電工基礎(chǔ)知識幻燈片

電工作業(yè)人員培訓(xùn)知識電工作業(yè)人員培訓(xùn)知識電工基礎(chǔ)知識89262電工作業(yè)人員一、電工作業(yè)和電工作業(yè)人員電工作業(yè)指從事電氣裝置的安裝、運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)等工作的作業(yè)電工作業(yè)包括低壓運(yùn)行維修、高壓運(yùn)行維修及行業(yè)專業(yè)性電工作業(yè)。電工基礎(chǔ)知識89262

關(guān)于高壓與低壓的劃分存在著不同的說法?！峨姌I(yè)安全規(guī)程》和《電工作業(yè)人員安全考核標(biāo)準(zhǔn)》按照設(shè)備對地電壓，250V（工頻50Hz）及以下者劃定為低壓。將250V以上者劃定為高壓。《低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)》等國家標(biāo)準(zhǔn)將1200V及以下的電器列為低壓電器。《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等更多標(biāo)準(zhǔn)將1000V以下劃為低壓配電范圍。1000V一下常見的只有配電電壓0.23/0.4kV（相應(yīng)的用電電壓220/380V）的系統(tǒng)。其對地電壓一般不超過250V。因此，標(biāo)準(zhǔn)的不協(xié)調(diào)尚不致對高、低壓電工作業(yè)造成誤解。電工基礎(chǔ)知識89262

電工作業(yè)人員指直接從事電工作業(yè)的人員。電工作業(yè)人員必須年滿18歲，必須具備初中以上文化程度，不得有妨礙從事電工作業(yè)的病癥和生理缺陷。從技術(shù)上考慮，電工作業(yè)人員必須具備必要的電氣專業(yè)知識和電氣安全技術(shù)知識；按其職務(wù)和工作性質(zhì)，應(yīng)熟悉有關(guān)安全規(guī)程；應(yīng)學(xué)會必要的操作技能和觸電急救方法。

電工基礎(chǔ)知識89262

電工人員必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓(xùn)，并經(jīng)過考試合格后方可從事電工作業(yè)。新參加電氣工作的人員、實(shí)習(xí)人員和臨時(shí)參加勞動的人員，必須經(jīng)過安全知識教育后，方可參加制定的工作，但不得單獨(dú)工作。對外單位派來支援的電氣工作人員，工作前應(yīng)介紹現(xiàn)場電氣設(shè)備接線情況和有關(guān)安全措施。電工基礎(chǔ)知識89262

電工是特殊工種、又是危險(xiǎn)工種。首先，其作業(yè)過程和工作質(zhì)量不但關(guān)聯(lián)著自身的安全，而且關(guān)聯(lián)著他人和周圍設(shè)備設(shè)施的安全；其次，專業(yè)電工工作點(diǎn)分散、工作性質(zhì)不專一，不便于跟班檢查和追蹤檢查。因此，專業(yè)電工必須掌握必要的電氣安全技能，必須具備良好的電氣安全知識。二、電工作業(yè)人員的安全職責(zé)電工基礎(chǔ)知識89262

專業(yè)電工應(yīng)當(dāng)了解生產(chǎn)與安全的辯證統(tǒng)一，把生產(chǎn)和安全看作是一整體，充分理解“生產(chǎn)必須安全，安全促進(jìn)生產(chǎn)”的基本原則，不斷提高安全意識。就崗位安全職責(zé)而言，專業(yè)電工應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

電工基礎(chǔ)知識89262

就崗位安全職責(zé)而言，專業(yè)電工應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、制度和規(guī)程。包括各種電氣標(biāo)準(zhǔn)、電氣安裝規(guī)范和驗(yàn)收規(guī)范、電氣運(yùn)行管理規(guī)程、電氣安全操作規(guī)程及其他有關(guān)規(guī)定。（2）遵守勞動紀(jì)律，終于職責(zé)，做好本職工作，認(rèn)真執(zhí)行電工崗位安全責(zé)任制。電工基礎(chǔ)知識89262（3）正確使用各種工具和勞動保護(hù)用品，安全地完成各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。（4）努力學(xué)習(xí)安全規(guī)程、電氣專業(yè)技術(shù)和電氣安全技術(shù)；參加各項(xiàng)有關(guān)的安全活動；宣傳電氣安全；參加安全檢查，并提出意見和建議等。電工基礎(chǔ)知識89262

專業(yè)電工應(yīng)樹立良好的職業(yè)道德。除前面提到的忠于職責(zé)、遵守紀(jì)律、努力學(xué)習(xí)外、還應(yīng)注意互相配合，共同完成生產(chǎn)任務(wù)。應(yīng)特別注意杜絕以電謀私、制造電氣故障等違法行為。培訓(xùn)和考核是提高專業(yè)安全技術(shù)水平，使之獲得獨(dú)立操作能力的基本途徑。通過培訓(xùn)和考核，最大限度地提高專業(yè)電工的技術(shù)水平和安全意識電工基礎(chǔ)知識89262

1-2直流電流

1-3電磁感應(yīng)

1-4單相交流電路

1-5三相交流電路

1-6磁路

1-7電子技術(shù)常識第一章電工基礎(chǔ)電工基礎(chǔ)知識89262

失去電子或得到電子的微粒稱為正電荷或負(fù)電荷。帶有電荷的物體稱為帶電體。電荷的多少用電量表示。其單位為C（庫或庫侖）。庫是很大的單位，常用的電量單位是μC（微庫或微庫侖）1C=106μC。在電荷的周圍存在著電場。引進(jìn)電場中的電荷將受到力的作用，這個叫做電場力。1-1電荷和電場電工基礎(chǔ)知識89262

電場強(qiáng)度和電位是表征電場中各點(diǎn)性質(zhì)的兩個基本物理量。電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度即單位正電荷在該點(diǎn)所受到的電場力。電場強(qiáng)度的單位是v/m（伏/米）。如用E表示電場強(qiáng)度，電工基礎(chǔ)知識89262則:E=F/Q

式中E—

電場強(qiáng)度，v/m;F—

電場力，

Q—

電量，C。電工基礎(chǔ)知識89262

電場中某點(diǎn)的電位是指在電場中將單位正電荷從該點(diǎn)移至電位叁考點(diǎn)時(shí)電場力所做的功。電位的常用單位是伏（V），千伏（KV）等。電場中某兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)之間的電壓或電壓降。電壓的符號是U、u，其單位與電位差的單位相同。1KV=1000V電工基礎(chǔ)知識89262

在由兩個電極構(gòu)成的均勻電場中，電極間電場強(qiáng)度（E）與電極間電壓（U）的關(guān)系式中d—

電極間的距離，m.

顯然，可以將電場強(qiáng)度理解為單位距離上的電壓。電壓越高，可能產(chǎn)生的電場強(qiáng)度也越高。E=U/d電工基礎(chǔ)知識89262

不論所使用的是何種絕緣材料，其上電場強(qiáng)度達(dá)到某一限度時(shí)，其絕緣性能都將遇到破壞。這電場強(qiáng)度稱作該絕緣材料的擊穿電場強(qiáng)度，簡稱擊穿強(qiáng)度。當(dāng)空氣中電場強(qiáng)度超過25~30kv/cm時(shí)，即可能發(fā)生擊穿放電。電工基礎(chǔ)知識89262一、電流和電路電流是帶電微粒的定向運(yùn)動。通常以正電荷移動的方向作為電流的正方向。大小和方向不隨時(shí)間變化的電流成為直流電流；大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交流電流。

1-2直流電路電工基礎(chǔ)知識89262

電流的大小稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流。符號I、I，電流的單位是安培（A）、微安（μA）毫安（mA），1A=1000mA電路是電流流經(jīng)的路徑。各種電氣裝置的工作都是通過電路來實(shí)現(xiàn)的。電路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制電器及輔助設(shè)備組成的。電工基礎(chǔ)知識89262

電源是提供電能的設(shè)備。把非電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珉姵匕鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換成電能、發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。負(fù)載是電路中消耗電能的設(shè)備，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰??？刂齐娖魇秦?fù)載的控制設(shè)備。如開關(guān)、斷路器、電磁開關(guān)、減壓啟動等都屬于控制電器。輔助設(shè)備包括各種繼電器、熔斷器以及測量儀表等。電工基礎(chǔ)知識89262

連接導(dǎo)線的作用是傳輸電能或傳送電信號。為便于分析實(shí)際電路，通常用符號表示組成電路的實(shí)際元件，即畫出電路圖。下圖是所示為最簡單電路的實(shí)物接線圖。電工基礎(chǔ)知識89262簡單電路圖電池?zé)襞葚?fù)載電源EIRU+_+_電工基礎(chǔ)知識89262

二、電路中的負(fù)載元件按照加在負(fù)載上的電壓與通過負(fù)載的電流關(guān)系，可將負(fù)載分為電阻、電感、電容3種基本負(fù)載元件。實(shí)際負(fù)載可視為這3種元件的組合。對于直流電路的穩(wěn)態(tài)過程，無需考慮電感和電容的作用。電阻是電流流動過程中遇到的阻力。電阻的符號是R、r，單位是Ω（歐）、MΩ（兆歐）等1MΩ=1×106Ωρ—材料的電阻率電工基礎(chǔ)知識89262電阻率是單位長度、單位截面積導(dǎo)線的電阻，是表明材料導(dǎo)電性能的參數(shù)。電阻率的符號是ρ，單位是Ω.m。導(dǎo)體的電阻按下式計(jì)算：

R=ρL/SL、S—導(dǎo)體的長度和截面積；電工基礎(chǔ)知識89262二、歐姆定律1.內(nèi)容：流過電阻R的電流I與電阻兩端的電壓U成正比。

I與U的方向一致RIU+_注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明參考方向。電工基礎(chǔ)知識89262

U=IR或I=U/R或R=U/I

從歐姆定律可知，在電路中如果電壓保持不變，電阻越小則電流越大；而電阻越大則電流越小。當(dāng)電阻趨近于零時(shí)，電流很大，這種電路狀態(tài)稱為短路；當(dāng)電阻趨近于無窮大時(shí)，電流幾乎為零，這種狀態(tài)稱為開路。在一個圖中所示的飽含電源在內(nèi)的閉合回路中，電壓與電流之間的關(guān)系符合全電路歐姆定律。即電工基礎(chǔ)知識89262IR0R+

-EU+

-I

開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載①

電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU當(dāng)

R0<<R時(shí)，則UE

，表明當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電源的端電壓變化不大，即帶負(fù)載能力強(qiáng)。電源的外特性EUI0電工基礎(chǔ)知識89262四、基爾霍夫定律ba+-E2R2+-R3R1E1支路：電路中的每一個分支。一條支路流過一個電流，稱為支路電流。結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。回路：由支路組成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。電工基礎(chǔ)知識892621．定律在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流即:Ｉ入=Ｉ出或:Ｉ=0I1+I2=I3或I1+I2–I3=0實(shí)質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）反映了電路中任一結(jié)點(diǎn)處各支路電流間相互制約的關(guān)系。電工基礎(chǔ)知識89262五、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1、串聯(lián)電路串聯(lián)電路是把幾個電路或其他電路元件的收尾端順次連接起來，使電流只有一條通路的電路。在串聯(lián)電路中，電路的總電壓等于各元件上的電壓降之和。即

U=U1+U2R=R1+R2U1/U2=R1/R2電工基礎(chǔ)知識892622、并聯(lián)電路并聯(lián)電路是把電阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相互連接起來，使電流同時(shí)有幾條通路的電路。在并聯(lián)電路中，各元件兩端的電壓為同一電壓。電路的總電流等于各支路電路電流的之和。即

I=I1+I2

R=R1R2/R1+R2

I1/I2=R2/R1

電工基礎(chǔ)知識89262六、電功率和電能

電功率用以表示電氣設(shè)備作功的能力，即電氣設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)所做的功。功率的符號是P,單位是（W）（瓦）、kW（千瓦），

1kW=1000W.

電功率與電壓和電流的乘積成正比。在直流電路中，電功率可以表示為：

P=UI=I2R=U2/R（瓦）電工基礎(chǔ)知識89262

電能的單位是J（焦或焦耳）。電能表示電氣設(shè)備在一般時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的能量，即

W=Pt式中W—

電能，J;P—

功率，W；

t—

持續(xù)時(shí)間，s。實(shí)用中常用Kw.h作為電能的單位，1KW.h=3.6X106J.電工基礎(chǔ)知識89262一、正弦交流電路生產(chǎn)和生活中使用的交流電絕大部分是正弦交流電。其特點(diǎn)是電流、電壓的大小和方向都隨著時(shí)間按正弦函數(shù)的規(guī)律變化。1-3單相交流電路電工基礎(chǔ)知識89262ω矢量與橫軸夾角

=初相位矢量以角速度

按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)矢量長度

=

電工基礎(chǔ)知識89262i=Imsin(ωt+φ)=Imsin(2лft+φ)i—時(shí)刻t的電流瞬時(shí)值，A；Im—電流最大值，A；t—

時(shí)間，s;ω—角頻率，ω=2лf=2л/T，rad/s,其中為周期，s;f—頻率，Hz；φ—初相角，rad.交流電每一循壞所用的時(shí)間叫周期；每秒鐘交變的周期數(shù)叫做頻率；電工基礎(chǔ)知識89262

每秒鐘交變的弧度數(shù)叫做角頻率。周期和頻率互為倒數(shù)。（ωt+φ）叫做相位，t=0時(shí)的相位φ叫做初相位。因?yàn)樽畲笾怠⒔穷l率和初相位確定了正弦量的所有特征。所以稱之為正弦交流電的三要素。通常用有效值來表征交流電的大小。有效值是與該交流電做功能力相同的直流電的有效值。最大值為有效值的倍。

電工基礎(chǔ)知識89262式中I、U—分別為電流和電壓有效值

Um—電壓最大值。二、簡單交流電1、純電阻電路和RIU+_UIR1.瞬時(shí)功率

p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積電工基礎(chǔ)知識89262ωtuipωt1.（耗能元件）結(jié)論：2.隨時(shí)間變化3.與

成比例電工基礎(chǔ)知識89262

純電阻電阻，如電壓為

u=Umsinωt則電流為im=Um/Rsinωt顯然，電流與電壓相位相同。其最大值和有效值都符合歐姆定律，即根據(jù)歐姆定律:設(shè)電工基礎(chǔ)知識89262這一功是消耗在電阻上用來做功（將電能轉(zhuǎn)換為熱能）的功率；稱為有功功率。2、純電感電路+-eL+-L1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)：電工基礎(chǔ)知識89262uωtuiiO①頻率相同②U=IL

③電壓超前電流90相位差電工基礎(chǔ)知識89262有效值:定義：則:或

感抗(Ω)直流：f=0,XL=0，電感L視為短路相量圖電工基礎(chǔ)知識892623、電感電路中的功率1.瞬時(shí)功率p

：Liu電工基礎(chǔ)知識89262Q

的單位：乏、千乏(var、kvar)則4、無功功率Q

Q

的定義：電感瞬時(shí)功率所能達(dá)到的最大值。用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。電工基礎(chǔ)知識892623、純電熔電路

uiC+_

基本關(guān)系式：設(shè)：則：電流與電壓的變化率成正比。①頻率相同②I=UC

③電流超前電壓90相位差電工基礎(chǔ)知識89262iuiu有效值或定義：

容抗（Ω）則:電工基礎(chǔ)知識89262XC直流：XC，電容C視為開路交流：f所以電容C具有隔直通交的作用相量圖超前由：可得相量式電工基礎(chǔ)知識892622、電容電路中的功率1.瞬時(shí)功率pui+-電工基礎(chǔ)知識89262充電p放電放電P<0釋放能量充電P>0儲存能量2.平均功率

P電工基礎(chǔ)知識89262瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）3.無功功率Q（電容性無功取負(fù)值）電工基礎(chǔ)知識89262

前面已經(jīng)介紹過了純電阻、純電感、純電容電路的功率。在既有電阻又有電感電容單相電路中，功率表示為

P=UIcosφ=I2RQ=UIsinφ=I2X式中P—

有功功率，W；

Q—無功功率，var;I、U—電壓、電流，V、A

φ—功率因數(shù)角。三、單相交流電電路的功率電工基礎(chǔ)知識89262

如果令S=UI，則可以用S表示在即有電阻，又有電抗的電源設(shè)備所必須具備的供電能力。S成為視在功率。單位是V.A。表達(dá)式為

電工基礎(chǔ)知識892621-5三相交流電路

一、三相交流電路的產(chǎn)生e0eAeBeC2120°240°360°EBEA..120°120°120°EC.三相電動勢瞬時(shí)表示式相量圖電工基礎(chǔ)知識89262三相電源和三相負(fù)載都有星形接法和三角形接法。在低壓系統(tǒng),中性點(diǎn)通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓端線(相線、火線)中性線(零線、地線)XYZNBCAeA+–eC+–eB+–2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式、Up、Ul電工基礎(chǔ)知識89262–++–+BAC–3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)電工基礎(chǔ)知識89262

一、磁路組成

磁路是磁通的閉合回路。依靠電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、各種電磁鐵都帶有不同類型的磁路。在流線圈是產(chǎn)生磁通的來源。線圈匝數(shù)N與線圈電流I的乘積稱為磁動勢。磁通在磁路中遇到的阻力稱為磁組。磁組的符號使Rm，單位是1/H,磁組的表達(dá)式為

Rm=l/uS

1-5磁路電工基礎(chǔ)知識89262

式中l(wèi)——導(dǎo)磁體的長度；

S——導(dǎo)磁體的界面計(jì)；

u——材料磁導(dǎo)率一般情況下，空氣隙的磁組比鐵心的磁組大得多。電工基礎(chǔ)知識89262二、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B:

表示磁場內(nèi)某點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向:

與電流的方向之間符合右手螺旋定則。均勻磁場:

各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的

磁場，也稱勻強(qiáng)磁場。電工基礎(chǔ)知識89262磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律解：根據(jù)安培環(huán)路定律，有設(shè)磁路的平均長度為l，則有1.引例SxHxIN匝三、磁路的歐姆定律電工基礎(chǔ)知識892621-7電子技術(shù)常識一、半導(dǎo)體半導(dǎo)體器件是電子技術(shù)的重要組成部分。半導(dǎo)體是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。硅、鍺、硒及大多數(shù)金屬化物和硫化物屬于半導(dǎo)體材料。其中，硅和鍺是用得最多的半導(dǎo)體材料。電工基礎(chǔ)知識89262硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)

Si

Si

Si

Si1、

本征半導(dǎo)體

完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。價(jià)電子共價(jià)健晶體中原子的排列方式共價(jià)鍵中的兩個電子，稱為價(jià)電子。電工基礎(chǔ)知識89262這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。

溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理價(jià)電子

價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）。空穴

Si

Si

Si

Si自由電子電工基礎(chǔ)知識892622、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。

當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流

(1)自由電子作定向運(yùn)動電子電流

(2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴空穴電流電工基礎(chǔ)知識89262注意：

(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差；

(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。電工基礎(chǔ)知識89262二、半導(dǎo)體二極管1、基本結(jié)構(gòu)(a)點(diǎn)接觸型(b)面接觸型

結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。(c)平面型

用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。

結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。電工基礎(chǔ)知識89262圖1–12半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號

陰極陽極(

d

)

符號D陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅(

c

)

平面型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a)

點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b)面接觸型二極管的結(jié)構(gòu)示意圖電工基礎(chǔ)知識892622、伏安特性硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降

外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點(diǎn)：非線性硅0.6~0.8V鍺0.2~0.3VUI死區(qū)電壓

反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。電工基礎(chǔ)知識892623、主要參數(shù)二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保