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。

（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 MΩ=103 kΩ 1 kΩ=103Ω 电阻计算公式：Sl R ρ=t I U Q U W S S S ⋅⋅=⋅=WW L ∆+=tWP =P P L ∆+=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。

RUI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。

内外U U Ir IR E rR EI +=+=+=UItW =UItW P ==RU R I UI t W P 22====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 =U1＋U2＋……＋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=R1＋R2＋……＋R n（4）电路中各个电阻两端的电压与它的阻二、电阻串联电路的应用应用：nnRURURU===2211三、电阻的并联并联电路——把多个元件并列地连接起来，由同一电压供电。

并联电路的特点：（1）电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。

（2）电路的总电流等于流过各电阻的电流之和，即（3）电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即（4）电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比，即应用：（1）每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。

（2）获得较小阻值的电阻。

（3）扩大电流表的量程。

§1－6 基尔霍夫定律复杂电路——不能用电阻串、并联化简求解的电路。

基尔霍夫第一定律二、基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。

它指出：在任一闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零。

∑U = 0 常用电子元件知识 1、电阻的封装形式 1电阻器概述nI I I I +++= 21nR R R R 111121+++= nn R I R I R I IR ==== 2211∑∑=出进I I电阻器在所有的电子设备中是必不可少的，在电路中常用来进行电压、电流的控制和传送。

电阻器通常按如下方法进行分类：按材料分：主要有碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。

按结构分：主要分为固定电阻和可变电阻。

按用途分：有精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻等。

2、电阻的电器符号3、电阻的参数：电阻值：阻值用来表示电阻器对电流阻碍作用的大小，用欧姆表示。

除基本单位外，还有千欧和兆欧。

它们之间是1000倍在关系功率：功率用来表示电阻器所能承受的最大电流，用瓦特表示，有1/16W ，1/8W ，1/4W ，1/2W ，1W ，2W 等多种。

见下图所示4、电阻值标注1) 直标法：是指在电阻表面直接标记电阻值。

如1.2Ω、2.7k 、10kΩ±5%等。

2）色环标注法用颜色环代表电阻的阻值和误差。

不同颜色代表不同的标称值和偏差.有四色环电阻和五色环电阻.见下图所示:四色环电阻的读数规律：D D M ±T（数字- 数字-10 的指数-误差）四色环电阻的阻值为：22×100±5%=22Ω±5%例：电阻四色环：黄紫棕金 4 7 101±5% 470Ω±5%五色环电阻的读数规律：D D D M T（数字- 数字- 数字-10 的指数-误差）五色环电阻的阻值为：256×100±1%=256Ω±1%例：电阻五色环为紫绿黑银棕7 5 0X 102±1% 7.5Ω±1%电阻五色环为红紫绿红棕 2 7 5 X102±1% 27.5KΩ±1%电阻五色环为红绿兰黑棕 2 5 6 X102±1% 25.6KΩ±1%磁场与电磁感应一、磁体及其性质磁性——某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质。

磁体——具有磁性的物体。

磁极——磁体两端磁性最强的部分。

指北的磁极称北极（N），指南的磁极称南极（S）。

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

二、磁场与磁感线1．磁场磁场——在磁体周围的空间中存在的一种特殊物质。

磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的。

2．磁感线磁感线——磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的磁针N极所指的方向。

磁感线的方向：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。

均匀磁场——在磁场的某一区域里，磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线。

三、电流的磁场 电流的磁效应——电流产生磁场的现象。

1．直线电流产生的磁场右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

2．环形电流产生的磁场右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是通电螺线管的磁场北极的方向。

§2－2 磁场的主要物理量磁感应强度磁感应强度——在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F 与电流I 和导线长度l 的乘积Il 的比值，用B 表示，单位为特斯拉，简称特（T ）。

二、磁通磁通——设在磁感应强度为B 的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S ，我们把B 与S 的乘积定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用Φ表示。

Φ = BS 磁通的单位是韦伯（Wb ），简称韦。

IlF B这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m 2作单位。

§2－3 磁场对电流的作用电磁力——通电导体在磁场中受到的力，也称安培力。

一、磁场对通电直导体的作用1．方向的判别——左手定则平伸左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。

2．大小的计算α=90°时，电磁力最大。

α=0 °时，电磁力最小。

当电流方向与磁场方向斜交时，电磁力介于最大值和最小值之间。

通电平行直导线之间的作用通入同方向电流的平行导线相互吸引SΦB =sin F BIl α=通入反方向电流的平行导线相互排斥三、磁场对通电线圈的作用直流电动机原理§2－4 电磁感应一、电磁感应现象将一条形磁铁放置在线圈中，当条形磁铁静止时，检流计的指针不偏转，但将条形磁铁迅速地插入或拔出时，检流计的指针都会发生偏转，说明线圈中有电流。