《2022年电工基础理论知识 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年电工基础理论知识 .pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一 . 电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义 : 就是电流通过的途径电路的组成：电路由 电源 、负载、 导线 、开关 组成内电路：负载、导线、开关外电路：电源内部的一段电路负载：所有电器电源：能将其它 形式 的能量 转换成电能的设备基本物理量1.2。 1 电流1.2。 1。1 电流的形成：导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则 的定向运动就形成电流。1。2.1 。2 电流具备的条件：一是有电位差，二是电路一定要闭合。1.2。 1。3 电流强度：电流的大小用电流强度来表示,基数 值等于单位时间内通过导体截面的电荷量 ,计算公式为其中 Q 为电荷量 (库仑 )； t 为时间 (秒 /s） ；
2、 I 为电流强度1.2.1 。4 电流强度的单位是“ 安 ” ，用字母“A”表示。常用单位有: 千安（ KA） 、安（ A)、毫安（ mA ）、微安 (uA) 1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA 1。2.1 。5 直流电流 (恒定电流 ）的大小和 方向 不随时间的变化而变化，用大写字母“I ”表示 ,简称直流电。1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成：物体带电后具有一定的电位，在电路中任意两点之间 的电位差，称为该两点的电压. 1。2。2.2 电压的方向：一是高电位指向低电位；二是电位随参考点不同而改变。1.2.2.3 电压的单位是“ 伏特 ”,用字母“U
3、”表示 .常用单位有：千伏（ KV） 、伏（ V） 、毫伏（ mV） 、微伏（ uV）1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV 1。2。3 电动势1.2.3.1 电动势的定义：一个电源能够使电流持续不断沿电路流动, 就是因为它能使电路两端维持一定的电位差。这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势。1.2。 3。2 电动势的单位是“ 伏 ” ，用字母“E 表示。计算公式为(该公式 表明电源将其它形式的能转化成电能的能力）其中A 为外力所作的功 ,Q 为电荷量， E 为电动势 . 1。2.3 。3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2。 4 电阻1。
4、2.4 。1 电阻的定义 : 自由电子在物体中移动受到其它电子 的阻碍，对于这种导电所表现的能力就叫电阻。1。2.4.2 电阻的单位是“ 欧姆 ”,用字母“R ”表示。1.2。 4。3 电阻的计算方式为：其中 l 为导体长度，s 为截面积 , 为材料电阻率铜 =0.017 铝 =0。028 欧姆定律名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系 的基本定律 . 1.3。 2 部
5、分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流，与电阻两端所加的电压成正比 ,与电阻 成反比 ,称为部分欧姆定律.计算公式为U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律：在闭合电路中 (包括电源），电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路中负载电阻及电源内阻 之和成反比 ,称全电路欧姆定律。计算公式为其中 R 为 外电阻 ， r0 为内电阻 ，E 为电动势电路的连接 (串连、并连、混连）1。4.1 串联电路1。4。1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路 的连接方法 . 1.4.1.2 电路串联的 特点 为电流与总电流相等,即 I = I1 = I2 = I3总电压等于各电阻上电压之和，即U
6、 = U1 + U2 + U3 总电阻等于负载电阻之和，即R = R1 + R2 + R3 各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 , , 1.4.1.3 电源串联 : 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来。特点 : 可以获得较大的电压与电源。计算公式为E = E1 + E2 + E3 + Enr0 = r01 + r02 + r03 + r0n1。4.2 并联电路1.4。 2.1 电阻的并联 : 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联. 1。4。2。2 并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即 U1 = U2 = U3 = = Un ； 电路的总电流等于电路中各支路电
7、流之总和,即 I = I1 + I2 + I3 + + In； 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即 。并联负载愈多，总电阻愈小，供应电流愈大，负荷愈重. 1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即1.4。 2。4 电源的并联 :把所有电源的正极连接起来作为电源的正极，把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联 . 1.4.2.5 并联电源的条件：一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同。1.4。 2.6 并联电源的特点:能获得较大的电流，即外电路的电流等于流过各电源的电流之和. 1.4。 3 混联电路1。4。3。1 定义：电路中即有 元件 的
8、串联又有元件的并联称为混联电路1。4。3。 2 混联电路的计算：先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压 ,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压。电功和电功率电功电流所作的功叫做电功,用符号“A”表示。电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比，计算公式为A = UIT =I2RT 电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号“J 表示；也称千瓦/时 ,用符号“KWH ” 表示 . 1KWH=3 。 6MJ 电功率电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号“P”表示。计算公式为电功率单位 名
9、称为“ 瓦 ” 或 “ 千瓦 ” ，用符号“W ” 或 “KW ” 表示；也可称“ 马力 . 1 马力 =736W 1KW = 1。 36 马力电流的热效应、短路电流的热效应定义：电流通过导体时，由于自由电子的碰撞，电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象，称为电流的热效应. 电与热的转化关系其计算公式为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 其中 Q 为导体产生的热量，W 为消耗的电能 . 短路定义：电源
10、通向负载的两根导线,不以 过负载 而相互直接接通.该现象称之为短路。短路分析 : 电阻 (R） 变小，电流 (I）加大，用公式表示为短路的危害 : 温度升高 ,烧毁设备，发生火灾；产生很大的动力 ,烧毁电源， 电网 破裂 . 保护措施：安装自动开关;安装 熔断器 . 2。 交流电路 ; 单相交流电路定义 : 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律 作周期性的变化，又叫正磁交流电. 单相交流电的产生：线圈在磁场中运动旋转,旋转方向 切割磁力线 ，产生 感应电动势 。单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转，电路里只能产生一个交变电动势，叫单相交流发电机。由单相交流
11、发电机发出的电简称为单相交流电。交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。交流电的基本物理量瞬时值与最大值电动势、电流、电压每瞬时的值称为瞬时值。符号分别是：电动势“E”,电压“U ，电流“I 。瞬时值中最大值，叫做交流电动最大值.也叫振幅。符号分别是: Em, Im, Um. 周期、频率和角频率周期 : 交流电每交变一次（或一周）所需时间。用符号“T”表示；单位为“ 秒”,用字母“s”表示 ; T = 0 。02s I 0 t T = 0 。02s(China 中国 ) 频率 : 交流电每秒交变的次数或周期叫做频率.用符号“f 表示 ,单位是 Hz. 50Hz(China 中国
12、) 角频率：单位时间内的变化角度 ,用 “rad/s ”（每秒的角度）表示，单位为”。相位、 初相位 、相位差相位：两个正弦电动势的最大值是不是在同一时间出现就叫相位，也可称相角。初相位 :不同的相位对应不同的瞬时值，也叫初相角 。相位差：在任一瞬时，两个同频率正弦交流电 的相位之差叫相位差. 有效值 :正弦交流电的大小和方向随时在变。用与热效应相等的直流电流值来表示交流电流 的大小 .这个值就叫做交流电的有效值. 纯电阻 电路 :负载的电路，其电感和电容略去不计称为纯电阻电路 。纯电感电路 :由电感组成的电路称为纯电感电路. 纯电容电路：将电容器接在交流电源 上组成的电路并略去电路中的一切电
13、阻和电感。这种电路称为纯电容电路。三相交流电路三相交流电的定义：在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势。这样的发电机 叫三相交流发电机，发出的电叫三相交流电。每一单相称为一相 。三相交流电的特点转速相同，电动势相同; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 线圈形状、 匝数 均相同，电动势的最大值（有效值)相等 ; 三个电动势之间互存相位差；eA、eB、 eC 为三相对称电动势。计算公式为: e
14、A = EmSinnt eB = EmSin （ wt 1200）eC = EmSin(wt-2400) 电源的连接 (在 实际 连接中）星形连接Y A A 相电压：每个线圈两端的电压.相电压为 220V UA 0 线电压：两条相线 之间的电压。线电压为 380V B 相电压与线电压的关系如下：C UB B U线 = 相； U 相 = 220V; U 线 = 380V UC C 相电流 :流过每一相线圈的电流. 用 I 相表示（三相四线输出) 线电流：流过端成的电流.用 I 线表示。相电流等于线电流。三角形连接”A B I 线 = 相 ;U 线 = U 相C (三线三相输出 ) 示例：有一三相
15、发电机，其每相电动势为127V ，分别求出三相绕组作星形连接和三角形连接时的线电压和相电压解：作星形连接时,UY 相 = 127V ，UY 线 = 相 = 127V x 作三角形连接时，U = 127V 三相电路 的功率计算单相有功功率：P = IU （纯电阻电路) 功率因数：衡量电器设备效率 高低的一个 系数 .用 Cos? 表示 . 对于纯电阻电路，Cos? = 1 对于非纯电阻电路，Cos?1 单相有功功率的计算公式为（将公式一般化) P = IUCos?三相有功功率 :不论“Y”或”接法 ,总的功率等于各相功率之和三相总功率计算公式为P = IAUACos? + IBUBCos? +
16、ICUCCos = 3 对于 “Y”接法 , 因 U 线 = I 线 =I 相，则 P =3 x I 相 x = I 线 U 线 Cos?对于 “”接法，因因I 线 = U 线 =U 相 ,则 P =3 x U 线 x = I 线 U 线 Cos?示例一：某单相电焊机 ，用 钳表 测出电流为7。 5A，用万能表测出电压为380V,设有功系数为0.5，求有功功率 . 解:根据公式 P = IUCos? ，已知 I= 7 。5A,U = 380V, Cos? = 0.5 则 P = IUCos? = 7 。5 x 380 x 0.5 = 1425W 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
17、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 示例二：某单相电焊机,额定耗电量为2。5KW, 额定电压 为 380V, Cos?为 0。6，求额定电流 . 解：根据公式P = IUCos? ，则 I= 11 。 0A 3。 电磁和电磁感应；磁的 基本知识任一磁铁均有两个磁极，即N 极（北极 )和 S 极（南极 ).同性磁极相斥 ,异性磁极相吸。磁场 : 受到磁性影响的区域 ，显示出穿越区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械 力的作用；也可称磁铁能吸铁的空间 ，称为磁场。磁
18、材料：硬磁材料 -永久磁铁 ;软磁材料 -电机 和电磁铁 的铁芯 . 电流的磁效应定义 : 载流导体周围存在着磁场，即电流产生磁场(电能生磁 )称电流的磁效应. 磁效应的作用：能够容易的控制磁场的产生和消失,电动机和测量磁电式仪表 的工作原理就是磁效应的作用. 通电导线 (或线圈 )周围磁场（磁力线)的方向判别 ,可用右手定则来判断：通电直导线磁场方向的判断方法: 用右手握住导线,大拇指指向电流方向，则其余四指所指的方向就是磁场的方向。线圈磁场方向的判断方法：将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈，则大拇指所指的方向就是磁场方向. 通电导线在磁场中受力的方向，用电动机左手定则确定：伸出
19、左手使掌心迎着磁力线，即磁力线透直穿过掌心，伸直的四指与导线中的电流方向一致 ,则与四指成直角的大拇指所指方向就是导线受力的方向。电磁感应感应电动势的产生: 当导体与 磁线 之间有相对切割运动时,这个导体就有电动势产生。磁场的磁通变化时，回路中就有电势产生，以上现象称为电磁感应现象.由电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势。由感应电动势产生的电流叫感应电流。自感 : 由于线圈（或回路）本身电流的变化而引起线圈(回路）内产生电磁感应的现象,叫自感现象 .由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势 . 互感：在同一导体内设有两组线圈,电流通过一组线圈时，线圈内产生磁通并穿越线圈，而另一组则能产生感应
20、电动势。这种现象叫做互感二 常用电工仪表和测试的认识及应用1。 电工仪表的基本原理磁电式仪表用符号表示。其工作原理为 :可动线圈通电时，线圈和永久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力,从而形成转动力矩，使指针偏转 . 电磁式仪表用符号 表示 ,分为吸引型和排斥型两种。吸引型电磁式仪表工作原理:线圈通电后，铁片被磁化，无论在那种情况下都能使时钟顺时 方向转动。排斥型电磁式仪表工作原理：线圈通电后，动定铁片被磁化, 动定铁片的同极相对，互相排斥，使动铁片转动. 电动式仪表用符号 表示。其工作原理为：固定线圈产生磁场，可动线圈有电流通过时受到安培力作用,使指针顺时针转动. 2。 常用的 测量仪表电
21、工测量 项目 ：电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素 等. 电流表和电压表电流测量电流测量的条件：电流表须与被测电路串联；电流流量不超过量程。电流测量的方法: a 图 电流表直接接入式UE 负载适用：交直流小电流测量A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - b 图 直流电流表与分流器接入UE A R 不 适用 :扩大仪表量程RfL 的确定 :1。 测出 R 表； 2.定出量程 范围例：假定A 表的量程为A1(
22、1A ， 1m) 解:因 U 表 =RfL，则 A1 x R 表 = (A2 A1) x RfL 1 x 0 。 1 = （10 1) x RfL 即 RfL = = m c 图 交流电流表通过电流互感器 接入R 适用：交流大电流测量A 互感器 的选用：1) 选用穿互感器的匝数必须满足母线 电流 ,小于允许电流；2） 购买配套仪表：例如选用1 匝 150/5 ，则选用150/5 仪表电压测量电压测量条件 :电压表必须与被测电流并联,电压值不得超出量程。电压测量方法：a 图 直接接入法R 适用 :交直流 低压 测量V b 图 通过附加电阻加入R 适用 :扩大仪表量程,一般不超过2000V V c
23、 图通过电流互感器接入V 适用 :交流高电压测量R 电功率测量功率表的选用：功率表大都采用电动式.因为要反映电压、电流要素 ，要使实际电压小于电压线圈耐压,实际电流小于电流线圈额定电流. 接线守则 :符号 ,端接电源 .电流端钮与电路串联，电压端钮与电路并联。接线图 : I2 A B I1 A1 a R R 负载单相功率及三相功率测量接线: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - a 图 *W A * 测量出 ZA 的功率R ZA B ZC ZB C W1 测出三相的ZA 、ZB 、ZC 用电 总功率b 图 P 总 = P1 + P2 适用于三相三线制ZA UAC R UAC W2 ZB ZC UBC c 图 *W1 A W2 ZA 三相总功率：B R * W3 ZB P总 = P1 + P2 + P3 C ZC 适用于三相三线、R R 三相四线制Nv名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -