進(jìn)網(wǎng)作業(yè)-1電工基礎(chǔ)

1、第一章 電工基礎(chǔ)知識2015年4月第一節(jié) 電的基本概念一、電的來歷與實(shí)質(zhì)：n電是物質(zhì)運(yùn)動的一種形式。是物質(zhì)內(nèi)所含電子等載流子運(yùn)動時(shí)的一種能量表現(xiàn)形式。常稱作電能。n電：屬于“二次能源”，通過一次能源獲得（煤炭、石油等）。二、電的類型及傳導(dǎo)：靜電：摩擦等外力作用而產(chǎn)生動電交流電直流電恒穩(wěn)直流：蓄電池脈動直流：整流單相交流三相交流電n電流方向：習(xí)慣上規(guī)定為正電荷的運(yùn)動方向，實(shí)際是帶負(fù)電的自由電子的移動方向。n電的傳送速度：30萬公里/秒，等同于光速。三、幾個物理概念：n 電荷：帶電物質(zhì)的基本微粒，電子是最小單位，一個電子所帶的電荷為1.910-10Cn 電位：描述電場的物理量。某一點(diǎn)的電位，在數(shù)值

2、上等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電位能。單位：伏，Vn 電壓：電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差。單位：伏，Vn 電動勢：與電壓是兩個不同概念，定義：將單位正電荷由電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部電路定向移動到電源正極所做的功。單位：單位：伏，Vn 電流：大量正電荷在電場力作用下做有規(guī)則的定向移動。n 電流強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。單位：安，A。n 產(chǎn)生電流的兩個條件：電路兩端存在電壓，電路閉合n 電阻：電流通過物體時(shí)所遇到的阻力。單位：歐姆（簡稱歐），SRl說明：l 電阻值與導(dǎo)體的長度、電阻率成正比，與材料的截面積成反比。l 電阻率的大小與導(dǎo)體材質(zhì)關(guān)系：導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體l 電阻率與導(dǎo)體溫度有關(guān)

3、：對于金屬，溫度上升，電阻率上升；對于大部分絕緣體，溫度上升，電阻率下降。n 電導(dǎo)：物體導(dǎo)電的能力。單位：西門子，S；電阻的倒數(shù)。n 電阻值的表達(dá)式：第二節(jié) 直流電路一、電路：電流所經(jīng)過的路徑。n 組成：電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線與控制設(shè)備。n 電路兩種常見故障：n 斷路：閉合回路中的某一部分?jǐn)嚅_。n 短路：電源不經(jīng)負(fù)載而直接接通。產(chǎn)生巨大電流，燒壞線路、設(shè)備，危害嚴(yán)重，必須設(shè)置保護(hù)裝置。二、電路串并聯(lián)、星三角轉(zhuǎn)換n 電源串聯(lián)：E=E1+E2+E3提升電壓n 電阻串聯(lián)特點(diǎn)： 電流相等； 總電阻是串接電阻之和； 總電壓是各分段電壓之和；n 電源并聯(lián)：E=E1=E2=E3提升容量、供電可靠性n 電阻并聯(lián)

4、特點(diǎn)： 并聯(lián)電阻兩端電壓相等； 總電流是各并聯(lián)支路電流之和； 總電阻的倒數(shù)等于各支路電路的倒數(shù)之和n 混聯(lián)：電路中并聯(lián)、串聯(lián)共存。n 星三角等效轉(zhuǎn)換計(jì)算：P15，推導(dǎo)方法，記憶WUVWUVWUUVURRRRRRn D-Y：n Y-D：WVUVUUVRRRRRRn 全電路歐姆定律：包含電源（全電路概念），需要考慮電源內(nèi)阻三、歐姆定律及基爾霍夫定律RUI n部分電路歐姆定律：電流與電壓成正比，與電阻成反比0rRUIn基爾霍夫第一定律（電流定律，KCL，應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)）流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流: 流入電流流入電流 = 流出電流流出電流 ，I1+I2=I3abcdI2I3I1n節(jié)點(diǎn)定義：電路中三條

5、及以上支路的連接點(diǎn)。n 基爾霍夫第二定律（電壓定律，KVL，應(yīng)用于回路）n 內(nèi)容：任一閉合回路中，總電壓升等于總電壓降（電動勢的代數(shù)和等于電壓降的代數(shù)和）acdI2I1I3bcR1R2R3E2舉例：舉例：E2 =I2R2 +I3R3 n 電功率：電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。單位：W,或者kW四、電功率與焦耳定律ttt22RURIIUWn電功：電流通過負(fù)載所做的功。單位：瓦秒，焦耳，kWhRURIIUP22n 焦耳定律：電流流經(jīng)導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的大小，與電阻、通電時(shí)間和電流的平方成正比。第三節(jié) 電與磁的關(guān)系一、磁力線與電磁感應(yīng)：n 磁力線：假想，表示磁場強(qiáng)度和方向。 每條磁力線都是閉合的、互不交叉；

6、外部：N極S；內(nèi)部：S極N極n 電磁感應(yīng)：共生，衍生 電生磁：導(dǎo)體或線圈流經(jīng)電流，其周圍或兩極就會產(chǎn)生磁場； 磁生電：導(dǎo)體做切割磁力線的運(yùn)動，或者穿過線圈的磁力線強(qiáng)度發(fā)生變化，則導(dǎo)體或線圈中就會產(chǎn)生感生電動勢；對于閉合導(dǎo)體回路就會產(chǎn)生感生電流。此現(xiàn)象稱之為：電磁感應(yīng)。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁滯與渦流：n 磁通密度：反映磁場強(qiáng)度，單位：特斯拉。l 渦流：磁場變化，會在導(dǎo)體（鐵芯）內(nèi)部產(chǎn)生旋渦狀的感生電流。l 渦流損耗：渦流做功、發(fā)熱，產(chǎn)生能量消耗。 為什么變壓器鐵芯使用硅鋼片？導(dǎo)磁性；薄片電阻大，減少渦損。n 有效利用渦損：l 電工儀表：利用渦流產(chǎn)生阻尼力矩，例如機(jī)械式的電能表（鋁盤）；l 高頻電爐三

7、、三個定則：n 右旋定則：判定磁場方向，又稱安培右手定則。n 左手定則：判定受力方向，又稱電動機(jī)定則。n 右手定則：判定感生電動勢方向，又稱發(fā)電機(jī)定則。 定則如何套用？方便記憶的四個字：左動右電左動右電四、楞次定律：當(dāng)通過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈內(nèi)感生電流所產(chǎn)生的磁場，總是力圖抵抗原有磁場的變化。五、自感、互感、同名端：n 自感：線圈中電流發(fā)生變化，引發(fā)線圈的磁通量發(fā)生變化，磁通變化感生出電動勢。 自感電動勢的大?。弘娏髯兓俣取⒕€圈的自感系數(shù) 電感元件n 互感：一個線圈的磁通量變化，在另一個與之有磁場聯(lián)系的線圈中感生出電動勢。 變壓器、互感器原理n 同名端：判定互感電動勢的方向六、集膚效

8、應(yīng)：導(dǎo)體流過交流電，在導(dǎo)體表層的電流密度比內(nèi)層大。第四節(jié) 交流電一、交流電的三要素：n 三要素：最大值、頻率、初相位n 正弦波交流電：電壓、電流按正弦規(guī)律周期性變化。0i, ut+_n 周期：周期：正弦量變化一次所需的時(shí)間正弦量變化一次所需的時(shí)間( (秒秒) )，T T，單位：秒（，單位：秒（s s）n 頻率：頻率：每秒鐘時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)，每秒鐘時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)，f f，單位：赫茲（，單位：赫茲（HZHZ）n 頻率與周期之間關(guān)系頻率與周期之間關(guān)系：倒數(shù)倒數(shù)Tf1 n 電角頻率：電角頻率：也反映正弦波交流電變化的速度，弧度也反映正弦波交流電變化的速度，弧度/ /秒（秒（rad/srad/s）n

9、與周期、頻率的關(guān)系：與周期、頻率的關(guān)系：fT 22n正弦交流電流正弦交流電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：i =Ii =Im msin（t+t+0 0）瞬時(shí)值，最大值，電角頻率，時(shí)間，初相位n有效值有效值：從電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，在同一時(shí)間內(nèi)，正弦交流電流 I 和直流電流 I 流過同一電阻產(chǎn)生相同的熱效應(yīng)，直流電I的值就是交流電 i 的有效值。2sin1102202mTmTItdtITdtiTIn例題例題：已知交流電壓u u= = U Um m sin sin t t , , U Um m =310V, =310V, f f =50Hz =50Hz，試求有效值試求有效值U U 和和 t t =0.1s =0.

10、1s 時(shí)的瞬時(shí)值。時(shí)的瞬時(shí)值。解：解：VUUm22023102VftUum010100sin3102sin) 1 . 0(二、有關(guān)相位的幾個概念二、有關(guān)相位的幾個概念n相位：相位：（ t+t+）；t=0t=0，- 初相位初相位n相位差：相位差：兩個同頻率交流電之間的相位之差。兩個同頻率交流電之間的相位之差。n同相：同相：兩交流電相位差為兩交流電相位差為0 0或或180 180 的偶數(shù)倍數(shù)；的偶數(shù)倍數(shù)；n反相：反相：兩交流電相位差為兩交流電相位差為180 180 的奇數(shù)倍數(shù)；的奇數(shù)倍數(shù)；三、感抗感抗和容抗n感抗感抗：電感線圈對交流電的阻力 XL= L=2fLn 容抗容抗：電容對交流電的阻力CCX

11、Cf211n 三相交流電：最大值、頻率相同，相位互差三相交流電：最大值、頻率相同，相位互差120120tsinEemA)120tsin(EemB)120tsin(E)240tsin(EemmC三、星形、三角形連接、三相電功率CeAeBeCuBuCuAuABuBCuCAABNANBCn電源星形連接：變壓器、發(fā)電機(jī)三相繞組的三個末端接在一起，該點(diǎn)成為中點(diǎn)中點(diǎn)或零零點(diǎn)點(diǎn)(N)(N)。相電壓線電壓三相四線制線電壓是相電壓的 倍3星形連接的線電壓星形連接的線電壓與相電壓相電壓的關(guān)系n 向量圖30B.UC.UAB.UBC.UCA.UA.UB.A.AB.UUUC.B.BC.UUUA.C.CA.UUUn 星形聯(lián)接的發(fā)電機(jī)或變壓器可以輸出兩種電壓，如：220V和380V。n 線電壓超前于相電壓相位30。n 線電壓是相電壓的 倍。n 相電流=線電流。3三角形連接的線電壓三角形連接的線電壓與相電壓相電壓的關(guān)系n 線電流滯后相電流30。n 相電壓=線電壓。n 線電流是相電流的 倍。ABU.BCU.CAU.ABI.BCI.CAI.AI.BI.CI.30ABCiBiCuABu BCuCAiABiBCiCA| ZAB | ZBC | ZCA |iA3n I IA A=I=IABAB-I-ICACAn I IB B=I=