第一章電工基礎(chǔ)知識

1、 一、電路的組成及有關(guān)物理量（一）電路的組成電源、負載、控制電器、聯(lián)接導(dǎo)線（二）電路的有關(guān)物理量1、電流電荷有規(guī)則的定向移動就形成了電流，習(xí)慣上規(guī)定是把正電荷移動的方向定為電流的方向電流符號I，單位為A（安培）1A=103mA(毫安)=106A（微安）=109nA（納安）=1012pA（皮安）=10-3kA（千安）=10-6MA（兆安）2、電位、電壓（電位差）（1）電位符號：V，單位為伏，用符號V表示電位的高低與參考點的選擇有關(guān)，參考點又稱零電位點，在實際電路中常以機殼或大地作為參考點（2）電壓（電位差）電壓的數(shù)值與參考點的選擇無關(guān)（3）電位、電壓與參考點的關(guān)系3、電動勢電動勢是指電源力將單位

2、正電荷從電源的負極推向正極所作的功。用符號E表示，單位為V1V=103mV=106V=10-3kV當(dāng)電源兩端不接負載時，電源兩端的開路電壓數(shù)值與電源的電動勢相等4、電阻符號R，單位為歐，用符號，圖形符號用電阻是導(dǎo)體的一種屬性，在溫度一定（20攝氏度）時，導(dǎo)體的電阻除了與導(dǎo)體材料的性質(zhì)（即材料的電阻率）有關(guān)外，還有與導(dǎo)體的長度l成正比，與倒替的橫截面積S成反比R= l/S導(dǎo)體的電阻越小，導(dǎo)體的導(dǎo)電性能越好，則電導(dǎo)越大絕緣電阻是加于介質(zhì)（絕緣材料）上的穩(wěn)定電壓與介質(zhì)中流過的泄露電流的比值接觸電阻是導(dǎo)體與導(dǎo)體在接觸處兩端的電壓與流過電流的比值二、電路基本定律（一）歐姆定律1、部分電路的歐姆定律I=U

3、/R或U=IR，R=U/I2、全電路歐姆定律通常把電源內(nèi)部的電路稱內(nèi)電路，電源外部的電路稱外電路I=E/(ro+R)3、電路狀態(tài)（1）通路狀態(tài)U=E-IRO電源的端電壓U隨電流I的增大而下降，電源內(nèi)阻越大，端電壓下降越多（2）斷路狀態(tài)R=，則I=0，U=E，即電源的開路電壓等于電源的電動勢（3）短路狀態(tài)R=0，此時電路電流稱為短路電流IS，RO一般很小，所以IS極大，將會使電源或線路燒毀（二）基爾霍夫定律略三、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)（一）電阻的串聯(lián)特點：1.流過各電阻的電流相同2.總電壓等于各電阻上電壓之和3.總電阻（等效電阻）等于各電阻之和作用：分壓（二）電阻的并聯(lián)特點：1.各電阻兩端為同一

4、電壓，每個電阻的電流與其阻值成反比2.總電流等于各電阻中電流之和3.總電阻（等效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和作用：分流（三）電阻的混聯(lián)略四、電功和電功率（一）電功（即電能）W=UIt通常所說的1度電，就是功率為1KW的電氣設(shè)備在額定狀態(tài)下使用1h所消耗的電能（二）電功率負載所用的電功率P=W/t=UI或P=I2R=U2/R電源輸出的電功率P=EI（三）電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體會產(chǎn)生熱量，這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)Q= I2R t 一、磁場概念磁極：南極S，北極N磁力線：在磁體內(nèi)部由S極指向N極，磁體外部由N極出發(fā)經(jīng)過周圍空間回到S極。始終成一連續(xù)不斷互不相交的閉合回線磁場電流的磁效應(yīng)：磁場總

5、是伴隨電流而存在電流產(chǎn)生磁場的方向與電流方向有關(guān)判定方法：安培定則（也稱右手螺旋定則）直導(dǎo)線：P14圖1-2-2線圈：P14圖1-2-3二、磁場對電流的作用左手定則P14圖1-2-4三、電磁感應(yīng)實驗證明，當(dāng)導(dǎo)線周圍的磁場發(fā)生變化時，導(dǎo)線中將產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢或電流，稱為感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流（一）導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（二）線圈中磁通發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律四、自感、互感及渦流都屬于一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象（一）自感l(wèi)由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。l自感現(xiàn)象在電工技術(shù)中有利有弊利：日光燈鎮(zhèn)流器、

6、整流設(shè)備中的電感濾波器弊：在斷開自感大的線圈（如大容量電動機、變壓器等設(shè)備）時，將會產(chǎn)生很高的自感電動勢，如不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，將可能使開關(guān)觸點燒壞、設(shè)備絕緣擊穿和造成短路等故障，影響設(shè)備正常運行（二）互感l(wèi)由于一個線圈中的電流發(fā)生變化，而在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象l互感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊形式，在電工技術(shù)中廣泛使用的變壓器、互感器、感應(yīng)線圈等，都是利用互感原理而工作的電氣設(shè)備（三）渦流 在具有鐵心的線圈中通入交變的電流時，鐵心內(nèi)就會產(chǎn)生交變的磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在鐵心中必然會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于鐵心截面可看作是由無數(shù)同心圓組成的閉合回路，因而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電

7、流在整塊鐵心中流動，形同水中的旋渦狀，故稱為渦流 在變壓器、電機和電器的鐵心中產(chǎn)生的渦流是有害的，它不但消耗電能使效率降低，而且使鐵心發(fā)熱、溫度升高，造成設(shè)備過熱，甚至燒壞。 減少渦流的辦法是用經(jīng)過絕緣處理，厚度為0.350.5 mm的硅鋼片疊狀起來，做各種電氣設(shè)備的鐵心第三節(jié) 單相交流電路交流電的大小和方向是隨著時間作周期性變化的一、正弦交流電基本概念正弦交流電的大小和方向是隨著時間作正弦規(guī)律變化的交流電（一）周期交流電循環(huán)變化一周所需的時間，稱為周期，用符號T表示，單位為s（二）頻率在一秒鐘內(nèi)交流電變化的周期數(shù)，稱為頻率，用符號f表示，單位為赫茲，用符號Hz頻率與周期互為倒數(shù)關(guān)系，即f=1

8、/T或T=1/f我國工業(yè)用電的標準頻率為50 Hz交流電的電動勢、電壓、電流是隨著時間的變化而變化，因此，將交流電某一瞬時的數(shù)值稱為瞬時值，分別用小寫字母e、u、i表示，最大值用Em、Um、Im表示二、正弦交流電動勢的產(chǎn)生在工業(yè)上用的是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的P19圖1-3-2在正弦交流電路中，e瞬時值的一般表達式為：e=Emsin(t+)三、正弦交流電的三要素（一）最大值（也稱峰值或幅值） Em、Um、Im（二）角頻率 =2f（三）初相位與相位差、 1- 2初相位就是正弦量在起始時間（即t=0）的相位，P21圖1-3-4當(dāng)u1與u2的相位差為：如1- 2=0，稱u1與u2同相，如1- 2=90o，

9、稱u1與u2正交，如1- 2=180o，稱u1與u2反相如120o，稱u1超前u2，如120o，稱u1滯后u2四、交流電的有效值在實際應(yīng)用中，用來表示交流電大小的物理量不是瞬時值，也不是最大值，而是有效值，用大寫字母E、U、I表示Im707. 02Im/707. 02/707. 02/IUmUmUEmEmE五、正弦交流電的表示法 （一）解析法（二）正弦曲線法（三）旋轉(zhuǎn)相量法六、純電阻、純電感、純電容電路（一）純電阻電路由電阻起決定性作用，而電感和電容可以忽略不計的電路，例如白熾燈、電阻爐、電烙鐵等1.電壓與電流的關(guān)系P24圖1-3-82.電路的功率P=URIR在任一瞬時的數(shù)值都是正值或者為零，

10、這說明電阻是消耗功率的，起著負載的作用在交流電路中，用功率表測得的功率及通常所說的功率均為有功功率，單位為W（二）純電感電路由電阻小到可忽略的電感線圈組成的交流電路，可看作純電感電路，通常變壓器、電動機等線圈或繞組可近似為純電感性負載1.電壓與電流的相位關(guān)系電感兩端的電壓ul在相位上超前電流 il為90o2.電壓與電流的大小關(guān)系3.電路的功率l電感電路所消耗的功率為零，即平均功率Pl=0，電感線圈中沒有能量消耗，只是把電能與磁能進行周期性的交換l為了衡量電感和電源之間能量交換的規(guī)模，引進了無功功率的概念QL=ULIL單位為var（乏）（三）純電容電路由電容起決定性作用，而電阻和電感可以忽略不計

11、的電路稱為純電容電路l電容器是能儲存電荷的容器，這是電容器最基本的特性l電容器是由兩個互相絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成，文字符號為C，圖形符號為l電容器儲存電荷能力大小的物理量稱電容量，用符號C表示，單位F（法），使用單位比F小得多，有F、nF、pF1F=106 F=109 nf=1012 pF1.電壓與電流的相位關(guān)系純電容電路中的電流ic超前電壓uc為l90o2.電壓與電流的大小關(guān)系3.電路的功率純電容電路所消耗的功率為零，即平均功率Pc=0QC=UCIC七、感性電路在交流電路中，電壓與電流的相位關(guān)系為0o ui90o的電路稱感性電路。在實際交流電路中，等效的電阻和電感串聯(lián)的電路，是基本的感性電路，如電動機、變壓器、接觸器、日光燈都可看作感性負載（一）電壓與電流的相位關(guān)系（二）電壓與電流的大小關(guān)系Z稱為阻抗，它是電阻、感抗、容抗的統(tǒng)稱，單位為ZIU ZXRL22（三）電路的功率S視在功率（VA）P有功功率（W），即整個電路中所消耗的功率QL無功功率（var）UIsQPL22l電源提供的視在功率包括兩部分，其中只有在電阻上消耗的有功功率P被電路取用。l為了反映電路對電源輸送功率的利用率，把有功功率P與視在功率S的