煤礦職工安全手冊電學（課堂PPT）

1、1古書院礦職教中心、機電部古書院礦職教中心、機電部23國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局政策法規(guī)司政策法規(guī)司 編審編審4第一節(jié)第一節(jié) 電學基礎知識電學基礎知識授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師5一、電學相關知識一、電學相關知識 1導體導體 容易讓電流通過的物體稱為導體。容易讓電流通過的物體稱為導體。 一般是指電阻率在一般是指電阻率在108109mm2 m之間的物體，如鋼、鐵等金屬材之間的物體，如鋼、鐵等金屬材 料，均屬導體。料，均屬導體。 2絕緣體絕緣體 不容易讓電流通過的物體叫絕不容易讓電流通過的物體叫絕 緣體。是指電阻率在緣體。是指電阻率在

2、l09mm2m 之間的物體。如塑料、木材、橡膠等。之間的物體。如塑料、木材、橡膠等。 3半導體半導體 介于導體和絕緣體之間的物體介于導體和絕緣體之間的物體 稱為半導體。稱為半導體。 授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師6二、直流電基礎知識二、直流電基礎知識 1電流電流 電荷的定向流動，稱為電流。電荷的定向流動，稱為電流。 2穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流 電流的大小和方向都不電流的大小和方向都不 隨時間而改變的電流稱為穩(wěn)恒電流。隨時間而改變的電流稱為穩(wěn)恒電流。 3直流電直流電 電流流動的方向不隨時間而電流流動的方向不隨時間而 改變的電流稱為直流電流，簡稱直改變的電流稱為直流

3、電流，簡稱直 流電。流電。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師74電流強度電流強度 通過導線橫截面的電量與通過導線橫截面的電量與 通這些電量所耗用時間之比，稱為電通這些電量所耗用時間之比，稱為電 流強度。其表示符號用流強度。其表示符號用，單位為安，單位為安 培培(A)。5電阻電阻 導體對電流的阻礙作用稱為電導體對電流的阻礙作用稱為電 阻，用阻，用R符號表示。電阻的單位為符號表示。電阻的單位為 歐姆，用歐姆，用符號表示。電阻的大小與符號表示。電阻的大小與 導體的材料和幾何形狀有關。導體的材料和幾何形狀有關。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：

4、機電高級工程師86. 電壓電壓 在電場中兩點之間的電勢差在電場中兩點之間的電勢差(又稱電位差又稱電位差) 叫做電壓。它表示電場力把單位叫做電壓。它表示電場力把單位 正電荷從電場正電荷從電場 中的一點移到另一點所做的功，其方向為電動中的一點移到另一點所做的功，其方向為電動 勢的方向。電源加在電路兩端的電壓稱為電源勢的方向。電源加在電路兩端的電壓稱為電源 的端電壓，的端電壓， 電壓的單位為伏特，用符號電壓的單位為伏特，用符號V表表 示。示。7電動勢電動勢 把單位正電荷從電源負極經(jīng)電流內(nèi)部把單位正電荷從電源負極經(jīng)電流內(nèi)部 移到正極時所做的功稱為電源的電動勢。電動移到正極時所做的功稱為電源的電動勢。電

5、動 勢的方向是由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極。電動勢的方向是由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極。電動 勢是描述電源性質(zhì)的物理量，用來表示這個電勢是描述電源性質(zhì)的物理量，用來表示這個電 源將其它形式能量轉換為電能本領的大小。源將其它形式能量轉換為電能本領的大小。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師98電源電源 凡能把其它形式的能量轉化為電能凡能把其它形式的能量轉化為電能 的裝置均稱為電源，電源有正負極各一的裝置均稱為電源，電源有正負極各一 個。個。9. 電功電功 電流通過導體時所作的功稱為電電流通過導體時所作的功稱為電 功，用功，用W表示。電功的大小表示電能轉表示。電功的大小表

6、示電能轉 換為其它形式能量的多少。在數(shù)值上等換為其它形式能量的多少。在數(shù)值上等 于加在導體兩端電壓于加在導體兩端電壓U，流經(jīng)導體的電，流經(jīng)導體的電 流流 I 和通電和通電 時間時間 t 三者之乘積。三者之乘積。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師1010電阻率電阻率 把把1m長，截面積為長，截面積為1mm2的導的導 體所具有的電阻值稱為該導體的電阻體所具有的電阻值稱為該導體的電阻 率，電阻率用率，電阻率用表示，其單位為表示，其單位為 mm2m。11直流電的計算直流電的計算 (1)電流的計算：電流的計算： IV / R 式中：式中：I電流強度，單位為安培電流強度

7、，單位為安培(A)； V電壓，單位為伏特電壓，單位為伏特(V)； R電阻，單位為歐姆電阻，單位為歐姆()。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師11 (2)電功計算：電功計算： WIUt 式中：式中：W電功，單位為焦耳電功，單位為焦耳(J)； I電流強度，單位為安培電流強度，單位為安培(A)； U端電壓，單位為伏特端電壓，單位為伏特(V)； t通電時間，單位為秒通電時間，單位為秒(s)。 在電力工程中，電功常用千瓦小時為單在電力工程中，電功常用千瓦小時為單 位，通常所說的一度電，就是電功的概念，千位，通常所說的一度電，就是電功的概念，千 瓦小時與焦耳的關系為：瓦

8、小時與焦耳的關系為： 1度電度電lkWh1000WX3600s3.6X106J授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師12 (3)電功率計算：電功率計算： P W / t IU 式中：式中：P電功率，單位為瓦特電功率，單位為瓦特(W)； 1W1Js1A1V1VA 1kW 1000W。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師13三、交流電基礎知識三、交流電基礎知識 1交流電及其電源交流電及其電源 (1)交流電交流電 電流的大小和方向都隨時間作周期性變電流的大小和方向都隨時間作周期性變 化的電流，稱為交流電。通有交流電的電路，化的電流，稱

9、為交流電。通有交流電的電路， 稱為交流電路。稱為交流電路。 (2)頻率頻率 交流電正弦量每秒鐘變化的次數(shù)叫做正弦交流電正弦量每秒鐘變化的次數(shù)叫做正弦 量的頻率。單位為赫茲量的頻率。單位為赫茲(Hz)，用，用 f 表示。表示。 (3)周期周期 正弦交流電變化一周所需的時間稱為正弦正弦交流電變化一周所需的時間稱為正弦 交流電的周期，單位為秒交流電的周期，單位為秒(s)。用符號。用符號T表示。表示。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師14(4)頻率與周期的關系為：頻率與周期的關系為： f 1 / T 我們?nèi)粘Ｓ玫氖须?，其頻率為我們?nèi)粘Ｓ玫氖须?，其頻率為50Hz，即每

10、秒，即每秒 50周，周期為周，周期為0.02s。周期和頻率都是描述。周期和頻率都是描述 交流電隨時間變化快慢程度的物理量。交流電隨時間變化快慢程度的物理量。(5)三相交流電三相交流電 一個發(fā)電機同時發(fā)出峰值相一個發(fā)電機同時發(fā)出峰值相 等，頻率相同，相位彼此相差等，頻率相同，相位彼此相差23的三個的三個 交流電，稱為三相交流電。三相電的每交流電，稱為三相交流電。三相電的每 一相，就是一個交流電。一相，就是一個交流電。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師15(6)三相交流電源三相交流電源 我國各工礦企業(yè)廣泛采用我國各工礦企業(yè)廣泛采用 電壓為電壓為380V、頻率為、

11、頻率為50Hz三相四線制供三相四線制供 電系統(tǒng)。如圖所示，發(fā)電機三相繞電系統(tǒng)。如圖所示，發(fā)電機三相繞 組做星形聯(lián)接，組做星形聯(lián)接，aA、bB、cC即為即為 三條相線三條相線(火線火線)，(X、Y、Z)O即為零即為零 線線(地線地線)。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師16授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師172三相交流電三相交流電 (1)線電壓線電壓 相線與相線之間的電壓稱為線相線與相線之間的電壓稱為線 電壓。在電壓。在380V、50Hz的三相四線制供的三相四線制供 電系統(tǒng)中，線電壓值為電系統(tǒng)中，線電壓值為380V。 (2

12、)相電壓相電壓 相線與零線之間的電壓，稱為相線與零線之間的電壓，稱為 相電壓。在相電壓。在380V、50Hz的三相四線制的三相四線制 供電系統(tǒng)中，相電壓值為供電系統(tǒng)中，相電壓值為220V。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師18 電學基礎知識試題電學基礎知識試題一、填空題：一、填空題：1.我國工礦企業(yè)廣泛采用電壓為（我國工礦企業(yè)廣泛采用電壓為（380）V，頻，頻率為（率為（50）Hz的三相四線制供電系統(tǒng)。的三相四線制供電系統(tǒng)。2.容易讓電流通過的物體稱為（導體）。不容容易讓電流通過的物體稱為（導體）。不容易讓電流通過的物體叫（絕緣體）。介于導體和易讓電流通過的

13、物體叫（絕緣體）。介于導體和絕緣體之間的物體稱為半導體。絕緣體之間的物體稱為半導體。 3.我們?nèi)粘Ｓ玫氖须?，其頻率為我們?nèi)粘Ｓ玫氖须?，其頻率為50Hz，即每秒，即每秒（50）周，周期為（）周，周期為（0.02）秒。周期和頻率都是）秒。周期和頻率都是描述交流電隨時間變化快慢程度的物理量。描述交流電隨時間變化快慢程度的物理量。 4.電學中經(jīng)常使用的電壓單位為伏特電學中經(jīng)常使用的電壓單位為伏特(V)；電流；電流強度單位為安培強度單位為安培(A)；電阻單位為歐姆；電阻單位為歐姆()。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師19 5. 電荷的（定向）流動，稱為電流。電荷的（

14、定向）流動，稱為電流。 6. 導體對電流的（阻礙）作用稱為電阻，用導體對電流的（阻礙）作用稱為電阻，用 （R）符號表示。）符號表示。 7. 電阻的大小與導體的（材料）和（幾何形電阻的大小與導體的（材料）和（幾何形 狀）有關。狀）有關。 8. 通有（交流電）的電路，稱為交流電路。通有（交流電）的電路，稱為交流電路。二、名詞解釋：二、名詞解釋： 1. 直流電直流電 電流流動的方向不隨時間而改變電流流動的方向不隨時間而改變 的電流稱為直流電流，簡稱直流電。的電流稱為直流電流，簡稱直流電。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師20 2. 交流電交流電 電流的大小和方向都

15、隨時間作電流的大小和方向都隨時間作 周期性變化的電流，稱為交流電。周期性變化的電流，稱為交流電。 3穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流 電流的大小和方向都不隨時電流的大小和方向都不隨時 間而改變的電流稱為穩(wěn)恒電流。間而改變的電流稱為穩(wěn)恒電流。 4電流強度電流強度 通過導線橫截面的電量與通通過導線橫截面的電量與通 過這些電量所耗用時間之比，稱為電流過這些電量所耗用時間之比，稱為電流 強度。其表示符號用強度。其表示符號用I，單位為安培，單位為安培A 。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師21v5.電壓電壓 在電場中兩點之間的電勢差在電場中兩點之間的電勢差(又稱電又稱電位差位差)叫做

16、電壓。它表示電場力把單位正電荷叫做電壓。它表示電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所做的功，其方從電場中的一點移到另一點所做的功，其方向為電動勢的方向。向為電動勢的方向。v6.線電壓線電壓 相線與相線之間的電壓稱為線電相線與相線之間的電壓稱為線電壓。在壓。在380V、50Hz的三相四線制供電系統(tǒng)的三相四線制供電系統(tǒng)中，線電壓值為中，線電壓值為380V。v7.相電壓相電壓 相線與零線之間的電壓，稱為相相線與零線之間的電壓，稱為相電壓。在電壓。在380V、50Hz的三相四線制供電系的三相四線制供電系統(tǒng)中，相電壓值為統(tǒng)中，相電壓值為220V。授課人：趙福柱授課人：趙福柱 職稱：機電高級工程師職稱：機電高級工程師22v三、簡答題：三、簡答題：v 1.什么叫三相交流電？什么叫三相交流電？ v 答：一個發(fā)電機同時發(fā)出峰值相等，頻率相同，答：一個發(fā)電機同時發(fā)出峰值相等，頻率相同，相位彼此相差相位彼此相差23（120）的三個交流電，稱）的三個交流電，稱為三相交流電。為三相交流電。v 2.什么叫電源的電動勢？什么叫電源的電動勢？ v 答：把單位正電荷從電源負極經(jīng)電流內(nèi)部移到答：把單位正電荷從電源負極經(jīng)電流內(nèi)部移到正