電工基礎(chǔ)知識入門

1、目目 錄錄 第一章第一章 直流電路直流電路 .5 11 電學(xué)的基本物理量.5 一、電量.5 二、電流.5 三、電壓.6 四、電動勢、電源.7 五、電阻.7 六、電功、電功率.8 七、電流的熱效應(yīng).10 12 電 路 .11 一、電路的組成和作用.11 二、電路圖.11 三、電路的三種狀態(tài).12 13 歐姆定律.12 一、一段電阻電路的歐姆定律.12 二、全電路歐姆定律.13 14 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路.14 一、電阻的串聯(lián)電路.14 二、電阻的并聯(lián)電路.16 15 電工測量基本知識.17 一、萬用表的外形及基本組成.18 二、萬用表的使用步驟.20 三、萬用表的使用注意事項.20 習(xí) 題.20

2、 第二章第二章 電磁的基本知識電磁的基本知識 .22 21 磁的基本知識.22 一、磁現(xiàn)象.22 二、磁場、磁感應(yīng)線.22 三、磁通、磁感應(yīng)強度.23 四、磁導(dǎo)率.24 22 電流的磁場.25 一、通電直導(dǎo)線的磁場.25 二、通電螺線管的磁場.25 精選文檔 2 三、磁場對載流直導(dǎo)線的作用.26 四、磁場對通電線圈的作用.27 23 電磁感應(yīng).27 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象.27 二、法拉第定律.29 三、楞次定律.29 四、電磁感應(yīng)定律.31 24 自感、互感.31 一、自感.31 二、互感.32 習(xí) 題.33 第三章第三章 正弦交流電路正弦交流電路 .34 31 正弦交流電的產(chǎn)生.35 一、正弦交

3、流電的特點種.35 二、正弦交流電的產(chǎn)生.35 32 正弦交流電的三要素.37 一、周期、頻率、角頻率.37 二、瞬時值、最大值、有效值.38 三、相位、初相和相位差.39 33 正弦交流電的表示法.40 一、三角函數(shù)式法.41 一、純電阻電路.42 二、純電感電路.42 三、純電容電路.44 35 三相交流電路.46 一、三相電動勢的產(chǎn)生.46 二、三相電源繞組的聯(lián)結(jié).47 三、三相交流電路負載的聯(lián)結(jié).48 36 常用電氣照明電路.50 一、白熾燈照明電路.50 二、節(jié)能燈照明電路.51 三、日光燈照明電路.51 習(xí) 題.52 第四章第四章 變壓器與三相異步電動機變壓器與三相異步電動機 .5

4、4 精選文檔 3 41 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理.54 一、變壓器的基本結(jié)構(gòu).55 二、變壓器的工作原理.56 三、幾種常見變壓器.58 四、變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù).59 五、變壓器的使用要點.60 42 三相異步電動機的用途和結(jié)構(gòu).60 一、電動機概述.60 二、三相籠式異步電動機的基本結(jié)構(gòu).61 43 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理.62 一、演示實驗.62 二、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生.62 三、旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用.64 43 三相異步電動機的使用.65 一、啟動.65 二、反轉(zhuǎn).66 三、制動.66 四、三相籠式異步電動機的銘牌數(shù)據(jù).67 五、三相異步電動機使用要點.68 45 單相異步電動機.

5、69 第五章第五章 簡單機床電路簡單機床電路 .71 51 常用低壓電器.72 一、開關(guān).72 二、接觸器.75 三、熱繼電器.76 四、熔斷器.76 52 機床的幾種控制線路.78 一、點動控制線路.78 二、看懂機床控制線路的基本要領(lǐng).78 三、接觸器自鎖控制線路.79 四、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路.81 五、C6201型車床控制線路.83 習(xí) 題.84 第六章第六章 安全用電安全用電 .85 精選文檔 4 61 觸 電 .85 一、觸電事故.85 二、觸電原因及方式.86 62 安全用電措施.87 一、常用安全用電措施.87 二、電氣設(shè)備的保護接地和保護接零.88 三、安全用電十不準.

6、89 63 電氣事故及緊急處理.90 一、觸電急救.90 二、對電氣設(shè)備做好監(jiān)護.90 三、電火警的緊急處理.91 四、防雷擊的安全措施.91 習(xí) 題.92 精選文檔 5 第一章第一章 直流電路直流電路 本章學(xué)習(xí)要點：本章學(xué)習(xí)要點： 1熟悉電流、電壓、電阻、電功率、電功等常用的物理量； 2了解常用電氣元件的電路符號，能夠看懂電路圖的連接關(guān)系； 3熟練掌握歐姆定律的兩種形式，明確U，J，R，E，r之間的關(guān)系； 4準確辨識簡單電路電阻的串、并聯(lián)關(guān)系，掌握兩種連接形式中 每個元件上電壓、電流與總電壓、總電流的關(guān)系。 現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常聽到或說起很多有關(guān)電方面的名詞、術(shù)語，也經(jīng)常有很多用電 方面的困

7、惑。這些名詞、術(shù)語究竟是怎樣定義的?它們之間有什么關(guān)系?是什么因素導(dǎo)致電 壓的高低、電流的大小?為什么會發(fā)生由用電引發(fā)的火災(zāi)?為什么家里幾個月沒人住，還會 產(chǎn)生電費?很多經(jīng)常聽到的，看似簡單，又不容易說清的問題，通過本章的學(xué)習(xí)都會有明確 的答案。 11 電學(xué)的基本物理量電學(xué)的基本物理量 一、電量一、電量 自然界中的一切物質(zhì)都是由分子組成的，分子又是由原子組成的，而原子是由帶正電 荷的原子核和一定數(shù)量帶負電荷的電子組成的。在通常情況下，原子核所帶的正電荷數(shù)等 于核外電子所帶的負電荷數(shù)，原子對外不顯電性。但是，用一些辦法，可使某種物體上的 電子轉(zhuǎn)移到另外一種物體上。失去電子的物體帶正電荷，得到電子

8、的物體帶負電荷。物體 失去或得到的電子數(shù)量越多，則物體所帶的正、負電荷的數(shù)量也越多。 物體所帶電荷數(shù)量的多少用電量來表示。電量是一個物理量，它的單位是庫侖，用字 母 C 表示。1C 的電量相當于物體失去或得到 6.251018 個電子所帶的電量。 二、電流二、電流 電荷的定向移動形成電流。電流有大小，有方向。 1電流的方向 1、人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方 向。金屬導(dǎo)體中，電流是電子在導(dǎo)體內(nèi)電場的作用下 定向移動的結(jié)果，電子流的方向是負電荷的移動方向， 與正電荷的移動方向相反，所以金屬導(dǎo)體中電流的方 精選文檔 6 向與電子流的方向相反，如圖 11 所示。 2電流的大小 電學(xué)中用電流強

9、度來衡量電流的大小。電流強度就是 l 秒鐘通過導(dǎo)體截面的電量。電 流強度用字母表示，計算公式如下： I Q I t 式中 I電流強度，單位安培(A)； 在 t 秒時間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電量數(shù)，單位庫侖(C)； Q 時間，單位秒(s)。t 實際使用時，人們把電流強度簡稱為電流。電流的單位是安培，簡稱安，用字母 A 表 示。如果 1 秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為 1 庫侖，則該電流的電流強度為 1 安培，習(xí)慣簡稱 電流為 1 安。實際應(yīng)用中，除單位安培外，還有千安()、毫安()和微安()。它們kAmAA 之間的關(guān)系為： 3 1kA=10 A 3 1A=10 mA 3 1mA=10A 三、電壓三、電壓

10、為了弄清楚電荷在導(dǎo)體中定向移動而形成電流的原因，我們對照圖 12a 水流的形成 來理解這個問題。 精選文檔 7 從圖12a可以看到外水由一A槽經(jīng)C管向8槽流去。水之所以能在C管中進行定向移動， 是由于A槽水位高，B槽水位低所致：A，B兩槽之間的水位差即水壓，是實現(xiàn)水形成水流 的原因。與此相似，當圖12b中的開關(guān)S閉合后，電路里就有電流。這是因為電源的正極 電位高，負極電位低。兩個極間電位差(電壓)使正電荷從正極出發(fā)，經(jīng)過負載R移向負極形 成電流。所以，電壓是自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。在電路中電場力把單位正 電荷由高電位a點移向低電位b點所做的功稱為兩點間的電壓，用 ab U 表示。所

11、以電壓是a與 b兩點間的電位差，它是衡量電場力做功本領(lǐng)大小的物理量。 電壓用字母 U 表示，單位為伏特，電場力將 1 庫侖電荷從 a 點移到 b 點所做的功為 1 焦耳，則 ab 間的電壓值就是 1 伏特，簡稱伏，用字母 V 表示。常用的電壓單位還有千伏 (kV)，毫伏(mV)等。它們之間的關(guān)系為： 1 kV=V 3 10 l V=mV 3 10 電壓與電流相似，不但有大小，而且有方向。對于負載來說，電流流人端為正端，電 流流出端為負端。電壓的方向是由正端指向負端，也就是說負載中電壓實際方向與電流方 向一致。在電路圖中，用帶箭頭的細實線表示電壓的方向。 四、電動勢、電源四、電動勢、電源 在圖

12、12a 中，為使水在 C 管中持續(xù)不斷地流動，必須用水泵把 B 槽中的水不斷地泵 入 A 槽，以維持兩槽間的固定水位差，也就是要保證 C 管兩端有一定的水壓。在圖 12b 中，電源與水泵的作用相似，它把正電荷由電源的負極移到正極，以維持正、負極間的電 位差，即電路中有一定的電壓使正電荷在電路中持續(xù)不斷地流動。 電源是利用非電力把正電荷由負極移到正極的，它在電路中將其他形式能轉(zhuǎn)換成電能。 電動勢就是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量，用字母 E 表示，它的單位也是伏特，簡稱伏， 用字母 V 表示。 電源的電動勢只存在于電源內(nèi)部。人們規(guī)定電動勢的方向在電源內(nèi)部由負極指向正極。 在電路中也用帶箭頭的細實線

13、表示電動勢的方向，如圖 12b 所示。當電源兩端不接負載 時，電源的開路電壓等于電源的電動勢，但二者方向相反。 生活中用測量電源端電壓的辦法，來判斷電源的狀態(tài)。比如測得工作電路中兩節(jié) 5 號 電池的端電壓為 2.8 V，則說明電池電量比較充足。 五、電阻五、電阻 一般來說，導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，用字母 R 表示。電阻的單位為歐姆，簡 稱歐，用字母表示。 精選文檔 8 如果導(dǎo)體兩端的電壓為 1 伏，通過的電流為 1 安，則該導(dǎo)體的電阻就是 1 歐。 常用的電阻單位還有千歐(k)、兆歐(M)。它們之間的關(guān)系為： 1 k= 3 10 1 M=k 3 10 應(yīng)當強調(diào)指出：電阻是導(dǎo)體中客觀存在的

14、，它與導(dǎo)體兩端電壓變化情況無關(guān)，即使沒 有電壓，導(dǎo)體中仍然有電阻存在。實驗證明，當溫度一定時，導(dǎo)體電阻只與材料及導(dǎo)體的 幾何尺寸有關(guān)。對于二根材質(zhì)均勻、長度為 L、截面積為 S 的導(dǎo)體而言，其電阻大小可用 下式表示： L R S 式中 導(dǎo)體電阻，單位為歐()；R 導(dǎo)體長度，單位為米(m)；L 導(dǎo)體截面積，單位為平方毫米()；S 2 mm 電阻率，單位為歐米(m)。 式中電阻率是與材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。電阻率的大小等于長度為 1m，截面積為 1 的導(dǎo)體在一定溫度下的電阻值，其單位為歐米(：m)。例如，銅的電阻率為 1.7 2 mm m，就是指長為 1m，截面積為 1mmz 的銅線的電阻是 1.7

15、。幾種常用材 8 10 8 10 料在 20時的電阻率見表 11。C 從表中可知，銅和鋁的電阻率較小，是應(yīng)用極為廣泛的導(dǎo)電材料。以前，由于我國鋁 的礦藏量豐富，價格低廉，常用鋁線作輸電線。由于銅線有更好的電氣特性，如強度高、 電阻率小，現(xiàn)在銅制線材被更廣泛應(yīng)用。電動機、變壓器的繞組一般都用銅材。 表表 11 幾種常用材料在幾種常用材料在 20時的電阻率時的電阻率 材料名稱電阻率(m) 銀 1.6 8 10 銅 1.7 8 10 鋁 2.9 8 10 鎢 5.3 8 10 鐵 1.0 7 10 康銅 5.0 7 10 錳銅 4.4 7 10 鋁鉻鐵電阻絲 1.2 6 10 精選文檔 9 六、電功

16、、電功率六、電功、電功率 電流通過用電器時，用電器就將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如熱能、光能和機械能等。 我們把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能叫做電流做功，簡稱電功，用字母 W 表示。電流通過用電 器所做的功與用電器的端電壓、流過的電流、所用的時間和電阻有以下的關(guān)系： 2 2 WUIt WI Rt U Wt R 如果公式(13)中，電壓單位為伏，電流單位為安，電阻單位為歐，時間單位為秒， 則電功單位就是焦耳，簡稱焦，用字母 J 表示。 電流在單位時間內(nèi)通過用電器所做的功稱為電功率，用字母 P 表示。其數(shù)學(xué)表達式為： W P t 將公式(13)代入公式 14 后得到： 2 2 U P R PUI PI R

17、 若在公式(14)中，電功單位為焦耳，時間單位為秒，則電功率的單位就是焦耳/秒。 焦耳/秒又叫瓦特，簡稱瓦，用字母 W 表示。在實際工作中，常用的電功率單位還有千瓦 (kW)、毫瓦(mW)等。它們之間的關(guān)系為： 1kW=W 3 10 1W=mW 3 10 從公式15中可以得出如下結(jié)論： 1當用電器的電阻一定時，電功率與電流平方或電壓平方成正比。若通過用電器的電 流是原來電流的2倍，則電功率就是原功率的4倍；若加在用電器兩端電壓是原電壓的2倍, 則電功率就是原功率的4倍。 2當流過用電器的電流一定時，電功率與電阻值成正比。對于串聯(lián)電阻電路，流經(jīng)各 個電阻的電流是相同的，則串聯(lián)電阻的總功率與各個電

18、阻的電阻值的和成正比。 3當加在用電器兩端的電壓一定時，電功率與電阻值成反比。對于并聯(lián)電阻電路，各 個電阻兩端電壓相等，則各個電阻的電功率與各電阻的阻值成反比。 在實際工作中，電功的單位常用千瓦小時(kWh)，也叫“度”。1千瓦小時是1度，它 精選文檔 10 表示功率為1千瓦的用電器1小時所消耗的電能，即： 1kWh=1kW1h=3.6J 6 10 例題 1 一臺 42 英寸(1 英寸=2.54 厘米)等離子電視機的功率約為 300W，平均每天開 機 3 小時，若每度電費為人民幣 0.48 元，問一年(以 365 天計算)要交納多少電費? 解： 電視機的功率P=300 W=0.3 kW 電視機

19、一年開機的時間t=3365=1 095 h 電視機一年消耗的電能W=Pt=0.31 095=328.5 kWh 一年的電費為328.50.48=157.68元 想一想：現(xiàn)在的電氣在不工作時經(jīng)常是通電的，(待機狀態(tài))， 此時的功耗很低，一般不超過10 W(計算時可以估算為5 W)，假定 家中有空調(diào)、電視機、DVD播放器、家庭影院功放、計算機主機、 計算機顯示器，如果這些電氣長期處在待機狀態(tài)，它們一年要消 耗多少電費?有沒有其他問題? 七、電流的熱效應(yīng)七、電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時 電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，用焦耳一楞次定律表示如下： 2 QI Rt 式中 熱量，單位焦耳(J)； Q 通過導(dǎo)體的電流，單位安培(A)； I 導(dǎo)體電阻，一單位歐姆()； R 導(dǎo)體通過電流的時間，單位秒(S)t 焦耳一楞次定律的物理意義是：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量，與電流強度的平方、導(dǎo) 體的電阻及通電時間成正比。 在生產(chǎn)