低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識課件

低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識1第一節(jié)直流電路

一、電路的基本概念

（一）電路和電路圖

電路是為了某種需要，將電氣設(shè)備和電子元器件按照一定方式連接起來的電流通路。直流電通過的電路稱為直流電路。電路圖是為了研究和工程的實(shí)際需要。用國家標(biāo)準(zhǔn)化符號繪制的、表示電路設(shè)備裝置組成和連接關(guān)系的簡圖。第一節(jié)直流電路一、電路的基本概念

（一）電路和電路圖

2負(fù)載電源導(dǎo)線開關(guān)負(fù)載電源導(dǎo)線開關(guān)3(二）電路的基本物理量1.電荷、電場和電場強(qiáng)度帶電的基本粒子稱為電荷，失去電子帶正電的粒子叫正電荷，失去電子帶負(fù)電的粒子叫負(fù)電荷。電荷的多少用電量或電荷量來表示；電量的符號是Q，單位是C(庫侖）(二）電路的基本物理量4電場是電荷及變化磁場周圍空間星存在的一種特殊物質(zhì)。電場對放入其中的電荷有作用力，這種力稱為電場力；當(dāng)電荷在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力對電荷做功，說明電場具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等特征。電場的強(qiáng)弱用電場強(qiáng)度表示，符號是E.單位為V/m(伏/米)。電場是電荷及變化磁場周圍空間星存在52.電流和電流密度電流是電路中既有大小又有方向的物理量。電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)形成電流。電流方向規(guī)定為正電荷移動(dòng)的方向，與電子移動(dòng)的方向相反。在生產(chǎn)和生活中，常把電流分為直流電和交流電兩大類。直流電是指方向不隨時(shí)間做周期性變化，但大小可能不固定的電流。交流電是指大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流電流大小是衡量電流強(qiáng)度的物理量，等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面電荷總量。2.電流和電流密度63.電位、電壓和電動(dòng)勢電位，也稱電勢，是衡量電荷在電路中某點(diǎn)所具有能量的物理量。電路中某點(diǎn)的電位，數(shù)值上等于正電荷在該點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電荷量的比。電位是相對的，電路中某點(diǎn)電位的大小，與參考點(diǎn)(即零電位點(diǎn))的選擇有關(guān)。電位是電能的強(qiáng)度因素，它的單位是V(伏特)。生活中常見水往低處流，是因?yàn)樗鲀啥舜嬖谒徊睿?，能促使電流形成的條件是導(dǎo)體兩端有電位差(電勢差)的存在，即電壓。3.電位、電壓和電動(dòng)勢7電壓是衡量電場做功本領(lǐng)大小的物理量，在一個(gè)閉合的外電路，電流總是從電源的正極經(jīng)過負(fù)載流向電源的負(fù)極，電場力做功，將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能。而內(nèi)電路，電源是如何建立并維持正極與負(fù)極之間的電位差的呢?任何一種電源都是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，它能把正電荷從負(fù)極不斷地持續(xù)地流通到正極。電動(dòng)勢則是衡量這種將電源內(nèi)部的正電荷從電源的負(fù)極推動(dòng)到正極、將非電能轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)大小的物理量，用符號E表示，單位為V(伏特)。電動(dòng)勢也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)，即從電源的負(fù)極指向正極。電壓是衡量電場做功本領(lǐng)大小的物理量，在一個(gè)閉合的外電路，電流8

常用的電位、電壓、電動(dòng)勢的單位還有KV(千伏)、mV(毫伏)和μV(微伏)。它們之間的換算關(guān)系為：1kV=1000V，1V=1000mV，1mV=1000μV常用的電位、電壓、電動(dòng)勢的單位還有KV(千伏)94.電阻電阻是電流遇到的阻力，用符號R或r表示。導(dǎo)體的電阻與其材料的電阻率和長度成正比，而與其橫截面積成反比。電阻率是單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電阻，不同材料導(dǎo)體的電阻率不盡相同。20℃時(shí)導(dǎo)體的電阻可用下式表示，即R=ρ·L/S式中，R為導(dǎo)體電阻，單位是Q(歐姆)；.為導(dǎo)體的長度，單位是m；S為導(dǎo)體的截面積單位是mm2，p為導(dǎo)體的電阻率。4.電阻10電阻的常用單位是Ω(歐姆)，也可用kΩ(千歐）和MΩ(兆歐）等作單位，它們之間的換算關(guān)系為；1KΩ=1000Ω,1MΩ=1000kΩ

電阻是導(dǎo)體有身的特性，與導(dǎo)體的材料、溫度、光度等有關(guān)系。絕大多數(shù)的金屬材料溫度升高時(shí)，電阻將增大；而石墨、碳等在溫度升高時(shí)，電組反而減小(半導(dǎo)體)，至于康銅及錳鋼等合金，受溫度的影響極小，電阻比較穩(wěn)定。電阻的常用單位是Ω(歐姆)，也可用kΩ(千歐）和MΩ(11二、電路的歐姆定律（一）歐姆定律1.部分電路的歐姆定律歐姆定律是反映電路中電壓、電流和電阻之間關(guān)系的定律。歐姆定律指出，當(dāng)導(dǎo)體溫度不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，而與其電阻成反比。如圖所示電路，即U=IR或I=U/R二、電路的歐姆定律122.全電路的歐姆定律包含電源的閉合電路稱為全電路。全電路的歐姆定律指出，電流的大小與電源的電動(dòng)勢成正比，而與電源內(nèi)部電阻r。與負(fù)載電阻（R)之和（r0+R)成反比。2.全電路的歐姆定律13

在實(shí)際電路中，由

于內(nèi)阻的存在要消耗

一定的功率，產(chǎn)生一

定的電壓降（Ir）。

因此，外電路端電壓

U=ε-Ir。當(dāng)外電路開

路時(shí)，I＝0，U=ε；

當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)，

端電壓隨著負(fù)載（R）

的增大而降低。

在實(shí)際電路中，由

于內(nèi)阻的存在要消耗14（二）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)1.電阻的串聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻首尾依次相連，便電流只有一條通路的電路稱為電阻的串聯(lián)電路電阻的串聯(lián)電路有如下特點(diǎn)；①流過各電阻的電流相等，即I=l1=l2=l3=………=ln②電路總電阻R等于各串聯(lián)電阻之和，即R=R1+R2+………+Rn，（二）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)15③電路總電壓U等于各電阻的分電壓之和，即U=U1+U2+……Un=l1R1+l2R2+…+lnRn由此可見，電壓的分配與電阻成正比，即電阻越大，其分電壓也越大，這就是串聯(lián)電阻的分壓原理。③電路總電壓U等于各電阻的分電壓之和，即162.電阻的并聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻的首尾兩端分別接在電路中相同的兩節(jié)點(diǎn)之間，使電路同時(shí)存在幾條通路的電路稱為電阻的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路有以下性質(zhì)：①電路的總電流等于電路中各支路電流之和，即I=I1+I2+I3，分流作用。②各電阻兩端的電壓相等，即U=U1=U2=U3。③電路總電阻R的倒數(shù)等于各個(gè)支路電阻倒數(shù)之和，即1/R=1/R1+1/R2，R=R1R2/(R1+R2)電阻越并聯(lián)越小。

2.電阻的并聯(lián)電路17由此可見，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分電流越??；這就是并聯(lián)電阻的分流原理。由此可見，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分電流183.電阻的混聯(lián)電路

既有電阻本聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路。這種電路的計(jì)算方法如下：首先整理化簡電路，把幾個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的電阻分別用等效電阻來代替，然后求出該電路的總電阻，根據(jù)電路的總電壓、總電阻計(jì)算出該電路的總電流，最后計(jì)算出各部分的電壓和電流等。3.電阻的混聯(lián)電路19從下面對各電路的分析：

串聯(lián)電阻可起到限流，分壓作用；并聯(lián)電阻可起到分流作用。

對于混聯(lián)電路的計(jì)算方法：①簡化電路求出電路的等效電阻

②由等效電阻和電路的總電壓求出電路中的總電流

③由總電流根據(jù)相關(guān)定律求得各支路的電壓和電流U1U2U3R1R2R3IU+_R3R3R3R1R3R1R3R1R3IR1R3+IR1R3U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3U3R2U_+IR1R3U2U3R2U_+IR1R3U1U2U3R2U_+IR1R3I+IU+I_U+_UI+_UU2U3U1U2U3R1U1U2U3R2R1U1U2U3R3R2R1U1U2U3IR3R2R1U1U2U3+IR3R2R1U1U2U3U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3+_R2R1R2R2R3I1I2I3UR3R2R1R4R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1I1I3I3串聯(lián)電路并聯(lián)電路U_+混聯(lián)電路串聯(lián)電阻分壓公式：并聯(lián)電阻分流公式：

從下面對各電路的分析：

串聯(lián)電阻可起到限流，分壓作用；并聯(lián)電20三、基爾霍夫定律

基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立?；鶢柣舴螂娏鞫桑簩﹄娐分腥我唤Y(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出結(jié)點(diǎn)的電流之和一定等于流入結(jié)點(diǎn)電流之和，即流出或流入該結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。

KCL也可以推廣到電路中任一假設(shè)的封閉面，即在任一時(shí)刻，通過該封閉面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。三、基爾霍夫定律

基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。21基爾霍夫電壓定律：對任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零,簡稱為KVL。

KVL確定了連接在同一回路中各支路電壓之間的關(guān)系。體現(xiàn)的是電荷在電場中從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，它所具有能量的改變量只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與移動(dòng)路徑無關(guān)的性質(zhì)。在分析電路列回路KVL方程時(shí)，應(yīng)先規(guī)定回路繞行方向，各支路電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)（從“+”極性向“-”極性）取正號，反之取負(fù)號?；鶢柣舴螂妷憾桑簩θ我浑娐分械娜我换芈?，在任一時(shí)刻，沿著該22四、功率和電能在電力系統(tǒng)中，供電部門的主要任務(wù)是輸送電功率，向用戶銷售電能，故經(jīng)常遇到功率和電能的計(jì)算問題。1.功率即單位時(shí)間內(nèi)元件發(fā)出或吸收的電能。設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U、流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗(吸收）的功率為：P=UI四、功率和電能23直流電功率等于它的電壓和電流的乘積，即P=UI

P為負(fù)載功率，單位是W(瓦特)；U為負(fù)載兩端的電壓，單位是V(伏特)；I為通過負(fù)載的電流、單位是A(安培)。功率的單位是W(瓦特)，常用單位還有kW(千瓦)、Mw(兆瓦)，它們之間的換算關(guān)系為：1kW=1000W,1MW=1000kW。功率計(jì)算公式也可寫成：P=I2R=U2/R直流電功率等于它的電壓和電流的乘積，即242.電能電動(dòng)機(jī)、電燈等用電負(fù)荷的功率只反映它們的工作能力，而它們完成的工作量則需通過電能來反映。電能的大小除了與功率有關(guān)外，還與工作時(shí)間有關(guān)。電能W就是用來表示電力在一段時(shí)間內(nèi)所做的功，即W=p.t式中，t為時(shí)間，單位是s；P為功率，單位是W。2.電能25國際單位中，電能的單位是J（焦耳)，它表示功率為1W的用電設(shè)備在1s時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。實(shí)用中的電能單位還有kW·h(千瓦，時(shí))，即通常所說的1度電，有換算關(guān)系：

1度電=1kW·h=3600kJ國際單位中，電能的單位是J（焦耳)，它表示功率為26第二節(jié)交流電路

大小和方向隨時(shí)間按正弦曲線的規(guī)律發(fā)生周期性變化的電動(dòng)勢、電壓和電流分別稱為交變電動(dòng)勢、交變電壓和交變電流，通稱交流電。在交流電作用下的電路稱為交流電路。電工在工作中接觸最多的是交流電。目前，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和目常生造中所使用的電能幾乎都來自交流電網(wǎng)，它們都屬于交流電。第二節(jié)交流電路大小和方向隨時(shí)間按正弦曲線的規(guī)律27

交流電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，必須在交流電源下工作，且在正弦交流電的作用下具有較好的性能。交流電比直流電輸送方便、價(jià)格便宜，交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)也比直流電機(jī)簡單、成本較低、維護(hù)方便，因此得到廣泛應(yīng)用。正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換便于運(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行交流電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原28一、交流電的特性及產(chǎn)生交流電是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。

交流發(fā)電機(jī)的原理如圖一、交流電的特性及產(chǎn)生29二、交流電的基礎(chǔ)物理量1.瞬時(shí)值和最大值1、最大值：用Im、Um、Em表示2、瞬時(shí)值：對應(yīng)某一時(shí)刻的值用u、i、e表示瞬時(shí)值中最大的數(shù)值，叫做交流電的最大值幅值必須大寫,下標(biāo)加m二、交流電的基礎(chǔ)物理量幅值必須大寫,下標(biāo)加m302、頻率、周期、角頻率周期T：變化一周所需的時(shí)間（s）角頻率：每秒鐘轉(zhuǎn)過的弧度（rad/s）頻率f：正弦量每秒鐘變化的次數(shù)（Hz）（反映正弦量變化快慢的要素）TiO2*無線通信頻率：

30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國、日本60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000

Hz2、頻率、周期、角頻率周期T：變化一周所需的時(shí)間（s）角頻率31四、交流電的相位角、初相位角與相位差1、相位角：iO表示曲線上一點(diǎn)到正弦量0點(diǎn)的夾角2、初相位角：等于正弦量在t=0時(shí)刻的相位角。表示坐標(biāo)0點(diǎn)與正弦量0點(diǎn)之間的夾角兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。3、相位差

：四、交流電的相位角、初相位角與相位差1、相位角：iO表示曲線32電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiOuiωtuiO電流超前電壓電壓與電流同相電流超前電壓電壓與33②不同頻率的正弦量比較無意義。①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計(jì)時(shí)的選擇起點(diǎn)無關(guān)。注意:tO②不同頻率的正弦量比較無意義。①兩同頻率的正弦量之間34

若正弦交流電流i通過一個(gè)電阻R,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與某一直流電流I在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等的話，則I定義為i的有效值。則有交流直流同理：有效值必須大寫

4、有效值反映正弦量做功效果的物理量用U、I、E表示有效值：注意：交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值若正弦交流電流i通過一個(gè)電阻R,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量35三、交流電的表示方法（1）解析法：用三角函數(shù)式來表達(dá)交流電隨時(shí)間變化關(guān)系的方法，如：e=Emsin（ωt+ψ）（2）曲線法：在直角坐標(biāo)中用正弦曲線來表示交流電的方法。（3）旋轉(zhuǎn)矢量法：是利用繞原點(diǎn)以角速度a逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的矢量來表示正弦量的方法。此矢量與x軸的夾角表示初相角，矢量的長度表示交流電的最大值或有效值。由于交流電可以用矢量來表示，使得同頻率的交流電的加、減運(yùn)算變得非常方便。三、交流電的表示方法（1）解析法：用三角函數(shù)式來表達(dá)交流電隨36四、單一參數(shù)交流電路的分析（一）純電阻電路白熾燈、電爐等可近似看做是純電阻負(fù)載，這種負(fù)載沒有儲能或釋能的能力，只會消耗電源能量。1.電壓和電流的關(guān)系在純電阻電路中，電壓和電流瞬時(shí)值符合歐姆定律。U與I之間的數(shù)值關(guān)系如下：U=IR或Um=ImR即加在純電阻兩端的電壓與通過它的電流始終是同頻率、同相位的正弦量。四、單一參數(shù)交流電路的分析372.功率類系電阻上消耗的有功功率為：P=UI=U2/R=I2R這是最基本的能量轉(zhuǎn)換公式，這種能量轉(zhuǎn)換伴隨所有電路中，因?yàn)槲覀儫o法讓介質(zhì)的電阻為零。2.功率類系38（二）純電感電路1.電壓與電流的關(guān)系:U=IXL

(XL為感抗)從上式可知：對于直流電路因f=0，純電感線圈相當(dāng)于短路；f越高，XL越大，電流越小；故有通直流阻交流的作用。2.功率關(guān)系電感線圈的功率為：在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零，即純電感線圈在交流電路中，不消耗有功功率，有功功率為零。（二）純電感電路393.無功功率衡量電源和線圈之間這種能量互換的速率的物理量，定義為：Q=ULI=I2XL

無功功率不是無用的功率，它在電力系統(tǒng)中占有很重要的地位。這是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，它們必須依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換能量，即這些電氣設(shè)備必須依靠無功功率來維持其正常工作。無功功率的單位為var(乏）和Kvar(千乏)3.無功功率40對于無功功率的理解：無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功，才被稱之為“無功”。（要區(qū)分無用功和無功功率）。對于無功功率的理解：41（三）純電容電路通交流阻直流的作用；2.功率關(guān)系：

純電容在交流電路中，不消耗有功功率有功功率為零。3.無功功率衡量電源和電容之間這種能量互換的速率的物理量。（三）純電容電路42五、三相交流電路

由三相交流電源供電的電路。簡稱三相電路。

三相交流電源是指能夠提供3個(gè)頻率相同而相位不同的電壓或電流的電源，其中最常用的是三相交流發(fā)電機(jī)。1891年世界上第一臺三相交流發(fā)電機(jī)在德國勞芬發(fā)電廠投運(yùn)，并建成了第一條從勞芬到法蘭克福的三相交流輸電線路。由于三相電路輸送電力比單相電路經(jīng)濟(jì)，三相交流電機(jī)的運(yùn)行性能和效率也遠(yuǎn)較單相交流電機(jī)為優(yōu)，因此目前世界上電力系統(tǒng)和動(dòng)力用電都幾乎無例外地采用三相制。

43五、三相交流電路由三相交流電源供電的電路。簡稱1.三相交流電的產(chǎn)生

三相交流發(fā)電機(jī)和單相交流發(fā)電機(jī)一樣，是根據(jù)電磁感應(yīng)定理制成的。轉(zhuǎn)子是磁極，定子上是三個(gè)相互獨(dú)立且完全一樣的繞組，每個(gè)獨(dú)立的繞組稱為一相，三相繞組的空間位置都分別相隔120度。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下一恒定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，在三個(gè)繞組中分別產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，他們的最大值和頻率都相等。只是相位互差120度。這種電動(dòng)勢稱為對稱電動(dòng)勢。三相電動(dòng)勢之和等于零。1.三相交流電的產(chǎn)生442、三相電源的連接

三相電源中各相電壓超前或滯后的排列次序即：三相電勢達(dá)到最大值的先后次序稱為相序。若a相電壓超前b相電壓,b相電壓又超前c相電壓,這樣的相序是a—b—c相序,稱為正序；反之,若是c—b—a相序，則稱為負(fù)序（又稱逆序）。

三相電動(dòng)機(jī)在正序電壓供電時(shí)正轉(zhuǎn)，改成負(fù)序電壓供電則反轉(zhuǎn)。因此，使用三相電源時(shí)必須注意它的相序。但是，許多需要正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備可利用改變相序來實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。2、三相電源的連接45關(guān)于相序的顏色表示：

在發(fā)電廠中，三相母線的相序是用顏色表示的：規(guī)定用黃色表示Ｌ１相、綠色表示Ｌ２相、紅色表示Ｌ３相

不同的國家對三相導(dǎo)線的顏色有不同的規(guī)定：美國：【多數(shù)】黑、紅、藍(lán)、白或灰（零線）黃綠或銅線（地線）【少數(shù)】棕、橙、黃印度、澳大利亞、新西蘭：紅、黃、藍(lán)、黑（零線）黃綠（地線）關(guān)于相序的顏色表示：不同的國家對三相導(dǎo)線的顏色有不同的規(guī)46

通常有兩種方式：一種是星形連接（Y形），另一種稱為三角形連接（△形）。從3個(gè)電源的始端a、b、c引出的3條導(dǎo)線稱為端線(俗稱火線)。任意兩根端線之間的電壓Uab、Ubc、Uca稱為線電壓。兩種不同連接方式的接線圖，線電壓與相電壓的關(guān)系見下表所列：通常有兩種方式：一種是星形連接（Y形），另一種稱為三角形連47三相電源的星形（Ｙ）連接三相電源的星形連接三相電源的星形（Ｙ）連接三相電源的星形連接48三相電源的星形連接

星型連接是將三相繞組的一端（尾端）連接成一點(diǎn)，另一端（首端）引出導(dǎo)線接到負(fù)荷上。尾端連成的公共點(diǎn)叫電源的中性點(diǎn)，用N表示，從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫中線，當(dāng)中線直接接地時(shí)中線也叫零線或者地線。有中線的三相供電方式稱為三相四線制，常用于低壓配電系統(tǒng)，不引出中線的三相供電方式叫三相三線制，常用于高壓輸電系統(tǒng)。這種連接方式可以取得兩種電壓：相電壓和線電壓，它們之間的關(guān)系為：線電壓是相電壓的三相電源的星形連接星型連接是將三相繞組的一端（49

平時(shí)所指的發(fā)電機(jī)或線路的電壓都是線電壓．日常用電系統(tǒng)都采用三相四線制，因?yàn)檫@種系統(tǒng)有兩種電壓，用起來很方便，通常為３８０Ｖ／２２０Ｖ，即線電壓是３８０Ｖ，相電壓是２２０Ｖ．這種系統(tǒng)即可作為三相負(fù)載的電源，也可給單相負(fù)載供電，日常用來照明的電燈就是接在一根火線與零線之間的．（注：電燈的分配需平均分在三條相線上，使其功率平均分配，充分利用電源．）平時(shí)所指的發(fā)電機(jī)或線路的電壓都是線電壓．日常用50三相電源的三角形（△）連接三相電源的三角形連接線電壓等于相電壓三相電源的三角形（△）連接三相電源的三角形連接線電壓等于相51

三角形連接：將三相繞組的尾端連接成三角形，再從首端引出導(dǎo)線接至負(fù)荷。這種供電方式只能采用三相三線制,這種方式也可以取得相電壓和線電壓，它們關(guān)系是：線電壓等于相電壓。

將三相電源的繞組，依次首尾相連構(gòu)成閉合回路，再自首端ＵａＵｂＵｃ引出導(dǎo)線接負(fù)載，這種連接方式稱為△連接。三角形連接時(shí)線電壓等于相電壓，而且3個(gè)電源形成一個(gè)回路，只有當(dāng)三相電源對稱并連接正確時(shí)，三個(gè)繞組構(gòu)成的回路中總電勢為零。（此時(shí)Ua+Ub+Uc=0)才能保證電源內(nèi)部沒有環(huán)流。當(dāng)一相繞組接反時(shí)，回路電勢不再為零。由于發(fā)電機(jī)繞組的阻抗很小，會產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能燒毀發(fā)電機(jī)。

三角形連接：將三相繞組的尾端連接成三角形，再從首523、

負(fù)荷的連接（1）負(fù)荷連接原則

1.單相負(fù)荷：根據(jù)設(shè)備的額定電壓等于電源電壓的原則確定是接入線電壓還是相電壓。單相負(fù)荷應(yīng)盡量均勻分配在三相電源上。

2.三相負(fù)荷：當(dāng)負(fù)荷額定電壓等于電源的相電壓時(shí)，負(fù)荷應(yīng)接成星型，反之接成三角形。3、負(fù)荷的連接53（2）負(fù)載的星形（Y）連接①三相四線制電路三相四線制電路及電壓、電流相量圖

三相四線制系統(tǒng)中一般照明用的電燈，實(shí)際上是屬于此種連接方式。

電動(dòng)機(jī)的星形連接：在三相四線制中，常見的負(fù)載是三相電動(dòng)機(jī)（三相繞組的尾端連在一起，同時(shí)將三個(gè)首端與電源的三根火線相接，這就是電動(dòng)機(jī)的星形連接。）（2）負(fù)載的星形（Y）連接三相四線制電路及電壓、電流相量圖54三相四線

在低壓配電網(wǎng)中，輸電線路一般采用三相四線，其中三條線路分別代表A,B,C三相，不分裂，另一條是中性線N（區(qū)別于零線，在進(jìn)入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我們稱為火線，另一條我們稱為零線，零線正常情況下要通過電流以構(gòu)成單相線路中電流的回路，而三相系統(tǒng)中，三相自成回路，正常情況下中性線是無電流的），故稱三相四線制；在380V低壓配電網(wǎng)中為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設(shè)N線，有的場合也可以用來進(jìn)行零序電流檢測，以便進(jìn)行三相供電平衡的監(jiān)控。

三相交流電機(jī)的電樞有三組線圈，其聯(lián)接有星形接法及三角形接法兩種，一般采用星形接法。

三相四線

在低壓配電網(wǎng)中，輸電線路一般采用三相四線，其中三條55三相五線制是指A、B、C、N和PE線，其中，PE線是保護(hù)地線，也叫安全線，是專門用于接到諸如設(shè)備外殼等保證用電安全之用的。PE線在供電變壓器側(cè)和N線接到一起，但進(jìn)入用戶側(cè)后絕不能當(dāng)作零線使用，否則，發(fā)生混亂后就與三相四線制無異了。但是，由于這種混亂容易讓人喪失警惕，可能在實(shí)際中更加容易發(fā)生觸電事故。現(xiàn)在民用住宅供電已經(jīng)規(guī)定要使用三相五線制，如果你的不是，可以要求整改。為了安全，要斬釘截鐵地要求！

不論N線還是PE線，在用戶側(cè)都要采用重復(fù)接地，以提高可靠性。但是，重復(fù)接地只是重復(fù)接地，它只能在接地點(diǎn)或靠近接地的位置接到一起，但絕不表明可以在任意位置特別是戶內(nèi)可以接到一起。

應(yīng)用中最好使用標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的導(dǎo)線顏色：A線用黃色，B線用綠色，C線用紅色，N線用淡藍(lán)色，PE線用黃綠色。三相五線制是指A、B、C、N和PE線，其中，PE線是保護(hù)地線56②三相三線制電路

負(fù)載為Y形連接的三相三線制電路

中線電流IN=Ia+Ib+Ic=0,這說明Y-Y連接的對稱三相電路的中線電流為零，因此中線存在與否對于對稱三相電路并不產(chǎn)生任何影響。這樣一個(gè)只有3根導(dǎo)線的三相系統(tǒng)所能傳送的功率與3個(gè)單相系統(tǒng)相同。即中線電流為零，既然中線上沒有電流通過，故可以把中線去掉，這時(shí)電路就成為三相三線制。②三相三線制電路負(fù)載為Y形連接的三相三線制電路57

（3）

負(fù)載的三角形（△）連接（3）負(fù)載的三角形（△）連接583.三相電路的功率：三相電路的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)（1）三相負(fù)載的有功功率即：

若三相負(fù)載是對稱的3.三相電路的功率：若三相負(fù)載是對稱的59⑴三相總有功功率則為

當(dāng)負(fù)載為星形連接時(shí)

當(dāng)負(fù)載為三角形連接時(shí)

⑴三相總有功功率則為當(dāng)負(fù)載為星形連接時(shí)當(dāng)負(fù)載為三角形連接60⑵三相負(fù)載的無功功率

無論負(fù)載接成星形還是三角形,三相總無功功率均為

⑵三相負(fù)載的無功功率61⑶三相負(fù)載的視在功率三相負(fù)載的視在功率定為若負(fù)載對稱,則⑶三相負(fù)載的視在功率62⑷三相負(fù)載的功率因數(shù)三相負(fù)載的功率因數(shù)為若負(fù)載對稱,則

⑷三相負(fù)載的功率因數(shù)63若電路是對稱電路，在三相對稱情況下，各相的有功功率相等。此時(shí)Ua=Ub=Uc=U相Ia=Ib=Ic=I相φa=φb=φc=φ相可得P=3U相I相cosφ相可見，三相有功功率為一相有功功率的三倍。因?yàn)閷ΨQ負(fù)載星形連接時(shí)，電流、電壓的關(guān)系為；總結(jié)各參數(shù)間的關(guān)系：若電路是對稱電路，在三相對稱情況下，各相的有功功率相等?？偨Y(jié)64當(dāng)負(fù)載用三角形連接時(shí)，電流、電壓的關(guān)系為：因此對稱三相電路的有功功率還可用線電壓和線電流表示為：無功功率用相電壓和相電流表示為：注：功率因數(shù)角中相是指相電壓與相電流之間的相位差。當(dāng)負(fù)載用三角形連接時(shí)，電流、電壓的關(guān)系為：注：功率因數(shù)角中相65第三節(jié)磁與磁路感應(yīng)1.磁場磁場是一種看不見摸不著，存在于電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。磁場的存在表現(xiàn)為：使進(jìn)入場域內(nèi)的磁針、磁體發(fā)生偏轉(zhuǎn)或取向；對域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力，即電流在磁場中受到力的作用。磁場的強(qiáng)度用磁感應(yīng)強(qiáng)度表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為單位長度的單位直流電流在均勻磁場中所受到的作用力，數(shù)學(xué)公式為：B=FIL第三節(jié)磁與磁路感應(yīng)1.磁場662.磁力線在磁場中畫一些曲線(用虛線或?qū)嵕€表示)，使曲線上任何一點(diǎn)的切涉方向都限這一點(diǎn)的磁場方向相同（且磁感線互不交叉)，這些曲線叫做磁力線。磁力線是請合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇帕€的方向。磁鐵周圍的磁力線都是從N極出來進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)部磁力線從S極到N極。2.磁力線673.磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率是表征磁介質(zhì)磁性的物理量，常用符號μ表示，μ又稱為絕對磁導(dǎo)率。μ等磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度H之比，即

μ=B/H4.磁通磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場前進(jìn)方向上某一面積的乘積稱為磁通。

Φ=BS3.磁導(dǎo)率68二、磁路和磁性材料1、磁路

磁通的閉合回路稱為磁路。2、磁性材料如空氣、橡膠、銅等，在載流線圈中只能產(chǎn)生很弱的磁場，這些導(dǎo)磁性能很差的材料稱為非磁性材料。而磁性材料的主要特征是磁導(dǎo)率很高，載流線圈在材料中能產(chǎn)生很強(qiáng)的落場，如鐵、硅鋼片、鐵鎳合金等。磁性材料大致可以分為三類：軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料。軟磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，幾乎沒有磁性。硬磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，仍然保很強(qiáng)的磁性。矩磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，因此磁性幾乎保持不變，矩磁二、磁路和磁性材料692、磁性材料如空氣、橡膠、銅等，在載流線圈中只能產(chǎn)生很弱的磁場，這些導(dǎo)磁性能很差的材料稱為非磁性材料。而磁性材料的主要特征是磁導(dǎo)率很高，載流線圈在材料中能產(chǎn)生很強(qiáng)的落場，如鐵、硅鋼片、鐵鎳合金等。磁性材料大致可以分為三類：軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料。軟磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，幾乎沒有磁性。硬磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，仍然保很強(qiáng)的磁性。2、磁性材料70矩磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，因此磁性幾乎保持不變，矩磁材料可用做記憶元件。矩磁材料的特點(diǎn)是載流線圈的電流為零時(shí)，因此磁性幾乎保持不變，71三、電磁感應(yīng)

1、法拉第電磁感應(yīng)定律在實(shí)際應(yīng)用中，常用楞次定律來判斷感生電動(dòng)勢的方向，而用法拉第電磁感應(yīng)定律來計(jì)算感生電動(dòng)勢的大?。ㄈ〗^對值）所以這兩個(gè)定律，是電磁感應(yīng)的基本定律。磁通量的變化率指的是磁通量的變化量和所用時(shí)間的比值；△φ/t

1、磁通量的變化率是表示磁通量的變化快慢的物理量；

2、磁通量的變化率由磁通量的變化量和時(shí)間共同決定；

3、磁通量變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢就大三、電磁感應(yīng)

1、法拉第電磁感應(yīng)定律在實(shí)際應(yīng)用中，常用楞次定722、自感、互感及同名端

1、自感現(xiàn)象:由于線圈本身的電流發(fā)生變化。而引起的電磁感應(yīng)2、自感、互感及同名端

1、自感現(xiàn)象:由于線圈本身的電流發(fā)生732、互感現(xiàn)象：我們把由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化在另一線圈中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)叫互感現(xiàn)象，簡稱互感。2、互感現(xiàn)象：我們把由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化在另一線圈中產(chǎn)743、同名端3、同名端75

平伸左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入掌心，并使四指指向電流的方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體所受電磁力的方向。3、通電直導(dǎo)體在磁場中受力方向－左手定則推論：安培力總是垂直于

B和I決定的平面方法：左手定則電磁力的方向平伸左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都跟76磁場對通電直導(dǎo)體的作用磁場對通電直導(dǎo)體的作用實(shí)驗(yàn)：

通常把通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為電磁力，也稱安培力。。

磁場對通電直導(dǎo)體的作用及判斷電磁力的方向磁場對通電直導(dǎo)體的作用磁場對通電直導(dǎo)體的作用實(shí)驗(yàn)：77通電直導(dǎo)體所受電磁力的大小（1）電流方向與磁場方向垂直時(shí)，電磁力的大?。和娭睂?dǎo)體所受電磁力的大小（1）電流方向與磁場方向垂直時(shí)，78

（2）如果電流方向與磁場方向不垂直，而是有一個(gè)夾角α，這時(shí)通電導(dǎo)線的有效長度為。電磁力的計(jì)算式變?yōu)?/p>

當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時(shí)，電流所受的電磁力最大。（α為B與I的夾角）（2）如果電流方向與磁場方向不垂直，而是有一個(gè)夾角α，這時(shí)79四、通電平行直導(dǎo)線間的磁場作用

兩條相距較近且相互平行的直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，它們相互吸引（左圖）；當(dāng)通以相反方向的電流時(shí)，它們相互排斥（右圖）。通電平行直導(dǎo)線間的作用四、通電平行直導(dǎo)線間的磁場作用兩條相距較近且相80

判斷受力時(shí)，可以用右手螺旋法則判斷每個(gè)電流產(chǎn)生的磁場方向，再用左手定則判斷另一個(gè)電流在這個(gè)磁場中所受電磁力的方向。

高壓輸電線上的絕緣支柱

發(fā)電廠或變電所的母線排就是這種互相平行的載流直導(dǎo)體，為了使母線不致因短路時(shí)所產(chǎn)生的巨大電磁力作用而受到破壞，所以每間隔一定間距就安裝一個(gè)絕緣支柱，以平衡電磁力。判斷受力時(shí)，可以用右手螺旋法則判斷每個(gè)電流產(chǎn)生的磁81第四節(jié)電子技術(shù)基礎(chǔ)一、半導(dǎo)體的基本知識1.半導(dǎo)體

物體按照它的導(dǎo)電性能可分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。各種金屬、酸、堿、鹽的水溶液以及人體等善于傳導(dǎo)電流，這類物質(zhì)稱為導(dǎo)體。橡膠、塑料、玻璃、云母、陶瓷、電木、紙張、空氣等物體不善于傳導(dǎo)電流，這類物體稱為絕緣體。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體，稱為半導(dǎo)體；硅、鍺和金屬氧化物及硫化物等都屬于半導(dǎo)體材料，其中硅和鍺使用最為普遍。第四節(jié)電子技術(shù)基礎(chǔ)一、半導(dǎo)體的基本知識822.本征半導(dǎo)體

完全不含雜質(zhì)且無晶格缺陷的純凈半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。3.P、N型半導(dǎo)體在單晶硅中，摻入少量的五價(jià)磷或三價(jià)硼，這種半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。在單品硅中摻入少量的三價(jià)硼，這種半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。2.本征半導(dǎo)體834.PN結(jié)通過一定的工藝使P、N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，在PN型半導(dǎo)體的交界處存在著空穴和自由電子的濃度差，相互擴(kuò)散，這樣，就在交界處留下不能移動(dòng)的由正負(fù)離子組成的空同電荷區(qū)，稱為PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，?dāng)給PN結(jié)加正向電壓，即P區(qū)接外加電源的正極，N區(qū)接負(fù)極，這時(shí)PN結(jié)導(dǎo)通，正向電阻小；PN結(jié)加反向電壓，即P區(qū)接外加電源的負(fù)極，N區(qū)接正極，這時(shí)PN結(jié)截止，反向電阻大。4.PN結(jié)84二極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號正極（陽極）負(fù)極（陰極）結(jié)構(gòu)正極（陽極）負(fù)極（陰極）V電流方向圖形符號外殼二極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號正極（陽極）負(fù)極（陰極）結(jié)構(gòu)正極（陽極85分類方法種類說明按材料不同分硅二極管硅材料二極管，常用二極管鍺二極管鍺材料二極管按用途不同分普通二極管常用二極管整流二極管主要用于整流穩(wěn)壓二極管常用于直流電源開關(guān)二極管專門用于開關(guān)的二極管，常用于數(shù)字電路發(fā)光二極管能發(fā)出可見光，常用于指示信號光電二極管對光有敏感作用的二極管變?nèi)荻O管常用于高頻電路按外殼封裝的材料不同分玻璃封裝二極管檢波二極管采用這種封裝材料塑料封裝二極管大量使用的二極管采用這種封裝材料金屬封裝二極管大功率整流二極管采用這種封裝材料分類方法種類說明按材料不同分硅二極管硅材料二極管86二、晶體二極管

1.晶體二極管結(jié)構(gòu)

把PN結(jié)封裝在管殼內(nèi)，并引出兩個(gè)金屬電極，就構(gòu)成一個(gè)二極管。P區(qū)引出的電極叫陽極，N區(qū)引出的電極叫陰極。二極管的種類很多，按制造材料的不同分為硅管和儲管；按PN結(jié)結(jié)構(gòu)的不同分點(diǎn)接觸型和面接觸型。

二、晶體二極管87二極管的伏安特性

加在二極管兩端的電壓與通過二極管的電流之間的關(guān)系稱為二極管的伏安特性。二極管加正向電壓二極管加反向電壓IUUI二極管的伏安特性加在二極管兩端的電壓與通88硅管鍺管死區(qū)導(dǎo)通區(qū)截止區(qū)反向擊穿區(qū)

當(dāng)二極管加正向電壓時(shí)并不一定能導(dǎo)通，必須是正向電壓達(dá)到和超過死區(qū)電壓時(shí)，二極管才能導(dǎo)通。

當(dāng)二極管加反向電壓時(shí)不能導(dǎo)通，但反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓（很高的反向電壓）時(shí)，二極管會反向擊穿。

硅管鍺管死區(qū)導(dǎo)通區(qū)截止區(qū)反向擊穿區(qū)當(dāng)二極管加正89三、二極管的主要參數(shù)參數(shù)名稱符號說明最大整流電流IFM允許通過二極管平均電流的最大值。正常工作時(shí)通過二極管的電流應(yīng)該小于IFM，否則，二極管可能會因過熱而損壞。最高反向工作電壓URM允許加在二極管兩端反向電壓的最大值（一般情況下URM=1/2UBR），正常工作時(shí)二極管兩端所加電壓最大應(yīng)小于URM，否則，二極管將會反向擊穿損壞。反向電流IR在規(guī)定的反向電壓（<UBR）和環(huán)境溫度下的反向電流。此值越小，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?，工作越穩(wěn)定。IR對溫度很敏感，使用時(shí)應(yīng)注意環(huán)境溫度不宜過高。三、二極管的主要參數(shù)參數(shù)名稱符號說明最大整流電流90四、二極管的識別與檢測1、識別

二極管的識別很簡單：小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管表面大多采用一種色圈標(biāo)出來；有些二極管也用二極管專用符號標(biāo)志為“P”“N”來確定二極管極性的；發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)四、二極管的識別與檢測1、識別

912、檢測測試注意事項(xiàng)

：

用數(shù)字式萬用表去測二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測試得阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。用數(shù)字式萬用表去測二極管時(shí)，用萬用表量電阻檔（一般用X100或X1K)的紅黑兩表筆分別接二極管兩極，會出現(xiàn)一次阻值很小,而反過來阻值很大近似不通。在阻值很小的情況下,紅表筆接的是正極.

用指針萬用表判斷穩(wěn)壓二極管的正負(fù)極和普通的二極管一樣。注意不要用RX10K檔。因?yàn)檫@一檔是高壓電池。穩(wěn)壓值低的二極管會反向擊穿。兩表筆接二極管的兩極。如果阻值較大，這時(shí)黑表筆所接是負(fù)極。紅表筆所接是正極。如果阻值小黑表筆所接是正極。紅表筆所接是負(fù)極。

指針式萬用表的表筆接法與數(shù)字式的萬用電表剛好相反2、檢測測試注意事項(xiàng)

：

用數(shù)字式萬用表去測二極管時(shí)92五、其他二極管1、發(fā)光二極管（LED）將電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體器件正向電壓工作電壓：作用：符號：應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于儀表、儀器，計(jì)算機(jī)、電氣設(shè)備作電源信號指示；音響設(shè)備調(diào)諧和電平指示；廣告顯示屏的文字、圖形、符號顯示等。五、其他二極管1、發(fā)光二極管（LED）將電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)93作用：工作電壓：符號：它能將光信號轉(zhuǎn)化為電信號反向電壓又叫光敏二極管2、光電二極管應(yīng)用：常用于可見光接收、紅外光接收及光電轉(zhuǎn)換的自動(dòng)控制、報(bào)警、計(jì)數(shù)等設(shè)備。作用：工作電壓：符號：它能將光信號轉(zhuǎn)化為電信號反向電壓又叫光94符號：作用：工作電壓：PN結(jié)電容隨反向電壓的變化而變化反向電壓3、變?nèi)荻O管應(yīng)用：變?nèi)荻O管常用在高頻電路中。例如：用在高頻收音機(jī)的自動(dòng)頻率控制電路中，通過改變其反向偏置電壓來自動(dòng)調(diào)節(jié)本機(jī)振蕩頻率。用在電視機(jī)電調(diào)諧高頻頭的調(diào)諧電路中，通過改變反向偏置電壓來選擇電視頻道。符號：作用：工作電壓：PN結(jié)電容隨反向電壓的變化而變化反向電95三、晶體三極管NPN型三極管1、結(jié)構(gòu)和符號PNP型三極管b基極e發(fā)射極c集電極集電結(jié)發(fā)射結(jié)N集電區(qū)N發(fā)射區(qū)P基區(qū)bceVb基極e發(fā)射極c集電極集電結(jié)發(fā)射結(jié)P集電區(qū)P發(fā)射區(qū)N基區(qū)Vbce三、晶體三極管NPN型三極管1、結(jié)構(gòu)和符號PNP型三極管b基96分類方法種類應(yīng)用按極性分NPN型三極管目前常用的三極管，電流從集電極流向發(fā)射極PNP型三極管電流從發(fā)射極流向集電極按材料分硅三極管熱穩(wěn)定性好，是常用的三極管鍺三極管反向電流大，受溫度影響較大，熱穩(wěn)定性差按工作頻率分低頻三極管工作頻率比較低，用于直流放大、音頻放大電路高頻三極管工作頻率比較高，用于高頻放大電路按功率分小功率三極管輸出功率小，用于功率放大器末前級大功率三極管輸出功率較大，用于功率放大器末級（輸出級）按用途分放大管應(yīng)用在模擬電子電路中開關(guān)管應(yīng)用在數(shù)字電子電路中2、類型分類方法種類應(yīng)用按極性分NPN型三極管目前常用的97二、三極管的電流放大作用1、三極管的工作電壓NPN型三極管PNP型三極管二、三極管的電流放大作用1、三極管的工作電壓NPN型三極管98三極管電流分配實(shí)驗(yàn)電路

通過調(diào)節(jié)電位器RB的阻值，可調(diào)節(jié)基極的偏壓，從而調(diào)節(jié)基極電流IB的大小。每取一個(gè)IB值，從毫安表可讀取集電極電流IC和發(fā)射電流IE的相應(yīng)值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2-4。2、三極管的電流放大作用三極管電流分配實(shí)驗(yàn)電路通過調(diào)節(jié)電位器RB的阻值，99表2-4三極管的電流放大作用次數(shù)項(xiàng)目123456IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.010.561.141.742.332.91IE/mA0.010.571.161.772.372.96表2-4三極管的電流放大作用100電流關(guān)系說明集電極與基極電流關(guān)系IC=βIB三個(gè)電極電流之間的關(guān)系IE=IB+IC=（1+β）IB三極管三個(gè)電極電流關(guān)系

三極管電流放大作用的條件是：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。三極管電流放大的實(shí)質(zhì)是：用較小的基極電流控制較大的集電極電流，是“以小控大”。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，三極管三個(gè)電極電流具有下表所示的關(guān)系。結(jié)論：電流關(guān)系說明集電極與基極電流關(guān)系IC=βIB三個(gè)電極電101

三極管特性曲線測試電路

三、三極管的特性曲線

三極管特性曲線測試電路三、三極管的特性曲線1021、輸入特性鍺管的輸入特性曲線硅管的輸入特性曲線三極管的輸入特性曲線

三極管的輸入特性曲線與二極管的正向特性曲線相似，只有當(dāng)發(fā)射結(jié)的正向電壓UBE大于死區(qū)電壓（硅管0.5V，鍺管0.2V）時(shí)才產(chǎn)生基極電流IB，這時(shí)三極管處于正常放大狀態(tài),發(fā)射結(jié)兩端電壓為UBE（硅管為0.7V，鍺管為0.3V）。1、輸入特性鍺管的輸入特性曲線硅管的輸入特性曲線三極管的輸入1032、輸出特性三極管的輸出特性曲線

每條曲線可分為線性上升、彎曲、平坦三部分。對應(yīng)不同IB值得不同的曲線，從而形成曲線簇。各條曲線上升部分很陡，幾乎重合,平坦部分則按IB值從下往上排列，IB的取值間隔均勻，相應(yīng)的特性曲線在平坦部分也均勻分布，且與橫軸平行。在放大區(qū)內(nèi)，有一個(gè)特定的基極電流，就有一個(gè)特定的集電極電流，實(shí)現(xiàn)基極對集電極電流的控制。2、輸出特性三極管的輸出特性曲線每條曲線可104名稱截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)范圍IB=0曲線以下區(qū)域，幾乎與橫軸重合平坦部分線性區(qū)，幾乎與橫軸平行曲線上升和彎曲部分條件發(fā)射結(jié)反偏（或零偏），集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏（或零偏）特征IB=0，IC=ICEO≈0（1）當(dāng)IB一定時(shí)，IC的大小與UCE基本無關(guān)（但UCE的大小隨IC的大小而變化），具有恒流特性；（2）IB不同，曲線也不同，IC受IB控制，具有電流放大特性，IC=hFEIB，△IC=β△IB各電極電流都很大，IC不受IB控制，三極管失去放大作用工作狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)放大狀態(tài)飽和狀態(tài)輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域名稱截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)范圍IB=0曲105AC220VDC3.7V4.2VAC220VDC3.7V4.2V106直流穩(wěn)壓電源的方框圖電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負(fù)載整流：將交流變?yōu)橹绷鞯倪^程。濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?。穩(wěn)壓：使直流電源的輸出電壓穩(wěn)定，消除由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載變化等對輸出電壓的影響。直流穩(wěn)壓電源的方框圖電網(wǎng)電壓電源整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負(fù)載107一、單相整流電路1、單相半波整流電路to23u2to23uLto23iF=iL~+uL–ＶRLu2iF1）整流輸出電壓平均值2）二極管平均電流3）二極管最大反向電壓-u2+u2優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少缺點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)小，電源利用率低to23uDuD一、單相整流電路1、單相半波整流電路to23u2108想一想如何充分利用后半個(gè)周期，提高電源利用率？想一想如何充分利用后半個(gè)周期，提高電源利用率？1092.全波整流：

當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，Vo＝Vi（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周時(shí)，D2導(dǎo)通，Vo＝Vi。其輸出波形是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓，但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。2.全波整流：1103、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半周輸入負(fù)半周V3RLV4V2V1u1u2（1）工作原理to23u2to23uLto23iF=iLto23uD1iL+uL+uL3、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半111簡化畫法+uLRLiL~+u2習(xí)慣畫法簡化畫法+RLiL~+習(xí)慣畫法112謝謝大家！

結(jié)語謝謝大家！結(jié)語113低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識低壓電工作業(yè)第二章電工基礎(chǔ)知識114第一節(jié)直流電路

一、電路的基本概念

（一）電路和電路圖

電路是為了某種需要，將電氣設(shè)備和電子元器件按照一定方式連接起來的電流通路。直流電通過的電路稱為直流電路。電路圖是為了研究和工程的實(shí)際需要。用國家標(biāo)準(zhǔn)化符號繪制的、表示電路設(shè)備裝置組成和連接關(guān)系的簡圖。第一節(jié)直流電路一、電路的基本概念

（一）電路和電路圖

115負(fù)載電源導(dǎo)線開關(guān)負(fù)載電源導(dǎo)線開關(guān)116(二）電路的基本物理量1.電荷、電場和電場強(qiáng)度帶電的基本粒子稱為電荷，失去電子帶正電的粒子叫正電荷，失去電子帶負(fù)電的粒子叫負(fù)電荷。電荷的多少用電量或電荷量來表示；電量的符號是Q，單位是C(庫侖）(二）電路的基本物理量117電場是電荷及變化磁場周圍空間星存在的一種特殊物質(zhì)。電場對放入其中的電荷有作用力，這種力稱為電場力；當(dāng)電荷在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力對電荷做功，說明電場具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等特征。電場的強(qiáng)弱用電場強(qiáng)度表示，符號是E.單位為V/m(伏/米)。電場是電荷及變化磁場周圍空間星存在1182.電流和電流密度電流是電路中既有大小又有方向的物理量。電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)形成電流。電流方向規(guī)定為正電荷移動(dòng)的方向，與電子移動(dòng)的方向相反。在生產(chǎn)和生活中，常把電流分為直流電和交流電兩大類。直流電是指方向不隨時(shí)間做周期性變化，但大小可能不固定的電流。交流電是指大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流電流大小是衡量電流強(qiáng)度的物理量，等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面電荷總量。2.電流和電流密度1193.電位、電壓和電動(dòng)勢電位，也稱電勢，是衡量電荷在電路中某點(diǎn)所具有能量的物理量。電路中某點(diǎn)的電位，數(shù)值上等于正電荷在該點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電荷量的比。電位是相對的，電路中某點(diǎn)電位的大小，與參考點(diǎn)(即零電位點(diǎn))的選擇有關(guān)。電位是電能的強(qiáng)度因素，它的單位是V(伏特)。生活中常見水往低處流，是因?yàn)樗鲀啥舜嬖谒徊?，同理，能促使電流形成的條件是導(dǎo)體兩端有電位差(電勢差)的存在，即電壓。3.電位、電壓和電動(dòng)勢120電壓是衡量電場做功本領(lǐng)大小的物理量，在一個(gè)閉合的外電路，電流總是從電源的正極經(jīng)過負(fù)載流向電源的負(fù)極，電場力做功，將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能。而內(nèi)電路，電源是如何建立并維持正極與負(fù)極之間的電位差的呢?任何一種電源都是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，它能把正電荷從負(fù)極不斷地持續(xù)地流通到正極。電動(dòng)勢則是衡量這種將電源內(nèi)部的正電荷從電源的負(fù)極推動(dòng)到正極、將非電能轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)大小的物理量，用符號E表示，單位為V(伏特)。電動(dòng)勢也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)，即從電源的負(fù)極指向正極。電壓是衡量電場做功本領(lǐng)大小的物理量，在一個(gè)閉合的外電路，電流121

常用的電位、電壓、電動(dòng)勢的單位還有KV(千伏)、mV(毫伏)和μV(微伏)。它們之間的換算關(guān)系為：1kV=1000V，1V=1000mV，1mV=1000μV常用的電位、電壓、電動(dòng)勢的單位還有KV(千伏)1224.電阻電阻是電流遇到的阻力，用符號R或r表示。導(dǎo)體的電阻與其材料的電阻率和長度成正比，而與其橫截面積成反比。電阻率是單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電阻，不同材料導(dǎo)體的電阻率不盡相同。20℃時(shí)導(dǎo)體的電阻可用下式表示，即R=ρ·L/S式中，R為導(dǎo)體電阻，單位是Q(歐姆)；.為導(dǎo)體的長度，單位是m；S為導(dǎo)體的截面積單位是mm2，p為導(dǎo)體的電阻率。4.電阻123電阻的常用單位是Ω(歐姆)，也可用kΩ(千歐）和MΩ(兆歐）等作單位，它們之間的換算關(guān)系為；1KΩ=1000Ω,1MΩ=1000kΩ

電阻是導(dǎo)體有身的特性，與導(dǎo)體的材料、溫度、光度等有關(guān)系。絕大多數(shù)的金屬材料溫度升高時(shí)，電阻將增大；而石墨、碳等在溫度升高時(shí)，電組反而減小(半導(dǎo)體)，至于康銅及錳鋼等合金，受溫度的影響極小，電阻比較穩(wěn)定。電阻的常用單位是Ω(歐姆)，也可用kΩ(千歐）和MΩ(124二、電路的歐姆定律（一）歐姆定律1.部分電路的歐姆定律歐姆定律是反映電路中電壓、電流和電阻之間關(guān)系的定律。歐姆定律指出，當(dāng)導(dǎo)體溫度不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，而與其電阻成反比。如圖所示電路，即U=IR或I=U/R二、電路的歐姆定律1252.全電路的歐姆定律包含電源的閉合電路稱為全電路。全電路的歐姆定律指出，電流的大小與電源的電動(dòng)勢成正比，而與電源內(nèi)部電阻r。與負(fù)載電阻（R)之和（r0+R)成反比。2.全電路的歐姆定律126

在實(shí)際電路中，由

于內(nèi)阻的存在要消耗

一定的功率，產(chǎn)生一

定的電壓降（Ir）。

因此，外電路端電壓

U=ε-Ir。當(dāng)外電路開

路時(shí)，I＝0，U=ε；

當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)，

端電壓隨著負(fù)載（R）

的增大而降低。

在實(shí)際電路中，由

于內(nèi)阻的存在要消耗127（二）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)1.電阻的串聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻首尾依次相連，便電流只有一條通路的電路稱為電阻的串聯(lián)電路電阻的串聯(lián)電路有如下特點(diǎn)；①流過各電阻的電流相等，即I=l1=l2=l3=………=ln②電路總電阻R等于各串聯(lián)電阻之和，即R=R1+R2+………+Rn，（二）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)128③電路總電壓U等于各電阻的分電壓之和，即U=U1+U2+……Un=l1R1+l2R2+…+lnRn由此可見，電壓的分配與電阻成正比，即電阻越大，其分電壓也越大，這就是串聯(lián)電阻的分壓原理。③電路總電壓U等于各電阻的分電壓之和，即1292.電阻的并聯(lián)電路兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻的首尾兩端分別接在電路中相同的兩節(jié)點(diǎn)之間，使電路同時(shí)存在幾條通路的電路稱為電阻的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路有以下性質(zhì)：①電路的總電流等于電路中各支路電流之和，即I=I1+I2+I3，分流作用。②各電阻兩端的電壓相等，即U=U1=U2=U3。③電路總電阻R的倒數(shù)等于各個(gè)支路電阻倒數(shù)之和，即1/R=1/R1+1/R2，R=R1R2/(R1+R2)電阻越并聯(lián)越小。

2.電阻的并聯(lián)電路130由此可見，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分電流越??；這就是并聯(lián)電阻的分流原理。由此可見，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分電流1313.電阻的混聯(lián)電路

既有電阻本聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路。這種電路的計(jì)算方法如下：首先整理化簡電路，把幾個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的電阻分別用等效電阻來代替，然后求出該電路的總電阻，根據(jù)電路的總電壓、總電阻計(jì)算出該電路的總電流，最后計(jì)算出各部分的電壓和電流等。3.電阻的混聯(lián)電路132從下面對各電路的分析：

串聯(lián)電阻可起到限流，分壓作用；并聯(lián)電阻可起到分流作用。

對于混聯(lián)電路的計(jì)算方法：①簡化電路求出電路的等效電阻

②由等效電阻和電路的總電壓求出電路中的總電流

③由總電流根據(jù)相關(guān)定律求得各支路的電壓和電流U1U2U3R1R2R3IU+_R3R3R3R1R3R1R3R1R3IR1R3+IR1R3U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3R2U_+IR1R3U3R2U_+IR1R3U2U3R2U_+IR1R3U1U2U3R2U_+IR1R3I+IU+I_U+_UI+_UU2U3U1U2U3R1U1U2U3R2R1U1U2U3R3R2R1U1U2U3IR3R2R1U1U2U3+IR3R2R1U1U2U3U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3_U+IR3R2R1U1U2U3+_R2R1R2R2R3I1I2I3UR3R2R1R4R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1R1I1I3I3串聯(lián)電路并聯(lián)電路U_+混聯(lián)電路串聯(lián)電阻分壓公式：并聯(lián)電阻分流公式：

從下面對各電路的分析：

串聯(lián)電阻可起到限流，分壓作用；并聯(lián)電133三、基爾霍夫定律

基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立?；鶢柣舴螂娏鞫桑簩﹄娐分腥我唤Y(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出結(jié)點(diǎn)的電流之和一定等于流入結(jié)點(diǎn)電流之和，即流出或流入該結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。

KCL也可以推廣到電路中任一假設(shè)的封閉面，即在任一時(shí)刻，通過該封閉面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。三、基爾霍夫定律

基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。134基爾霍夫電壓定律：對任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零,簡稱為KVL。

KVL確定了連接在同一回路中各支路電壓之間的關(guān)系。體現(xiàn)的是電荷在電場中從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，它所具有能量的改變量只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與移動(dòng)路徑無關(guān)的性質(zhì)。在分析電路列回路KVL方程時(shí)，應(yīng)先規(guī)定回路繞行方向，各支路電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)（從“+”極性向“-”極性）取正號，反之取負(fù)號。基爾霍夫電壓定律：對任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該135四、功率和電能在電力系統(tǒng)中，供電部門的主要任務(wù)是輸送電功率，向用戶銷售電能，故經(jīng)常遇到功率和電能的計(jì)算問題。1.功率即單位時(shí)間內(nèi)元件發(fā)出或吸收的電能。設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U、流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗(吸收）的功率為：P=UI四、功率和電能136直流電功率等于它的電壓和電流的乘積，即P=UI

P為負(fù)載功率，單位是W(瓦特)；U為負(fù)載兩端的電壓，單位是V(伏特)；I為通過負(fù)載的電流、單位是A(安培)。功率的單位是W(瓦特)，常用單位還有kW(千瓦)、Mw(兆瓦)，它們之間的換算關(guān)系為：1kW=1000W,1MW=1000kW。功率計(jì)算公式也可寫成：P=I2R=U2/R直流電功率等于它的電壓和電流的乘積，即1372.電能電動(dòng)機(jī)、電燈等用電負(fù)荷的功率只反映它們的工作能力，而它們完成的工作量則需通過電能來反映。電能的大小除了與功率有關(guān)外，還與工作時(shí)間有關(guān)。電能W就是用來表示電力在一段時(shí)間內(nèi)所做的功，即W=p.t式中，t為時(shí)間，單位是s；P為功率，單位是W。2.電能138國際單位中，電能的單位是J（焦耳)，它表示功率為1W的用電設(shè)備在1s時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。實(shí)用中的電能單位還有kW·h(千瓦，時(shí))，即通常所說的1度電，有換算關(guān)系：

1度電=1kW·h=3600kJ國際單位中，電能的單位是J（焦耳)，它表示功率為139第二節(jié)交流電路

大小和方向隨時(shí)間按正弦曲線的規(guī)律發(fā)生周期性變化的電動(dòng)勢、電壓和電流分別稱為交變電動(dòng)勢、交變電壓和交變電流，通稱交流電。在交流電作用下的電