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1、一 .电工根底学问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: 全部电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备根本物理量 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那么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,二是电路确定要闭合.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); I为电流强度1.2.1.4 电流强度的
2、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 = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小与方向不随时间的变更而变更,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: 物体带电后具有确定的电位,在电路中随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表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV
3、 = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源可以使电流持续不断沿电路流淌,就是因为它能使电路两端维持确定的电位差.这种电路两端产生与维持电位差的实力就叫电源电动势.1.2.3.2 电动势的单位是 “伏,用字母 “E表示.计算公式为 (该公式说明电源将其它形式的能转化成电能的实力)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1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中挪动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的实力就叫电阻.1.2.4.2 电阻
4、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1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的根本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 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 = IR1.3.3 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与成反比,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
5、.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与,即 U = U1 + U2 + U3总电阻等于负载电阻之与,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与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: 将电路中假
6、设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流之总与,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与,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:把全部电源的正极连接起来作为电源的正极，把全部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
7、一样.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与.1.4.3 混联电路1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的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: 先求出各元件串联与并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值与电路的端电压,依据欧姆定律计算出电路的总电流;依据元件串联的分压关系与元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流与电压.电功与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;
8、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 其中Q为导体产生的热量,W为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而互相干脆接通.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
9、示为 短路的危害: 温度上升,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网裂开.疼惜措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 沟通电路;单相沟通电路定义: 所谓沟通电即指其电动势、电压及电流的大小与方向都随时间按确定规律作周期性的变更,又叫正磁沟通电.单相沟通电的产生: 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.单相沟通发电机: 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,叫单相沟通发电机.由单相沟通发电机发出的电简称为单相沟通电.沟通电与直流电的比较: 输送便利、运用平安，价格廉价。沟通电的根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
10、号分别是: 电动势 “E,电压 “U,电流 “I.瞬时值中最大值,叫做沟通电动最大值.也叫振幅.符号分别是: Em, Im, Um.周期、频率与角频率周期: 沟通电每交变一次(或一周)所需时间.用符号 “T表示;单位为 “秒,用字母 “s表示; T = 0.02sI0 t T = 0.02s(China 中国)频率: 沟通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)角频率: 单位时间内的变更角度，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
11、对应不同的瞬时值，也叫初相角.相位差:在任一瞬时，两个同频率正弦沟通电沟通电流的大小.这个值就叫做沟通电的有效值.纯电阻电路:负载的电路，其电感与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:将电容器接在沟通电源发电机一相.三相沟通电的特点转速一样，电动势一样;线圈形态、匝数均一样，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:eA = EmSinnteB = EmSin(wt-1200)eC = EmSin(wt-2400)电源的连接(在实际连接中)星形连接 YA A 相电压:每个线圈两端的电压.相
12、电压为220V UA 0 线电压:两条相线之间的电压.线电压为380VB 相电压与线电压的关系如下:C UB B U线 = 相;U相 = 220V;U线 = 380VUC 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)例如:有一三相发电机，其每相电动势为127V，分别求出三相绕组作星形连接与三角形连接时的线电压与相电压解: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
13、 = IU (纯电阻电路)功率因数:衡量电器设备效率上下的一个系数.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:不管 “Y或接法,总的功率等于各相功率之与三相总功率计算公式为 P = IAUACos + IBUBCos + ICUCCos = 3 对于“Y接法, 因U线 = I线 =I相，那么P =3 x I相 x = I线U线Cos对于“接法，因因I线 = U线 =U相，那么P =3 x U线 x = I线U线Cos例如一: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,
14、设有功系数为0.5,求有功功率.解:依据公式P = IUCos，I= 7.5A，U = 380V, Cos= 0.5那么 P = IUCos = 7.5 x 380 x 0.5 = 1425W例如二: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:依据公式P = IUCos，那么I= 11.0A3. 电磁与电磁感应;磁的根本学问任一磁铁均有两个磁极,即N极(北极)与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.磁材料: 硬磁材料-永久
15、磁铁;软磁材料-电机与电磁铁的铁芯.电流的磁效应定义: 载流导体四周存在着磁场,即电流产生磁场(电能生磁)称电流的磁效应.磁效应的作用: 可以简洁的限制磁场的产生与消逝,电动机与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)四周磁场(磁力线)的方向判别,可用右手定那么来推断:通电直导线磁场方向的推断方法: 用右手握住导线,大拇指指向电流方向,那么其余四指所指的方向就是磁场的方向.线圈磁场方向的推断方法: 将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈,那么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,用电动机左手定那么确定: 伸出左手使掌心迎着磁力线,即磁力线透直穿过
16、掌心,伸直的四指与导线中的电流方向一样,那么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.磁场的磁通变更时,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)本身电流的变更而引起线圈(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,而另一组那么能产生感应电动势.这种现象叫做互感二 常用电工仪表与测试
17、的相识及应用1. 电工仪表的根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，线圈与永久磁铁的磁场磁场互相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,分为吸引型与排挤型两种.吸引型电磁式仪表工作原理:线圈通电后,铁片被磁化,无论在那种状况下都能使时钟顺时方向转动.排挤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,互相排挤,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. 常用的测量仪表电工测量工程:电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素
18、范围例:假定A表的量程为A1(1A,1m)解:因U表=RfL,那么A1 x R表 = (A2 A1) x RfL1 x 0.1 = (10 1) x RfL即RfL = = mc图 沟通电流表通过电流互感器接入R 适用:沟通大电流测量A互感器的选用:1) 选用穿互感器的匝数必需满意母线电流,小于允许电流;2) 购置配套仪表:例如选用1匝150/5,那么选用150/5仪表电压测量电压测量条件:电压表必需与被测电流并联,电压值不得超出量程. 电压测量方法:a图 干脆接入法R 适用:交直流低压测量Vb图 通过附加电阻参与R 适用:扩大仪表量程,一般不超过2000VVc图 通过电流互感器接入V 适用:
19、沟通高电压测量R电功率测量功率表的选用:功率表大都承受电动式.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.接线守那么: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 BI1 * A1 a RR 负载单相功率及三相功率测量接线:a图 *WA * 测量出ZA的功率R ZAB ZC ZBC* 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 ZAUAC R UAC *W2ZB ZCUBCc图 *W1A * * W2 ZA 三相总功率:B R * * W3 ZB P总 = P1 + P2 + P3C * ZC 适用于三相三线、R R 三相四线制Nv第 17 页