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1、电工基础知识,维修电工培训,第一节直流电路,第一章电工基础知识,1、电路的组成及作用电路：电流所通过的路径。电路的作用是进行电能的传输和转换，或是实现信号的传递和处理。电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。电路可分成电源、负载和中间环节三个部分电源是提供电能的设备，是电路工作的能源，电源的作用是将非电能转换成电能。负载是用电设备，是电路中的主要耗电器件。负载的作用是将电能转换成非电能。中间环节是指电源与负载之间的部分。,一、电路的组成及各部分的作用,2、电路的工作状态（1）开路状态（2）断路状态（3）短路状态,忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气图形符号表示所组成的电
2、路，称为电路,二、电流,1、电流的概念与分类带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。IQ/t（取决于在一定时间内，通过导体横截面的电荷量）I电流强度（A）Q电荷量（C）t时间（S）,2、电流的单位安培（A）电流单位换算1A103mA1mA103A，1kA103A,3、电流的方向规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。假设的电流流向称为电流的参考方向。,分析：当参考方向与实际方向相同时，则I0当参考方向与实际方向相反时，则I0，负值表示方向相反而不是负电流值）,2、单位字母符号：E单位：V（伏）,3、电动势的方向E的方向是从低电位（电
3、源负极）指向高电位（电源正极）,电场力将单位正电荷从电场中的a点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。,（2）电压的方向电压方向规定为由高电位指向低电位三种表示法：箭头表示双下标表示UAB,习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。,（3）电压的单位伏特（V）1V103mV1mV103V1kV103V,2、电位电位：某点与参考点之间的电压：用U（或）表示单位V把参考点的位称为零电位。即如A点参考点则A0V）通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。任意两点间的电位差：UABUA-UB或ABA-B电压与电位的异同点：电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差；电位是相对量，随参考
4、点的改变而改变，而电压是绝对量，不随参考点的改变而改变。,五、电阻器,1、电阻器的概念电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小，简称电阻“R”符号表示。RL/SL：导体长度（m）S：横截面积（MM的平方）：导体的电阻率（M）,3、电阻器分类：固定电阻可变电阻碳膜电阻线绕金属膜电阻,2、单位：为欧姆（）1K=1031M=106,4、主要指标：标称阻值承受功率允许偏差5、标志方法：色环法色标符号方法：棕（偏差）金（倍乘）黄（第三位）紫（第二位）棕（第一位）,黑0棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9银10-2金10-1,1、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律：（不含电源电路）内容：流过导体的电流与这段导体
5、两端电压成正比，与导体的电阻成反比I=U/R式中R为电阻，单位为欧姆，电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。,六、欧姆定律,2、全电路欧姆定律全电路欧姆定律（含源电路）内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比/（+）,公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0分析：由U=E-Ur=E-Ir可知：当电阻R为无穷大，I=0U=E（最高）当电阻R变小，I增大U减小当电阻R变大，I减小U增大,七、电阻的连接,1、电阻的串联两个或多个电阻头尾依次相连，称为电阻的串联。,电阻串联的特点：（1）电流相等II1=I2=In；（2）总电压等于各个电压之和U=U1+U2
6、=IR1+IR2；（3）R=R1+R2-+Rn；总电阻等于各个电阻之和，（4）串联电阻有分压作用。分压式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2。,2、电阻并联两个或两个以上电阻接在电路中相同的两点之间，并承受相同的电压。,电阻并联的特点：（1）电压相同，U=U1=U2-=Un；（2）总电流等于各个电流之和，I=I1+I2-+In；（3）总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。1/R=1/R1+1/R2-+1/Rn，若只有两个电阻并联即R=R1并R2=R1R2/R1+R2；（4）电阻并联具有分流作用，分流式：I1=R2I/R1+R2I2=R1I/R1+R2,八、电功与电功率,1、电功电能
7、转化为其他形式能的过程称为电流做功，简称为电功用字母W表示。W=UIT式中：W电功J；U电压V；I电流A；t时间SW=I2Rt=U2t/R实际中：电功的单位常用千瓦小时（KWh），俗称“度”常生活电能的计算：3.6106J=1KW.h=1度,3、电流的热效应电流通过导体时，使导体发热的现象叫电流的热效应。焦耳楞定律Q=I2Rt=U2t/R=UIt单位：Q-J,I-A,R-,t-S。,九、电容器,2、电功率电流在单位时间内能做的功叫电功率，简称功率用字母P表示，单位：瓦特（W）,mW，KW；P=W/t=IU=I2R=U2/R式中：P电功率W；U电压V；I电流A；,电容的单位是：法拉（F）其换算关
8、系为：1F=106F1F=1012pF,4、电容器的串联与并联,特点：、Q1=Q2=Q3=Qn、U=U1+U2+U3+Un、1/C=1/C1+1/C2+1/C3+/CnC=C1C2/C1+C2（两个电容串联）C=C0/n（容量相等的电容并联）,特点：、U=U1=U2=U3=Un、Q=Q1+Q2+Q3+Qn、C=C1+C2+C3+Cn,第三节正弦交流电路,一、正弦交流电的基本概念,如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。,3、正弦交流电的三要素,2、正弦交流电的产生,最大值电量名称必须大写,下标加m。如：Um、I
9、m,用小写字母表示交流瞬时值，如u、i,（1）瞬时值、最大值、有效值,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。,（2）周期、频率、角频率,周期T：变化一周所需的时间单位：秒，毫秒。,角频率：每秒变化的弧度单位：弧度/秒。,频率f：每秒变化的次数单位：赫兹，千赫兹。,f=1/T=2/T=2f,t=0时的相位，称为初相位或初相角（）。,（t+）正弦波的相位角或相位,两个同频率正弦量间的初相之差称相位差（2-1）,（3）正弦波的表示方法,二、单相正弦交流电路,（1）电压与电流的关系,电压与电流最大值的关系：Im=URm/R,电压与电流有效值的关系：I=UR/R或UR=IR,（2）电路的功率
10、,瞬时功率：瞬时电压与电流的乘积。有功功率：瞬时功率的平均值。P=URI=I2R=UR2/R,2.纯电感电路,电感线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，故电流的变化总是滞后电压的变化。,电压与电流的关系：I=UL/XL,（2）电路的功率和能量转换,3.纯电容电路,电容器不断充电和放电，形成电流。,电压与电流的关系：I=UC/XC,（2）电路的功率和能量转换,三、三相交流电路,三相交流电的优点：输电时节省电线；三相发电机体积小，质量轻，成本低；三相异步电动机结构简单，性能可靠；,1、三相对称电动势的产生,2、三相电源的星形联结,（2）三相四线制的线电压与相电压,相电压：火线对零线间的电压。如：U
11、U、UV、UW,（2）线电压与相电压的关系,他励、异励、串励、复励,电动机的分类,第五节：常用三相异步电动机,电动机有直流电动机和交流电动机两大类，直流电动机不及交流电动机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠。常用的交流电动机有三相异步电动机（或称感应电动机）和同步电动机。异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的稳态和动态特性，因此，他是工业中使用得最为广泛的一种电动机。同步电机既可作发电机使用，也可作电动机使用。,一.交流电动机,Y系列三相异步电机,三相永磁同步电机,1.三相异步电动机的基本结构,按结构分类：笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。绕线式异步电动机：通过
12、外串电阻改善电机的起动，调速等性能。,异步电动机主要有以下几部分组成:,1）定子定子由铁心、绕组与机座三部分组成。定子铁心是电动机磁路的一部分，它是由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗，定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，如图所示，槽中安放绕组，硅钢片铁心在叠压后称为一个整体，固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边，分别放在两个槽里。三相对称绕组可连接成星型或三角形。,2）转子转子有铁心与绕组组成。异步电动机的转子绕组有鼠笼式、线绕式。,机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用
13、不同的机座形式,转子有铁心与绕组组成。转子铁心压装在转轴上，由硅钢片叠压而成，转子硅钢片冲片如图所示，转子铁心也是电动机磁路的一部分，转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式，它是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇注而成。这不仅是以铝代铜，而且制造也快。,异步电动机的转子绕组除了鼠笼式外还有线绕式，线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里，转子绕组一般是连接成星型的三相绕组，转子绕组组成的磁极数与定子相同，绕线式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与
14、调节转速。,2.三相异步电动机的工作原理,转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,电磁基本定律,左手定则：通电导体在磁场中受到力的作用，其受力方向可以用左手法则判定。(伸开左手,让拇指与其余四指垂直并同在一个平面内,让磁力线穿过手心,四指指向电流方向,拇指所指的方向就是通电导体所受到的电磁力的方向。）,右手定则：导体在磁场中做切割磁力线德运动，则在导体的两端将产生感应电动势，其方向可用右手法则判定。（伸开右手,让拇指与其余四指垂直并同在一个平面内,让磁力线穿过手心,拇指所指的方向为导体运动方向，四指所指的方向为电流方向。）,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,()电流出,合成磁场方向：向
15、下,t=60o时,t=120o时,t=180o时,改变电机的旋转方向：换接其中两相。,三相异步电动机的转动原理,对称三相正弦交流电通入对称三相定子绕组，便形成旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。载流导体在磁场中受到力的作用，并形成转矩，转子便沿着旋转磁场的转向逐步转动起来。,电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,三、三相异步电动机的铭牌,1.型号Y3156,2.额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。,3.额定频率50HZ,4.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.,说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5。,例：380/220Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。,5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。,7.接法：Y/接法,8.定额电动机的运转状态,一、三相交流电动势的产生,A,X,Y,C,B,Z,S,N,三线圈空间位置各差120o,转子装有磁极并以的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。,谢谢！,