電工基礎知識(初級niu)

電工基礎教案第1章直流電路的基本概念1.1電路的概念1.2電流與電流密度1.3電位與電壓1.4電動勢1.5電阻與電導1.6歐姆定律1.7電功與電功率1.8電路的三種狀態(tài)1.1電路的概念電路的定義：電流經(jīng)過的路徑稱為電路電路的主要功能：1、進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。2、實現(xiàn)信號的傳遞、存儲和處理。電路的組成：電源、連接導線、控制裝置和負載組成。電路和電路圖

觀察下圖電路：電池燈泡EIRU+_K電路的基本組成：（1）電源：它是輸出電能的裝置，在工作時，它們分別將機械能、化學能、光能等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。如發(fā)電機、蓄電池、干電池、光電池等。（2）負載：它是使用電能的裝置，將電源所產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為光能、熱能、機械能等。如電燈、電爐、電動機等。（3）連接導線：用來傳輸和分配電能。另外，還有一些附屬設備，如：開關、熔絲、儀表等，作為控制、保護之用。電路圖：為表示電路的連接狀態(tài)，我們用統(tǒng)一、規(guī)定的圖形符號來表示出來，叫電路圖。電工圖形符號AV組成簡單電路圖I=E/R01.2、電流與電流密度電流：電荷有規(guī)則定向移動形成電流。電流強度：單位時間內(nèi)通過導體截面的電荷量。公式：I=Q/tI—電流，單位是安，用A表示,千進位，還有微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q—電荷量，單位庫侖，用C表示，1庫侖=6.2518個電子的電量；t—時間，單位是秒，用s表示。

金屬導體中存在大量的自由電子。因此，當導體兩端接

上電源時，如圖，我們可以理解電源的正極帶正電荷，負極

帶著負電荷，接在導體兩端后，正、負電荷就在導體內(nèi)產(chǎn)生

一個電場。由于這個電場的出現(xiàn)，導體內(nèi)的自由電子就受到

朝同一個方向的電場力作用并朝同一個方向運動，形成電流。

那么我們?nèi)绾蝸韰^(qū)分這不同的電流呢：電流既然是電荷定向

移動形成的，那么就可以用參與定向移動的電荷數(shù)量來衡量

電流的大小。用單位時間內(nèi)通過導體截面的電荷量表示電流

的大小。

電流密度概念:當電流在導體的橫截面均勻分布時,該電流與導體橫截面積的比值公式：J=I/S式中I—電流，單位是安培，面積用S表示,電流密度單位安/毫米2應用1mm2銅導線可以通過6安的電流，2.5mm2銅導線可以通過15安的電流120mm2銅導線可以通過280安的電流思考：某照明電路要通過21安的電流，應采用多粗銅線？（銅導線密度為6安/毫米2）S=I/J=21/6=3.5毫米2電壓：兩點間的電位差叫電壓。

電位：某一點到參考點的電壓。電動勢：電源內(nèi)部產(chǎn)生的推動電流的力量。電壓、電位、都用U表示，電動勢用e表示。電壓、電動勢的單位都是伏特（簡稱伏），用v表示,千進位，還有微伏，毫伏，千伏等（mv、v、Kv）

1.3、電位與電壓

高水位水位差水泵水流水位差(水壓)水流水泵電位差（電壓)電流電源abof我們設a點到o點的距離是Lao，電場力f將Q從a點移動到o點所作的功是Aao=f*Lao，就可以稱a點的電位?=Aao/Q。電場力把單位正電荷從電場中的某點移動到參考點所做的功稱為該點的電位。通常以大地為參考點（電子設備中以公共點為參考點），高于參考點的電位叫正電位，低于叫負電位。CDO電壓電場中兩點電位差，稱為電壓。即Uab=?a-?b圖中UCO=3伏UCD=2伏，試分別以C和O點為參考點，求D點的點位和D、O兩點電壓計算可以看出，參考點變了，電位值也變，但不管參考點如何變化，兩點之間的電壓是不改變的。這一性質(zhì)稱為電位的相對性和電壓的絕對性電功率電功和電功率電功單位：焦耳

千瓦時單位：瓦特1.3歐姆定律U---(V)R---(Ω)I---(A)一、部分電路歐姆定律二、全電路歐姆定律ErIR第二章直流電路電阻簡介電阻元件：一種消耗電能的元件。電感元件：一種能夠貯存磁場能量的元件。電容元件：一種能夠貯存電場能量的元件。歐姆定律：電阻中的電流與電壓成正比，與電阻成反比。

公式：U=IRI=U/RR—電阻，單位歐姆（簡稱歐），用Ω表示，電工材料包括導體、半導體、和絕緣材料。有良好導電性能的叫導體，幾乎不導電的絕緣體，介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。金屬導體的電阻R與長度L成正比，與截面積S成反比，且與電阻率p有關。

公式：RS=PlR=pL/S電阻率是指長1米，截面積為1mm2

，在200C溫度下的電阻值。

電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)：將電阻首尾依次相聯(lián)，使電流只有一條通路的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點：1、串聯(lián)電路中各流過的電流都相等

I=I1=I22、電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓之和。3、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。4、各電阻值分配的電壓與各電阻值成正比。2.1串聯(lián)電路電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)：兩個或兩個以上電阻連接在一起，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫并聯(lián)。電阻并聯(lián)的特征：1、并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等U=U1+U2+U32、并聯(lián)電路的總電流等于各電阻中的電流之和I=I1+I2+I33、并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)，等于各電阻中的倒數(shù)之和

1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與各支路電阻值成反比I1=IR/R1I2=IR/R2電阻串聯(lián)電路圖例n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻2.2并聯(lián)電路電阻并聯(lián)圖例電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：在一個電路中，既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種聯(lián)接稱方式稱為電阻的混聯(lián)。2.3混聯(lián)電路2.4直流電橋基爾霍夫定律電路中通過同一電流的每個分支稱為支路。3條或3條以上支路的連接點稱為節(jié)點。電路中任一閉合的路徑稱為回路。圖示電路有3條支路，2個節(jié)點，3個回路。

在任一瞬時，流入任一節(jié)點的電流之和必定等于從該節(jié)點流出的電流之和。

在任一瞬時，通過任一節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。基爾霍夫電流定律表述一基爾霍夫電流定律表述二可假定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負；也可以作相反的假定。所有電流均為正。一、基爾霍夫第一定律(節(jié)點電流定律)AI1I2I5I3I4I1+I3=I2+I4+I5ΣI流入=ΣI流出I1+(-I2)+I3+(-I4)+(-I5)=0ΣI=0移項得A?I1I2I3I4I5基爾霍夫電流定律僅僅適用于節(jié)點嗎？基爾霍夫電流定律的推廣于任意假定的封閉面，將閉合面視為一個節(jié)點，稱為廣義節(jié)點．Ib+Ic=Ie再來看一個電路：????R1R2R3R5R4E1E2I1I2I3SI1+I2=I3基爾霍夫電壓定律表述一基爾霍夫電壓定律表述二

在任一瞬時，在任一回路上的電位升之和等于電位降之和。

在任一瞬時，沿任一回路電壓的代數(shù)和恒等于零。電壓參考方向與回路繞行方向一致時取正號，相反時取負號。所有電壓均為正。（二）基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）內(nèi)容：對任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動勢的代數(shù)和等于各電阻電壓降的代數(shù)和。

∑E

＝∑IR或∑E＝∑UE1IR1E2R2-E2E1=IR1+IR2推廣：假想回路ABREUABE=IIRUAB+UABE—IR=五、電功率與電能電功率：單位時間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。

P=UI=I2RP—電功率單位瓦特（簡稱瓦),用w表示,常用千瓦、兆瓦表示（w、Kw、Mw）電能（電功）：電流在一段時間t內(nèi)，電路消耗的電功率P稱為該電路的電能。

A=Pt=UIt=I2RtA（原為P）—電能，單位焦耳，用J表示，（電壓1V、電流1A，1秒時間內(nèi)所作的功是1焦耳，1J=1AV=1WS）實際應用中，常用千瓦/小時（KW/h）為單位。1度電=1KW/h六、電磁基本知識磁體—人們把具有吸引鐵、鎳、鈷等磁物質(zhì)的性質(zhì)稱為磁性。磁體—具有磁性的物體叫作磁體。磁極—磁鐵具有N極S極，同性磁極呼吸排斥，異性慈極互相吸引。磁場—磁體周圍存在的磁力作用的空間稱為磁場，磁場是用磁力線進行形象描述，用磁力線的疏密程度描繪磁場的強弱,磁力線向外由N極出發(fā)，經(jīng)外空間進入S極，內(nèi)部由S至N，閉合不斷，且不相交，兩磁極同時存在不可分割。電流與磁場電流周圍存在著磁場，產(chǎn)生磁場的根本原因是電流，磁場總是伴隨著電流而存在，而電流則永遠被磁場所包圍。通電導線（或線圈）周圍磁場和（磁力線）的關系，常用右手螺旋定則來判斷。

單導線通電時磁場的方向判斷，用右手握緊導線，大拇指伸直，指向電流的方向，四指彎曲所指的方向就是磁場的方向。螺旋定則線圈通電時磁場的方向判斷，大拇指伸直，其余四指沿著電流方向圍繞線圈，四指彎曲所指的方向就是磁場的方向，大拇指所指就是磁場方向。七、單相交流電路交流電—電壓、電流、電動勢等的大小和方向均按正弦波形狀周期性變化的叫做交流電。交流電的物理量1、瞬時值—交流電的每一瞬間的變化值用小寫來表示：電動勢e、電壓u、電流i。2、最大值—交流電的最大值是瞬時值中最大者，用Em、Um、

Im表示。3、有效值—交流電與直流電分別通過相同的電阻時，在一周期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個直流電流的值就叫做交流電的有效值，用E、U、I表示。4、周期—交流電交換一次所需要的時間用T表示。5、頻率—1秒鐘之內(nèi)交變的次數(shù)用f表示。周期和頻率互為倒數(shù)：f=1/T，T=1/f，Tf=1我的交流電的頻率f=50HzT=1/50=0.02秒八、三相交流電路1、三相交流電路—由三相交流電源和三相負載組成的電路叫三相交流電路。2、三相電動勢的相序—依次為U-V-W稱為正序。在發(fā)電廠及變電站中，對相序要求十分嚴格，必須保持一致，U相涂以黃色，V相涂以綠色，W相涂以紅色。3、三相電動機的反轉(zhuǎn)—欲使電動機反轉(zhuǎn)，以要將任意兩根電源線對調(diào)即可。4、電力系統(tǒng)中的發(fā)電機都是三相交流發(fā)電機—它在經(jīng)濟上技術上具有明顯優(yōu)越性，故廣泛使用。5、三相電源的星形（Y形）連接：將三個產(chǎn)生三相電源的一端作為公共端，再由另一端引出線與負載相連，稱為星形接法或Y接法，有