电工基础-电工知识

Page1Welcome电工基础培训-电工知识VittorioXuSeptember,14,2015Page2电工基础1,电的产生2,电的基本概念2,电路的基础知识Page31,电的产生电的基本定义•电是一种自然现象，是一种能量。•电是电子和质子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。•电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。•通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。Page41,电的产生原子原子核核外电子质子中子{{Page51,电的产生Page61,电的产生库仑定律•真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式：F=k*(q1*q2)/r^2。Page71,电的产生【回顾】1—18号元素原子的电子层排布氢氦锂铍硼碳氮氧氟氖钠镁铝硅磷硫氯氩Page81,电的产生非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强Page91,电的产生金属与非金属分界线附近的元素既表现出一定的金属性也表现出一定的非金属性。周期序数等于主族序数的元素具有两性.Page101,电的产生在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)Page111,电的产生原子核电子带负电带正电Page122,电的基本概念Page132,电的基本概念水压电压Page14电位差（电压)电流电源2,电的基本概念水位差(水压)水流水泵Page152,电的基本概念电压（voltage），也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功1、电压的大小电压计算：QWUABAB2、电压的方向电压的实际方向：习惯上规定从高电位点指向低电位点，即电压降的方向。库仑是电量的单位，单位电荷，1库仑相当于6.24146×10^18个电子所带的电荷总量。1KV(千伏)=1000V(伏).1V(伏)=1000mV(毫伏).1mV(毫伏)=1000μV(微伏)都是按千进制换算。一、电压Page162,电的基本概念以正电荷移动方向为电流方向Page172,电的基本概念导线中载有1安培的稳恒电流，则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑二、电流电流的形成：带电粒子的定向运动。1、电流的大小大小描述：电流强度—衡量电流强弱。电流计算：tQI单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。通常用字母I表示，它的单位是安培1KA(千安)=1000A(安).1A(安)=1000mA(毫安).1mA(毫安)=1000μA(微安)都是按千进制换算。Page182,电的基本概念2、电流的方向电流的实际方向：规定正电荷运动的方向为电流的方向。电流的参考方向：电路中假定电流的方向。Page192,电的基本概念直流电电流方向不呈时间做周期性变化的电流或电压标准直流（恒定源）直流电（DC，directcurrent）是电荷的单向流动或者移动，通常是电子。脉冲直流直流电用符号“=表示Page202,电的基本概念交流电交流电（alternatingcurrent），简称为AC。交流电也称“交变电流”，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。50Hz中国通常使用的交流电，一般频率是50Hz交流电用符号~表示Page212,电的基本概念电阻的英文名称为resistance，通常缩写为R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。SLR对于一段材质和粗细都均匀的导体来说，在一定温度下：电阻的单位用欧姆（Ω）表示。Ω（欧姆），KΩ（千欧），MΩ（兆欧）。其换算关系为：1MΩ=1000KΩ，1KΩ=1000Ω。三、电阻电流通过导体时对电流的阻碍作用就称为电阻Page222,电的基本概念四、电容电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。定义式：一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法拉1法拉(F)=1000毫法(mF)1毫法(mF)=1000微法(μF)1微法(μF)=1000纳法（nF）1纳法（nF）=1000皮法(pF)Page232,电的基本概念五、电感电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器有一个，具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”,电感符号：L1亨利(H)=1000毫亨(mH)1毫亨(mH)=1000微亨(μH)1微亨(μH)=1000纳亨（nH）Page242,电的基本概念5种基本的理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件；电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件；电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件；电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。Page252,电的基本概念一、电路的基本组成电路---电流通过的路径。电源中间环节负载一个完整的电路,由电源、负载、中间环节(开关或导线）按一定方式组成。Page262,电的基本概念二、电路图电阻电容电感电源Page272,电的基本概念常用电路符号Page282,电的基本概念三、电路的作用实现能量的传输和转换；发电机升压变压器降压变压器电灯机床电炉…电源输电线用户电力电路（强电电路）电源：将非电能转换成电能的装置中间环结：把电源与负载连接起来的部分负载：将电能转换成非电能的用电设备(电灯,电炉,电动机)Page292,电的基本概念四、电路的工作状态1、通路（闭路）电路各部分联接成闭合回路，有电流通过。电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。2、开路（断路）电路断开，电路中无电流通过,也称为空载。开路时的功率输出为0Page302,电的基本概念3、短路电源两端或电路中某些部分被导线直相连接，短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝、保护开关等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。Page312,电的基本概念故障电路断路：短路：电源短路用电器短路电路中电流很大，会烧坏电源，引起火灾被短路的用电器不能工作Page322,电的基本概念总结回顾电路的作用是什么？5种基本电路元件的电磁特性是什么？电路的基本组成部分。电路中通路、短路、断路的特点分别是什么？Page33TeaBreakPage34右手螺旋定则左手定则磁动电生NS3,电路基础知识Page353,电路基础知识磁场线圈电流表磁铁移动线圈产生电流(电动势)移动法拉第法则电流发电原理PermanentMagnetPage363,电路基础知识①磁场越强电流越大(电动势)①②③法拉第法则②移动越快电流越大③线圈越多电流越大发电原理Page373,电路基础知识★电动势的单位：伏特(V)★电动势的实际方向：负极正极电动势电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势常用E表示。单位是伏（V）电动势大小为Page383,电路基础知识U内——电源内阻（R内）上的电压降。电流流过电源内阻，电源内阻上会有电压降。U内=I×R内。U外——电源的外电路是指负载RL（即用电器）。U外是负载上的电压。U外=I×RL=E-U内电路断开，是指电源不接负载，没有电流输出。这时，电源内阻上的电压降为零。所以，这时的电源电压U开路=E如何测出电动势的大小?电路闭合时：E=U内+U外电路断开时：E=U开路Page393,电路基础知识发电原理①②③富来蒙右手定则①导体移动方向②电流方向(电动势)③磁场方向①旋转①②电流流动②③导体旋转导体电流产生发电提供电流导体旋转马达Page403,电路基础知识①②③BA(Alternativecurrent)AB电流方向电流方向发电机产生交流电（AC)发电原理富来蒙右手定则①导体移动方向②电流方向(电动势)③磁场方向Page413,电路基础知识1Hz60Hz50Hz+230VAC(交流）商业电源3,600r/分钟(60秒)=60r/秒3,000r/分钟(60秒)=50r/秒60Hz=60次/1秒50Hz=50次/1秒Page423,电路基础知识线圈(导体)电发动机旋转磁铁灯泡OPEService电磁铁永久磁铁Page433,电路基础知识欧姆定律IRUIURURIRUIU---(V)R---(Ω)I---(A)一、部分电路欧姆定律Page443,电路基础知识二、全电路欧姆定律rREIErIRrUrIIREURrIEURPage453,电路基础知识电功在时间t内电荷受电场力作用从A点经负载移到B点，电场力所作功，即t时间内所消耗（或吸收）的电能。1、定义W=QU=UIt2、单位国际单位制下，电功的单位是焦耳(J)，也用千瓦时(kW•h，俗称度)表示。1kWh=1000W3600s=3.6106JPage463,电路基础知识3、电能表的安装家庭电路读表练习Page473,电路基础知识电功率电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。1、定义RURIUItWP22功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)。2、单位1mW=103W；1kW=103WPage483,电路基础知识电气设备的额定值额定电压—电气设备或元器件所允许施加的最大电压。额定电流—电气设备或元器件允许通过的最大电流。额定功率—在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。额定工作状态—电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。轻载状态—电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或无法正常工作。过载(超载)状态—电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。Page493,电路基础知识电阻的串联把多个元件逐个顺次连接起来，就组成了串联电路。电压关系：nUUUUU221电流关系：nIIII21电阻关系：nRRRR21Page503,电路基础知识电阻的并联把电阻的首端接在一起，末端接在一起，就组成了并联电路。电压关系：nUUUUU221电流关系：nIIII21电阻关系：nRRRRR1111321Page513,电路基础知识基尔霍夫定律Page523,电路基础知识基尔霍夫第一定律AI1I2I5I3I4Page533,电路基础知识I1+I3=I2+I4+I5ΣI流入=ΣI流出I1+(-I2)+I3+(-I4)+(-I5)=0ΣI=0移项得A•I1I2I3I4I5基尔霍夫电流定律仅仅适用于节点吗？Page543,电路基础知识••••R1R2R3R5R4E1E2I1I2I3SI1+I2=I3Page553,电路基础知识i1+i2=i4+i6基尔霍夫第一定律的推广：Page563,电路基础知识基尔霍夫第二定律（回路电压定律）内容：