電工安全知識(shí)論文-司磊

1、電工安全知識(shí)論文 - 司磊電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）1、最大值、有效值、相位、初相位、相位差等。2、會(huì)使用表達(dá)式、相量圖正確表示交流電。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第2頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）第一節(jié)電的基本知識(shí)（復(fù)習(xí)）一、物體的帶電與電場(chǎng)提問(wèn)：舉例說(shuō)明物體帶電的現(xiàn)象（化纖衣物摩擦生電、雷電等） ，物體為什么會(huì)帶電？1、 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電的形成與物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為：物分原核外電子質(zhì)子原中在正常情況下，原子中正負(fù)電荷相等，整個(gè)原子不顯電性。 中性的原子失去電子， 就帶正電，成為正離子； 獲得電子， 就帶負(fù)電，成為負(fù)離子。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第3頁(yè)共72頁(yè)電工基

2、礎(chǔ)知識(shí)（課題一）2、 物體的帶電演示：摩擦生電，使用塑料棒在頭發(fā)上摩擦，吸引小紙屑。當(dāng)一個(gè)物體失去或獲得電子時(shí)，正負(fù)電荷就不相等，物體就會(huì)帶電。物體所帶電荷有正電荷和負(fù)電荷兩種，失去電子的物體，就帶正電；得到電子的物體就帶負(fù)電。3、 電場(chǎng)電場(chǎng)存在于帶電體周?chē)?，它是電荷之間相互作用的媒質(zhì)。電場(chǎng)最基本的特性是電場(chǎng)能對(duì)位于該電場(chǎng)中的電荷產(chǎn)生作用力。電場(chǎng)作用在電荷上的力叫電場(chǎng)力。電場(chǎng)力的大小與電場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān)。電場(chǎng)的強(qiáng)弱與帶電體所帶的電荷量多少有關(guān)。電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小等于單位電荷在電場(chǎng)這一點(diǎn)所受到的力的大小，即適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第4頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）EF（N/

3、C ）Q式中 Q 正試驗(yàn)電荷的電荷量， C （庫(kù)侖）；F Q 電荷在電場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力， N（牛頓）。電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向也叫 電場(chǎng)的方向，就是正電荷在這一點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向。物體所帶正電與帶負(fù)電產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相反，同性電荷相斥，異性電荷相吸。二、導(dǎo)體和絕緣體提問(wèn)：請(qǐng)舉例說(shuō)明常見(jiàn)的有哪些材料是導(dǎo)體？哪些材料是絕緣體？1、 導(dǎo)體導(dǎo)電能力很強(qiáng)的物體稱(chēng)為導(dǎo)體。導(dǎo)體內(nèi)部擁有大量的自由電子或離子。在電場(chǎng)力的作用下，自由電子（或離子）能作有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第5頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）2、 絕緣體幾乎不能導(dǎo)電的物體稱(chēng)為絕緣體。其原子核對(duì)其外層電子的束縛力很

4、強(qiáng)，自由電子極少。三、電路及電路圖1、電路的組成及作用：電路就是電流流過(guò)的路徑， 一個(gè)完整的電路都是由電源、負(fù)載（用電設(shè)備） 、聯(lián)接導(dǎo)線以及控制電器等四個(gè)基本部分組成 ，如圖 11所示。電源：就是產(chǎn)生電能的設(shè)備，它的作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，并向用電設(shè)備供給能量。負(fù)載：就是用電設(shè)備。它的作用是將電能轉(zhuǎn)換為其它形式的能量。聯(lián)接導(dǎo)線：它把電源和負(fù)載連接成一個(gè)閉合通路，起著傳輸和分配電能的作用?？刂齐娖鳎浩渥饔檬菆?zhí)行控制任務(wù)和保護(hù)電器設(shè)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第6頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）備。開(kāi)K電燈導(dǎo)圖 12圖 11圖 11電路K2、電路圖用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)表示的

5、電路。支路：一段沒(méi)有分支的電路。 圖 1 3 結(jié)點(diǎn)：凡是三條或三條以上支路相匯合的點(diǎn)?；芈罚鹤噪娐分心骋稽c(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一周又回到該點(diǎn)的任意閉合路徑。四、電流和電阻1、 電流適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第7頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）導(dǎo)體中的自由電子，在電場(chǎng)力的作用下作有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電荷量稱(chēng)為電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)電流） ，用符合 I 表示，計(jì)算式為IQt式中 Q通過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量， C；t通過(guò)電荷量Q 所用的時(shí)間，s（秒）。電流的單位是安培（ A），1A=1C/1s。還有毫安（ mA）或微安（ A）。電流的方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。舉例說(shuō)明

6、：閉合回路是形成電流的必要條件。2、 電阻電流通過(guò)導(dǎo)電體時(shí)所受到的阻力稱(chēng)為電阻。金屬導(dǎo)體的電阻與它的幾何尺寸、材料適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第8頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）有關(guān)，可用下式表示RLS式中R導(dǎo)體的電阻， （歐姆）；L 導(dǎo)體的長(zhǎng)度， m（米）；S導(dǎo)體的截面積， mm2（平方毫米）； 導(dǎo)體的電阻率，指在一定的溫度下，長(zhǎng)為 1 米，截面積為 1 平方毫米的導(dǎo)體所具有的電阻， ?mm2/ m。電阻的電位還有兆歐（M ）、千歐（ k）、毫歐（ m）、微歐（ ）。常用導(dǎo)電材料的電阻率，見(jiàn)表 1。表 1常用導(dǎo)電材料的電阻率材料名銀銅鋁低鉛鑄稱(chēng)碳鐵鋼電阻率0.0160.0170.02

7、80.10.20.5（20）553300適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第9頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）例 1 1：求 1km 長(zhǎng)，截面為 25mm2 的鋁導(dǎo)線在20時(shí)的電阻。解： RL0.0283 10001.132( )S25五、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)1、電位在電場(chǎng)力作用下，單位正電荷由電場(chǎng)中某一點(diǎn)移到參考點(diǎn) （參考點(diǎn)的電位規(guī)定為零）所做的功叫做該點(diǎn)的單位， 用 表示。電場(chǎng)中某兩點(diǎn)之間的電位差等于這兩點(diǎn)間的電壓。比喻：用水位說(shuō)明電位、參考點(diǎn)。2、電壓電場(chǎng)力把單位正電荷由高電位點(diǎn)移到低電位點(diǎn)所做的功叫做這兩點(diǎn)間的電壓，用 U 表示。當(dāng)電荷量為 Q，所做的功為 W 時(shí)，則電壓為適用于農(nóng)網(wǎng)配

8、電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第10頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）UWQ式中 W 正電荷 Q 由高電位點(diǎn)移到低電位點(diǎn)時(shí)所做的功， J（焦耳）；Q正電荷量， C。電壓的電位為伏特（V），還有千伏（ kV ）、毫伏（ mV）、微伏（ A）。電壓的正方向規(guī)定為由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，即電位降的方向。3、電動(dòng)勢(shì)電源將電位正電荷由負(fù)極移到正極所做的功叫做電動(dòng)勢(shì)，用 E 表示。EWQ式中 W 正電荷 Q 由負(fù)極移到正極時(shí)所做的功， J（焦耳）；Q正電荷量， C；E電動(dòng)勢(shì)， V。電動(dòng)勢(shì)的方向由負(fù)極指向正極， 即電位升的方向。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第11頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）第二節(jié)直流電路

9、一、歐姆定律1、電路圖的幾種表示方法，如圖21 所示。AIAIREU RUABRUBB圖 21電路圖2、歐姆定律歐姆定律是反映電壓、電流、電阻三者之間關(guān)系的基本定律。在電阻一定的電路中，通過(guò)電阻的電流適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第12頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）與施加于電阻上的電壓成正比。也可以說(shuō)成電路中的電流與電壓成正比，而與電阻成反比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為UIR式中I 電流， A；U電壓， V ；R電阻， 上述公式也可以寫(xiě)成：UIRURI例 21 有一電熱器的電阻為 44 歐姆，使用時(shí)的電流是 5 安，試求電壓的供電電壓。解： U=IR=5 44220（V）例 22 已知一電阻兩端所

10、加電壓為 220V，測(cè)得電路中的電流為 0.5A，求該電阻為多少歐姆？適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第13頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）U220解： R440( )I0.5二、串、并聯(lián)電路1、串聯(lián)電路將幾個(gè)電阻的首尾依次連接起來(lái)，中間沒(méi)有分支，各電阻流過(guò)同一電流，這些電阻的連接叫做串聯(lián)，如圖 22 所示。IURIRUURU（ a（ b圖 22串聯(lián)電路圖串聯(lián)電路的特點(diǎn)：1） 流過(guò)各電阻的電流相同；2） 電路總電壓等于各電阻上的電壓降之和，即 U=U 1U2；適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第14頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）（3） 電路總電阻（等效電阻）等于各電阻阻值之和，即 R=

11、R 1+R2；4） 各電阻上的電壓與該電阻的阻值成正比；5） 電路中消耗的功率等于各電阻上消耗的功率之和，即 P=P1+P2；6） 各電阻上消耗的功率與該電阻的阻值成正比。2、并聯(lián)電路將幾個(gè)電阻的頭和尾分別接在一起，使之在電路中承受同一電壓，這些電阻的連接叫做并聯(lián)，如圖 23 所示。II1I2IR1RR2UU（圖 23并聯(lián)電路圖適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第15頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）并聯(lián)電路的特點(diǎn)：1） 電路中各電阻上所承受的電壓相同；2） 電路中的總電流等于各電阻中電流之和，即 I=I 1+I 2；3） 電路中的總電阻（等效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和，即111RR1R

12、23、混聯(lián)電路電路中既有相互串聯(lián)的電阻，又有相互并聯(lián)的電阻，叫做混聯(lián)電路。分析混聯(lián)電路時(shí)，應(yīng)先合并串聯(lián)或并聯(lián)部分， 逐步對(duì)電路進(jìn)行等值簡(jiǎn)化，求出總的等效電阻，然后根據(jù)歐姆定律，由總電阻、總電壓（或總電流），求出電路中的總電流 （或總電壓），最后再逐步推算各部分的電壓和電流。三、電功率和電能1、電功率單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生或消耗的電能，叫做電適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第16頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）功率（簡(jiǎn)稱(chēng)功率）。它表明了電能與非電能相互轉(zhuǎn)換速率的大小。 負(fù)荷接受的電功率等于負(fù)荷兩端的電壓與通過(guò)負(fù)荷的電流的乘積，常用 P 表示。P=UI式中P電功率， W （瓦特）；U負(fù)荷端電壓， V；

13、I 負(fù)荷電流， A。同理，電源產(chǎn)生的電功率等于電動(dòng)勢(shì)與電流的乘積。2、電能電流在一段時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電能。電能的大小不僅與電功率的大小有關(guān)，還與作功的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。 其表達(dá)式為W=Pt式中P電功率t時(shí)間， h；W 電能， Wh （瓦時(shí)）或適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第17頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）kWh （千瓦時(shí)）。例 23 已知一個(gè)額定電壓為 220V 的燈泡接在 220V 電源上，通過(guò)燈泡的電流為 0.454A，問(wèn)5h 內(nèi)該燈泡所消耗的電能為多少？解：燈泡的功率P=UI=220 0.454100（W ）0.1（kW ）5h 內(nèi)燈泡消耗的電能W Pt0.1 50.5（kWh

14、）3、電的熱效應(yīng)電流通過(guò)電阻時(shí)要發(fā)熱，其發(fā)熱量同電流的平方、回路中的電阻及通過(guò)電流的時(shí)間成正比，即Q=I 2Rt（J）0.24I 2Rt（cal）上式表明了電能轉(zhuǎn)換為熱能的關(guān)系，稱(chēng)為焦耳楞次定律。1J（焦耳）等于 0.24cal（卡）。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第18頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）第三節(jié)電磁感應(yīng)（復(fù)習(xí)）準(zhǔn)備指南針 2 支、條形磁鐵 2 支、 U 形磁通、電池、通電直導(dǎo)體，演示磁現(xiàn)象。一、磁提問(wèn)：生產(chǎn)、日常生活中，有哪些物體周?chē)哂写艌?chǎng)？如地球、指南針等。1、磁場(chǎng)在磁體周?chē)臻g存在一種特殊物質(zhì)，它對(duì)載流導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)的電荷都有力的作用，這一特殊物質(zhì)叫做磁場(chǎng)。磁體具有極性，

15、其兩端極性強(qiáng)的區(qū)域稱(chēng)為磁極，一端為北極（ N 極），一端為南極（S極）。同性磁極相互排斥， 異性磁極相互吸引。磁場(chǎng)不僅有方向，而且還有強(qiáng)弱，一般適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第19頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）用磁力線來(lái)描述，磁力線的方向由N 極指向極，磁力線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。2、磁通和磁通密度垂直通過(guò)某一截面的磁力線叫做磁通量（簡(jiǎn)稱(chēng)磁通），用表示，其單位是 Wb（韋伯）。磁通量可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但不能表示磁場(chǎng)的方向。垂直穿過(guò)單位截面的磁通量叫做磁通密度（也叫磁感應(yīng)強(qiáng)度），用 B 表示，其單位是（特斯拉）。磁通 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的關(guān)系為BS或 BS式中穿過(guò)截面 S

16、 的磁通， Wb；S與磁場(chǎng)垂直的面積，2m；B磁通密度， T。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第20頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）3、通電導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)準(zhǔn)備：通電導(dǎo)體、指南針、通電螺管線圈，演示通電直導(dǎo)線、通電螺管線圈內(nèi)的磁場(chǎng)。通電的導(dǎo)體周?chē)写艌?chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)也可用磁力線來(lái)描述。當(dāng)電流方向改變時(shí)，磁場(chǎng)的方向也改變。其關(guān)系可用直導(dǎo)線右手定則來(lái)確定，如圖 31所示。將右手拇指伸直表示電流的方向，卷曲的四指所指的方向就是磁力線的方向。圖 3 1直導(dǎo)圖 32通電導(dǎo)線為了同時(shí)表示出電流的方向和導(dǎo)體周?chē)帕€的方向，通常用“ ”表示導(dǎo)線的截面，適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第21頁(yè)共72頁(yè)電工基

17、礎(chǔ)知識(shí)（課題一）用“ ”和“ ”兩種符號(hào)分別表示與紙面垂直導(dǎo)線中的電流流入和流出的方向。當(dāng)已知電流方向時(shí)，由直導(dǎo)線右手定則很容易就能判斷出通電導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)的方向，如圖 32 所示。如果把單根導(dǎo)線卷成螺管線圈，再通上電流，那么螺管線圈的磁場(chǎng)如圖33 所示。磁通方向和線圈中電流的方向也可用線圈右手定則來(lái)確定，如圖34 所示。用線圈右手定則判斷磁場(chǎng)方向的方法，使卷曲四指的方向與線圈中電流的方向相同，那么伸直的拇指即表示線圈內(nèi)磁力線的方向。頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）圖 33螺管圖 34線圈二、電磁力1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力準(zhǔn)備通電直導(dǎo)體，均勻磁場(chǎng)，演示通電導(dǎo)體受力。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，稱(chēng)為

18、電磁力。圖 35 中（ a）圖是載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)，（ b）圖是兩磁極的均勻磁場(chǎng)， （ c）圖是兩磁場(chǎng)的合成， （ d）圖示出了導(dǎo)線受力方向。由于合成磁場(chǎng)在導(dǎo)線上、下兩側(cè)強(qiáng)弱不等，迫使導(dǎo)線向磁場(chǎng)弱的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)23頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）圖 35 載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力2、作用力的方向通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向，與導(dǎo)體中的電流方向及 磁場(chǎng) 方向的關(guān)系可用 電動(dòng) 機(jī)左手電動(dòng)定則來(lái)確定，如圖 36所示。平伸左手，四指并攏并與大拇指垂直，使磁力線垂直 通過(guò)掌圖 37適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)發(fā)電第 24頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）心，四指指向?qū)w

19、中電流的方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受電磁力的方向。電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的，故又稱(chēng)為“電動(dòng)機(jī)左手定則” 。三、電磁感應(yīng)1、導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，若導(dǎo)線切割了磁力線，在導(dǎo)線中就將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用 e 表示。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可用發(fā)電機(jī)右手定則來(lái)確定，如圖 37 所示。平伸右手，四指并攏并與大拇指垂直，使磁力線垂直穿過(guò)掌心，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，則四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第25頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）方向。發(fā)電機(jī)就

20、是依據(jù)這一原理制成的，故這個(gè)判斷方法又稱(chēng)為“發(fā)電機(jī)右手定則” 。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小同磁場(chǎng)強(qiáng)弱、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)體沿著與磁力線垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eBLv式中e導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V；導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度，m；V導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度，m/s；B磁通密度， T。2、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)備 1 個(gè)螺管線圈、條形磁鐵、雙向檢流計(jì)，演示線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流。當(dāng)與線圈回路交鏈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流。線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向有這樣的規(guī)律：由它適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第26頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）所產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是

21、反抗原有磁通的變化，也就是說(shuō)，當(dāng)磁通增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通與原磁通方向相反； 當(dāng)磁通減少時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通與原磁通方向相同。 這就是判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的楞次定律。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化率成正比，即eNt式中e感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， V ；N線圈匝數(shù)；磁通變化量， Wb ；t 磁通變化 所需時(shí)間，s。公式中負(fù)號(hào)是由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流具有反抗原有磁通變化的規(guī)律決定的。3、自感電動(dòng)勢(shì)和電感當(dāng)通過(guò)線圈的電流產(chǎn)生變化時(shí)，線圈電適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第27頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）流產(chǎn)生的磁通也跟著變化。這個(gè)變化的磁通反過(guò)來(lái)又會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 這種由于線圈本

22、身電流的變化而在本線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)，用 eL 表示。根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢(shì)的方向也和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一樣，總是反抗線圈中原有磁通的變化，即線圈中電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈電流的方向相反， 如圖 38（a）所示；當(dāng)電流減少時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈的電流方向相同，如圖38（b）所示。圖 38自感電動(dòng)勢(shì)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第28頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）自感電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一樣，即eLNt通常把線圈匝數(shù) N 和穿過(guò)線圈的磁通 的乘積叫做磁鏈，用 表示，即 N。因磁鏈的變化量 N ，所以自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可改寫(xiě)為eLt通過(guò)線圈的自感磁鏈與通過(guò)線圈的

23、電流的比值，叫做線圈的自感，即LI電感的單位是 H（亨利），較小的電感單位有 mH （毫亨）或 H （微亨）。當(dāng)電感參數(shù)為常數(shù)時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì) eL 也可表達(dá)為eLLit式中， i 表示電流的變化率。由此可見(jiàn)，t適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第29頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）eL 的大小與線圈中電流的變化率成正比。式中負(fù)號(hào)是自感電動(dòng)勢(shì)的方向具有反抗線圈中電流變化的規(guī)律決定的。第四節(jié)單相交流電路一、正弦交流電的基本知識(shí)1、 交流電所謂交流電，是指大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流（或電動(dòng)勢(shì)、電壓） 。我們?nèi)粘Ｉ罨蛏a(chǎn)中用的交流電是隨時(shí)間按正弦規(guī)律交變的，所以叫做正弦交流電，簡(jiǎn)稱(chēng)交流。

24、注意：交流電的大小和方向都在變化，如果只有大小變化，而方向沒(méi)有變化的不是交流電，而是直流電。例如：電池供電的電流、電壓隨時(shí)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第30頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）間的增加，電流逐漸減小，電壓逐漸降低。2、正弦交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生圖 41是一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)工作原理示意圖。一對(duì)固定于機(jī)殼上的磁極，磁極間有一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞，電樞上繞著繞組，繞組兩端分別接在兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)上，銅環(huán)上裝有電刷，通過(guò)銅環(huán)和電刷使繞組和外電路的負(fù)荷連接。當(dāng)磁場(chǎng)中的繞組被原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繞組中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流通過(guò)燈泡和檢流計(jì)構(gòu)成了閉合電路，使外電路中的燈泡發(fā)光，檢流計(jì)

25、的指針擺動(dòng)。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第31頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）圖 4 1交流發(fā)電由前述導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原理可知，當(dāng) L 和 v 一定時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于 B 的大小。為了得到隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電動(dòng)勢(shì)，在制造發(fā)電機(jī)時(shí)將磁極做成一定的形狀，使磁通密度沿著電樞表面垂直方向按正弦規(guī)律分布，即BBmsin式中Bm磁通密度的最大值，T ；繞組的一邊與轉(zhuǎn)軸 O所組成的平面與中性面（兩磁極間的分界面）間的夾角。所以，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是空間角 的正弦函數(shù)，即eEmsin式中 Em感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值， V。當(dāng)繞組單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度 （又稱(chēng)角速度）為時(shí)，空間角 t

26、，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e 隨時(shí)間變化的規(guī)律可寫(xiě)成適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第32頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）eEmsint式中 t 為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間為 t 時(shí)的角度，稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)的相位角。3、周期與頻率正弦交流電隨時(shí)間按正弦規(guī)律由正到負(fù)、由負(fù)到正周而復(fù)始地變化。變化一周所需要的時(shí)間叫做周期，單位為 s，符合用 T 表示，如圖 42 所示。以電圖 42正弦角度表示的一個(gè)周期為2弧度，即t2或 T2每秒正弦量交變的次數(shù)叫做頻率， 單位為 Hz （赫茲），用 f 表示。我國(guó)電網(wǎng)采用的是頻率是50Hz。周期和頻率互為倒數(shù)，即f1或T1Tf適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第33頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)

27、知識(shí)（課題一）因?yàn)橐粋€(gè)周期（ 3600）等于 2弧度，若將頻率的單位 Hz 化為 rad/s（弧度每秒），即為角頻率 ，因此22 fT例 41 頻率為 50Hz 的交流電，問(wèn)它的周期和角頻率各是多少？解： T110.02( s)502f 23.14 50314（rad/s ）4、瞬時(shí)值與最大值瞬時(shí)值：交流電任一時(shí)刻的數(shù)值稱(chēng)為瞬時(shí)值。用英文小寫(xiě)字母表示。 如電流用 i ，電壓用 u，電動(dòng)勢(shì)用 e 等。最大值：正弦交流電瞬時(shí)值中的最大值。用TI 2 RTRi 2 dtOI1Ti 2 dtT0若交流電流的瞬時(shí)值方程為 iI m sint，則可推導(dǎo)出II m0 .707 I m2正弦交流電流的有效值等

28、于其最大值的1 倍。頁(yè)共72頁(yè)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)2第 34電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）有下標(biāo) m的英文大寫(xiě)字母表示。如交流電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的最大值分別用 I m、Um、Em 表示。對(duì)于給定的正弦交流電的最大值是常數(shù)，在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)兩次，即正最大值和負(fù)最大值。5、有效值交流電的瞬時(shí)值是隨時(shí)間變化的，用瞬時(shí)值來(lái)反應(yīng)交流電在電路中產(chǎn)生的效果很不方便。同時(shí)，用最大值也不能確切地反應(yīng)出交流電的大小。工程中常用有效值。如果一個(gè)交變電流通過(guò)一個(gè)電阻，在一周期的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和某一直流電流通過(guò)同一電阻，在相等的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等，則此直流值就定義為改交流電的有效值。即 交變電流的有效值

29、等于與它熱效應(yīng)相當(dāng)?shù)闹绷髦?。交流電的有效值用英文大?xiě)字母表示，如用U、I 、E 分別表示電壓、電流電動(dòng)勢(shì)的有效值。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第35頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）正弦交流電的有效值等于最大值的 1 2 即 0.707 倍，或者說(shuō)正弦交流電的最大值等于有效值的 2 ，即近似為 1.414 倍。有效值與最大值的關(guān)系分析如下：當(dāng)交變電流 I 通過(guò)電阻 R時(shí)，根據(jù)焦耳楞 次定 律在 dQ 時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的 熱量 為：dQ=i2Rdt在一周期的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為：TTQi 2 RdtR i 2dt00直流電流 I 通過(guò)電阻 R時(shí)，在時(shí)間 T 內(nèi)產(chǎn)生的熱2量為： QI RT根據(jù)有效

30、值的定義：UU m0.707U m2EEm0.707Em2在工程計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用中，電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第36頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）的數(shù)值通常指有效值。例 42 用伏特表測(cè)得電源電壓為 220V，問(wèn)這個(gè)電壓的最大值為多少？解： U m2U2220311(V )6、相位、初相位和相位差（1）相位、初相位在交流發(fā)電機(jī)中，當(dāng)電樞繞組平面的起始位置與中性面 aa 重合時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為eEm sinEm sint如果電樞繞組平面在與中性面夾角為時(shí)作起始位置（即 t 0 時(shí)， ），如圖 43 所示。經(jīng)過(guò) t （s）后，電樞繞組平面與中性面的夾角增加了

31、 t ，因此繞組所處位置的角度為t，則繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值應(yīng)為eEm sin(t)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第37頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）式中t相位角或相位。圖 43電動(dòng)勢(shì)圖 44初相相位是隨時(shí)間變化的，它決定了正弦電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的大小和方向。 t0 時(shí)的相位角 ，叫初相位角或初相位。在波形圖上，初相位是正弦曲線正向過(guò)零點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的角度。如正向過(guò)零點(diǎn)在縱軸左側(cè)時(shí)， 初相位是正值； 在右側(cè)時(shí)，初相位是負(fù)值。如圖44 中電流 i 1 的初相位為600，電流 i 2 的初相位為 300，它們的瞬時(shí)值表達(dá)式分別為適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第38頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)

32、（課題一）i1I m sin(t600 )i 2I m sin(t300 )2）相位差兩個(gè)完全相同的電樞繞組，它們?cè)陔姌猩系目臻g位置如圖 45（a）所示。由于它們繞在同一電樞上，所以兩個(gè)繞組以同一角速度切割磁力線，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為e1Em sin(t1)e2Em sin(t2 )這兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值和角頻率相同，只是相位不同。兩個(gè)同頻率的正弦量在相位上的差別叫做相位差，即(t1 )( t2 )12圖 45相位差適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第39頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）由圖 45（b）看出，由于 e1 和 e2 存在相位差，所以在同一時(shí)刻它們的瞬時(shí)值不相等，且 e1 總

33、比 e2 先到達(dá)最大值，就是說(shuō) e1 在相位上超前2 為 角，或者說(shuō) e2 較 e1 滯后 角。e在圖 44 中， i1 和 i2 間的相位差為12600( 300) 900就是說(shuō) i1 超前 i2900，或者說(shuō) i2 滯后 i1900。如果兩個(gè)同頻率的正弦量的相位差為零，這兩個(gè)正弦量為同相位；如果相位差為 1800，則這兩個(gè)正弦量為反相位。二、正弦交流電的相量表示法向量用于表示交流電時(shí)稱(chēng)為相量，在相應(yīng)字母符號(hào)上方加“”表示，如 I m、 I、 U m、 U 等。正弦電適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第40頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）流瞬時(shí)值 i I m sin( t ) 的相量表示法

34、，如圖 4 6 所示。圖 46用相量在圖 45 中 I m 的長(zhǎng)短代表正弦電流的最大值，I m 與橫軸正方向的夾角表示 i 的初相位 , I m 以角速度（角速度是單位時(shí)間內(nèi)變化的角度。相量旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)為正弦量的角頻率 ）逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)瞬時(shí)相量 I 的位置在縱軸上的投影，正好等于該時(shí)刻 i 的瞬時(shí)值。將 I m 隨時(shí)間旋轉(zhuǎn)在縱軸上的投影按時(shí)間變量描成曲線，正好是一條正弦波曲線。2、相量圖將幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的同頻率正弦量分別用相應(yīng)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第41頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）的相量表示，并組合在同一坐標(biāo)系中的圖叫相量圖。畫(huà)相量圖時(shí)要先畫(huà)出其中任意一個(gè)相量，

35、一般先畫(huà)出初相位為零的相量，這個(gè)相量稱(chēng)為參考相量。參考相量通常與橫軸重合，其它相量可由它們之間的相位關(guān)系逐個(gè)確定。在實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，通常使用有效值計(jì)量，因此在用相量表示正弦量時(shí)，各相量的長(zhǎng)度均取它們的有效值。3、相量的加、減運(yùn)算相量相加可用平行四邊形法則進(jìn)行。相量相減時(shí)，將要減去的相量取其方向后再與被減相量相加即可。相量相加的和、相量相減的差及和、差的初相位均可從相量圖中測(cè)量出數(shù)值，再乘以作圖的比例，就可得到實(shí)際值。相量和、差及它們的初相位角也可用計(jì)算法求出。三、交流電路中的電阻、電感、電容元件1、電阻交流電路適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第42頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一

36、）實(shí)際應(yīng)用的白熾燈、電烙鐵、電阻器等可看成電阻元件。在電阻元件構(gòu)成的交流電路中，電流和電壓的頻率相同，相位相同，完全符合歐姆定律，即uU mUiI mRI圖 47電阻電路的相量電阻電路的相量圖圖和波形圖和波形圖，如圖47 所示。任何瞬間電阻上所消耗的功率等于通過(guò)電阻的電流與加在電阻兩端電壓的瞬時(shí)值的乘積，即pui從圖 47（c）看出，任一瞬間的功率數(shù)值都是正值，說(shuō)明電阻電路中總是從電源吸取能量，也就是說(shuō)電阻是一種耗能元件。在日常生活中，計(jì)量用的平均功率（又叫有功功率），是指一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值。 電適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第43頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）阻元件的平均功率

37、等于流過(guò)電阻的電流、兩端施加的電壓的有效值的乘積，即P UI I2RU 2R2、電感交流電路實(shí)際應(yīng)用中的熒光燈鎮(zhèn)流器線圈、接觸器的線圈、繼電器的線圈、電動(dòng)機(jī)的繞組等，若忽略它們的導(dǎo)線電阻，都可看成是電感元件。圖48所示為純電感電路及其相量圖、波形圖。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第44頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）圖 48電感電路的相量在電感交流電路中，電壓和電流的有效值或最大值之比叫做電感電抗，簡(jiǎn)稱(chēng)感抗，用 X L 表示，即UU mX LII m感抗 X L 和電阻 R 相似，在交流電路中都起阻礙電流通過(guò)的作用。 X L 的大小與電感 L 和頻率的乘積成正比，即XLL2 fL式中L繞

38、組（線圈）的電感，H ；f電源電壓的頻率， Hz；電源電壓的角頻率，rad/s；XL感抗， 。從圖 48（c）中看出，電壓和電流的頻率適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第45頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）相同，電壓的相位超前于電流 900，用瞬時(shí)值表示為iI m sintuU m sin(t900 )I m X L sin( t900 )從圖 48（c）中的功率波形圖看出，瞬時(shí)功率是一個(gè)兩倍于電壓（或電流）頻率的正弦曲線，且曲線的正、負(fù)半周完全對(duì)稱(chēng)。正值表示從電源吸取能量，負(fù)值表示向電源放出能量，從而得知電感元件從電源吸取的平均功率為零，即電感沒(méi)有消耗能量，只是在電源和電感線圈之間有周期性

39、的能量互換。 因此，電感是一種儲(chǔ)能元件。在電源和電感線圈之間互相轉(zhuǎn)換功率的規(guī)模（瞬時(shí)功率的最大值） 叫做感性無(wú)功功率，用 Q 表示QLUII2X LU 2X L為了與有功功率區(qū)別，無(wú)功功率的單位是var（乏）。例 43有一線圈，電感 L 為 10mH，電阻適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第46頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）可忽略不計(jì)，將它接在電壓 u311sint（V），頻率為 50Hz 的電源上。試求線圈的感抗、電路中通過(guò)的電流、電路中的無(wú)功功率，并寫(xiě)出電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。解：線圈的感抗： XL 2fL 23.14500.013.14（）U311270()3.14X L無(wú)功功率： QL

40、 UI311 7015400(var)2電流瞬時(shí)值的表達(dá)式： i270 sin(t 900 ) 99 sin( t 900 )3、電容交流電路任何兩塊靠近的金屬導(dǎo)體 （又稱(chēng)極板），中間用不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì)隔開(kāi)，就形成了電容器。把電容器接在電源上，電容器中就儲(chǔ)存了電荷。其兩個(gè)極板總是分別帶有電量相等的正、負(fù)電荷。表示電容器儲(chǔ)存電荷電量能力的物理量，稱(chēng)為電容器的電容量（簡(jiǎn)稱(chēng)電容） ，用符號(hào) C 表示。 C 值愈大，表明電容器所儲(chǔ)存的電量愈多。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第47頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）用公式表示為QCC式中Q極板上的帶電量， C；U兩個(gè)極板之間的電壓，V；C電容， F（

41、法拉）。法拉這個(gè)單位太大了，一般用微法（ F）或皮法（ pF）做電容的單位。1F10 6F；1 pF10 6F10 12F電容交流電路中電壓和電流的有效值（或最大值）之比等于電容電抗，簡(jiǎn)稱(chēng)容抗，用 X C 表示。UU mXCII m容抗在電路中也起阻礙電流的作用。 X C 的大小與電容 C 和頻率 f 的乘積成反比，即X C11C2 fC式中C電容元件的電容， F；f電源交流電壓的頻率，Hz；適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第48頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一） 電 源交 流電壓的 角頻 率，rad/s；XC容抗， 。電容元件中的電流與電壓的頻率相同，但電流的相位超前于電壓 900，如圖

42、49 所示。圖 49 電容電路的相量電容電路中電壓電流的瞬時(shí)值為適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第49頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）uU m sintI m X C sintiI m sin( t900 )從圖 49（c）看出，在電容電路中，其瞬時(shí)功率的頻率也是兩倍于電壓 （或電流）的頻率，在一個(gè)周期內(nèi)的平均值也等于零。說(shuō)明電容電路中也不消耗能量，在電源和電容器間只有周期性的能量交換。它也是一個(gè)儲(chǔ)能元件。這種互相轉(zhuǎn)換功率的規(guī)模（最大值）叫做電容性無(wú)功功率，用 QC表示QC UI I 2XCU 2X CQC 的單位也是 var（乏）。例 44一只 1F 的電容器兩端加上正弦電壓u2202

43、sin(314t300 )（V），求通過(guò)電容器中電流的有效值，并寫(xiě)出電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。解：電容器的容抗：XC111063184.71( )C314 1通過(guò)電容器電流的有效值：U2200.069( A)I3184.71X C電流的初相位90 030060 0 ，則電流的瞬時(shí)值表達(dá)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第50頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）式為： i0.0692 sin(t60 0 )（A）4、電阻與電感串聯(lián)的交流電路電氣設(shè)備的實(shí)際電路幾乎都不是單一的電阻、電感或電容電路。最常見(jiàn)的是電阻與電感串聯(lián)的電路，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等。在電阻、電感串聯(lián)電路中，各元件上的電壓和總電壓的關(guān)系，如圖

44、 410 所示。圖 410電阻和在電壓 u 的作用下，通過(guò) R、L 的電流為 i，i與R上的壓降R 同相位，i 比 L 上的壓降 uL 落u后 900。畫(huà)相量圖時(shí)，以電流I 為參考相量，再畫(huà)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第51頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）出電阻上的電壓 U R 相量和電感上的電壓 U L 相量，總電壓 U 等于 U R 和U L 的相量和。從圖 410（b）看出，總電壓 U 與U R 、U L 構(gòu)成了一個(gè)直角三角形，稱(chēng)為電壓三角形。其斜邊為總電壓 U ，兩直角邊分別為 U R 、U L ，根據(jù)勾股定律可得UU R2U L2或U(IR)2(IX L )2I R2X L2

45、式中R2X L2 為交流電路的阻抗，用Z 表示阻抗的單位也是歐姆（ ）。由上式看出， Z 、R、XL 之間也是一個(gè)直角三角形，叫做阻抗三角形，如圖411 所示（ a）所示。從圖 410（b）看出，總電壓和電流之間的相位差為，即總電壓和電流之間的相位差由負(fù)荷電阻和感抗的大小決定。功率共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）在電阻、電感串聯(lián)電路中，電阻上消耗的有功功率為U RI由電壓三角形可知： U R U cos所以： PUI cos式中c o s叫做電路的功率因數(shù)， 可由阻抗三角形求得，其數(shù)值與負(fù)荷的阻抗參數(shù)有關(guān)。在電阻、電感串聯(lián)電路中的無(wú)功功率為U L I由電壓三角形可知： U L U sin所以：

46、QUI sin無(wú)功功率并不是無(wú)用的功率，由它所建立的交變磁場(chǎng)，在電能的輸送、電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中具有極為重要的作用。因?yàn)楹芏嚯姎庠O(shè)備（如常見(jiàn)的變壓器、電動(dòng)機(jī)等）都是靠磁場(chǎng)來(lái)傳送和轉(zhuǎn)換能量的。若沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器就不能變換電壓，也無(wú)法傳送能量；沒(méi)有無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就不能轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，發(fā)電機(jī)除了發(fā)出一定的有功功適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第53頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）率供給動(dòng)力、生活等負(fù)荷外，還必須同時(shí)發(fā)出一定的無(wú)功功率供給電感負(fù)荷，以建立交變磁場(chǎng)。這樣不僅可以滿足供、用電設(shè)備運(yùn)行的需要，對(duì)發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行也是有利的。電路中電壓與電流的有效值的乘積叫做視在功率，用 S 表示SUI

47、視在功率的單位為伏安（VA ）或千伏安kVA ）。一般變壓器的容量是用視在功率表示的。由視在功率 S、有功功率 P、無(wú)功功率 Q 組成的三角形，稱(chēng)為功率三角形，如圖 411（c）所示。視在功率為 S P2 Q2適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第54頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）例 4 5 有一個(gè)電阻 R6，電抗 L25.5mH的線圈，串接于 U=220V 、50Hz 的電源上，試求線圈的感抗 X L 、阻抗 Z、電流 I 、電阻壓降 UR、電感壓降 UL 、功率因數(shù) cos 、有功功率 P、無(wú)功功率 Q 和視在功率 S。解：X L2 fL23.14500.0255 8( )ZR2X L2

48、628210()IU 22010( A)Z10U RIR226132(V )U LIX L228176(V )cosR60.6Z10PI 2R22262904(W )2.904(kW )QI 2XL222 83872(var)3.872(k var)SUI220224840(VA)4.48( kVA)四、功率因數(shù)cos適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第55頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）在功率三角形中，有功功率和視在功率的比值等于功率因數(shù)，即cosPS因?yàn)榘l(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的容量用視在功率表示時(shí)，等于額定電壓和額定電流的乘積，即 SUI 。在正常運(yùn)行時(shí)，電流、電壓應(yīng)不超過(guò)其額定值，從

49、而發(fā)電機(jī)、變壓器所輸出的有功功率則與負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)，即PUI cosScos當(dāng) S 恒定時(shí)，若 cos 過(guò)低，則電源設(shè)備所輸出的有功功率就要減少，使設(shè)備的容量不能得到充分利用。例如有一臺(tái) S50kVA 的變壓器，當(dāng) cos1 時(shí)，輸出的有功功率 P50150kW ；當(dāng) cos0.8 時(shí)； P500.840 kW ；當(dāng) cos 0.6 時(shí)；P500.630 kW 。 cos 愈低，輸出的有功功率愈少。當(dāng)負(fù)荷所需要的有功功率恒定時(shí)， cos 愈低，線路上輸送的無(wú)功功率就要愈多，從而使線路上適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第56頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）的電流增大，造成線路的電壓降和功

50、率損耗增大。線路壓降增大，使負(fù)荷端的電壓太低，導(dǎo)致燈光變暗和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。線路功率損耗增大，造成電能的浪費(fèi)，所以一定要注意適當(dāng)提高負(fù)荷的功率因數(shù)。第五節(jié)三相交流電路一、三相交流電動(dòng)勢(shì)1、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相交流電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，圖51 所示為三相交流發(fā)電機(jī)工作原理示意圖。三相交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)成與前述的單相交流發(fā)電 圖 51 三相機(jī)相比較，只不過(guò)是在磁場(chǎng)中的電樞上放置了三個(gè)在空間彼此相差 1200、結(jié)構(gòu)完全相同的繞組，一個(gè)繞組為一相。三個(gè)繞組適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第57頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）的首端分別用 U、V、W 表示；末端分別

51、用 X、Y、Z 表示。當(dāng)電樞在外力作用下按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，圖 51 中 UX 繞組從水平位置開(kāi)始切割磁力線，它的初相位為零，則 UX 繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為eUEUm sintVY 繞組比 UX 繞組在空間上后移1200，繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為eE sin( t 1200 )VVmWZ 繞組比 UX 繞組在空間上后移2400 或者說(shuō)前移 1200，繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為eWEWm sin( t2400 )或 eWEWm sin(t1200 )由于三個(gè)繞組結(jié)構(gòu)相同，所以在三個(gè)繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等，即EUmEVmEWmEm三個(gè)繞組以同一角速度在磁場(chǎng)中等速旋轉(zhuǎn)，所以三

52、個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的角頻率相同。三個(gè)繞組在空間上互差1200，所以三個(gè)感應(yīng)適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第58頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）電動(dòng)勢(shì)的相位互差1200。這樣，三個(gè)最大值相等、角頻率相同、相位互差 1200 的電動(dòng)勢(shì)，叫做對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)。其相量圖和波形圖，如圖 52 所示。圖 52 對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)的相量和等于零，即EUEV EW 0；任一瞬間的代數(shù)和亦為零，即 eU eV eW 0 。2、相序適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第59頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）在實(shí)際應(yīng)用中常說(shuō)到相序這個(gè)名詞。所謂相序是指三相交流電相位的順序，它是三相電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大值的先后次序，習(xí)

53、慣上用UVW 表示。在確定相序時(shí)，可以先把任何一相定為U 相，另外兩相中比U 相落后 1200 的就是 V 相（滯后0相），比 U 相超前 120 的就是 W 相（超前相），這種相序排列叫做正相序。通常在電源母線上用黃、綠、紅三種顏色分別表示 U、V 、W 三相。二、電源繞組的連接1、電源繞組連接的兩種方式三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)繞組并不是分別單獨(dú)向外送電的，而是按照一定的方式，連接成一個(gè)整體向負(fù)荷供電。繞組的連接方式有兩種，即星形連接和三角形連接。 星形連接的形狀 Y 像英文字母的 Y，因此星形連接也叫 Y 連接。三角形連接的形狀 象希臘字母的 ，英文發(fā)音是 Delta （德耳塔），因此三角形連

54、接也叫 D 連接。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第60頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）2、電源繞組的星形連接所謂星形連接，就是將電源三相繞組的末端連接在一起，成為一個(gè)公共點(diǎn)，叫做中性點(diǎn)，英語(yǔ)稱(chēng)為 Neutral-Piont ，因此用字母 N 表示中性點(diǎn)。從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫做中性線，也用字母表示。從每相繞組的首端引出的導(dǎo)線，叫做相線，用 L 表示，依其相序分別用 U、V、W表示電源三相，用 L1、L2、L3 表示導(dǎo)線三相，如圖 5所示。圖 53 三相電源繞組圖 53 中，每相繞組首末兩端之間的電壓，叫做相電壓，如 uU、uV 、uW 。正常情況下各相電適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)

55、第61頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）壓與相應(yīng)的各相電動(dòng)勢(shì)基本相等。所以三個(gè)相電壓也是對(duì)稱(chēng)的，且三個(gè)相電壓的有效值大小相等。兩相線之間的電壓，或兩繞組首端與首端之間的電壓，叫做線電壓，如 uUV 、uVW 、uWU 。經(jīng)分析和實(shí)測(cè)得知，當(dāng)電源電壓對(duì)稱(chēng)且接稱(chēng)星形時(shí)，線電壓等于相電壓的 3 倍，各線電壓超前相應(yīng)相電壓 300，uUV 超前 uU300，uVW 超前 uV 300，uWU 超前 uW 300。三個(gè)線電壓之間的相位差也都是 1200。因此，三個(gè)線電壓也是對(duì)稱(chēng)的。 電源星形連接時(shí)，相電壓和線電壓的相量圖如圖 53（b）所示。配電變壓器的低壓側(cè)三相繞組一般采用星形連接，低壓側(cè)的相電壓是 2

56、20V，線電壓是 380V。用三相三線制（三根相線）三相四線制（三根相線和一根中性線） 向負(fù)荷供電。 380V 電壓可給三相電動(dòng)機(jī)供電，220V 電壓可給電燈等單相負(fù)載供電。3、電源繞組的三角形連接適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）所謂三角形連接，是將電源三相繞組中一相繞組的末端與另一相繞組的首端依次連接成閉合回路，例如 X 接 V，Y 接 W，Z 接 U，連接成一個(gè)閉合的三角形，再?gòu)娜齻€(gè)連接點(diǎn)引出三根導(dǎo)線，用三相三線制電路給負(fù)荷供電，如圖 54 所示。三角形連接時(shí)的相電壓等于線電壓。三、三相負(fù)荷的連接方法負(fù)荷有三相負(fù)荷（如三相電動(dòng)機(jī)等）和單相負(fù)荷（如電燈、電風(fēng)扇、電視

57、機(jī)、洗衣機(jī)、收錄機(jī)等）兩大類(lèi)。三相負(fù)荷采用也是采用星形或三角形連接，連接的方法與電源相同。 星形連接時(shí)，將各相負(fù)荷的首端分別接在電源的相線上，末端連接在一起。三角形連接時(shí)，將各相負(fù)荷跨接在電源的兩根相線之間。究竟采用哪種接法，要根據(jù)負(fù)荷的額定電壓和電源電壓來(lái)確定，如圖 55所示。適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第63頁(yè)共72頁(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)（課題一）圖 55 負(fù)荷的連接方式a）單相負(fù)荷的星形連接方式； （b）如果負(fù)荷的額定電壓等于電源的相電壓，三相負(fù)荷應(yīng)接成星形，如圖 55（b）所示；如果負(fù)荷的額定電壓等于電源線電壓，三相負(fù)荷應(yīng)接成三角形，如圖 5 5（c）所示；對(duì)于單相負(fù)荷，可按負(fù)荷的額定電壓等于電源相電壓或線電壓的原則，接在電源相電壓或線電壓上，如圖5 5a）、（d）所示。為了使三相電源電壓對(duì)稱(chēng)，單相負(fù)荷應(yīng)盡量均勻的分接在三相電源上，使電源的三相負(fù)荷盡可能平衡。四、電源、負(fù)荷都是星形連接的三相電路適用于農(nóng)網(wǎng)配電營(yíng)業(yè)工（初級(jí)）短期培訓(xùn)第64頁(yè)共