第一章电工基础
(完整版)电工理论基本知识
P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。
主要内容包括：直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。
第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。
根据电路中电流的性质不同，电路可分为直流电路和交流电路。
电路中，电流的大小及方向都不随时间变化的电路，称为直流电路；电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。
电路的种类很多，不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。
1. 电源电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。
2。
负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷，如电灯泡、电炉等。
负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。
3。
中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。
导线也叫电线，是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。
电路由外电路和内电路两部分组成。
外电路：图1－1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。
内电路：电源本身电流的通路为内电路。
在图1－1中，指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。
电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后，电流才能产生。
如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，此时称电路为断路或开路状态。
二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。
当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。
在这种情况下，导体的任何截面（在任一瞬间），将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。
电工基础知识
第一章电工基础知识第一节电路的基本概念1、电路电路就是电流通过的路径。
电路是由电源、负载、连接导线和开关组成。
图1-1为简单手电筒电路，其中干电池为电源、灯泡为负载，用连接导线将电源、开关、负载连接成电路。
在实际用中通常按国家统一规定的图形符号表示电路图。
如图1-2所示就是图1-1手电筒电路图。
电路通常有三种状态（1）通路：电路中的开关闭合，负载（电路）中有电流通过，这种状态一般称为正常工作状态。
（2）开路：也称为断路，是指电路中某处断开或电路中开关打开，负载（电路）中无电流通过。
（3）短路：电源两端的导线由于某种事故，而直接相连，使负载中无电流通过。
短路时，电源向导线提供的电源比正常时大几十至几百倍，因而不允许短路。
2、电流与电流强度在电路中，把电荷的定向运动叫做电流。
规定：以正电荷移动的方向作为电流的正方向。
在闭合电路中，电流的方向为：电流从电源正极流出，通过导线、开关流入负载后回到电源的负极。
电流分成直流和交流电源两大类：直流电流：是指电流的方向不随时间变化的电流，如图1-3所示交流电流：是指电流的大小和方向和方向随时间作周期性变化。
如图1-4最常见的是正弦交流电。
电流强度：由于电流所产生的效果具有不同的程度，这样就形成电流强度的概念。
电流强度也简称为电流，它是用在单位时间内通过导体横截面的电量多少来度量的。
QI=t式中I-表示电流强度，单位：安培（A）。
Q-表示t时间内，通守导体横截面电荷电量，单位：库仑（C）。
T-表示时间，单位：秒（s）。
在国际单位制中，电流强度的单位是安培，（A），简称安。
计算微小电流时以毫安（mA）或微安（μA）为单位，它们的关系是：1A=103mA 1mA=103μA3、电压与电动势（1）电压图1-5A和B表示负载两端，电流的方向由A流向B，负载灯泡发光，说明电流通过灯线时产生热和发光。
为了表示电流强度与做功的本领，引入一物理量—电压（电位差）U AB：WU AB=QQ-由A端移动到B端的电荷电量，单位：库仑。
电工基础.ppt
的方向实际上与自由电子移动的方向相反。
电流的方向
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2.电流的大小 电流的大小称为电流强度，简称电流，是指单位时间内 通过导体横截面的电荷量,即:
式中,I、Q、t的单位分别为安培(A)、库仑(C)、秒(s)。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
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单位词头
印制电路图
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四、电路原理图常用图形符号
在一定条件下对实际电气元件加以理想化,只考虑其 中起主要作用的某些性能时,称其为理想元件。
一个实际电路由一些理想元件连接而成,成为实际电 路的电路模型。
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常用图形符号
常用电气元件的图形符号及文字符号
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§1—2 电路和电路图
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二、常用电阻器 1.常用电阻器的外形和符号
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第一章 电工基础知识
2.电阻器的主要参数 （1）标称阻值 标称阻值即电阻器的标准电阻值。 （2）允许偏差 允许偏差是指电阻真实值与标称值之间的误差值。 （3）额定功率 额定功率也称标称功率，是指在一定的条件下，电阻 器长期连续工作所允许消耗的最大功率。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
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2.原理框图 原理框图也简称框图,它是一种用矩形框、箭头和直线等 来表示电路工作原理和构成概况的电路图。
框图
框图主要用来体现电路的大致组成情况和工作流程,更多 应用于描述较为复杂的电气系统。
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3.印制电路图 由于电路板的制作一般先要用印刷油漆的方法将需要保留 铜箔处覆盖,所以这种电路元件的安装图称为印制电路图。
电工基础知识(电工必读资料)
电流 种类
～ ～ 或 3～
A
mA uA kV kW
测量 对象
V W
kW · h
V
f
Ω
MΩ
欧姆表、兆欧表
常用电工仪表的符号和意义
磁电式仪表 电磁式仪表 工作 原理 电动式仪表 整流式仪表 感应式仪表 准确度 等级 绝缘等级 工作 位置 1.0
1.5
电流、电压、电阻 电流、电压 电流、电压、电功率、功率因数、 电能量 电流、电压 电功率、电能量 以标尺量限的百分数表示 以指示值的百分数表示 表示仪表绝缘经过 2kV 耐压试验
电工技术
第一章 电工基础知识
• 1-1 常用低压供配电系统 • 1-2 电工安全的基本知识 • 1-3 常用仪表与测量
1.1.1电力系统概述
• • 电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称电力网 。 电力系统的运行必须满足下列基本要求: 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。 一级负荷：如停止供电，将会危害生命、捐坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济 带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。 二级负荷：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。 三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。 • • •
电缆外皮 电缆芯 内层绝缘
E L G
MΩ
500V－ 50V－ 5V－ 50μ A 5mA 50mA －
+
（1）直流电流的测量。转换开关置于直流电流档，被测电流 从+、－两端接入，便构成直流电流测量电路。图中RAl、RA2、 RA3 是分流器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变分流器电阻，从而达到改变电流量程的目的。 （2）直流电压的测量。转换开关置于直流电压档，被测电压 接在+、－两端，便构成直流电压的测量电路。图中RVl、RV2、 RV3 是倍压器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变倍压器电阻，从而达到改变电压量程的目的。 （3）交流电压的测量。转换开关置于交流电压档，被测交流 电压接在+、－两端，便构成交流电压测量电路。测量交流时 必须加整流器，二极管D1和Dl组成半波整流电路，表盘刻度反 映的是交流电压的有效值。RVl'、RV2'、RV3'是倍压器电阻，电 压量程的改变与测量直流电压时相同。 （4）电阻的测量。转换开关置于电阻档，被测电阻接在+、－ 两端，便构成电阻测量电路。电阻自身不带电源，因此接入电 池E。电阻的刻度与电流、电压的刻度方向相反，且标度尺的 分度是不均匀的。
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2、大小： 电源的电动势在数值上规定为：非电场力将单位正 电荷由电源的低电位端（负极）移到高电位端（正极）， 非电场力所做的功。用“E”或“e”表示，单位“伏特”
E=Ag/q
(Ag为非电场力做功q为正电荷所带电量）
3、电动势的方向和一般表示法 电动势的方向：(同电压的方向相反)规定为非电 场力移动正电荷的方向,即 电位升高的方向。 电压源的一般表示法：
(四）电压和电位的异同
相同点： A 单位相同 B 都表示电场中某两点所具有能量的基本性质 不同点： A 电压值说明 (a,b两点) ab两点电场能量差值大小 a能量比b点大 电场在a点能量大小
电位值说明 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动 B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg
q
F
U
三、电源与电动势
（一）电源 1、定义：电源是产生电能的设备，它的作用 是产生和维持电路两端电位差。 2、分类：电压源、电流源。（常用电源） 3、原理：电源的内部存在一种非电场力，它可 以将正电荷逆电场方向由电位低端移向电位高端， 以消耗其它能量转化为电场能量。
（二）电动势
1、定义：表征电源产生（转换）电场能力大 小的物理量称为电源的电动势。
2、电流的方向 电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。 在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的相 反。 电流的参考方向 在电路分析中，电流的实际方向不易判定或随时 间改变时，可给电流假定一个参考方向，也称正方向。 在计算中： 如果电流为正值，则实际方向与参考方向相同； 如果电流为负值，则实际方向与参考方向相反。
第二节
欧姆定律
一、欧姆定律
二、伏安特性曲线
第二章
电工基础
图1-2 手电筒的电路原理图 电工基础部分第一章 电路的基本概念一、电路的基本组成1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。
2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
(3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，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)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。
(3) 短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。
例如，图1-2所示的手电筒电路。
理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。
图1-1 简单的直流电路表1-1常用理想元件及符号三、电流1．电流的基本概念电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I 或 i (t )表示，讨论一般电流时可用符号i 。
设在 ∆t = t 2－t 1时间内，通过导体横截面的电荷量为 ∆q = q 2－q 1，则在 ∆t 时间内的电流强度可用数学公式表示为 t qt i ∆∆=)(式中，∆t 为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 ∆q 的国际单位制为库仑(C)。
电工基础知识
2.呼吸、心跳情况的判断：在现场内，用看、听、试的方法判定伤员呼吸心跳情况。
3.心肺复苏法：①通畅气道。②口对口(鼻)人工呼吸：先连续大口吹气两次，每次1-1.5秒。如两次吹气后试测颈动脉仍无搏动，可判定心跳已经停止，要立即同时进行胸外按压。③胸外按压(人工循环)：每分钟80次左右，每次按压和放松的时间相等。
二、楞次定律
感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时，感生电流就要产生一个磁场去阻碍它增加；当线圈中的磁通要减少时，感生电流所产生的磁场将阻碍它减少。这个规律就称为楞次定律。 注：自感(感生电流产生的磁场极性与原磁场极性相反)。
三、法拉第电磁感应定律
2.电压：电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压。电压的单位是伏特(V)，电压也是指电场中某两点之间的电位差。
3.电动势：把正电荷从低电位移向高电位，这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力，叫做电动势，单位也是伏特(V)。 注:（电源空载时电压近似于电动势，但有负载时电压是永远小于电动势的，电压在电源外部而电动势在电源内部。电压是从正极流向负极而电动势是从负极流向正极）。
3.电烙印：是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。
4.机械性损伤：是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂等伤害。
5.电光眼：是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。
二、触电方式
触电可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。
2.辅助绝缘安全用具：高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘台、绝缘垫及绝缘鞋(靴)等。
电工基础知识
九、 电容器
1、电容器的概念
电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有 绝缘材料构成，简称电容。
介质 电极
极板 C
电容量： C=Q/U
式中：C 电容 F； Q 电极上带的电荷 C； U 两极板间的电压 V；
电容是表示电容器存储电荷能力的物理量，是固有参数。有：
C=εS/d
式中：S 平行板电容器的面积，m2； d 极板间的距离 m； ε 介质的介电常数 F/m；
I
电 池
灯 泡
+ E RU
_
电源
2、电路的工作状态 （1）开路状态 （2）断路状态 （3）短路状态
忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气 图形符号表示所组成的电路，称为电路
二、电流
1、电流的概念与分类 带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。 电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。
效
通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i
值 概
的有效值
念
在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数， 就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。
I _ Im 2
问题与讨论 若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上?
2.纯电感电路
（1）电压与电流的关系 交流负载中只有电感的交流电路。
u
i
i
U
uL
90
t I
电感线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，故电流的 变化总是滞后电压的变化。
设：i=Imsinωt
则通过分析有：
uL=ImωLsin(ωt+90o)=Umsin(ωt+90o)
第1章电工力学基础
第一章 基础知识第一节 电工基本概念一、电场和电场强度两个带电体并没有直接接触，却有相互作用力，是因为带电体周围存在着一种特殊物质，叫做电场，电场是物质存在的一种形式，其相互作用力叫电场力。
单位正电荷(1库)在电场中某点所受到的力称为该点的电场强度。
电场强度是矢量。
二、导体、半导体和绝缘体容易导电的物质叫导体。
不易导电的物质叫绝缘体。
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体。
三、电流、电压、电位、电势、电源1.电流电流即电荷有规律的定向移动，规定正电荷运动的方向为电流方向，每秒钟通过导体某一截面的电荷量(电量)的多少叫电流强度(简称电流)用符号I 表示，Q 表示通过某一截面的电量，t 表示通过电量Q 所用的时间，则：电量的单位为库仑，时间的单位为秒，电流的单位为安培：2.电压电压是指电路中两点a 、b 之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从a 点移动到b 点所作的功。
电压，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。
电压的国际单位制为伏特(V)电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
a 、b 两点间电压(用U ab 表示)为：3.电位在电路中任选一个点作参考点(或叫零电位点)，则电路中某一点到参考点的电压就叫这一点的电位。
即电场力将单位正电荷从某点移到参考点所做的功叫该点的电位：a 、b 两点的电位分别为：0q A ao a =ϕ ，0q A bo b =ϕ a 、b 两点之间的电位之差，叫做a 、b 两点之间的电压t I Q =秒库安111=ab FL ab A =00q ab FL q ab A ab U ==b a ab U ϕϕ-=注：(1)参考点是任意的，电位随参考点变化而变化。
一般把参考点叫零电位点。
(2)两点间电位之差(即电压)与参考点无关。
其方向从高电位指向低电位。
4.电源和电动势我们知道，电气设备接到电源上就能工作(灯亮、电炉发热等)证明有电流流过设备。
第一章--电工基础知识
UAB V
R
R0
R0
E
I
IR
132 110 11
2
B
第二章 直流电路 第二节 电阻的联接
第三节 电阻的串接、并联和混联
一、电阻串联电路 二、电阻并联电路 三、电阻混联电路
（三）电压
1、定义：电场中不同两点间的电位的差值叫这 两点间的电压。用字母“U”表示。
推导：
Uab = Ua-Ub = Wa/q-Wb/q =
电压的单位：
Wab/q
电压的单位同电位的单位一样为“伏特” 用字母 “V”表示。
2、电压在电路中的标注方法
电路
IU
有向线段标注法
电路
a
I
Uab
b
注脚标注法
A (a,b两点) a能量比b点大 电位值说明 电场在a点能量大小 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动
B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg q F
U
三、电源与电动势
（一）电源 1、定义：电源是产生电能的设备，它的作用
是产生和维持电路两端电位差。
2、分类：电压源、电流源。（常用电源）
电路
IU
电位标注法
3、电压的测量 用来测量电压的电表称为电压表。
电压表
直流电压表：接线柱有正负之分 交流电压表：接线柱无正负之分
无论直流还是交流，都须并联在电路中。
4、电压表的表示符号
直流电压表
（DC）
V
mV
μV
交流电压表 （AC）
V
mV
μV
5、电压的参考方向
电压是标量，其只能表示电位的高低。电压 的方向规定为从高电位（正极）指向低电位（负 极）的方向。
电工基础第1章
上式反映了路端电压与电源输出电流之间的关系，也称为电源的外特 性：随着电源输出电流的增大，加在外电路电阻两端的路端电压会降低。
例：电路如图所示，求路端电压U是多少？
2 4V
I
解： U IR
E
U R
1 1Ω
ER R rO
ro
1Ω
24 11 22V
11 1
也可这样计算：
U
E
Uo
E
I
ro
24 24 1 11 1
一、电路
1、概念
电路又叫电网络，它是电学的研究对象。 根据电路的功能不同，可将电路分为两大类。 第一类是用于能量转换、传输和分配的电路，它是电工技术的研究对象； 第二类是用于信号处理的电路，它是电子技术的研究对象。
2. 电路的组成（重、难点） 一般由电源、负载、导线和控制部分组成。图a所示的电路是一 个小灯泡照明电路。这种电路通常用于手电筒中，如
三. 路端电压及电源外
在下图所示的全电路中，电流在电源内阻和外电路电阻上都要产生电压，
内阻上产生的电压为：
U o I ro
I
外电路电阻上产生的电压为： U IR
E
R
U
U被称为路端电压（或端电压）。
ro
将
I
R
E
ro
变形可得：
E IR I ro U Uo
所以路端电压为： U E Uo E I ro
塑料 陶瓷 云母
1.6×10-8 1.7×10-8 2.8×10-8 9.8×10-8 1.14×10-7
3.5×10-5 0.60 2300
1015～1016 1012～1013 1011～1015
导电能力很强，称为导体
电工基础(第五版)第一章电路基础知识
二是进行信息的传递和处理。
扩音器电路示意图 电路在生产生活中的应用
三、电路图 1.电路原理图
用电气符号描述电路连接情况的图称为电路原理图,简称电路图或原理图。它主要反 映电路中各元件之间的连接关系,并不考虑各元件的实际大小和相互之间的位置关系。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
2.原理框图
电导率 电阻率的倒数称为电导率，用符号σ 表示，单位为西门子/米(S/m)，它表示电流通过 的难易程度，其数值越大，表示电流越容易通过。
典型物质的电阻率
有一类导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，它们的导电性能受外界条件的影响很大， 温度的变化、光照的变化、掺入微量其他物质等都可能使其导电性能发生显著的变化，这类物 体称为半导体。
禁止用湿手去拔插头或扳动电气开关，也不要用湿毛巾去擦拭带电的电气设备等，以 免触电。
一旦发生电线或电气设备起火，在带电状态下，决不能用水或泡沫灭火器灭火，应迅 速切断电源，使用不导电的干粉灭火器等进行灭火。
电路的组成
电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。 负载是消耗电能的装置, 也称为用电器。负载的作用是把电能转换为其他形式的能量。 控制装置及导线用于连接电源和负载,使它们构成电流的通路,把电源的能量输送给负 载,并根据需要控制电路的通、断。 保护装置保证电路的安全运行。
二、电路的基本功能
电路的基本功能有两大类。 一是进行能量的传输、分配和转换。
§1—1 电路和电路图 §1—2 电流和电压 §1—3 电阻 §1—4 电功和电功率
§1—1 电路和电路图
1.了解电路的基本组成和基本功能。 2.了解电路图的基本类型。 3.能说出电路图中常用电气元件图形符号的含义。
一、电路的基本组成
第一章 电工基础知识
3、 电阻的混联 弄清楚串、并联的概念。
例1.
4
º
2
R º
6 3
七、电路与电路的三种状态
电路有三种工作状态：通路、断路和短路状态 。
I
E
U
（1）通路：开关闭合，电路成闭合，电路中有电流通过； （2）断路：开关打开，电路被切断，电路中没有电流通过； （3）短路：电路某一部分原来存在电压的两端意外变为0V，叫 做短路。短路可能损坏电源装置和元器件，是危险的状态，必须 加以避免。
（2）单位：特斯拉(T)，工程上常采用高(Gs)。1Gs =10-4T。
（三）磁导率μ 1、定义：磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物
理量,也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。
2、真空中的磁导率：是一个常数，用μ0表示， 即 μ0＝4π×10-7H/m
3、相对磁导率：其他任一媒质的磁导率与真空的 磁导率的比值称为相对磁导率，用 μr表示，即
表示。 • （2）单位：瓦特，简称瓦，符号W.，其它KW、
mW。 • （3）计算公式：
PW t
第二节 电与磁
一、磁现象 （一）磁体与磁极 1.磁性：能够吸引铁、镍、钴等物质的性质 2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。 3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S 极；指北的磁极叫做北极，又叫N极。 磁化，变有磁性物体为无磁性物体叫退磁． 5.磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸。
（4）电流分类：交流电流和直流电流。 交流电流：大小和方向都发生变化。 直流电流：方向不随时间发生改变。 脉动直流电流：是方向不变,但是电流的大小脉
第一章电工基础知识
三相电源的连接 Y连接（星形连接）：线电压等于√3倍相电压，各线电压相位分别超前对应各相电压300.均为对称电压。 Δ连接（三角形连接）：线电压即为相电压。 三相对称负载的连接 Y连接（星形连接）：线电流即为相电流。 Δ连接（三角形连接）：线电流等于√3倍相电流，各相电流相位超前对应各线电流300。 注：由于照明负荷一般为单相负荷，不可能做到绝对对称，因此实际电路中，零线上有电流，零线不能断开，也不能装设熔断器或开关。
电路的连接 串联，并联，混连 电阻串联的特点： 1、串联电路各电阻电流相等。 2、电路总电压等于各电阻电压和。 3、电路总电阻等于各电阻和。 电阻并联的特点： 1、并联各电阻两端电压相等。 2、并联电路总电流等于各电阻电流和。 3、并联电路总电阻倒数等于各电阻倒数和。 两个电阻并联总电阻等于两电阻和分之积：R=RR/(R+R)
电路的状态 额定状态：设备的最佳工作状态。 开路（断路）：电路某处断开，电路被切断，电路中没有电流通过，即电流为零。 短路：电路某两点间通过导线直接连通，短路两点间电压为零，电路的电流大大增加。
磁体磁场 磁体周围都存在磁场，其磁力用磁力线来描述，磁力线是闭合的曲线，所以磁体外部，磁力线方向由N极到S极，磁体内部，磁力线方向由S极到N极。 通电导体的磁场 电流周围都有磁场，可以用右手定则判定其方向，包括直线导体和线圈。 磁场基本物理量 磁通ф：描述磁场分布情况的量，磁通单位：Wb（韦伯） 磁感应强度B：表示磁场强弱的量，与材料导磁率有关。磁感应强度单位：T（特斯拉） 导磁率μ：描述材料导磁性能的量。导磁率单位：H/m
电工手册第一章电工基础知识
第1章电工基础知识1.1基本概念1.1.1常用名词定义电流。
导体内的自由电子或离子在电场力的作用下，有规律的流动叫做电流。
人们规定正电荷移动的方向为电流的正方向。
电流用字母I表示，单位为A。
电流强度。
衡量电流强弱的物理量。
单位时间内通过导体截面积的电量即为电流强度，用字母I 表示，习惯上简称为电流。
电流密度。
在单位横截面积上通过的电流大小，称为电流密度，单位为A/mm2。
电位。
在电场中，单位正电荷从a点移到参考点时，电场力所做的功，称为a点对参考点的电位。
进行理论研究时，常取无限远点作为电位的参考点；在实用工程中，常取大地作为电位的参考点，电位的单位为V。
电压。
电路中两点之间的电位差称为电压。
用字母U表示，单位为V。
电动势。
单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力对它所做的功称为电动势。
用字母E表示，单位为V。
电阻。
导体能导电，同时对、电流有阻力作用，这种阻碍电流通过的能力称为电阻，用字母R或r表示，单位为Ω。
电阻率。
又称为电阻系数。
是衡量物体导电性能好坏的一个物理亮，用字母ρ表示，单位为Ω.m.其数值是指导体的长度为1m、截面积为1mm2的均匀导体在温度为200C时所具有的电阻值，即为该导体的电阻率。
电阻的温度系数。
表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高10C时，电阻率的变化量与原来的电阻率的比值，用字母d表示，单位为1/0C。
电导。
物体传导电流的本领叫电导。
电阻值的倒数就是电导，用字母G表示，单位为S（西门子）。
电导率。
又叫电导系数。
是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。
其数值大小是电阻率的倒数。
用字母γ表示，单位为S/m（西/米）。
电容。
凡是用绝缘介质隔开的两个导体就构成了一个电容器。
两个极板在单位电压作用下每一极板上所储存的电荷量叫做该电容器的电容，用字母C表示，单位为F（法拉）。
感抗。
交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用称为感抗，用XL 表示，单位为Ω。
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I1=I2=U1/Z=190/10A=19A
图4
三、三相电路的功率
三相交流电路的功率是三相负载消耗的总功率。 不论负载是星形连接，还是三角形连接，每一相 负载消耗功率的计算方法与单相电路的计算方法 相同。假设三相负载消耗的有功功率分别为PA、 PB、PC，无功功率分别为QA、QB、QC，视在功 率分别为SA、SB、SC，则总的有功功率P、总的 无功功率Q、总的视在功率S分别为：
22A 0 22A 10
（2）假设第三相负载短路如图3所示,显然，线电 压通过短路线直接加在第一相负载和第二相负载 上，所以这两相负载的相电压为线电压。
U1=U2=380V 相电流为：
I1=I2=U1/Z=380/10A=38A
图3
（3）假设第三相负载断路，如图4所示。此时， 第一相负载和第二相负载串联后接在线电压上， 由于两相电阻相等，所以相电压是线电压的一 半，即：
由3根相线和1根中性线组成的输电方式称为三相四线制 （通常在低压配电中采用）；只由3根相线所组成的输电 方式称为三相三线制（在高压输电中采用）。三相四线制 可以向负载提供两种电压：一种是相电压，即相线与中性 线之间的电压，例如,图ห้องสมุดไป่ตู้的u1、u2、u3；另一种是线电压， 即两个相线之间的电压，例如图中的u12、u23、u31。三相 三线制只能向负载提供线电压。
我们把感应电动势eA、eB、eC称为三相对 称电动势，它们的特点是频率相同，幅值相 等，相位彼此相差120°。三相电动势的相 量图和波形图如图1-32所示。
三相对称电动势到达某一确定的值的次序叫 做相序。eA超前于eB，eB超前于eC，这种相 序是正序；如果eC超前于eB，eB超前于eA， 这种相序是负序。利用平行四边形法则，可 知：
2.负载三角形连接的三相电路
把三相负载中的每一相分别接在三相电源的两个 相线之间，这种连接方式称为三相负载的三角形 连接，如图1-37所示。三相负载连接成三角形时， 每一相负载上的电压等于三相电源中对应相的线 电压，而相电流不再等于线电流。根据克希霍夫 电流定律可知，iA=iAB-iCA，iB=iBC-iAB，iC=iCA-iBC。 如果三相负载是对称的，那么相电流iAB、iBC、iCA 也是对称的。如图1-37所示，利用相量图同样可 以分析线电流与相电流之间的关系。三相对称负 载接成三角形时，线电流的有效值为相电流有效 值的 倍3 ，相位落后于相应相电流30°。
电动势在相位上落后于CZ上的感应电动势 120°（或者说成AX上的感应电动势在相 位上超前于CZ上的感应电动势240°）。 显然，3个绕组上的感应电动势频率相同， 最大值相等。假设AX上的感应电动势eA的 初相为零，最大值为Em，BY上的感应电动 势为eB，CZ上的感应电动势为eC，那么：
eA=Emsinωt eB=Emsin(ωt+120°) eC=Emsin(ωt-120°)=Emsin(ωt+240°)
(1).星形连接 如图1-33所示，将三相交流发电机的3个绕组的末 端X、Y、Z连在一起，从3个绕组的首端A、B、C 分别引出3根导线，这种连接方式称为三相电源的 星形连接。3个末端的连接点N称为电源的中点， 从中点引出的导线叫做中性线或零线。从3个始端 引出的3根导线叫做相线或火线。中性线常用黑色 或白色表示，3根相线分别用黄色、绿色、红色表 示。
三相电源的三角形连接
（ 3）相电压与线电压的关系 如果忽略三相交流发电机每相绕组由内阻引起 的电压降，那么e1=u1，e2=u2，e3=u3。由于e1、 e2、e3是对称的，所以，u1、u2、u3也是对称 的。假设u1=Umsinωt，则u2=Umsin(ωt+120°)， u3=Umsin(ωt-120°)。 三相电源星形连接时，根据克希霍夫电压定律 可知，线电压u12、u23、u31分别为u23=u2-u3， u12=u1-u2，u31=u3-u1。如图1-33所示，利用相 量图分析可得:
第一章 电工基础
第一节 直流电路 一.基本概念 1.电路的组成：电源、负载、导线和开关。 （1）电源：是将非电能形态的能量转换成电
能的供电设备，例如，发电机、电池等。 （2）负载：是将电能转换成非电能形态能量
的用电设备，例如，电动机、照明灯等。
（3）连接导线：传送信号、传输电能。
（4）辅助设备：保证电路安全、可靠地工作 （例如控制电路通、断的开关及保障安全 用电的熔断器），而且使电路自动完成某 些特定工作成为可能。
学习目标
1.了解三相交流电产生的基本原理。
2.掌握三相电源星形连接和三角形连接时的 特点。
3.掌握三相负载星形连接和三角形连接时的 特点。
4.掌握三相电路星形连接和三角形连接时线 电压和相电压的关系，以及线电流、相电 流和中性线电流的关系。
5.掌握对称三相交流电路的功率计算方法。
一、三相交流电源
图1-35三相负载的星形连接
根据克希霍夫电流定律，中性线上的电流为 i0=i1+i2+i3。如果三相负载是对称的，Z1=Z2=Z3， 那i3频么率流相过同每，一幅相值的相电等流，也相是位对彼称此的相，差即1i21、0°i2、。 此时，流过中性线上的电流为零，中性线可以 省去，这样三相四线制供电变成了三相三线制 供电，如图所示。
1.三相交流电动势的产生
三相交流电是由三相交流发电机产生 的。图1-31所示是一台最简单的三相交流 发电机的原理图。和单相交流发电机相似， 三相发电机也是由一个可以自由转动的磁 极和三对固定的电枢绕组AX 、BY、 CZ构 成。 各绕组的匝数相等、结构相同，A 、 B、 C端在空间位置上相差120°。
三.直流电路的计算 1.电阻串联与并联 2.电阻的星型与三角形连接 3.支路电流法 4.节点电压法
第三节 三相交流电路
知识目标
本节主要介绍三相正弦交流电路的基 础知识，包括三相交流电的产生原理、 三相电源的连接方式、三相负载的连接 方式、三相交流电路中电压和电流的特 点，以及三相交流电路的功率计算方法 等。
eA+eB+eC=0 即三相对称电动势在任一瞬间的代数和为零。
（a）相量图 （b）波形图 图1-32三相对称电动势的相量图和波形图
2、三相电源的连接 三相交流发电机的每一相绕组都能产生感应电
动势，都可以单独地给负载供电。但在实际使用 中，特别是在电力系统中，三相交流电源往往通 过一定的方法连接后才向负载供电。目前，三相 电源有两种连接方式，一种是星形连接，另一种 是三角形连接。
• 例 如图1所示电路中，对称负载连接成星形， 已知电源的线电压为380 V，负载均为电阻， 阻值为10 Ω，计算（1）正常情况下，每相负 载的相电压和线电压的有效值；（2）其中一
相负载短路时，其余两相负载的相电压和相电 流的有效值；（3）其中一相负载断路时，其 余两相负载的相电压和相电流的有效值。
u12 3Um sin(t 30)
u23 3Um sin(t 150)
u31 3Um sin(t 90)
这说明，三相电源星形连接时，线电压的有效值为相电压有 效值的 3 倍，相位超前相电压相位30°。另外，三个线电压 u12、u23、u31的频率相同，幅值相等，相位彼此相差120°， 它们也是对称的。我国低压配电系统中，三相四线制的相电压 为220 V，线电压为380 V。
省去中性线时三相负载的星形连接
如果三相负载不是对称的，那么中性线
上的电流不为零，此时中性线绝不可以断 开，因为它的存在，能使作星形联结的各 相负载，即使在不对称的情况下也均有对 称的电源相电压，从而保证了各相负载能 正常工作；如果中性线断开，各相负载的 电压就不再等于电源的相电压，这时阻抗 小的负载的相电压可能低于其额定电压， 使负载不能正常工作，甚至造成严重事故。 电力工程中规定三相四线制供电的中性线 上不准安装熔丝和开关。为了保证安全， 通常将中性线与大地相接。
图1-37三相负载的三角形连接 线电流与相电流的相量图
对称三相电路的计算
对称三相电路是指三相电源是对称的， 同时三相负载也是对称的。对于这种电路， 我们只需要分析和计算其中的一相，然后 再根据三相对称的性质便可得到其他两相。 三相电路中的每一相电路都可以看成是一 个单相电路，其分析方法可采用第二节所 介绍的内容。
当磁极以角速度ω逆时针旋转时，由于 三个绕组的空间位置彼此相隔120°，所以 当绕组AX上的感应电动势达到最大值时， 绕组BY需转过120°后，其感应电动势才 能达到最大值，而绕组CZ需转过240°后， 其感应电动势才能达到最大值。也就是说， AX上的感应电动势在相位上超前于BY上的 感应电动势120°， AX上的感应
图1-33线电压与相电压的相量图 从图1-34可以看出，三相电源三角形连接时，线电压等于 相电压。
二、三相负载的连接与计算 1.负载星形连接的三相电路
把三相负载的一端均连接在三相电源的中性点上，另 一端与三相电源的三根相线相连，这种连接方式称为三相 负载的星形连接，如图1-35所示。我们把流过每相负载的 电流称为相电流，流过每根相线的电流称为线电流，流过 中性线的电流称为中性线电流。显然，三相负载连成星形 时，每相负载上的电压等于三相电源中对应相的相电压， 相电流等于线电流。
图1-33三相电源的星形连接
（2)三角形连接 如图所示，将三相交流发电机的3个绕组的首末端依次
相连，即一个绕组的末端与另一个绕组的首端相连，然后 从3个连接点引出3根导线，这种连接方式称为三相电源的 三角形连接。三相绕组按三角形连接时，其本身构成了闭 合回路。如果三相电动势是对称的，由于它们在任一瞬间 的代数和等于0，所以回路中不会产生环形电流；如果三 相电动势是不对称的，那么回路中有可能产生很大的电流， 从而烧坏绕组。因此，三相交流发电机通常都接成星形， 很少接成三角形。
2.电路的基本物理量
（1）电流 （2）电位与电压 （3）电动 势 （4）电阻与电阻率 （5）电功率与电 能