电工基础讲义
电工基础知识(全面)ppt课件
需照明和节能。
能源管理
03
建立能源管理系统，对照明系统的能耗进行实时监测和分析，
提出优化建议。
06 弱电系统与智能 化技术
弱电系统概述及分类
弱电系统定义
指电压在36V以下的直流电路，以及视频线路、网络线路、电话线路等，主要用于信息 传输。
弱电系统分类
包括安全防范系统（如闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统等）、自动控制系 统（如楼宇自控系统、智能家居系统等）、信息网络系统（如计算机网络系统、综合布
人工智能技术
通过人工智能技术，实现弱电 系统的自动化运行和智能化管 理，提高系统的运行效率和安
全性。
弱电系统维护与故障排除方法
日常维护
定期对弱电系统进行巡检和维护，包 括清洁设备、检查线路连接、更新软 件等。
故障诊断
当弱电系统出现故障时，通过专业的 故障诊断工具和方法，快速定位故障 原因并进行修复。
02
主要职责包括：安装和调试电气 设备、维护和检修电气系统、处 理电气故障、确保电气设备安全 运行等。
电力系统组成与功能
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成。 各环节功能如下
发电：将一次能源转换为电能。
电力系统组成与功能
01
02
03
04
输电
将电能从发电厂输送到负荷中 心。
变电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
将电能进行电压变换，以适应 不同用电设备的需求。
验电时，必须使用相应电压等级的验 电器，并在装设接地线或合接地刀闸 处对各相分别验电。
在一经合闸即可送电到工作地点的断 路器（开关）和隔离开关（刀闸）的 操作把手上，均应悬挂“禁止合闸， 有人工作”的标示牌。
装设接地线必须由两人进行，先接接 地端，后接导体端，且必须接触良好 。
电工基础学习上课讲义
电路中任意两点间的电压等于该两点电位差。
UabVa Vb
引入电位的概念后，电压的方向即由高电位指向低电位， 因此电压又称作电压降。
电位参考点的选择
通常假设参考点的电位为零，用接地符号“ ”表示。
用大写字母表示。
电压的国际单位制是伏特[V]，常用的单位还有毫伏[mV] 和千伏【KV】等，换算关系为：1V=103mV=10－3KV
电工技术基础问题分析中，通常规定电压的方向由高电势 指向低电势。
电压参考方向的表示方法：
（1）极性法
+
a
（2）箭头法
u_ ub
a
b
（3）双下标法
uab
a
b
参考方向与实际方向的关系：
电工基础
授课教师：李 杨
任务一 建立电路模型
知识链接一 电路与电路模型
想一想
1.你能举出哪些用电的例子？它们用的是什么电？ 2.谈谈你对电路的认识，你认为什么是电路？电路有什 么用？
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设 备或电路元件按一定方式组合而成。
看一看
想一想
以上两幅图中电路的作用一样的吗？若不同，你能说 出它们的区别吗？
R L 可以忽略。
i
产生磁场的电 特性可用电感 元件表征
白炽灯的电
L 路模型可表
示为：
R
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其 电特性单一、确切，可定量分析和计算。
理想电路元件分有无源和有源两大类
无源二端元件
有源二端元件
+
IS
R
L
C
US
–
电阻元件
只具耗能 的电特性
电感元件 只具有储 存磁能的
电工基础讲义
家电维修培训资料师宗县疾人家电维修培训班二零一六年四月第一部分 《电工基本知识》直流电路电路——电流流通的路径。
直流电路——直流电源供电的电路。
§1－1 电路及基本物理量 一、电路的组成及作用 1．电路的组成电源——为电路提供电能的设备。
负载——又称用电器，其作用是将电能转变为其他形式的能。
导线——起连接电路和输送电能的作用。
控制装置——主要作用是控制电路的通断。
2．电路的作用一是进行电能的传输和转换；二是进行信息的传输和处理。
3．电路的三种状态通路——电路构成闭合回路，有电流流过。
开路——电路断开，无电流通过，也称断路。
短路——电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。
二、电流1．电流的形成 电荷的定向移动形成电流。
2．电流的大小 单位时间内通过导体横截面的电荷量，即：tQ I3．电流的方向习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向，自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。
直流——大小和方向都不随时间变化。
交流——大小和方向都随时间作相应变化。
电流的基本单位：安培，简称安（A）。
电流的常用单位：毫安（mA），微安（μA）; 1Ａ＝103 mA ＝106μA三、电压、电位和电动势1．电压电压——电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用U ab表示。
单位为伏特（V）。
电压的基本单位：伏特（V）。
电压的常用单位：千伏（KV），毫伏（mV），微伏（μV）。
1V＝103 mV ＝106μV＝10-3KV2．电位电位——电路中某一点与参考点之间的电压。
单位为伏特（V）。
电压——电路中任意两点之间的电位差，又称电位差。
3．电动势电动势——表示电源将正电荷从电源负极经电源内部移向正极的能力，符号为E，单位为伏特（V）。
4．电压的测量（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。
（2）电压表必须并联在被测电路的两端。
（3）直流电压表表壳接线柱上标明的“＋”“－”记号，应和被测两点的电位相一致，即“＋”端接高电位，“－”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。
电工基础课件知识讲解
常用的低压供配电系统
提问：什么是零线、火线、地线、线电压、相 电压、三相四线制？
直流电：方向不随时间变化 交流电：电压大小和方向随着时间而变化，分
单相、三相
220V 380V
图 : 三相交流发电机绕组的星形接法 与三相四线制供配电系统
图: 三相四线制中性点接地
2 电工安全基本知识
人为什么会触电？ 人体本身就是一个导体，有一定的电阻。
触电有哪几种？ 单相触电 两相触电 跨步电压触电
单相触电
两相触电
跨步电压触电
触电程度跟哪些因素有关？
与通过人体电流强度、持续时间、电 压频率、通过人体的途径以及人体状 况都有关系。
电力的传输
提问：为什么要升压供电？ 因为：电流，传输距离，热能消耗，电能
损失 所以：在传输容量一定的条件下，输电电压，
输电电流，电能消耗 我国常用的输电电压等级：有35kV、110kV、
220kV、330kV、500kV等多种 电力的传输线路：架空线路、电缆线路
电力的分配
图: DT890型数字万用表的面板图
图: 钳形电流表的使用
4 电路的基本概念基本定律
电路的作用与组成部分
提问：电路有什么作用？电路是 由那些部分组成？
电路的作用
（1）电能的传输和转换 （2）信号的传递和处理
电路的组成
（1）电源 （2）负载 （3）中间环节
电流、电动势、电压
电流 I
A kA mA μ A
三相四线制系统：相电压：相线与中性线之间 的电压
线电压：相线与相线即两根火线之间的电压 三相三线制系统：线电压
电工基础讲义全
家电维修培训资料师宗县疾人家电维修培训班二零一六年四月第一部分《电工基本知识》直流电路电路——电流流通的路径。
直流电路——直流电源供电的电路。
§1－1 电路及基本物理量一、电路的组成及作用1．电路的组成电源——为电路提供电能的设备。
负载——又称用电器，其作用是将电能转变为其他形式的能。
导线——起连接电路和输送电能的作用。
控制装置——主要作用是控制电路的通断。
2．电路的作用一是进行电能的传输和转换；二是进行信息的传输和处理。
3．电路的三种状态通路——电路构成闭合回路，有电流流过。
开路——电路断开，无电流通过，也称断路。
短路——电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。
二、电流1．电流的形成 电荷的定向移动形成电流。
2．电流的大小 单位时间内通过导体横截面的电荷量，即：3．电流的方向习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向，自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。
直流——大小和方向都不随时间变化 。
交流——大小和方向都随时间作相应变化。
电流的基本单位：安培，简称安（A ）。
电流的常用单位：毫安（mA ），微安（μA ）; 1Ａ＝103 mA ＝106μA 三、电压、电位和电动势 1．电压电压——电场力将单位正电荷从a 点移到b 点所做的功，称为a 、b 两点间的电压，用U ab 表示。
单位为伏特（V ）。
电压的基本单位：伏特（V ）。
电压的常用单位：千伏（KV ），毫伏（mV ），微伏（μV ）。
1V ＝103 mV ＝106μV ＝10-3KV 2．电位电位——电路中某一点与参考点之间的电压。
单位为伏特（V ）。
电压——电路中任意两点之间的电位差，又称电位差。
3．电动势电动势——表示电源将正电荷从电源负极经电源内部移向正极的能力，符tQ I号为E ，单位为伏特（V ）。
4．电压的测量（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。
（2）电压表必须并联在被测电路的两端。
电工学讲义资料第1章电路的基本概念与基本定律
电阻元件
总结词
电阻元件在电路中的作用是实现电压和电流的转换关系。
详细描述
在电路中，电阻元件可以用于实现电压和电流的转换关系。通过在电阻元件上 施加电压，可以产生电流；同时，通过在电阻元件上施加电流，也可以产生电 压。这种转换关系是线性电阻元件的基本特性之一。
电阻元件
总结词
电阻元件的参数包括标称阻值、额定功率和误差等。
需考虑三相之间的相位关系，以准确描述三相电压、电流的变化规律。
感谢您的观看
THANKS
VS
详细描述
在交流电路中，电感元件可以用于实现电 磁感应和滤波等作用。通过选择适当的电 感值，可以滤除电路中的高频噪声或干扰 信号，提高电路性能；同时，电感元件也 可以用于实现电磁感应，将磁场能转换为 电能或热能等其他形式的能量。
电感元件
总结词
电感元件的参数包括标称电感、品质因数和误差等。
详细描述
电容元件是一种被动元件，其作用是存储电能。在电路中，电容元件通过电场来存储电能 ，从而控制电路中的电压和电流。电容元件的电容量通常由其电介质、极板面积和极板间 距决定。
总结词
电容元件在电路中的作用是实现交流信号的滤波和耦合。
电容元件
• 详细描述：在交流电路中，电容元件可以用于实现信号的滤波和耦合。通过选择适当的电容值，可以滤除电路中的噪声或 干扰信号，提高电路性能；同时，电容元件也可以用于耦合不同电路部分之间的信号，实现信号传输和控制。
电工学讲义资料第1章电路 的基本概念与基本定律
目录
• 电路的基本概念 • 基本电路元件 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析
01
电路的基本概念
电路的组成
01
电工基础知识(讲义)
一 .电工基础知识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: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 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则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,二是电路一定要闭合.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tQ I =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)的大小和方向不随时间的变化而变化,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: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任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 = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. 1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 QA E =(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)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: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. 1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.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 RUI =IUR =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和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0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 1.4.1.1 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 = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 2121R RU U =,3131R R U U =, … 1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和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 = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nnnr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路 1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若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U 1 = U 2 = U 3 = …= U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 +I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.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2121R R I I =1.4.2.4电源的并联：把所有电源的正极连接起来作为电源的正极，把所有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相同．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和．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: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率 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 = U ＩT =Ｉ2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “Ｊ”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6M Ｊ电功率Material for Training Only电 工 培 训 教 材P age 3 of 12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RU R I UI t A P 22====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 t RU W RT I Q 22=== 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,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 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.单相交流发电机: 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,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全，价格便宜。
电工基础及安讲义全知识
触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。 因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂 进行设备检修使用的行灯及机床照明都采用安全 电压。
06.02.2021
第2章 电工安全基本知识
1、直接触电及其护
直接触电又可分为单相触电（相电压）和两相触电（线电 压）。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的 情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝 缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。
06.02.2021
1.1.4 电力的分配
输电线路配电线路分配给用户 常用的配电电压：高压：10kV或6kV
低压： 380／220V
06.02.2021
1.1.5 用户和用电负荷的分类
电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个 企业中各个部门或车间，对供电持续性的要求也有所 差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。
06.02.2021
常用的低压供配电系统
提问：2.什么是零线、火线、地线、线电压、 相电压、三相四线制？
直流电：方向不随时间变化 交流电：电压大小和方向随着时间而变化，分
单相、三相
06.02.2021
常用的低压供配电系统
1三相四线制 现代电力系统中的供电方式几乎全是采用三相
正弦交流电。 低压供配电系统中普遍采用三相四线制。
一类负荷：如停止供电，将会危害生命、损坏设备、 产生废品、使生产过程混乱、造成重大的政治经济影 响，给国民经济带来重大损失，或者使市政生活发生 重大混乱。
二类负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量 居民的正常活动受到影响、造成较大的政治经济影响。
06.02.2021
1.1.5 用户和用电负荷的分类
专业电工基础讲义(工人培训)
电工基础讲义(机械工人技术理论培训教材)山西大同大学煤炭工程学院穆连生副教授第章直流电路§直流电路的基本概念一.电路的组成◆电路:电流的通路.由若干电气设备或器件组成的总体.【例】手电筒电路,图E电源S开关载导线+-ESR导线()手电筒电路 ()电路模型(称电路图)图最简单电路▷电源:•电池、发电机等提供电能.•电源是将其他形式的能量(化学能、机械能、热能、光能、风能、核能等)转化为电能.▷负载:•灯泡、电动机等消耗电能.•负载是将电能转化为其他形式的能量(热能、光能、机械能、化学能等).▷开关:控制电器,控制电路通断.▷导线:连接电路,为电流提供通路,起输送电能作用.◆电路图:各电器元件为理想化的电路元件,只是实际电路的一种近似(如电源有内部电阻,运行中要发热;导线有电阻(对交流电路还有电抗),运行中除了要发热,还有电压损失;开关有接触电阻等).◆网络:复杂的电路称为网络.如高压电力网络、大规模集成电路、高级生物的神经网络等.通常电路、网络不予区分.二.电流◆电流:•导体中自由电子在电场力的作用下作定向移动,形成电流.•电解液中的正、负离子在电场力的作用下,各向相反的方向移动也形成电流.◆电流正方向(也称参考方向):规定为正电荷移动的方向.图RA B+-图电流,电压方向•假定的正方向从至,用箭头表示,或写成AB I .如,表示实际电流为,从流至;又如,则表示实际电流从至.◆电压的正方向(也称参考方向):规定为电压降落的方向.用正负号注明(有时用箭头表示电压降落方向),假定的方向是从到,也可以写成B A AB U U U -=,即、两点之间的电压是点电位与点电位之差.如,表示点电位比点电位高;如,表示点电位比点电位低.只有知道电压的参考方向和正负号,才能确定实际上两点电位的高低.◆电流大小:在数值上等于单位时间内通过导体横截面电量的多少. t Q I = ()电流()电荷量(库仑)时间().•如果在内通过导体横截面的电荷量为,那么通过导体的电流就为,即 s C A 111=◆电流的单位:A A 6101-=μ;A mA 3101-=;A kA 3101= ◆电流的特点:连续性;◆电流测量,图•用电流表直接测量电流;•对交、直流电流应分别用交流电流表和直流电流表; •电流表必须串接到被测量的电路中;•直流电流表表壳接线柱上标明“”、“”记号应和电路的极性相一致;•合理选用电流表量程(指针偏转不到分度时,再改用较小一档测量).R 图 直流电流的测量 【例】如果内通过导体截面的电量是,则通过导体的电流是多少?如果通过导体的电流是内有多少电量通过导体截面? 解 通过导体的电流:A sC t Q I 4312=== 内通过导体截面的电量:A It Q 9.033.0=⨯==三.电位、电压、电动势.电位(表示)◆电位:把单位正电荷在某点具有的能量(叫做该点的电位).◆正电荷是从高电位流向低电位(同水流一样);负电荷是从低电位流向高电位;◆电位表示:如点的电位为,表示为V V a 5.1=(伏)点的电位,表示为V V b 3-=;◆参考点:零电位点;•交流动力电路,以大地为参考点;•电子线路中一般以金属底板为参考点;•规定了零电位点(参考点)后,其他各点的电位可以和零电位点比较,得正电位、负电位、零电位. ◆电位的单位(伏)【例】计算图各点的电位A() ()图 电位高低比较解 ()图中,参考点是,V V a 0= V V b 3=;V V V V c b c 936=+=+=注意:电位的正方向,降为正()图,参考点是, V V b 0=V V a 3-=;V V c 6=.电压(表示)◆电压:两点之间的电位差;◆两点之间的电压与参考点无关(某点电位大小与参考点选择有关);◆图中V V V U B A AB 330-=-=-=V V V U A B BA 303=-=-=V V V U A C CA 909=-=-=图中V V V U B A AB 303-=--=-=V V V U A B BA 3)3(0=--=-=V V V U A C CA 9)3(6=--=-=◆电压方向:规定由高电位指向低电位,即降为正; ◆表示方法:以带箭头的实线表示;用“”、“”表示; ◆电压单位:V mV 3101-=;V mV V 6310101--==μ;V kV 3101= ◆电压测量,图图 直流电压测量 •对交流直流电压分别使用交流电压表和直流电压表; •表上“、”记号应和被测两点的电位应一致,即“”端接高电位,“”端接低电位;•表的量程合适..电动势◆电源内部正负极之间的电路叫内电路,电源外部正负极之间的电路叫外电路.整个电路是由内电路和外电路组合而成的闭合回路.图电◆外电路中,电源正级电位高于负极电位→正负极之间有电位差→导线中存在电场→导线中自由电子在电场力作用下→沿导线→由负极移向正极,在电路中产生电流.◆电场力在移动电荷的过程中,对电荷做功.◆电场力对电荷做的功:()WUqAB电场力对电荷做的功();U两极之间的电压();AB电场力移动的电荷量().♧电场力不断对电荷做功,不断将负级中的负电荷移到正极,把正极中的正电荷移到负极,使、两点之间的电压愈来愈小,电场力对电荷的作用减弱逐渐减小,最后0=AB U ,0=I ,电流中断⇒解决办法.♧办法:为维持一定的,电源内部必须有一种外力能持续不断地把正电荷从电源负极(低电位处)移送到正极(高电位处),以保持、之间具有一定电位差.♧电源内部的外力(电源力):•电池.电极和电解液进行化学反应时所产生的化学力; •发电机.电磁感应产生的电磁力.♧电源中外力移动电荷的过程,就电电源将其他形式的能量转换为电能的过程.◆电动势(表示)•的大小是电源力(非电场力)把单位正电荷从电源负极由电源内部移送到电源正极时,克服电场力所做的功.即 q W E ＇= ()电源电动势()外力移动的电量()W ＇外力对电荷 做的功(). •电源势的大小只取决于电源本身的性质,与外电路无关.•电动势方向,图E +--+E E+- ()我国教材常用符号 ()英美教材常用符号 ()电池组符号图 电动势的方向四.电阻.电阻元件◆只表征有热能损耗的元件.符号如图.R +-U() ()图 电阻符号及特性 •电阻元件表示符号,图;•伏安特性:线性电阻元件端电压和电阻的关系,图,为过原点的直线.满足欧姆定律.RU I = ;或GU I =;RI U = 电压(); 电流();电导(西门子),RG 1=; 比例系数,称为电阻(Ω).◆Ω的定义: A V 111=Ω•如果在电阻(导体)两端施加电压,通过电阻(导体)的电流为,则这个电阻为Ω◆电阻的单位:Ω=Ω3101k ;Ω=Ω6101M ;[读为千读为兆]◆电阻分类:金属模电阻、炭模电阻、绕线电阻. .导体电阻◆在导体中流动时,即电子做定向移动过程中,不断相互碰撞,还要和原子碰撞,起阻碍作用,导致导体发热,称为导体的电阻.◆导体电阻的大小是由导体材料性质决定.◆长导体等截面的导体电阻值,与长度成正比,与横截面成反比.即 S L R ρ= ()导体电阻(Ω)导体长度()导体横截面积(2m )ρ导体电阻率(Ω•).◆不同温度下导体的电阻率ρ()[]001T T -+=αρρ ()ρ导体材料的温度时的电阻率;0ρ参考温度0T 时的电阻率;α电阻温度系数(℃);T导体材料的温度(℃);T参考温度(通常取℃)◆几种常见导体在℃时电阻率ρ和温度系数α.表. 表几种导体材料的电阻率和电阻温度系数◆电工材料按导电性分类:♧导体:电阻率9810~10--=ρΩ•(金属材料);♧绝缘体: 电阻率12710~10=ρΩ•(橡胶、塑料、陶瓷、云母、玻璃、空气等);♧半导体:电阻率介于导体与绝缘体之间;♧超导材料:某种稀有材料及其合金在超低温下,电阻率为零(磁悬浮火车).【例】一铝质导线,横截面积为26mm ,全长,试求电阻值.若把长度拉长一倍,求拉长后的电阻值. 解 ()查,铝8109.2-⨯=ρΩ•, Ω=⨯⨯⋅Ω⨯==--9.2106600109.2268m mm SL R ρ()导体的体积截面×长度,长度拉长一倍,截面必然缩小一倍.Ω=⨯⨯⨯⋅Ω⨯==--6.1121062600109.2268m mm SL R ρ § 欧姆定律 一.部分电路欧姆定律◆部分电路:电路中的一部分.图图 部分电路图◆部分电路欧姆定律:表测量的电流电压,得R UI = ()电流()电压()电阻(Ω).•、、三个物理量知道其中两个,便可求得第三个.【例】已知热处理车间的某一电阻炉,接到的电压上,电阻丝的电阻值为Ω,求通过电阻丝的电流? 解 A VR U I 09.61.36220=Ω==[纯电阻正弦交流电路计算方法与直流电路相同]【例】一个接在电源上的灯泡,通过灯丝的电流是,求灯丝电阻. 解 Ω=⨯==-550010402203I U R 【例】一段导体两端的电压是,导线中的电流,如果两端电压增大到,导线中的电流是多少? 解 ()导体的电阻 Ω===45.0211AV I U R()导线两端电压加大到时,导体的电流A VR U I 14422=Ω==【例】某人触及的电源裸线,如身体电阻为Ω,通过人体电流多大?若电网电压为,通过人身电流又为多少? 解 ()误触电,通过人身电流mA mA A R U I 3022022.010002201>====(安全极限值)()误触及,通过人体的电流mA mA A R U I 3060006100060001>>====【例】一电阻炉,接到电源上,流过电炉的电流是,求电阻.若电炉是用截面积为210mm 的康铜丝制成,需要多少米?如改用截面积为220mm 的康铜丝,又要多少米? 解 ()电炉的电阻 Ω===1120220I UR ()用210mm 康铜丝制,其电阻率81050-⨯=ρΩ•,康铜丝的电阻应为Ω,则丝长:m mm RSL 220105*********6=⋅Ω⨯⨯⨯Ω==--ρ () 用220mm 康铜丝制,长度:m mm RSL 4401050102011826=⋅Ω⨯⨯⨯Ω==--ρ 二.全电路欧姆定律◆全电路:外电路和内电路组成闭合回路的整体.图图 全电路◆全电路欧姆定律:r R EI += ()电路的电流()电源电动势()负载电阻(Ω)电源内阻(Ω).Ir IR E += ()或 Ir E IR -= ()•IR 是电流通过外电路电阻产生的电压降,也称端电压,用AB U 表示.即 IR U AB =Ir U E AB += () Ir E U AB -= () ◆开路,短路 •电路开路∞,AB U E =;•电路短路,电流达到最大值,即为短路电流,即rE I s =,0=AB U【例】在图中,内阻Ω,外电阻Ω.试求,电池端电压.解 ()电流 A Vr R E I 8.42324=Ω+Ω=+=()电池端电压V A V Ir E U AB 4.1428.424=Ω⨯-=-=§ 电阻的串联、并联和混联 一.电阻串联◆通过每个电阻的电流为同一个电流.图12n()串联电路 ()等效电路图 电阻串联♧串联电路特点:☺流过每个电阻的电流为同一个电流;☺总电压(电压降)等于各个电阻上的电压之和(即为定律∑=0U ).n U U U U +++= 21 () 电阻上电压,电流的关系:I R U 11=,I R U 22=,……I R U n n =()I R I R R R U eq n =++= 21 ☺等效电阻eq R :∑==+++==nk k n eq R R R R I UR 121 ()☺串联电路每个电阻上的电压U R R I R U eqkk k ==,n k ,,2,1 =•两个电阻1R ,2R 串联分压:U R R R U R R U eq 21111+==,U R R R U R R Ueq 21212+==(电压与电阻成正比)【例】图中,V U 20=,Ω=11R ,Ω=42R ,Ω=53R . 求:等效电阻eq R ;总电流;每个电阻两端电压.R 3R 2R 1+R e q +-U等效图 串联电阻解 ()等效电阻Ω=Ω+Ω+Ω=++=10541321R R R R eq()流过电阻中的电流 A V R U I eq 21020=Ω==()每个电阻两端电压V A I R U 22111=⨯Ω==;V A I R U 82422=⨯Ω==V A I R U 102533=⨯Ω==【例】一块直流电流表,能通过的最大电流为mA I g 1=,内阻为Ω=500g R ,它能测量的最大电压为g g g I R U =.根据串联分压原理,要把它改装成量程为g nU U =的电压表,10=n ,应串联多大? 解 电流表改装为电压表,如图R g图 直流电流表改装为直流电压表 •串联电路特点:流过同一电流g I ;•g g g RI I R U +=,g g g g nU RI I R =+,g g g g g I nR RI I R =+ ()g R n R 1-= •代入数据()()Ω=Ω⨯-=-=45005001101g R n R二.电阻并联 ◆电阻并联,图图 电阻并联•电源电压为为总电流;•1R ,2R …,n R 为各支路电阻;•111R G =,221R G =…, nn R G 1=表示各电阻的电导;◆并联电路特点:☺各电阻(支路)上的电压是同一电压; ☺总电流为各并联电阻(并联支路)电流之和; ◆计算:UR U R R R R UR U R U I I I I eq n nn 1111212121=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=++=+++=() ∑==++=nk kn eq R R R R R 12111111 () 这样,k eq R R <,即等效电阻总小于任一并联的电阻. •每个电阻上的电流I R R R U I eq111==;I R R I eq 22=;I R R I n eq n =•两个电阻并联分流,图等效图 两个电阻并联21111R R R eq +=;2121R R R R R eq +=eq eq R R R R R R R G G G 11121212121=+=+=+=I R R R I G G I eq 21211+==I R R R I G G Ieq 21122+==•在并联电阻电路中,流过每个电阻上电流的大小,与电阻成反比.•总电阻的倒数等于各电阻倒数之和. ◆用电导表示:()UG U G G G R U R U R U I I I I eq n n n =++=++=+++=212121 (定律∑=0I )•总电导:∑==++=nk k n eq G G G G G 121•各电阻中的电流:I G G U G I eqkk k ==, n k,,2,1 =eq eq G R 1=•在并联电阻电路中,总电导等于各电导之和.•各并联电阻中的电流,与它们各自的电导值成正比.【例】图中,求等效的总电阻. ()Ω=3001R ,Ω=6002R ()Ω=3001R ,Ω=3002R ()Ω=3001R ,Ω=152R解 () Ω=Ω+ΩΩ⨯Ω=+=2006003006003002121R R R R R eqS R R G G G eq 005.0600360013001112121==Ω+Ω=+=+=Ω===200005.011SG R eq eq 【例】有一块微安表,它的最大量程A I μ1000=,其内阻Ω=k R 10,如果改装成最大量程为mA I 10=的毫安表,必须并联多大的分流电阻f R ? 解 流过分流电阻的电流f I 为:mA mA mA I I I f 9.91.0100=-=-=表的两端电压:V A I R U 1.0101001016300=⨯⨯Ω⨯==-分流电阻f R 为:Ω=⨯==-1.10109.91.03AV I U R f f 【例】下图是一个电阻分压电路.固定端、接在直流电源上,固定端与活动端接负载.利用分压器上滑动触头的滑动,可向负载电阻输出的可变电压.已知:直流电源电压,滑动触头的位置使Ω=6001R ,Ω=4002R .求输出电压2U .若用内阻为Ω=1200V R 的电压表去测量此电压,求电压表的读数.V V() ()例题图解 ()未接电压表时,等效电阻eq R 为 Ω=Ω+Ω=+=100040060021R R R eq 串联分压,输出电压2U 为 V V U R R U eq 2.718100040022=⨯ΩΩ==()当接上电压表后,电路如图,V R 表示电压表内阻,等效电阻eq R 为Ω=Ω+ΩΩ⨯Ω+Ω=++=90012004001200400600221V V eq R R R R R R总电流1I 为mA A V R U I eq 2002.0900181==Ω==用并联分流公式,得mA mA I R R R I V V 520120040040022=⨯Ω+ΩΩ=+=V A I R U V V V 610512003=⨯⨯Ω==-电压表读数为,可见电压表内阻不高时,测得的电压是有一定误差的.三.电阻的混联◆电阻混联:一个电路中,既有电阻串联,又有电阻并联.◆图为例,求等效电阻eq R 的化简步骤.ab (a)等效(b)ba ab (c)等效等效(d)b a图 电阻的混联及等效电路•5430R R R R ++=(串联)•022R R R R R cd += (两电阻并联)•之间的等效电阻eq R 为: 61R R R R cd eq ++= •总电流:eqabR U I =【例】计算图.已知:V U 20=,Ω=101R ,Ω=52R ,Ω=203R ,Ω=154R .求总电阻、总电流;各支路中电流和电阻两端电压.a b (d)等效等效(c)baU ab (b)等效(a)b a U 5Ω0Ω22U 10ΩU 20Ω图 例图解 ()等效电阻Ω=Ω+Ω=+=20155420R R RΩ=Ω+ΩΩ⨯Ω=+=10202020200303R R R R R cd Ω=Ω+Ω=+=2010101cd eq R R R()总电流A V R U I eq 12020=Ω==()各支路电流和电阻两端电压 V A I R U cd cd 10110=⨯Ω==A VR U I cd 5.0201031=Ω==A V R U I cd 5.0201002=Ω==V A I R U R 1011011=⨯Ω== V A I R U R 5.25.05222=⨯Ω== V A I R U R 105.020133=⨯Ω==V A I R U R 5.75.015244=⨯Ω==【例】在一个内阻为Ω,电动势为的电源两端,并联两只小灯泡,如图,灯泡电阻为Ω,先接通开关,使灯泡亮起来,再接通开关,灯泡也亮起来.问当亮后亮度前后有何变化?E H 1图 例图解 ()在接通前,流过灯泡电流 A VR r E I I 4.2822411=Ω+Ω=+== ()接通后和并联,其等效电阻 Ω=Ω+ΩΩ⨯Ω=+=488882121R R R R R eq ()通过电路总电流A VR r E I eq 44224=Ω+Ω=+=()电流(并联分流) A A I R R R I 248882121=⨯Ω+ΩΩ=+=接通前电流为接通后的电流为,故灯泡变四*.电阻的形联接与△形联接的等效变换◆星形联接和三角形△联接都是通过个端子与外部相联.◆与△联接等效变换原则: •是要求它们的外部性能相同;•当它们的对应端子间的电压相同时,流入对应端子的电流也必须相等.◆分析: •附图3＇I 3图 电阻星形联接与三角形△联接的等效变换•对应端子、、有相同的电压12U 、23U 、31U . •联接与△联接彼此等效,流入对应端子的电流必须分别相等.＇I I 11=,＇I I 22=,＇I I 33=◆对三角形△联接电路,各电阻中的电流分别为:121212R U I ＇=; 232323R U I ＇=; 313131R U I ＇=•各端子处电流(定律):3131121231121R U R U I I I ＇＇＇-=-=1212232312232R U R U I I I ＇＇＇-=-= () 2323313123313RU R U I I I ＇＇＇-=-=◆对于星形联接 221112I R I R U -=332223I R I R U -=0321=++I I I 由上式解出电流:1332213121332211231RR R R R R U R R R R R R R U R I ++-++=1332211231332212312R R R R R R U R R R R R R R U R I ++-++=() 1332212311332213123RR R R R R U R R R R R R R U R I ++-++=◆两个电路等效,对应端子电压相同时,流入对应端子电流必须相等.式()等于式(),12U 、23U 、31U 前面的系数应对应地相等,得32121313322112R R R R R R R R R R R R R ++=++=13232113322123R RR R R R R R R R R R R ++=++=() 21331213322131R R R R R R R R R R R R R ++=++=由式()可以解得: 31231212311R R R R R R ++=31231223122RR R R R R ++= () 31231231233R R R R R R ++=◆将式()用电导来表示: 3212112G G G G G G ++=3213223G G G G G G ++=() 3211331GG G G G G ++=◆为了便于记忆,写成; 电阻之和形三角形相邻电阻的乘积形三角形电阻形星形)()()(∆∆=Y 电导之和形星形相邻电导的乘积形星形电导形三角形)()()(Y Y =∆◆若电路的个电阻相等,即Y R R R R ===321,则等效的△电路电阻也相等.即Y R R R R R 3312312====∆反之,则 ∆=R R Y 31【例】下图为电桥电路,求总电阻12R .11(a)(b)1.4Ω1ΩΩ10.8Ω1Ω(c)(d)(e)图 桥形电路解 把接点、、上的三角形电路用等效星形电路来代替,如图.Ω=Ω+Ω+ΩΩ⨯Ω=++=8.012222)(31231212311公式R R R R R RΩ=Ω+Ω+ΩΩ⨯Ω=4.0122122RΩ=++⨯=4.0122123R 用串联,并联方法,如图、、,得出Ω=684.212R§ 电功和电功率 一.电功◆电功():电场力把电荷从一点移到另一点,电场力对电荷做功. ◆图R+-图 部分电路•电阻上的电流是由电荷移动引起,如果在时间内,电场力将带有电量的正电荷从点移到点,电场力对电荷做的功:UQ W = () 因为It Q =,上式为:t RU Rt I UIt W 22=== () 电功(焦耳)电阻两端电压()通过电阻电流()电阻(Ω)通电时间(). ◆电功单位: s A V C V J ⋅⋅=⋅=111J s W h kW h kW 6106.336001000111⨯=⨯=⨯=⋅二.电功率◆电功率():电场力在单位时间内做的电功. •公式:R U R I UI t W P 22==== ()•规定:在(秒)内,电场力做(焦耳)的功叫(瓦) •单位:W MW 6101=; W kW 3101=◆分析全电路功率,图图 全电路r R EI +=(全电路欧姆定律)rI E IR -=,两边同乘以,得 r I EI R I 22-= ()P P P E ∆-= ()()2222r R R E R r R E R I P +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==是电源输出功率;EI P E =是电源产生的功率;r I P 2=∆电源内阻消耗的功率,发热.【例】图,已知,内阻Ω.试求ΩΩΩ时电源输出的功率各为多少?解 ()Ω时,电源输出功率()()W r R R E P 6421124222=+⨯=+= ()Ω时,电源输出功率()()W r R R E P 7222124222=+⨯=+=()Ω时,电源输出功率()()W r R R E P 12.6923124222=+⨯=+=◆实验证明:当外电阻等于内电阻时(),电源输出功率最大,即()r E r R R E P m 4222=+= ◆当负载获得最大功率时,电路的效率()%5022=+=+==r R Rr R I R I 电源总功率负载功率η•对电力系统这样传输功率不合适;电子线路因输出功率小,工作在这种状态.【例】有一台直流发电机,其端电压,内阻Ω,输出的电流.求()发电机,负载电阻;()写出功率平衡式,求各项功率. 解 ()负载电阻,电动势 Ω===465230I U R ()()V r R I E 2336.0465=+⨯=+=()功率平衡式:r I UI EI 2+= •电源产生的功率:W EI P E 11655233=⨯== •电源输出功率:W UI P 11505230=⨯==•电源内部电阻消耗的功率:W r I P 156.0522=⨯==∆三.焦耳楞次定律◆焦耳楞次定律:电流通过某段导体(设备),产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比.Rt I Q 2= () 产生的热量()电流(); 电阻(Ω)通电时间().◆电流热效应:电流使导体发热现象. ◆设备额定值:•N U 额定电压:所有的电气设备都是按一定的电压标准制造,在这个电压下,电气设备运行性能最好. •N I 额定电流:在额定电压下,电气设备可以长时通过最大允许电流值.【例】一台直流电动机,运行时消耗的功率为,每天运行,问消耗电能是多少? 解 ×消耗电能×(度)【例】某电表标有“”字样,这只电度表最多能带的电灯多少盏?这些灯每天使用,一个月(按天计)走多少度电? 解 电表允许的最大功率为: ×(注意单位) 最多可带灯:盏11606601===P P n 盏灯一个月消耗的电量: ××盏××(度)【例】功率为的电阻炉,半时间内产生的热量?解 J S W Pt Rt I Q 62108.1m in 30601000⨯=⨯⨯===【例】一台额定电压为、功率为的电阻炉,如果加电压允许在±内波动,电炉输入功率波动多大(电炉的电阻不变)?解 ◆电炉的电阻:()Ω≈==1.16300022022WV P U R ◆当电压超过额定电压时,电炉功率:()W V V R U P 41991.16402202211=Ω+==•功率超过额定值的百分数:%40%10033199.4=⨯-=-kWkW kW P P P 上,电炉过热,设备损坏. ◆当电压降低,电炉的功率:()W V V R U P 20121.16402202222=Ω-== •功率低于额定值的百分数:%33%1003012.23≈⨯-=-kWkWkW P P P 下,电炉功率过小,温度达不到要求.§ 电容器 一.电容器与电容 ◆电容器•构成原理.由两块金属极板间隔以不同的介质(如云母、绝缘纸、电解质、空气、陶瓷等)所组成. •加上电源后,极板上分别聚集起等量异号电荷,在介质中建立起电场,并储存有电场能.电源移去后，电荷可以继续聚集在极板上，电场继续存在. •电容器是一种能构储存电场能量的实际器件. ◆电容•实验证明,电容器两个极板、分别带上和的电量,在两个极板之间产生电压AB U ,电荷量越多,电压越大. •线性电容元件符号,图-Q+-U ABU(a)(b)图 线性电容器符号及库伏特性•极板上所带电荷量与它们之间的电压成正比,即 AB CU Q =比例系数叫该电容器的电容量,简称电容.即 AB U QC =()极板上带的电量()AB U 两极板间的电压()电容().•电容.电容器在一定电压下储存电荷能力的大小. ◆电容的单位F F μ6101=;pF F 6101=μ 二.电容器的种类 ◆分类•按容量是否可变分:固定电容、可变电容、半可变电容;•按电介质分:空气、纸质、云母、陶瓷、涤纶、玻璃釉、电解电容器等.◆变频器动力回路用电解电容器:•结构:用铝箔做极板,中间充有糊状或液体状态的电解质,在它的两端通上直流电压后,在铝箔表面生成一层极薄的氧化铝薄膜作为介质.由于薄膜和铝箔间具有单向导电的作用,故电解电容有正负极.使用时,正极接高电位,负极接低电位. •特点:容量大,一般为几微法到几千微法.三.电容器的串联和并联 .电容器的串联,图(a)1-C 1+C2U C (b)图 串联电容器等效电路◆电容器串联的特点•每一个电容器上所带的电量都相等; Q Q Q ==21(设为个电容器) () •总电压等于各电容器两端电压之和; U U U ==21(设为个电容器) () •串联电容器等效电容,式()除QU Q U Q U 21+=; CU Q =,得:21111C C C +=; 2121C C C C C += () •串联电容器,每个电容器所承受的电压U C C C Q U 111==, (CU Q =)U C C C Q U 222==•在电容器串联中,电容量越小的电容器,两端承受的电压越高.实际应用中,应注意耐压,以免击穿. .电容器的并联,图(a)(b)图 并联电容的等效电路◆电容器并联的特点 •各电容器两端电压相同;U U U ==21(两个电容器并联) ()•等效电容器所带电量,等于各电容器极板所带电量之和;21Q Q Q +=(两个电容器并联) ()•并联电容器的等效电容量等于各电容器电容之和21Q Q Q +=;21UC UC UC +=21C C C += ()•实际应用中,如果单个电容器的容量不足时,可以用几个电容器并联使用.【例】一个电容量为μ的电容器,极板上带有C 4109-⨯的电量,求两极板间的电压.解 V C Q U 30010310964=⨯⨯==--(注意单位) 【例】在图中,1C 、2C 两个电容器,分别标明“”和“”,把它们串联后等效电容多大?如果两端加电压,是否肢击穿?UC 2+C 1-1 图 例附图 解 串联等效电容量为: pF pFpF pFpF C C C C C 1203002003002002121=+⨯=+=串联时,各电容器承受电压:V V pF pF U C C U 600100020012011=⨯==V V pFpFU C C U 400100030012022=⨯==电容器1C 上的电压为,超过了额定电压,选被击穿→1C 击穿后, 电压加到2C 上, 2C 击穿.第章 磁与电磁§ 磁场基本知识 一.磁场与磁力线•天然磁铁:43O Fe 磁铁矿;•磁性:能吸引铁、钴、镍及它们的合金的性质; •磁极:条形磁铁两端磁性最强,称为磁极; •任何磁铁存在两个极:南极,北极; •磁极特性:异性相吸,同性相斥;•地球为一大磁体极在地理南极附近极在地理北极的附近;•磁力:磁铁之间的相与作用力; •磁场:磁力线分布的区域;图图 磁铁的磁力线•磁力线:无头无尾的闭合曲线;•磁力线方向:磁铁外部由极到极,磁铁内部由到; •磁场中,某点小磁针极的指向,即为该点磁力线的切线方向.•磁力线密度的大小反映了该点磁场的强弱.二.电流的磁场.通电直导线的磁场◆年奥斯特发现:放在载流导线周围的磁针会受到磁力的作用而发生偏转.图A B图电流使磁针偏转•当导线通入电流时,磁针发生偏转,如果改变电流方向时,磁针偏转的方向也改变;◆用磁力线表示磁场,导电直导线周围产生磁力线,磁力线是以导线为中心的一组同心圆.图图通电直导线周围的磁力线•磁力线方向判定:右手螺旋定则;•右手螺旋定则:右手握住导线,以大拇指指向电流的方向,其余四指弯曲的方向就是磁力线的方向;•方向:正电荷运动的方向.【例】判断图导线中电流方向和磁力线方向.B(a)I(b)(C)I B(d)图例附图表示磁场(磁力线)方向为电流方向.解用右手螺旋定则判断()已知磁力线方向,电流方向从右向左;()已知电流方向,磁力线方向顺时针方向;()已知电流方向,磁力线方向逆时针方向;()已知磁力线方向,电流方向指向读者..通电线圈的磁场•把直导线绕成线圈,通电后线圈产生磁场;•通电线圈磁场方向判断:右手螺旋定则;•右手螺旋定则:右手握住线圈个弯曲手指的方向和电流方向一致,大拇指所指的方向就是线圈内部磁力线方向,即极的指向.【例】判定图电流方向或线圈的磁极极性.BA(a)(b)(c)NSNS1234-图 例附图解 ()左右;()左右;()接接接三.磁场的基本物理量.磁感应强度(又叫磁通密度)()•设有长为L ∆的导线,通以电流I ,放置于和磁力线(磁场)相垂直的位置上,产生电磁力F ; •磁感应强度大小:L I FB ∆⋅= ()磁感应强度(特斯拉)电磁力(牛顿)电流();△导线长度(). •磁感应强度定义: mA NT 1111⋅=Gs T 4101=(高斯) •磁感应强度方向:该处磁场的磁力线方向; •均匀磁场(匀强磁场):磁场中,各点的磁感应强度大小相等,方向相同;•在电机、电器上应用的磁感应强度: 电机变压器电磁铁 继电器 永久磁铁地磁场为T 4105.0-⨯•磁感应强度的大小可通过高斯计直接测量..磁通(磁通量)(Ф)•磁通Ф:磁感应强度和与它垂直的某一截面积的乘积(匀强磁场,磁感应强度为常数). BS =Φ ()Ф磁通()磁感应强度()截面积(2m ).•磁通的单位:()韦伯麦克斯韦Wb Mx 810)(1-= SB Φ=•磁感应强度,就是垂直于磁场单位面积上的磁通量,故又称磁通密度. .磁场强度()•磁场强度,用来确定磁场和电流之间的关系,是一引进物理量;如图图 环形线圈lFl IN H ==() 磁场强度()线圈中流过的电流()线圈匝数线圈的平均长度()称为磁势..磁导率(μ)•磁导率μ用来表示磁场媒质磁性的大小,即物质的导磁能力.•真空的磁导率0μ:)/(10470m H -⨯=πμ常数; •介质的相对磁导率r μ: 0μμμ=r ()◆按磁导率,物质分三类:•第一类逆磁物质:相对磁导率略小于.如铜、银、铋等;•第二类顺磁物质:相对磁导率略大于.如空气、锡、铝等;•第三类铁磁物质:相对磁导率远大于,到几千几万.如铁、钴、镍及它们的合金.◆铁磁物质磁导率很高,磁感应强度比真空大几千几万倍,制造电机电器.◆磁感强度和磁场强度的关系: H B μ= () •环形线圈铁芯内的磁感应强度:l INB μ= ()•磁场强度只与线圈中电流的大小和线圈结构有关,而与铁芯的材料无关;磁感应强度与磁导率有关,即与磁性材料有关.§ 铁磁物质的磁化和分类 一.铁磁物质的磁化曲线 .磁畴•分子电流:一切物质都是由分子、原子组成.原子由原子核和核外电子组成,电子带负电量,绕着原子核在核外不同轨道上高速旋转,这种电子运动形成电流.•磁畴:分子电流产生磁场,组成物质中的每一个分子就相当于一块小磁铁,相邻分子间有一特殊的作用力,使每一个小区域内部的分子小磁体排列整齐,显示出磁性,这些小区域叫做磁畴..铁磁物质的磁化。
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2020-5-23
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11
R
例a
已知：US=2V, R=1Ω
IR US
UR
b
U
问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?
解： (1) 假定电路中物理量的正方向如图所示； (2) 列电路方程：
U U R US UR U US
IR
UR R
U
US R
2020-5-23
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12
R a
IR US UR
R
I
+ US _
a
U ab IR US
Uab
b
I U ab US R
当 Uab>US 时， I >0 表明方向与图中假设方向一致。 当 Uab<US 时， I <0 表明方向与图中假设方向相反。
2020-5-23
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2、电导G
单位 西门子（s）
i
G=1/R
u
欧姆定律可表示为i =uG
线
i
性 电
uR 阻
非
线
性
电
阻
i u
i u
伏 - 安 特性
R ui const
R ui const
2020-5-23
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欧姆定律
I
I
I
U
R
U
R
U
R
U IR U IR U IR
注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标 明正方向。
2020-5-23
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21
广义欧姆定律
(支路中含有电压时的欧姆定律)
I
R
与
U 的方向相反 R
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家电维修培训资料
师宗县疾人家电维修培训班
二零一六年四月
第一部分《电工基本知识》直流电路
电路——电流流通的路径。
直流电路——直流电源供电的电路。
§1－1 电路及基本物理量
一、电路的组成及作用
1．电路的组成
电源——为电路提供电能的设备。
负载——又称用电器，其作用是将电能转变为其他形式的能。
导线——起连接电路和输送电能的作用。
控制装置——主要作用是控制电路的通断。
2．电路的作用
一是进行电能的传输和转换；二是进行信息的传输和处理。
3．电路的三种状态
通路——电路构成闭合回路，有电流流过。
开路——电路断开，无电流通过，也称断路。
短路——电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。
二、电流
1．电流的形成
电荷的定向移动形成电流。
2．电流的大小
单位时间内通过导体横截面的电荷量，即：3．电流的方向习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向，自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。
直流——大小和方向都不随时间变化。
交流——大小和方向都随时间作相应变化。
电流的基本单位：安培，简称安（A ）。
电流的常用单位：毫安（mA ），微安（μA ）; 1Ａ＝103 mA ＝106μA
三、电压、电位和电动势
1．电压
电压——电场力将单位正电荷从a 点移到b 点所做的功，称为a 、b 两点间的电压，用U ab 表示。
单位为伏特（V ）。
电压的基本单位：伏特（V ）。
电压的常用单位：千伏（KV ），毫伏（mV ），微伏（μV ）。
1V ＝103 mV ＝106μV ＝10-3
KV
2．电位
电位——电路中某一点与参考点之间的电压。
单位为伏特（
V ）。
电压——电路中任意两点之间的电位差，又称
电位差。
3．电动势
电动势——表示电源将正电荷从电源负极经电源内部移向正极的能力，符号为E ，单位为伏特（V ）。
4．电压的测量t
Q
I
（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。
（2）电压表必须并联在被测电路的两端。
（3）直流电压表表壳接线柱上标明的“＋”“－”记号，应和被测两点的电位相一致，即“＋”端接高电位，“－”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。
（4）合理选择电压表的量程，方法和电流表相同。
3.电功率
（1）电能及其转换
电源发出的电能大小：实际工程计算中，电能的单位常常用千瓦·小时（KW ·h ）来表示，
1千瓦·小时俗称1度电。
（2）电功率P
单位时间内，电路中产生或消耗的电能叫做电功率，简称功率。
电功率的基本单位：瓦特（W ）。
常用的单位：千瓦（KW ），毫瓦（mW ），微瓦（μW ）。
1W ＝103 mW ＝106μW ＝10-3KW
在实际运算中，若P>0，则该元件为负载，P 为实际消耗的功率；若P<0
，则该元件为电源，P 是电源发出的功率。
§1－2电阻
一、电阻与电阻率
电阻——导体在通过电流时对电流起的阻碍作用。
电阻常用R 表示，单位为欧姆（Ω）。
1 M Ω=103k Ω 1 k Ω=103ΩS l
R t I U Q U W S S S W
W L
电阻计算公式：
电阻率——计算公式中的比例常数ρ，单位为欧姆米，简称欧米（Ω·ｍ）。
电阻率的大小反映了物体的导电能力。
电阻器的主要指标
标称阻值——电阻器的标准电阻值。
允许偏差——电阻真实值与标称值之间允许的误差值。
额定功率——也称标称功率，指在一定条件下，电阻器长期连续工作所允许消耗的最大功率。
§1－3 欧姆定律
部分电路欧姆定律
部分电路——只含有负载而不包含电源的一段电路。
部分电路欧姆定律——导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
二、全电路欧姆定律全电路——含有电源的闭合电路，包括用电器和导线等。
内电路——电源内部的电路。
内电阻——电源内部的电阻，简称内阻。
外电路——电源外部的电路。
外电阻——外电路中的电阻。
全电路欧姆定律——闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。
§1－4 电功与电功率
一、电功
R
U I
电功——电流所做的功，简称电功（即电能），用字母W 表示。
1 kW ·h = 3.6
×106J 二、电功率
电功率——电流在单位时间内所做的功，用字母
P 表示，单位为瓦特（W ）。
纯电阻电路中
一、负载的额定值额定电流、额定电压和额定功率——电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率。
额定工作状态——电气设备在额定功率下的工作状态，也叫
满载。
轻载——低于额定功率的工作状态。
过载——高于额定功率的工作状态，也叫
超载。
二、负载获得最大功率的条件
负载电阻与电源的内阻相等，即R=r 。
负载与电源匹配——负载电阻与电源内阻相等。
§1－5 电阻的串联和并联
一、电阻的串联
串联电路——把多个元件逐个顺次连接起来所组成的电路。
串联电路的特点：
（1）电路中流过每个电阻的电流都相等。
（2）电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和，即
U =U 1＋U 2＋……
＋U n （3）电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即
R =R 1＋R 2＋……＋R n UIt W。