电工基础知识(初级版1)帮助学习

电工基础知识的初级学习教材

电工基础教案主编 姚启伦 制作 姚启伦 2009年4月跳转到第一页

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第1章 电工基础

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

直流电路 电流和电压 电阻电路 基尔霍夫定律 电功率与电能 电磁基本知识 单相交流电路 三相交流电路跳转到第一页

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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。

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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。跳转到第一页

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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)跳转到第一页

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四、 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。 电路中任一闭合的路径称为回路。i1R1 c a

i2 i3R3 e us2 - R2 + d

+ us1 -

图示电路有3条 支路，2个节点， 3个回路。

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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。

i入 i出

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。

i 0

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。跳转到第一页

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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。

u升 u降

所有电压均为正。

基尔霍夫电压定律表述二

在任一瞬时，沿任一回路电压的代数和 恒等于零。

u 0

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。跳转到第一页

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三、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。跳转到第一页

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电阻的串联电阻的串联：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。 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。跳转到第一页

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电阻串联电路图例+

i

R1 R2

u

+ u1 - + u2 - + un -

i+ u - R

-

Rn

n个电阻串联可等效为一个电阻

R R1 R2 Rn跳转到第一页

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电阻的并联电阻的并联：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/R1 I2=IR/R2

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电阻并联图例i+ u -

i i1R1

i2R2

inRn

+ u - R

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。跳转到第一页

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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=1AV=1WS) 实际应用中，常用千瓦/小时(KW/h)为单位。 1度电=1KW/h

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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。跳转到第一页

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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。跳转到第一页

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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。

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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。

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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。 周期和频率互为倒数：f=1/T , T=1/ f,Tf=1 我的交流电的频率f=50Hz T=1/50=0.02秒跳转到第一页

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八、三相交流电路1、三相交流电路—由三相交流电源和三相负载组成的 电路叫三相交流电路。

u

uA

uB

uCωt

UC

120° 120° UB UA

O (a) 波形图

120° (b) 相量图跳转到第一页

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2、三相电动势的相序—依次为U-V-W称为正序。 在发电厂及变电站中，对相序要求十分严格，必 须保持一致，U相涂以黄色，V相涂以绿色，W相 涂以红色。 3、三相电动机的反转—欲使电动机反转，以要将任 意两根电源线对调即可。 4、电力系统中的发电机都是三相交流发电机—它在 经济上技术上具有明显优越性，故广泛使用。 5、三相电源的星形(Y形)连接：将三个产生三相 电源的一端作为公共端，再由另一端引出线与负 载相连，称为星形接法或Y接法，有中线的叫三相 四线制，没中线的叫三相三线制(图如下页)。

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