电气基础知识课件

各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能力， 这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物体的 导电性能。
导电性能好的物体叫做导体。例如：银、铜、 铝是良导体；
导电性能差的物体叫做绝缘体。例如：陶瓷、 云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、干燥的棉 纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体 （也叫电介质）。
导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导 体。例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。
➢ 串联电路
把若干个电阻或电池一个接一个成串地联接起来, 使电流只有一个通路,也就是把电气设备首尾相联 叫串联。
➢ 特点
（1）每个支路电阻流过的电流相同。 （2）电路总电压等于各个支路个电阻上的电压降 之和。
（3）电路总电阻等于各个支路电阻阻值之和。
实物图：
简单的串联电路
电路图：
连接要点：在串联电路中，电流从电
连接特点 器相连的开关）各自接
在电路两点之间.
并
某一条支路断开时，其
联 工作特点 他支路上的用电器照常
电 路
工作. 干路上的开关可以控制
开关的 所有用电器，而支路上
控制特点 的开关只能控制所在支
路上的用电器.
并联电路在我们生活中有 哪些应用？
并联电路的应用：家庭电路
交流电的基础知识
➢ 欧姆定律：
Um
u1
u2
u3
0
2
–Um
三相交流电压出
现正幅值（或相应零 值）的顺序称为 相 序。在此相序为1-2-
t 3-1称为顺相序。
在电力系统中一
般用黄、绿、红系统，三相交流电源的三个线圈采用星形（Y形）
接法，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三 个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母O表 示。供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中性 线或零线；从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、 B线、C线，统称为相线或火线。在星形接线中，如果中 点与大地相连，中线也称为地线。我们常见的三相四线制 供电设备中引出的四根线，就是三根火线一根地线。
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就 是使用电力电子器件（如晶闸管）对电能进行变换和控制的技 术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至 GW，也可以小到数W甚至1W以下，主要用于电力变换。
电路的基本概念 和简单电路
➢电
电是一种自然现象，是一种能量。电是像电子和质子这样的亚 原子粒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。 电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现 象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有 一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。 ➢电与人类生活
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三相交流电源
三相交流电源是由三相交流发电机产生的频率相同、幅 值相等、相位互差120°的三相对称正弦电压。工业上用的三 相交流电，有的直接来自三相交流发电机，但大多数还是来 自三相变压器，对于负载来说，它们都是三相交流电源。
（是一个宏观的抽象的概念）
➢ 电器的定义 电器（electrical appliance）泛指所有用电的器
具，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接通、 分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设 备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装 置、设备和元件；从普通民众的角度来讲，主要是指 家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如电视 机、冰箱、洗衣机等等。 从功能和用途等方面来讲，如接触器、负荷开关、避 雷器等等。
➢ 特点
（1）电路中各个支路上所承受的电压相同。
（2）电路中的总电流等与各支路中电流之和。
（3）电路中的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数 之和
简单的并联电路
实物图：
如左图：
把两只灯泡并
S 列地接在电路
中，并各自安
L1
S1
装一个开关.
S2
像这样把元件
L2
并列地连接起
来的电路，称
电路图：
并联电路.
各用电器（包括跟用电
原子失去电子显示正电，得到电子显示负电的现象，造 成不平衡的电子分布，使物体显示带电。（摩擦起电)
电流和电流强度
➢ 电流 电荷的定向移动形成电流（电荷是自由电荷）。对金属
来讲是自由电子定向移动形成电流；对酸、碱、盐的水溶 液来讲，正负离子定向移动形成电流。 电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。 在电源外部，电流的方向从电源的正极到负极。 ➢ 电流强度
（是实体、具体的形象）
➢ 电子技术
电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某 种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术 和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog （模拟） 电子技术和 Digital （数字） 电子技术。电子技术是对电子信 号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、 滤波、转换。
➢电路的三种状态
➢通路：接通的电路（用电设备正常工作）。 ➢开路：断开的电路（用电设备不能正常工作，但用电设备可能带电 压）。 ➢短路：短路就是不同电位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电 源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。 (通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电 流过大而烧毁并发生火灾。) ➢接地:我们一般认为大地的电容量为无穷大，阻值为0。接地是为防 止触电或保护设备的安全，把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上 地线;利用大地作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装 置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接 地。接地的功用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最 大功用为保护使用者不被电击。（一般电气设备接地阻值最大不超过 4欧姆）
equipment）是电能的生产、传输、分配、使用 和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以 电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持 与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的 转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用 技术、设施设备等 。
（是一个宏观的抽象的概念）
➢ 电气工程
电气工程（Electrical Engineering简称EE）是现代科技领 域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键 学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基 础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式。
➢ 电压
也叫电动势、电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于 电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称作 电压，用符号“U”表示 ，在物理学术研究常用电位差 。 它的国际标准单位是伏特（V）。常用的单位有千伏 （KV），毫伏（mV）和微伏（μV）。
1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV
电流强度在数值上等于1秒钟内通过导线截面的电量的大 小,通常用“安培”作为电流强度的单位。安培简称 “安”,用字母”A”表示。
电流的实用单位除了安培（A）以外还有千安（KA）、 毫安（mA）和微安（μA）
1千安=1000安 1安=1000毫安 1毫安=1000微安
➢ 具有持续电流的条件： （1）电路中有电源 （2）电路为通路 ➢ 电流的三种效应： （1）电流的热效应。如电炉，电饭锅等。 （2）电流的磁效应，如电铃，接触器线圈等。 （3）电流的化学效应，如电解、电镀等。
➢ 频率：交流电在1s内电流方向改变的次数。用字母f表示， 单位是HZ。我国规定的工频为50HZ。
➢ 交流电
是指大小和方向都 随着时间做周期性变 化的电动势（电压或 电流）也就是说交流 电是交变电动势、交 变电压和交变电流的 总称。交流电可以分 为正弦交流电和非正 弦交流电两大类。 （右上为正弦交流电 波形，右下为非正弦 交流电波形）
➢ 控制电器和保护电器
在电路中起控制和保护作用。如开关、熔断器、 接触器、热继电器等等。
➢ 导线
由导体材料制成，其作用就是把电源、负载和 控制电器等连接成一个电路，并将电源的能量传 输给负载。
➢ 电阻
物质对电流的阻碍作用。国际标准单位是欧姆 （Ω）。常用的单位千欧（KΩ），兆欧（MΩ）。 根据电阻的大小把物体分为导体、半导体、绝缘 体。
是反映电阻元件两端的电压和通过该元件的电流 与电阻三者之间的关系的定律，是电工学中最基 本的定律之一。表达式为I=U/R表示通过该导体 的电流为导体两端的电压除以导体的电阻。
➢ 电能：
表达式为W=P×t表示功率乘以时间。电能的单 位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是 kW·h。
➢ 有功功率：正弦交流电路的瞬时功率在一个周期的平均值。 用符号P表示，单位为W或者KW。P=UI
➢ Y形联接
把发电机三相绕组的末端 L 1 L 2 L 3 联接成一点。 联接方式称L 1为L 电2 L源3 作的为星与形外联电接路。相联接的端点。 这种
中性点 或零点
L 1 火线 线电压
U 1
U 12
N 中性线(零线)
N
相电压
U 2
U 31
L2
U 3
U 23
L3
三相四线制
火线 火线
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。
源的正极出发，依次经过开关、灯泡，最 后接到电源的负极.
连接特点 依次逐个相连，无分支.
串
联 电 路
工作特点
各用电器工作有关联：
任意一点断开，用电器 均停止工作.
开关的 控制特点
一只开关可控制各用 电器工作，且与开关 的位置无关.
➢ 并联电路
把若干个电阻或电池相互并排地联接起来,也可 以说将电气设备的头和头、尾和尾各自相互连在 一起,使电流同时有几个通路叫并联。
星形联接的三相四线制,可以同时提供两种电压值,即线电 压和相电压。既可提供三相动力负载使用,又可提供单相 照明使用。例如常用的低压电压380/220伏,就可提供需 要电源电压380伏的三相交流电动机使用,又可同时提供单 相220伏的电源。 ➢ 相电压：三相电路中，相线与中性线之间的电压。 ➢ 线电压：三相电路中，相线与相线之间的电压。
电气基础知识课件
热烈欢迎各位领导、 各位同事 的光临
主要内容
➢电气及电气工程的含义 ➢电路的基本概念和基本电路 ➢交流电基础知识 ➢电力系统简介及高压电气设备简介 ➢低压控制电器及基本的交流控制电路 ➢变频器、软启动、PLC简介
电气及电气工程
➢ 电气的定义 电气（electrical，electrical power and
➢ 无功功率：只与电源进行能量交换而没有消耗能量叫无功 功率。用符号Q表示，单位为W或者KW。
➢ 视在功率： S²=P²+Q²视在功率不用瓦特（W）为单位， 而用伏安（VA）或千伏安（KVA）
➢ 功率因数：有功功率与视在功率的比值。用符号COSФ 表 示。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数.它是交 流电路中有功功率与视在功率的比值。
➢电路
电路是电流的通路,它是为了某种需要由某些 电工设备或元件按一定方式组合起来,它也是电流 流经的基本途径。
最简单的电路是由电源E(发电机、电池等)、负 载R(用电设备如电灯、电动机等)、连接导线(金 属导线)和电气辅助设备(开关K、仪表等)组成的 闭合回路。
电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。
电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人 类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活 的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。 电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源源 不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气， 如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。
传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关 学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发 展，电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学教 授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工 程行为。本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重 新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工 程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动 态的科研环境。
通常说的电的形式分为：直流电、交流电和静电。 ➢直流电
是指任何时间电流都是从导体的一端流向另一端，电流 的方向是唯一的（电流方向是正极流向负极，用符号“—” 表示，缩写为DC） 。我们常用的直流电有电池、电瓶等。 ➢交流电
是指电流随时间的改变流动的方向也改变。我们常用的 交流电有民用的220V电源，生产上的380V生产用电等（用 符号“~”表示，缩写为AC） 。 ➢静电
➢ 负载
即用电设备，其作用是把电能转换为其它形式的能量。 如电动机是把电能转换为机械能；电炉是把电能转换为热 能；灯泡是把电能转换为光能等等。
➢ 电源
把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。 例如发电机能把机械能转换成电能，干电池能把 化学能转换成电能。发电机、干电池等叫做电源。 通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装 置叫做整流电源。