2012第一期非煤电工培训2012.1上课讲义

电工作业安全技术第一章电工与电子基础§1－1 电的基本概念一、电量1.物体的带电是由于失去或得到电荷所造成的。

2.物体所带电荷的多少叫做电量，用 Q或q表示。

电量的单位是库仑（C）。

二、电流与电流强度1.电流—电荷有规则的定向运动叫电流。

2.电流产生的条件是导体的两端必须有电压。

3.电流强度⑴电流的大小叫电流强度，用I表示。

⑵电流强度定义为单位时间内通过导体横截面的电量，即I = Q / t⑶电流强度的单位是安培，简称安，用A表示。

1安＝103毫安。

⑷电流强度常简称为电流。

4.电流的方向—习惯上规定以正电荷运动的方向为电流的正方向。

电流方向与电子流方向相反。

5.电流的种类—电流分为两类：直流电和交流电。

⑴直流电—凡是方向不随时间变化的电流称为直流电。

⑵交流电—大小和方向都随时间变化的电流称为交流电。

三、电压1.电场力将单位正电荷从某一点移到另一点所作的功叫做这两点间的电压。

电压用U表示。

2.电压的单位是伏特，简称伏，用V表示。

1伏特＝103毫伏。

3.电压的方向是从正指向负。

对负载而言，电压的方向与电流方向一致。

4.电压又称电位差。

电阻两端的电压常叫做电压降。

四、电位1.电场力将单位正电荷从某一点移到参考点所作的功叫做这一点的电位。

2.零电位点—参考点的电位为零，叫零电位点。

通常选大地为参考点。

3.电位随参考点的改变而改变。

4.等电位点—电路中电位相同的两点叫做等电位点。

等电位点间的电流为零。

五、电动势1.在电源内部，外力将电位正电荷从电源的负极移到电源的正极所作的功，称为该电源的电动势。

电动势用E 表示，单位是伏特(V)。

2.电源的作用是将其他形式的能转换为电能。

3.电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。

4.电动势只存在于电源内部。

六、电阻1.导体对电流的阻碍作用称为电阻，用R表示。

2.电阻的单位是欧姆，用Ω表示。

3.导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，还与材质有关。

即R = ρL /SR—电阻（Ω）ρ—电阻率（欧·米，Ω·m）L —长度（m）S —横截面积（㎡）§1－2 直流电路一、电路1.电路就是电流流经的路径。

2.电路由电源、负载、导线、控制电器和保护电器等四部分组成。

3.最简单电路由电源、负载、导线和开关组成。

4.电源的作用是将其它形式的能转换为电能，负载的作用是将电能转换为其它形式的能。

5.电路的三种状态—①通路；②开路（也称断路）；③短路。

一般情况下不允许短路。

6.电路的分类—电路分为直流电路和交流电路。

直流电路又分为简单电路和复杂电路。

⑴简单电路—能用电阻串并联规律化简的电路叫简单电路。

计算简单电路的依据是欧姆定律和电阻串并联规律。

⑵复杂电路—不能用电阻串并联规律化简的电路叫复杂电路。

计算复杂电路的依据是欧姆定律和基尔霍夫定律。

二、欧姆定律1.欧姆定律反映的是电阻元件两端的电压与通过电阻元件的电流以及电阻这三个量之间的关系。

2.欧姆定律的内容：通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。

即I = U / RI —电流(A)U —电压(V)R —电阻(Ω)三、电功率与电能㈠电功率1.电功率是电场力在单位时间内所做的功，用P表示。

2.电功率等于电压与电流的乘积，即P = UI = I2R = U2 /R3.电功率的单位是瓦特（W）。

1瓦特＝103毫瓦。

㈡电能1.电能是电场力在一段时间内所做的功，用W表示。

W = Pt = UIt2.电能的单位是千瓦·时（KW·h）。

千瓦·时就是平常所说的“度”。

四、电阻的串联与并联㈠电阻串联电路的特点1.电流处处相等，即 I1 = I2 = I3 =…2.总电压等于各电阻两端电压之和,即U = U1＋U2＋U3＋…3.总电阻等于各电阻之和,即R = R1＋R2＋R3＋…4.电压的分配与电阻成正比。

㈡电阻并联电路的特点1.各并联电阻两端的电压相等，即U1 = U2 = U3 =…2.总电流等于各并联支路电流之和，即I = I1＋I2＋I3＋…3.总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和，即1/R =1/R1＋1/R2＋1/R3＋…4.电流的分配与电阻成反比。

㈢电阻的混联电路—既有串联、又有并联的电路叫做混联电路。

㈣电阻串联在实际工作中的常见应用:①分压作用；②限流作用；③开关。

㈤电阻并联在实际工作中的常见应用：①分流作用；②恒压供电。

五、基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。

㈠术语1.支路：由一个或几个元件依次相接构成的无分支电路。

2.节点：三条或三条以上支路的汇交点。

3.回路：电路中任一闭合路径。

4.代数和：相加的加数中有正数，也有负数。

㈡基尔霍夫第一定律1.基尔霍夫第一定律也叫节点电流定律，它说明了连接在同一节点上各支路电流之间的关系。

2.基尔霍夫第一定律的内容是：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。

即流入（或流出）电路任一节点的各电流的代数和等于零。

㈢基尔霍夫第二定律1.基尔霍夫第二定律也叫回路电压定律，它说明了任一回路中各部分电压之间的关系。

2.基尔霍夫第二定律的内容是：对任一回路，沿任一方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻上电压降的代数和。

§1－3 电磁感应一、电磁感应的概念1.电磁感应—变化磁场在导体或线圈中引起电动势的现象称为电磁感应。

2.感生电动势—由电磁感应引起的电动势叫做感生电动势。

3.感生电流—由感生电动势引起的电流叫做感生电流。

二、两种常见的电磁感应现象1.直导体作切割磁力线的运动产生感生电动势⑴感生电动势的大小与切割速度成正比。

⑵感生电动势的方向可用右手定则来判断。

2.闭合线圈中的磁通发生变化产生感生电动势⑴线圈中产生感生电动势的条件是线圈中的磁通发生变化。

⑵线圈中的感生电动势的大小与线圈中磁通的变化速度（即变化率）成正比。

即e = - NΔΦ/Δt⑶线圈中感生电动势的方向可用楞次定律来判断。

三、楞次定律1.楞次定律的内容：感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。

2.对楞次定律的理解：感生电流产生的磁场的方向同原磁场的方向，并不是在任何情况下都相同，也不是在任何情况下都相反。

这取决于原磁通的变化趋势：当原磁通增加时，感生电流的磁场与原磁场方向相反。

当原磁通减少时，感生电流的磁场与原磁场方向相同。

四、电磁感应的其他形式1.自感—由于流过线圈本身的电流发生变化，而引起的电磁感应叫自感现象，简称自感。

自感电动势的方向和外电流的变化趋势相反。

2.互感—由一个线圈中的电流发生变化在另一个线圈中产生的电磁感应叫互感现象，简称互感。

3.涡流—在有铁心的线圈中通入交流电时，铁心中产生感生电动势，并形成自成回路的电流，称为涡流。

涡流是电磁感应的特殊形式。

减小涡流的措施是采用涂有绝缘漆的硅钢片叠成铁心。

五、电感1.线圈中通过单位电流所产生的自感磁通数称为自感系数，也称电感量，简称电感。

电感用L表示。

即L = φ/i2.电感的单位是亨利，用H表示。

3.线圈电感L的大小与线圈的匝数、几何形状以及线圈中媒介质的磁导率有关。

§1－4单相交流电路一、交流电和正弦交流电1.交流电—是指大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压或电动势。

2.正弦交流电—是指按正弦规律变化的交流电。

3.正弦电动势通常是由交流发电机产生的。

4. 正弦交流电动势、电压和电流的最大值分别用E m、U m、I M表示。

二、正弦交流电的瞬时值1.正弦交流电在任何一个时刻的数值称为瞬时值，用e 、u、i表示。

2.e = E m Sin (ωt+φ) 称为正弦交流电的瞬时值表达式。

三、正弦交流电的三要素—最大值、角频率和初相角称为正弦交流电的三要素。

1.最大值—表示交流电在变化过程中所能达到的最大数值，也称为峰值、振幅。

正弦交流电的最大值用E m、U m、I m表示。

2. 角频率—是指交流电在1秒钟内变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（r ad /s）。

3. 初相角—t = 0时的相位角称为初相角，用φ表示。

4.在正弦交流电的瞬时值表达式e = E m Sin (ωt+φ)中，ωt+φ称为正弦交流电的相位角，简称相位。

四、表示正弦交流电变化快慢的三个物理量1.频率—正弦交流电1秒钟内重复的次数称为频率，用f表示，单位是赫兹（Hz）。

2.周期—正弦交流电每重复一次所需的时间称为周期，用T表示，单位是秒（s）。

3. 角频率—正弦交流电在1秒钟内变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。

4.频率、周期和角频率的关系f = 1 / T , T= 1 / fω= 2πf = 2π/ T五、相位差—是指两个同频率正弦交流电的初相角之差。

六、正弦交流电的有效值1.电流通过电阻时使电阻发热的现象叫电流的热效应。

电流的热效应就是电能转换为热能的效应。

2.交流电和直流电都有电流的热效应。

3.根据交流电作功的多少作为衡量交流电的大小的标准定义出来的量值就是交流电的有效值。

4.让交流电和直流电分别通过阻值完全相同的电阻，如果在相同的时间内这两种电流产生的热量相等，我们就把此直流电的数值定义为该交流电的有效值。

5.正弦交流电的有效值与最大值的关系：I m =√2 IU m=√2 UE m =√2 E6.交流电的大小如无特殊说明都是指有效值。

一般交流电压表所测出的电压数值都是有效值，一般灯泡、电器、仪表上所标注的交流电压、电流数值也都是有效值。

7.交流电的有效值不随时间而改变。

七、正弦交流电的三种表示法1.解析法⑴用三角函数式表示正弦交流电随时间变化关系的方法叫解析法。

⑵利用解析法进行正弦交流电的加减计算很不方便。

2.曲线法⑴利用正弦曲线表示正弦交流电的方法叫曲线法。

⑵用曲线法表示正弦交流电时，横坐标表示时间t,纵坐标表示随时间变化的正弦交流电的瞬时值。

⑶用曲线法可以直观、清楚地看出交流电变化的全过程。

3.旋转矢量法⑴用一个在直角坐标中绕原点作逆时针方向不断旋转的矢量，来表示正弦交流电的方法叫旋转矢量法。

⑵旋转矢量的长度既可以表示正弦交流电的最大值，也可以表示正弦交流电的有效值。

⑶最大值矢量任意瞬间在纵轴上的投影，就是该瞬间正弦交流电的瞬时值。

⑷为了使正弦交流电的加减计算更加简便，常采用旋转矢量法。

⑸旋转矢量法只适用于同频率正弦交流电的加减计算。

八、电容器和电容量㈠电容器1.由两个用绝缘材料隔开而又互相靠近的导体所构成的装置，称为电容器。

组成电容器的两个导体叫极板，极板中间的绝缘材料叫介质。

2.电容器具有储存电荷的作用。

电容器和电感线圈一样，都属于储能元件，而与消耗电能的电阻元件有着根本的区别。

3.电容器具有隔断直流电、通过交流电的作用。

4.电容器的耐压是指电容器允许使用的最高直流电压。