電工培訓(xùn)基礎(chǔ)知識課件

電工培訓(xùn)基礎(chǔ)知識課件第一頁，共65頁。第一章電工基礎(chǔ)知識2023/3/16第二頁，共65頁。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。2023/3/16第三頁，共65頁。二、電路的基本概念1、電容，電阻和電感（1）電阻反映導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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。2023/3/16第四頁，共65頁。公式1：C=Q/U公式2：C=s/d單位：法拉（F）1F=10-6F1pF=10-12F（3）電感導(dǎo)體中電流的變化，會在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場，磁場的大小與流過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的形狀及周圍的介質(zhì)有關(guān)，我們把導(dǎo)體周圍產(chǎn)生的磁場與導(dǎo)體中流過的電流之比叫電感。單位：H(亨利)2023/3/16第五頁，共65頁。單位換算：1mH=10-3H1H=10-6H2、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。2023/3/16第六頁，共65頁。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：I參考方向2023/3/16第七頁，共65頁。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。2023/3/16第八頁，共65頁。（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。2023/3/16第九頁，共65頁。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)RrIU2023/3/16第十頁，共65頁。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。I1I3I2I4I4+I3=I1+I22023/3/16第十一頁，共65頁?；鶢柣舴虻诙?，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。2023/3/16第十二頁，共65頁。例題：列出下圖的回路方程為：E1-E2=I1R1-I2R2-I3R3+I4R4R1I1I4R4I3R3R2I2E1E2也可列回路方程如下：E2-E1+I1R1-I2R2-I3R3+I4R4=02023/3/16第十三頁，共65頁。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RxIG=80微安RGI=250mA2023/3/16第十四頁，共65頁。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(yīng)用最廣的是正弦交流電。2023/3/16第十五頁，共65頁。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+)tu/iT2023/3/16第十六頁，共65頁。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(fù)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

2023/3/16第十七頁，共65頁。

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/

2023/3/16第十八頁，共65頁。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。2023/3/16第十九頁，共65頁。三、半導(dǎo)體管電路常識1、半導(dǎo)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(dǎo)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2023/3/16第二十頁，共65頁。二極管的圖形符號半導(dǎo)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2023/3/16第二十一頁，共65頁。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)。2023/3/16第二十二頁，共65頁。半導(dǎo)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(yīng)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。2023/3/16第二十三頁，共65頁。半導(dǎo)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=0.45Uv負極正極UduRd2023/3/16第二十四頁，共65頁。2)單相橋式Ud=0.9UuUdRdwtu2023/3/16第二十五頁，共65頁。3)三相橋式UdRdUVw波形圖略2023/3/16第二十六頁，共65頁。習(xí)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？2023/3/16第二十七頁，共65頁。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。5歐10歐8歐4歐4歐5歐5歐2歐I2023/3/16第二十八頁，共65頁。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？AR1R2R3UK2023/3/16第二十九頁，共65頁。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。UC1C2C32023/3/16第三十頁，共65頁。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?UR140歐R260歐C0.5微法2023/3/16第三十一頁，共65頁。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°）2023/3/16第三十二頁，共65頁。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/Xc2023/3/16第三十三頁，共65頁。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COSsin=?Q=1.732U線I線Sin2023/3/16第三十四頁，共65頁。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？

2023/3/16第三十五頁，共65頁。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。0IRgR1R3R2U1=3VU2=30VU3=300V2023/3/16第三十六頁，共65頁。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2023/3/16第三十七頁，共65頁。12、練習(xí)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。0IRg=1k歐R1R3R2100mA10mA1mA100微安I1I2I32023/3/16第三十八頁，共65頁。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0IRg=1k歐R1R3R2100mA10mA1mA100微安I1I2I3I1=Ig+Ig(Rg+R2+R3)/R12023/3/16第三十九頁，共65頁。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。UICILRLC2023/3/16第四十頁，共65頁。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=-30000VV200VKLRV200VKi(0+)R2023/3/16第四十一頁，共65頁。15、基爾霍夫定律練習(xí)

下圖有幾個節(jié)點、回路、支路?E2E1E3R1R2R32023/3/16第四十二頁，共65頁。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-E2E2E1E3R1R2R3I1I2I3I11I222023/3/16第四十三頁，共65頁。支路電流法I1=I2+I3R1I1+R3I3-E3-E1=0-R2I2+R3I3-E3+E2=0E2E1E3R1R2R3I1I2I3I22I112023/3/16第四十四頁，共65頁。16、練習(xí)

要求列出方程并算出A、B兩點之間的電壓值。R1R2R3R4R5E1E2AB2023/3/16第四十五頁，共65頁。四、專題:三個三角形UULCURZRXLCSQP電壓三角形功率三角形阻抗三角形2023/3/16第四十六頁，共65頁。練習(xí)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。2023/3/16第四十七頁，共65頁。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2023/3/16第四十八頁，共65頁。（2）接線圖的表達方式幾個例子：2023/3/16第四十九頁，共65頁。2023/3/16第五十頁，共65頁。二、電工材料基本知識

常見的電工材料有導(dǎo)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(dǎo)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。2023/3/16第五十一頁，共65頁。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。代號‘123456耐熱等級YAEBFHC極限工作溫度（攝氏度）90105120130155180>1802023/3/16第五十二頁，共65頁。（3）磁性材料

這類材料的特點是具有高的導(dǎo)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(dǎo)體，用于構(gòu)成磁的通路。

（4）電碳材料是一種特殊的導(dǎo)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(dǎo)電性和電接觸性能。一般以石墨為主制成。2023/3/16第五十三頁，共65頁。2、銅、鋁導(dǎo)線的特點及使用導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線。

2023/3/16第五十四頁，共65頁。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(yīng)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123452023/3/16第五十五頁，共65頁。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(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?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2023/3/16第五十六頁，共65頁。（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。2023/3/16第五十七頁，共65頁。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）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：E1=4.44fN1m(v)

E20=4.44fN2m(v)所以，如忽略初次級繞組的損耗，E1=U1E20=U02。2023/3/16第五十八頁，共65頁。兩式相比得：U1/U02=N1/N23、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