电工基础知识
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电工基础知识
1直流电路
2电流和电压
3基尔霍夫定律
4电阻电路
5电功率与电能
6电磁基本知识
7单相交流电路
8三相交流电路
9常用低压供配电系统
10电工安全的基本知识
11常用仪表与测量
一、直流电路
电路的定义:电流的通路称为电路
电路的组成:电源、连接导线、控制装置和负载组成。电路的主要功能:
1、进行能量的转换、传输和分配。
2、实现信号的传递、存储和处理。
电路最基本物理量:电流、电压和功率。
二、电流与电压
电流:电荷有规则定向移动形成电流。
电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。
公式:I=Q/t
I—电流,单位是安,用A表示,千进位,还有微安,毫安,千安(mA、A、KA);Q—电荷量,单位库仑,用C表示,1库仑=6.2518个电子的电量;t—时间,单位是秒,用s表示。
电压:两物体或两点间的电位差叫电压。
电位:某一点到参考点的电压。
电动势:电源内部产生的推动电流的力量。
电压、电位、都用U表示,电动势用e表示。电压、电动势的单位都是伏特(简称伏),用v表示,千进位,还有微伏,毫伏,千伏等(mv、v、Kv)
三、基尔霍夫定律
电路中通过同一电流的每个分支称为支路。
3条或3条以上支路的连接点称为节点。
电路图示电路有3条支路,2个节点,3个回路。中任一闭合的路径称为回路。基尔霍夫电流定律表述一
在任一瞬时,流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。
所有电流均为正。
基尔霍夫电流定律表述二
在任一瞬时,通过任一节点电流的代数和恒等于零。
可假定流入节点的电流为正,流出节点的电流为负;也可以作相反的假定。
基尔霍夫电压定律表述一
在任一瞬时,在任一回路上的电位升之和等于电位降之和。
所有电压均为正。基尔霍夫电压定律表述二
出
入i i∑=∑0
=∑i降
升u u∑=∑
在任一瞬时,沿任一回路电压的代数和恒等于零。
电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号,相反时取负号。四、电阻电路
电阻元件:一种消耗电能的元件。
电感元件:一种能够贮存磁场能量的元件。电容元件:一种能够贮存电场能量的元件。
欧姆定律:电阻中的电流与电压成正比,与电阻成反比。公式:U=IR I=U/R
R—电阻,单位欧姆(简称欧),用Ω表示,
电工材料包括导体、半导体、和绝缘材料。有良好导电性能的叫导体,几乎不导电的绝缘体,介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。金属导体的电阻R与长度L成正比,与截面积S成反比,且与电阻率p有关。公式:RS=Pl R=pL/S
电阻率是指长1米,截面积为1mm2,在200C温度下的电阻值。电阻的串联:将电阻首尾依次相联,使电流只有一条通路的连接方
式,叫做电阻的串联。串联电路的特点:
1、串联电路中各流过的电流都相等I=I1=I2
2、电路两端总电压等于各电阻两端电压之和。
=∑u
3、串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
4、各电阻值分配的电压与各电阻值成正比。电阻串联电路图例
n个电阻串联可等效为一个电阻
电阻的并联:两个或两个以上电阻连接在一起,各电阻承受同一电压,这种连接方式叫并联。电阻并联的特征:
1、并联电路中各电阻两端的电压相等U=U1+U2+U3
2、并联电路的总电流等于各电阻中的电流之和I=I1+I2+I3
3、并联电路中的总电阻的倒数,等于各电阻中的倒数之和1/R=1/R1+1/R2+1/R3
4、并联电路中,各支路分配的电流与各支路电阻值成反比I1=IR/R1I2=IR/R2电阻并联图例
n
R R R R+++=21
电阻的混联
电阻的混联:在一个电路中,既有电阻的串联,又有电阻的并联,这种联接称方式称为电阻的混联。
五、电功率与电能
电功率:单位时间内电流所作的功称为电功率。
P=UI=I2R
P—电功率单位瓦特(简称瓦),用w表示,常用千瓦、兆瓦表示(w、Kw、Mw)
电能(电功):电流在一段时间t内,电路消耗的电功率P称为该电路的电能。
A=Pt=UIt=I2Rt
A(原为P)—电能,单位焦耳,用J表示,(电压1V、电流1A,1秒时间内所作的功是1焦耳,1J=1A V=1WS)
实际应用中,常用千瓦/小时(KW/h)为单位。
1度电=1KW/h
六、电磁基本知识
磁体—人们把具有吸引铁、镍、钴等磁物质的性质称为磁性。
磁体—具有磁性的物体叫作磁体。
磁极—磁铁具有N极S极,同性磁极呼吸排斥,异性慈极互相吸引。
磁场—磁体周围存在的磁力作用的空间称为磁场,磁场是用磁力线进行形象描述,用磁力线的疏密程度描绘磁场的强弱,磁力线向外由N极出发,经外空间进入S极,内部由S至N,闭合不断,且不相交,两磁极同时存在不可分割。
电流与磁场
电流周围存在着磁场,产生磁场的根本原因是电流,磁场总是伴随
着电流而存在,而电流则永远被磁场所包围。
通电导线(或线圈)周围磁场和(磁力线)的关系,常用右手螺旋定则来判断。
单导线通电时磁场的方向判断,用右手握紧导线,大拇指伸直,指向电流的方向,四指弯曲所指的方向就是磁场的方向。
螺旋定则
线圈通电时磁场的方向判断,大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈,四指弯曲所指的方向就是磁场的方向,大拇指所指就是磁场方向。
七、单相交流电路
交流电—电压、电流、电动势等的大小和方向均按正弦波形状周期性变化的叫做交流电。
交流电的物理量
1、瞬时值—交流电的每一瞬间的变化值用小写来表示:电动势
e、电压u、电流i。
2、最大值—交流电的最大值是瞬时值中最大者,用Em、Um、Im 表示。
3、有效值—交流电与直流电分别通过相同的电阻时,在一周期内使其发热量相等,这个直流电流的值就叫做交流电的有效值,用E、U、I表示。
4、周期—交流电交换一次所需要的时间用T表示。
5、频率—1秒钟之内交变的次数用f表示。周期和频率互