，100毫安的毫安表，計算三個毫安的毫安表，計算三個 阻值。阻值。 0 I Rg=1k歐 R1R3R2 100mA 10mA 1mA 100微安 I1 I2 I3 2021-6-2238 解答： nR總=Ig*Rg/（I3 - Ig ）=111.11歐 nR1= Ig(R總+ Rg) /I1 =1.11歐 nR2= Ig(R總+ Rg) /I2 R1

17、=10歐 nR3= R總-R1-R2=100歐 0 I Rg=1k歐 R1R3R2 100mA 10mA 1mA 100微安 I1 I2 I3 I1=Ig +Ig (Rg+R2+R3)/R1 2021-6-2239 13、一個一個R、L、C 串聯(lián)電路接在串聯(lián)電路接在u=311sin(314t+ /4) 的電源上，已知的電源上，已知R=12歐，歐，L=51 毫亨，毫亨，C=455微法，微法， 求：求： （1）電路電流）電路電流 i X XL L= WL XC=-1/(jWC)= WL XC=-1/(jWC) W=314 rad/s W=314 rad/s （2）電壓）電壓UR、 UL 、 UC

18、（3）電路的有功功率、無功功率及視在功率。）電路的有功功率、無功功率及視在功率。 U IC IL R L C 2021-6-2240 14、電機的勵磁繞組與一量程為電機的勵磁繞組與一量程為300伏的伏特計伏的伏特計 并聯(lián)，流過線圈的電流為并聯(lián)，流過線圈的電流為1安，伏特表的內(nèi)阻為安，伏特表的內(nèi)阻為 100歐歐/伏，如斷開開關(guān)伏，如斷開開關(guān)K，伏特表會怎樣？伏特表會怎樣？ n開關(guān)斷開瞬間，開關(guān)斷開瞬間，I IL L(0(0- -) ) =1A，由由換路定律換路定律， n開關(guān)斷開后的瞬間，電流開關(guān)斷開后的瞬間，電流I IL L(0(0+ +) ) = I IL L(0(0- -) ) =1A， 此

19、電流流經(jīng)伏特表形成回路，伏特表的端壓為此電流流經(jīng)伏特表形成回路，伏特表的端壓為 UV =-I IL L(0(0+ +)R)RV =-1=-1* *300300* *100=-30000V100=-30000V V 200V K L R V 200V K i(0+) R 2021-6-2241 15、基爾霍夫定律練習基爾霍夫定律練習 下圖有幾個下圖有幾個節(jié)點、回路、支路節(jié)點、回路、支路? E2 E1 E3 R1 R2 R3 2021-6-2242 列出KVL、KCL方程 （回路電流法） n步驟：步驟： n1、假設(shè)電流、回路方向假設(shè)電流、回路方向 n2、列方程、列方程 (1)(R1+R3 )I I

20、11 + I I22 R3 = E1+ E3 (2)(R2+R3 )I I22 + I I11 R3 = E3- E2 E2 E1 E3 R1 R2 R3 I1 I2 I3 I11 I22 2021-6-2243 支路電流法支路電流法 nI I1 1 =I=I2 2+I+I3 3 nR R1 1I I1 1+ +R R3 3I I3 3- -E E3 3-E1=0-E1=0 n-R-R2 2I I2 2+ +R R3 3I I3 3- -E E3 3+E2=0+E2=0 E2 E1 E3 R1 R2 R3 I1 I2 I3 I22 I11 2021-6-2244 16、練習練習 要求列出方程并

21、算出要求列出方程并算出A、B兩點之間的電壓值。兩點之間的電壓值。 R1 R2 R3R4 R5 E1 E2 A B 2021-6-2245 四、專題專題 : 三個三角形三個三角形 U ULC UR Z R XLC S Q P 電壓三角形功率三角形 阻抗三角形 2021-6-2246 練習題 n有一個有一個R-L串聯(lián)電路，已知串聯(lián)電路，已知R=3歐，歐，XL=4 歐，電阻的端壓為歐，電阻的端壓為10伏，求伏，求(1)電路的總電路的總 阻抗。（阻抗。（2）功率因數(shù)。）功率因數(shù)。 （3） R-L電路電路 兩端的電壓值。（兩端的電壓值。（4）視在功率）視在功率S。 2021-6-2247 第二章 電工專

22、業(yè)知識 n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 GB4728 3、 電路圖接線圖的表達方式 （1）電路圖的表達方式 2021-6-2248 （2）接線圖的表達方式 n幾個例子： 2021-6-2249 2021-6-2250 二、電工材料基本知識 n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。 2021-6-2251 常見的有3大類：

23、n（1）氣體絕緣材料 n（2）液體絕緣材料 n（3）固體絕緣材料 n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。 代號 123456 耐熱等級 YAEBFHC 極限工作 溫度（攝 氏度） 90105120130155180180 2021-6-2252 （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

24、具有良好 的導電性和電接觸性能。 一般以石墨為主制成。 2021-6-2253 2 、銅、鋁導線的特點及使用 n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。 2021-6-2254 三、電工測量儀表的基本知識 n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。 n按工作原理分有:磁電系、電動系

25、、電磁系和感應(yīng)系等。 n按使用方式分有：安裝式和便攜式。 n常用安裝式儀表的的型號規(guī)定如下： n其中：1-儀表形狀的第一位代號 n2-儀表形狀的第二位代號 n3-系列號 n4-設(shè)計代號 n5-用途號 12345 2021-6-2255 四、變壓器、異步電動機的基礎(chǔ)知識 n異步電動機和變壓器是工業(yè)應(yīng)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 容量數(shù)倍于工業(yè)用電總量。 n1、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

26、量和繼電保護用 （4）試驗變壓器 2021-6-2256 （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。 2021-6-2257 b:感應(yīng)電動勢 E=4.44fNm (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） n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(yīng)電動勢分別為： n E1=4.44fN1m (v) E20=4.44fN2m (v) n所以，如忽略初次級繞組的損耗，E1=U1 E20=U02 。 2021-6-2258 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。 2021-6-2259 （ 1