第1章电工基础知识

第一章电工基础知识电工作业安全技术培训电工基础知识电工作业安全技术培训唐山科技职业技术学院第一章电工基础知识电工作业安全技术培训•深刻理解电流、电压、电位、电动势电阻等物理量。•理解电路的组成及各部分的作用；•理解电路的状态；理解电阻串并联的特点。•深刻理解基尔霍夫两定律。•电磁感应产生的条件、方向判断、大小的计算及依据。•理解交流电概念、表示方法；理解纯负载电路的特点；理解提高功率因数的意义及方法。•理解三相负载的连接方法及特点。•理解二极管、三极管、场效应管的特性及参数。第1章电工与电子基础第一章电工基础知识电工作业安全技术培训第1章电工与电子基础1.1电的基本概念1.2直流电路1.3电磁感应1.4单相交流电路1.5三相交流电路1.6晶体管与晶闸管第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电的基本概念一、物质结构物质分子原子原子核核外电子质子中子+1氢原子+13铝原子当物体由于某种原因使得核外电子数目增多或减少时，物体内部的正负电荷数量不再相等，显示出带电性来——物体带电。第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量二、电流1.定义：电荷有规则的定向移动。2.大小：用电流强度来衡量。即：单位时间内通过导体横截面的电量。TQI电流的单位：A（安培）、kA（千安）、mA(毫安）、μA（微安）AμAA,mAA,kA-6331011011013.电流方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(客观存在）4.电流种类：交流和直流第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量三、电压1.定义：（又称电位差）衡量电场力做功本领大小的物理量。QWUABAB电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。单位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）VμVV,mVV,kV-6331011011012方向：实际方向：高电位低电位第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量四、电位1.定义：:电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。单位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）方向：无(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；(2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。2.电位与电压的异同：第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量五、电动势1.定义：电源力把单位正电荷从“-”极板经电源内部移到“+”极板所做的功。2.大小：QWE单位：伏特（同电压）3.方向：实际方向（低电位高电位）参考方向（任选）第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量六、电阻RY型金属氧化膜电阻器广泛应用于彩色电视机，计算机显示器、新电源和其他家用电器等高温条件下要求稳定性高的电路中特点：小型、优质、阻燃、低噪音、质量一致、长期稳定RX27/RY27瓷壳型水泥固定电阻器特点：高可靠性、耐高温、耐电脉冲击、抗浪涌能力强、阻燃性好。RX21涂覆型线绕固定电阻器特点：高可靠性、功率范围大、耐潮湿、绝缘性好、抗浪涌能力强、阻燃性好。第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.1电路及其基本物理量六、电阻1.定义：导体对电流的阻碍作用。2.大小：SLR——电阻定律。单位：欧姆(Ω)，千欧(KΩ)，兆欧(MΩ)，KM,k33101101第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。1.2直流电路一、电路2.组成：电源、负载和中间环节。220V开关S镇流器L启辉器Q日光灯管R日光灯实际电路电容器C外电路内电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路一、电路Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPC11DFF1C11DFF2C11DFF3Di0000000010111000000001111000000010110000011011000001010000010000001000003.电路的主要功能(1)进行能量的转换、传输和分配Rp∞－+Δ+uouiRFR1i1ifiuRRu1Fo(2)实现信号的传递、存储和处理强电弱电第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路二、电路的欧姆定律U=RIU=-RI注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向！还可表示为：I=GUG表示传导电流的能力，单位：S（西门子）第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。UIP功率的单位：W（瓦）、kW（千瓦）1.电功率RI2RU22.电能：UItPtWP0，即W0，说明元件吸收功率（能量）；否则释放。第一章电工基础知识电工作业安全技术培训有220V,100W灯泡一个,其灯丝电阻是多少？每天用5h,一个月（按30解：灯泡灯丝电阻为：1.2直流电路三、电路的功与能例：48410022022PUR一个月消耗的电能为：度5115305101003hkWPtW第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能电流的热效应：3.焦耳—楞次定律tRUtRIWPtQ22如果电阻元件把接受的电能转换成热能,则从t0到t时间内。电阻元件的热［量］Q,也就是这段时间内接受的电能W为：焦耳Rt24I.02卡第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能4.电阻的串联电路两个电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。（1）串联的各电阻的电流相等，即：……123IIIInI（3）串联电路的总电阻等于各电阻的阻值之和.（2）串联电路的总电压等于各电阻的电压之和。123UUUUnU……12323nRRRRR总（4）串联电路中各电阻的电压与其阻值成正比：即11(1,2,3)kkuRknuR第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能4.电阻的串联电路应用：⑴分压；⑵限流⑶开关例:两只额定电压都为220V的白炽灯，额定功率分别为100W和15W，串联在照明电路中。求两灯实际的功率比为多少？[解]额定功率为100W、额定电压为220V的白炽灯的电阻为：15W、220V的白炽灯的电阻为：由于串联，所以，串联后的等效电阻为：通过两灯的电流22111220484100URP222222203226715URP1237107RRR总22000637107UIAR总Ｒ１的功率为：Ｒ2的功率为：12015PP222116PIRW21117PIRW第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能5.电阻的并联电路（a）（b）两个二端电阻首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接方式，称为电阻的并联。（１）并联的各电阻的电压相等，即：123nUUUUU（２）并联电路的总电流等于各电阻的电流之和（３）并联电路的总电导等于各电阻的电导之和，即：123nIIIII1111111kkRRRRRR123n总（４）并联电路的各电阻的电流与其阻值成反比11k=1,2,3,kkIRnIR第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能5.电阻的并联电路例：两只额定电压都为220V的白炽灯，电阻值分别为484Ω和3226.7Ω，并联在照明电路中。求两灯实际的功率比为多少？12213226.76.7484PRPR[解]因为两个灯泡在电路中并联，有：第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.2直流电路三、电路的功与能5.电阻的并联电路例：在图（ａ）中，求Ａ、Ｂ端口的总电阻。127345683060RRRRRRRR，ABR[解]第一章电工基础知识电工作业安全技术培训+us1－i1R1i2i3R2R3+us2－abcde四、基尔霍夫定律支路：通以相同的电流无分支的一段电路叫支路。节点：三条或三条以上支路的连接点称为节点。回路：电路中任一闭合路径称为回路。网孔：不含交叉支路的回路称为网孔。3条支路2个节点3个回路2个网孔1.有关电路结构的一些名词1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训四、基尔霍夫定律1.有关电路结构的一些名词支路：ab、ad、…...（共6条）回路：abda、bcdb…...（共7个）节点：a、b、c、d(共4个）I3E3_+R3R6abcdI1I2I5I6I4网孔：abdca、bcda…...（共3个）练习:试判断下列电路图有几条支路?几个结点?几个回路?几个网孔?1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训四、基尔霍夫定律2.基尔霍夫定律⑴基尔霍夫电流定律（KCL）内容为:对于电路中任何一个节点，在任一瞬间流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间流入(或流出)该节点的电流的代数和恒为0。0i出入ii或定律的依据：电流连续性原理电荷守恒法则I1I2I3I4例4231IIII或：04231IIII（基尔霍夫第一定律)1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训四、基尔霍夫定律2.基尔霍夫定律⑵基尔霍夫电压定律（KVL）（基尔霍夫第二定律)内容为:对于电路中的任一回路,在任一瞬时,沿任意循行方向转一周，各段电压的代数和为0。0u例如：回路a-d-c-a33435544RIEERIRI电位升电位降033435544RIEERIRI34335544EERIRIRI电位降电位升基尔霍夫电压定律（另叙）•对于电路中的任一回路,在任一瞬时,沿任意循行方向转一周，所有电位升高恒等于电位降落。•任一回路,任一瞬时,沿任意循行方向转一周，电阻上的电压和恒等于电源电动势和。I3E3_+R3R6abcdI1I2I5I6I4降升uuEIR1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训四、基尔霍夫定律例：对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3=E对回路adbca，沿逆时针方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0应用IR=E列方程对回路cadc，沿逆时针方向循行：–I2R2–I1R1=-ER6adbcE–+I2I4I6I1I3I1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训四、基尔霍夫定律例3：12102030510SSRRIAUV3、、R、、。求图示电路中R3的端电压U3和功率。已知：解：选定电流I1、I2、I3的参考方向如图。对于B节点，根据KCL有：I1+I2-I3-IS=0因为R1、R2为并联关系，有：U2=I1R1=I2R2选定回路1的绕行方向及U2的参考方向如图，对回路1根据KVL得到I2R2+I3R3=USI1I2I3U3=30I3=-30VP3=I3U3=30W（吸收功率）解得:I3=-1A1.2直流电路第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.3电磁感应一、直导体产生的感生电动势产生感生电动势的条件：导体作切割磁力线的运动。感生电动势的大小：sinBvle垂直切割时，感生电势达到最大值：Bvle感生电动势的方向：右手定则判断即：平伸右手，拇指与四指垂直，磁力线穿过手心，拇指指向运动方向，其余四指为感生电动势的方向。第一章电工基础知识电工作业安全技术培训1.3电磁感应二、闭合线圈中的感生电动势产生感生电动势的条件：线圈中的磁通量发生变化。闭合线圈中感生电动势的方向判断：楞次定律。楞次定律：感生磁场总是阻碍原磁场的变化。用楞次定律判断感生磁场的步骤：⑴首先判断原磁通的方向及其变化趋势；⑵根据感生电流的磁场方向永远和原磁通变化趋势相反的原则确定感生电流的磁场方向；⑶根据感生电流磁场的方向，用安培定则判断出感生电流