電工基礎(chǔ)知識(shí)(初級(jí)niu)

電工基礎(chǔ)教案第1章直流電路的基本概念1.1電路的概念1.2電流與電流密度1.3電位與電壓1.4電動(dòng)勢(shì)1.5電阻與電導(dǎo)1.6歐姆定律1.7電功與電功率1.8電路的三種狀態(tài)1.1電路的概念電路的定義：電流經(jīng)過的路徑稱為電路電路的主要功能：1、進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。2、實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。電路的組成：電源、連接導(dǎo)線、控制裝置和負(fù)載組成。電路和電路圖

觀察下圖電路：電池?zé)襞軪IRU+_K電路的基本組成：（1）電源：它是輸出電能的裝置，在工作時(shí)，它們分別將機(jī)械能、化學(xué)能、光能等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。如發(fā)電機(jī)、蓄電池、干電池、光電池等。（2）負(fù)載：它是使用電能的裝置，將電源所產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為光能、熱能、機(jī)械能等。如電燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等。（3）連接導(dǎo)線：用來傳輸和分配電能。另外，還有一些附屬設(shè)備，如：開關(guān)、熔絲、儀表等，作為控制、保護(hù)之用。電路圖：為表示電路的連接狀態(tài)，我們用統(tǒng)一、規(guī)定的圖形符號(hào)來表示出來，叫電路圖。電工圖形符號(hào)AV組成簡(jiǎn)單電路圖I=E/R01.2、電流與電流密度電流：電荷有規(guī)則定向移動(dòng)形成電流。電流強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量。公式：I=Q/tI—電流，單位是安，用A表示,千進(jìn)位，還有微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q—電荷量，單位庫(kù)侖，用C表示，1庫(kù)侖=6.2518個(gè)電子的電量；t—時(shí)間，單位是秒，用s表示。

金屬導(dǎo)體中存在大量的自由電子。因此，當(dāng)導(dǎo)體兩端接

上電源時(shí)，如圖，我們可以理解電源的正極帶正電荷，負(fù)極

帶著負(fù)電荷，接在導(dǎo)體兩端后，正、負(fù)電荷就在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生

一個(gè)電場(chǎng)。由于這個(gè)電場(chǎng)的出現(xiàn)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子就受到

朝同一個(gè)方向的電場(chǎng)力作用并朝同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，形成電流。

那么我們?nèi)绾蝸韰^(qū)分這不同的電流呢：電流既然是電荷定向

移動(dòng)形成的，那么就可以用參與定向移動(dòng)的電荷數(shù)量來衡量

電流的大小。用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量表示電流

的大小。

電流密度概念:當(dāng)電流在導(dǎo)體的橫截面均勻分布時(shí),該電流與導(dǎo)體橫截面積的比值公式：J=I/S式中I—電流，單位是安培，面積用S表示,電流密度單位安/毫米2應(yīng)用1mm2銅導(dǎo)線可以通過6安的電流，2.5mm2銅導(dǎo)線可以通過15安的電流120mm2銅導(dǎo)線可以通過280安的電流思考：某照明電路要通過21安的電流，應(yīng)采用多粗銅線？（銅導(dǎo)線密度為6安/毫米2）S=I/J=21/6=3.5毫米2電壓：兩點(diǎn)間的電位差叫電壓。

電位：某一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。電動(dòng)勢(shì)：電源內(nèi)部產(chǎn)生的推動(dòng)電流的力量。電壓、電位、都用U表示，電動(dòng)勢(shì)用e表示。電壓、電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特（簡(jiǎn)稱伏），用v表示,千進(jìn)位，還有微伏，毫伏，千伏等（mv、v、Kv）

1.3、電位與電壓

高水位水位差水泵水流水位差(水壓)水流水泵電位差（電壓)電流電源abof我們?cè)O(shè)a點(diǎn)到o點(diǎn)的距離是Lao，電場(chǎng)力f將Q從a點(diǎn)移動(dòng)到o點(diǎn)所作的功是Aao=f*Lao，就可以稱a點(diǎn)的電位?=Aao/Q。電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功稱為該點(diǎn)的電位。通常以大地為參考點(diǎn)（電子設(shè)備中以公共點(diǎn)為參考點(diǎn)），高于參考點(diǎn)的電位叫正電位，低于叫負(fù)電位。CDO電壓電場(chǎng)中兩點(diǎn)電位差，稱為電壓。即Uab=?a-?b圖中UCO=3伏UCD=2伏，試分別以C和O點(diǎn)為參考點(diǎn)，求D點(diǎn)的點(diǎn)位和D、O兩點(diǎn)電壓計(jì)算可以看出，參考點(diǎn)變了，電位值也變，但不管參考點(diǎn)如何變化，兩點(diǎn)之間的電壓是不改變的。這一性質(zhì)稱為電位的相對(duì)性和電壓的絕對(duì)性電功率電功和電功率電功單位：焦耳

千瓦時(shí)單位：瓦特1.3歐姆定律U---(V)R---(Ω)I---(A)一、部分電路歐姆定律二、全電路歐姆定律ErIR第二章直流電路電阻簡(jiǎn)介電阻元件：一種消耗電能的元件。電感元件：一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。電容元件：一種能夠貯存電場(chǎng)能量的元件。歐姆定律：電阻中的電流與電壓成正比，與電阻成反比。

公式：U=IRI=U/RR—電阻，單位歐姆（簡(jiǎn)稱歐），用Ω表示，電工材料包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、和絕緣材料。有良好導(dǎo)電性能的叫導(dǎo)體，幾乎不導(dǎo)電的絕緣體，介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。金屬導(dǎo)體的電阻R與長(zhǎng)度L成正比，與截面積S成反比，且與電阻率p有關(guān)。

公式：RS=PlR=pL/S電阻率是指長(zhǎng)1米，截面積為1mm2

，在200C溫度下的電阻值。

電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)：將電阻首尾依次相聯(lián)，使電流只有一條通路的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)：1、串聯(lián)電路中各流過的電流都相等

I=I1=I22、電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓之和。3、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。4、各電阻值分配的電壓與各電阻值成正比。2.1串聯(lián)電路電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)：兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻連接在一起，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫并聯(lián)。電阻并聯(lián)的特征：1、并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等U=U1+U2+U32、并聯(lián)電路的總電流等于各電阻中的電流之和I=I1+I2+I33、并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)，等于各電阻中的倒數(shù)之和

1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與各支路電阻值成反比I1=IR/R1I2=IR/R2電阻串聯(lián)電路圖例n個(gè)電阻串聯(lián)可等效為一個(gè)電阻2.2并聯(lián)電路電阻并聯(lián)圖例電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：在一個(gè)電路中，既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種聯(lián)接稱方式稱為電阻的混聯(lián)。2.3混聯(lián)電路2.4直流電橋基爾霍夫定律電路中通過同一電流的每個(gè)分支稱為支路。3條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。電路中任一閉合的路徑稱為回路。圖示電路有3條支路，2個(gè)節(jié)點(diǎn)，3個(gè)回路。

在任一瞬時(shí)，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流之和必定等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。

在任一瞬時(shí)，通過任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。基爾霍夫電流定律表述一基爾霍夫電流定律表述二可假定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)；也可以作相反的假定。所有電流均為正。一、基爾霍夫第一定律(節(jié)點(diǎn)電流定律)AI1I2I5I3I4I1+I3=I2+I4+I5ΣI流入=ΣI流出I1+(-I2)+I3+(-I4)+(-I5)=0ΣI=0移項(xiàng)得A?I1I2I3I4I5基爾霍夫電流定律僅僅適用于節(jié)點(diǎn)嗎？基爾霍夫電流定律的推廣于任意假定的封閉面，將閉合面視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，稱為廣義節(jié)點(diǎn)．Ib+Ic=Ie再來看一個(gè)電路：????R1R2R3R5R4E1E2I1I2I3SI1+I2=I3基爾霍夫電壓定律表述一基爾霍夫電壓定律表述二

在任一瞬時(shí)，在任一回路上的電位升之和等于電位降之和。

在任一瞬時(shí)，沿任一回路電壓的代數(shù)和恒等于零。電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)取正號(hào)，相反時(shí)取負(fù)號(hào)。所有電壓均為正。（二）基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）內(nèi)容：對(duì)任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于各電阻電壓降的代數(shù)和。

∑E

＝∑IR或∑E＝∑UE1IR1E2R2-E2E1=IR1+IR2推廣：假想回路ABREUABE=IIRUAB+UABE—IR=五、電功率與電能電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。

P=UI=I2RP—電功率單位瓦特（簡(jiǎn)稱瓦),用w表示,常用千瓦、兆瓦表示（w、Kw、Mw）電能（電功）：電流在一段時(shí)間t內(nèi)，電路消耗的電功率P稱為該電路的電能。

A=Pt=UIt=I2RtA（原為P）—電能，單位焦耳，用J表示，（電壓1V、電流1A，1秒時(shí)間內(nèi)所作的功是1焦耳，1J=1AV=1WS）實(shí)際應(yīng)用中，常用千瓦/小時(shí)（KW/h）為單位。1度電=1KW/h六、電磁基本知識(shí)磁體—人們把具有吸引鐵、鎳、鈷等磁物質(zhì)的性質(zhì)稱為磁性。磁體—具有磁性的物體叫作磁體。磁極—磁鐵具有N極S極，同性磁極呼吸排斥，異性慈極互相吸引。磁場(chǎng)—磁體周圍存在的磁力作用的空間稱為磁場(chǎng)，磁場(chǎng)是用磁力線進(jìn)行形象描述，用磁力線的疏密程度描繪磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁力線向外由N極出發(fā)，經(jīng)外空間進(jìn)入S極，內(nèi)部由S至N，閉合不斷，且不相交，兩磁極同時(shí)存在不可分割。電流與磁場(chǎng)電流周圍存在著磁場(chǎng)，產(chǎn)生磁場(chǎng)的根本原因是電流，磁場(chǎng)總是伴隨著電流而存在，而電流則永遠(yuǎn)被磁場(chǎng)所包圍。通電導(dǎo)線（或線圈）周圍磁場(chǎng)和（磁力線）的關(guān)系，常用右手螺旋定則來判斷。

單導(dǎo)線通電時(shí)磁場(chǎng)的方向判斷，用右手握緊導(dǎo)線，大拇指伸直，指向電流的方向，四指彎曲所指的方向就是磁場(chǎng)的方向。螺旋定則線圈通電時(shí)磁場(chǎng)的方向判斷，大拇指伸直，其余四指沿著電流方向圍繞線圈，四指彎曲所指的方向就是磁場(chǎng)的方向，大拇指所指就是磁場(chǎng)方向。七、單相交流電路交流電—電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)等的大小和方向均按正弦波形狀周期性變化的叫做交流電。交流電的物理量1、瞬時(shí)值—交流電的每一瞬間的變化值用小寫來表示：電動(dòng)勢(shì)e、電壓u、電流i。2、最大值—交流電的最大值是瞬時(shí)值中最大者，用Em、Um、

Im表示。3、有效值—交流電與直流電分別通過相同的電阻時(shí)，在一周期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個(gè)直流電流的值就叫做交流電的有效值，用E、U、I表示。4、周期—交流電交換一次所需要的時(shí)間用T表示。5、頻率—1秒鐘之內(nèi)交變的次數(shù)用f表示。周期和頻率互為倒數(shù)：f=1/T，T=1/f，Tf=1我的交流電的頻率f=50HzT=1/50=0.02秒八、三相交流電路1、三相交流電路—由三相交流電源和三相負(fù)載組成的電路叫三相交流電路。2、三相電動(dòng)勢(shì)的相序—依次為U-V-W稱為正序。在發(fā)電廠及變電站中，對(duì)相序要求十分嚴(yán)格，必須保持一致，U相涂以黃色，V相涂以綠色，W相涂以紅色。3、三相電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)—欲使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，以要將任意兩根電源線對(duì)調(diào)即可。4、電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)—它在經(jīng)濟(jì)上技術(shù)上具有明顯優(yōu)越性，故廣泛使用。5、三相電源的星形（Y形）連接：將三個(gè)產(chǎn)生三相電源的一端作為公共端，再由另一端引出線與負(fù)載相連，稱為星形接法或Y接法，有