电气基础知识PPT

（一）直流电
直流电又称恒流电，恒定电流是直流电的一种，是大小和方向都不变的直流电。生活用电中：电瓶车， 手电筒，手机等都是直流电，只是电压等级不同。 直流电在现场中的应用：在我们维护区域内直流主要应用在控制系统中，（如24V控制电源），在电力 拖动中主要在变频器内部，与现场维护工作不直接接触，应用于直流电机，UPS电源内直流电24V在工业 控制系统中应用非常广，现场用开关电源，PLC用电，检测元件、传感器、编码器等用电，现场操作台内 用电，
2 、电压 （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. （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. (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 = 103mV1mV = 103uV
E1 E 2 E3 ... E n I r01 r02 r03 ... r0 n
2、并联电路 （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. （2）并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U1 = U2 = U3 = … = Un; 电路的总电流等于电路中 各支路电流之总和,即I = I1 + I2 + I3 + … + In; 电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和,即.并联负载愈 多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.
3、电阻
导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω（希腊字母，音 译成拼音读作ōumīga )，1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）（兆=百万，即100 万）。KΩ（千欧）， MΩ（兆欧），他们的换算关系是： 1TΩ=103GΩ；1GΩ=103MΩ； 1MΩ=103KΩ；1KΩ=103Ω （也就是一千进率）
意，在潮湿的环境里，安全电压值应低于36伏。因为在这种环境下，人体皮肤的电阻变小，这时加在人体两部
位之间的电压即使是36伏也是危险的。所以，这时应采用更低的24伏或12伏电压才安全。在正常情况下，只 有加在人体上不同部位之间的电压不高于36伏才是安全的。举例说明工厂中36V电源的应用检修照明电源，隧 道用电源
举例工业现场三相交流电的应用
三相异步电动机缺相运行分析：对于三相异步电动机，接线形，则电机内部电路会形成A-C、C－B两相绕组串联后与A-B间绕组并联，承受电压为线 电压（３８０伏），由于并联两路通入的电源相序相同，形不成旋转磁场，电机转子会出现堵转；这时由 于转子停止，没有感应的反电势存在，在电机绕组上产生的电流基本就是电机的启动电流，如此大的电流 在短时间内就会烧毁电机绕组。由于A-C、C－B两相绕组串联阻抗较大，所以电流会相对小一些；当A-B 间绕首先烧毁后出现接地短路，电机电源回路的空气开关在短路电流的作用下瞬间跳闸，这样就形成了A-C、 C－B两相绕组可能不发生损坏。但是如果空气开关选择不当，出现迟缓跳闸，那么A-C、C－B两相绕组也
三相负载 对称三相负载：按照三相阻抗是否相等可以分成对称三相负载和不对称三相负载。有些三相负载 ，诸 如三相电动机、三相电炉等的三相阻抗完全相等，属于对称三相负载。 不对称三相负载：一些由单相电设备接成的三相负载，如生活用电、照明用电负载，通常是取一条端 线和由中性点引出的中线（俗称地线）供给一相用户，取另一条端线和中线给另一相用户。按这样接法,3 条端线上的负载不可能完全相等， 故属于不对称三相负载。 三相负载的连接方法与三相电源一样也有星形连接和三角形连接两种。中性点不与外界连接的星形连接 和三角形连接都是只通过3个端点与电源相连， 根据外特性相同的原则，不论是对称还是不对称的三相负 载都能进行等效变换（见星形－三角形变换）。
三相电压的相序，若a相电压超前b相电压,b相电压又超前c相电压,这样的相序是a—b—c相序,称为正序； 反之,若是c—b—a相序，则称为负序（又称逆序）。三相电动机在正序电压供电时正转，改成负序电压供 电则反转。因此，使用三相电源时必须注意它的相序。但是，许多需要正反转的生产设备可利用改变相序 来实现三相电动机正反转控制。（常用的如变频器的使用）
2、36V电源的使用（指交流电） 应用36伏电压主要是因为安全原因，按要求是在隧道掌子面及台车、潮湿环境、照明灯高度小于2.5米、
手持灯具都要用36V以下安全电压。电压安全等级 36 v 、24v、12v 、 6v
通过人体的电流大小决定于外加电压和人体电阻。经验证明，只有不高于36伏的电压才是安全的。‛我们 常把36伏特以下的电压叫做安全电压。人体触电主要是以电流来确定，人体通过5毫安以下的电流时，只产生 ‚麻电‛的感觉，没有危险。而人的干燥皮肤电阻一般在1万欧以上，在36伏特电压下，通过人体的电流在5毫 安以下。所以，一般说来36伏的电压对人体是安全的。当1毫安左右的电流通过人体时，会产生麻刺等不舒服 的感觉；10∽30毫安的电流通过人体，会产生麻痹、剧痛、血压升高、呼吸困难等症状，但通常不致有生命危 险；电流达到50毫安以上，就会引起心室颤动而有生命危险；100毫安以上的电流，足以致人于死地。但应注
I 1 R1 （3）通过各支路的电流与各自电阻成反比,即 I 2 R2
（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． （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． （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．
（5）负载: 所有电器
（6）电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备
9 、短路和断路 电气设备在正常工作时，电路中电流是电源的一端经过电气设备流回到电源的另一端，形成回路，如果 电流不经电气设备而由电源一端直接回到电源另一端，导致电路中电流猛烈加大，这就叫短路。短路属事 故状态，往往造成电源烧坏，或酿成火灾，必须严加避免。如果将电路的回路切断或发生断线，电路中电 流不通，就叫断路。
（二）交流电路
1、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。 平时工厂，家用生活的单向交流电都是在三相交流电路中取其一相得到的。
3、混联电路 （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 （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.
二、工业用电常识
就是：输入功率=输出功率+损失。在实用中，把输出功率与输入功率的比例数叫做效率，常用百分数表示。
如果用公式表示则为：效率=输出功率/输入功率*100%。
7 、电流热效应 当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。例：电炉，电烙铁， 电烘箱等都是利用电热效应来制成的电器。有时电流热效应也会对电气设备带来不利后果，例如在电机、变压器 等电力设备中，会因电流产生热量限制了电气设备的利用，有时对电力系统的安全远行带来危险。 所以在用电 设备中要注意设备，开关，电缆等的选型；热量（卡）=I2R t 电流通过导体时产生的热量q，跟电流强度i的平方、 电阻r以及通电时间t成正比 8 、电路 （1）电路的定义: 就是电流通过的途径 （2）电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 （3）内电路: 负载、导线、开关 （4）外电路: 电源内部的一段电路
（二）、电路的连接(串连、并连、混连)
1、串联电路 （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. （2）电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I1 = I2 = I3… 总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U1 + U2 + U3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R1 + R2 + R3… 各电阻上电压降之比等于其电阻比,即, , … （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 = E1 + E2 + E3 +…+ En r0 = r01 + r02 + r03 +…+ r0n
（三）、三相交流电源
工业中应用最广泛的电源 由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。三相交流电源是指能够提供 3个频率相同而相位不同的
电压或电流的电源，其中最常用的是三相交流电机。
三相交流电的定义：在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势．这样 的发电机叫三相交流发电机，发出的电叫三相交流电．每一单相称为一相．
I
其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势
E R r0
5 、电功率 电功率是单位时间内电流所做的功。如手电筒发光，就是干电池的电流在做功。每秒钟电流所做的功， 就叫电功率，用字母P来表示。实践证明，电功率等于电压乘以电流。电功率的单位是瓦特，简称‚瓦‛。 用符号W表示。P=U*I。 1千瓦KW=1000瓦（W） 6 、电能效率 电能是指一段时间内所做的功。所以，电能（也称电功）=电功率*时间。实用中电能的单位是瓦*时， 这个单位表示1小时内电流所做的功的总能量，它 的代表符号分别用‚W*h‛或‚KW*h‛表示。电度表所 记下的1度电就是1千瓦*时（KW*h） 各种电功率在转换和输送过程中，有着各种各样损失，这样输出的电功率总是要小于输入的电功率，也 常用马力（HP）=736瓦（W）