电工基础 第五版

第一章 电工基础知识
电阻率的大小反映了物体的导电能力。电阻率很小、 容易导电的物体称为导体；电阻率很大、几乎不能导电 的物体称为绝缘体。
典型物质的电阻率
第一章 电工基础知识
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。
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பைடு நூலகம்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
第一章 电工基础知识
开关
的单位是伏特(V)。通常用V 或φ 表示。
电路符号
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电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电
压,即Uab=Ua-Ub,故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的 电位差与参考点的选择无关。
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3. 电动势 电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所
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• （4） 电流路径 电流通过头部可使人昏迷； 通过脊髓可能导 致瘫痪； 通过心脏会造成心跳停止， 血液循 环中断； 通过呼吸系统会造成窒息。 因此， 从左手到胸部是最危险的电流路径； 从手到 手、 从手到脚也是很危险的电流路径； 从脚 到脚是危险性较小的电流路径。
第一章 电工基础知识
第一章 电工基础知识
供变电
1、第电一章路的电组工成基及础知其识功能
• 电路的组成
电源
火线 零线
..
连接导线和其余 设备为中间环节
负载
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（1）电源： 提供电能的装置，它把非电能转换成电能。
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（2）负载： 应用电能的装置，它把电能转化成其他形式的电能。
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电压的参考方向有3种表示方法。
箭头表示
极性符号
双下标表示
参考方向由正指向负 参考方向由a指向b表示
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通常规定交流36V 以下及直流48V 以下为安全电压， 在潮湿、高温、有导电尘埃的环境中应使用12V 电压。
2.电位 在电路中任意选定一点作为参考点(即零电位点)，则 电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。电位
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稳恒直流电
脉动直流电
交流电
电流的分类
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小灯泡电路是由直流电源(干电池)供电的，称为直流电 路；电风扇电路是由交流电源供电的，称为交流电路。
直流电路
交流电路
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可先任意假定一个电流的参考方向，然后根据电流的 参考方向列方程求解。
电流的参考方向和实际方向
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干电池
9V电阻
色环电阻
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电阻器
贴片电阻
气敏电阻
热敏电阻 加热电阻
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电位器
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二极管
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焊接导线/连接点
架空导线/交叉
焊接导线/连接点
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指示灯，信号灯
电解电容
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电容器 C
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。
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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。
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二、常用电阻器 1.常用电阻器的外形和符号
第一章 电工基础知识
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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。
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• （2） 电流的类型
工频交流电的危害性大于直流电，因为 交流电主要是麻痹破坏神经系统，往往 难以自主摆脱。一般认为40~60 Hz的交 流电对人最危险。随着频率的增加，危 险性将降低。当电源频率大于2000 Hz时 ，所产生的损害明显减小，但高压高频 电流对人体仍然是十分危险的。
电阻器的标注方法
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三、敏感电阻器
敏感电阻器是指电阻值随温度、电压、湿度、光照程度、气 体环境、磁场强度、压力等状态的变化而显著变化的电阻器，如 热敏电阻、压敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻等。
部分敏感电阻器的外形和符号
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接触电阻和绝缘电阻 1. 接触电阻 通常在分析电路时,都认为闭合的开关电阻为零，其实在开关 接触部分总会存在一定的电阻，称为接触电阻。 2. 绝缘电阻 绝缘体并非绝对不导电，只不过它的电阻率很大，可以认为几 乎不通过电流。但当温度和湿度上升、工作电压增大时，绝缘体 的电阻会减小，漏电流会增大。
电路由电源、负载、控制装置及导线组成。
电路的组成
第一章1.1电工电基路础知识
1. 电路及其组成
电路是电流通过的路径。它主要由电源、负载和 链接导线、控制和保护装置四部分构成。
开关
干 电 池
小灯泡
S
Ri
＋
R
Us
－
(a) 图1.1 电路的组成（小电筒） 4 (b)
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收音机电路原理图
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。
电能传输示意图
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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
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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。
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一、电流 1.电流的方向 电荷的定向移动形成电流,移动的电荷又称载流子。
金属导体中
电解液中 电流的形成
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流
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:
• （5） 人体电阻 人体电阻是不确定的电阻，皮肤干燥时一
般为100 KΩ左右，而一旦潮湿可降到1 KΩ 。人体不同，对电流的敏感程度也不一样 ，一般地说，儿童较成年人敏感,女性较男 性敏感。患有心脏病者，触电后的死亡可 能性就更大。
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• (6) 安全电压 • 安全电压等级或额定值，这些额定值指的是交
无极性
有极性
大容量电容 贴片电容
瓷片电容
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接地
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电感器 L
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找一找门铃电路中你知道的图形符号
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§1—2 电路和电路图
1.了解稳恒直流电、脉动直流电和交变电流的特点。 2.理解电压、电位和电动势的概念。 3.理解电流、电压的参考方向和实际方向的概念。 4.能用万用表正确测量电流和电压。
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4.电流的测量
电流表的接法
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二、电压、电位和电动势 1.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Uab表示。电压单位的名称是伏特，简称伏，用 V 表示。
水压与水流
电压与电流
电路和水路
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电压的实际方向即为正电荷在电场中的受力方向。 已知电流参考方向，则电压参考方向最好选择与电流一 致，称为关联参考方向。
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
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1.1 人身安全
1.触电危害
•
触电是指人体触及带电体后， 电流对人体
造成的伤害。 它有两种类型， 即电击和电伤。
1) 电伤－非致命的
电伤是指电流的热效应、 化学效应、 机械效应及电流本身作用造
通过人体的电流越大， 人体的生理反应就越明显， 感应就越强烈， 引起心室颤动所需的时间就越短， 致命的 危害就越大。 按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同 状态， 工频交流电大致分为下列三种：
① 感觉电流: 指引起人的感觉的最小电流(1-3mA) 。 ②摆脱电流: 指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流 (10mA) 。 ③致命电流: 指在较短的时间内危及生命的最小电流 (30mA)。
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一、电阻和电阻率 当电流通过导体时，由于作定向移动的电荷会和导体
内的带电粒子发生碰撞，所以导体在通过电流的同时也对 电流起着阻碍作用，这种对电流的阻碍作用称为电阻。
导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于 导体的材料、长度和横截面积，计算公式:
式中的比例常数ρ 称为材料的电阻率，单位名称为欧姆 米,简称欧米，用符号Ω·m 表示；l、S 的单位分别为m、m2。
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• （3）电流的作用时间
•
人体触电，当通过电流的时间越长，愈易造 成心室颤动，生命危险性就愈大。据统计，触电 1－5min内急救，90%有良好的效果，10分钟内 60%救生率，超过15分钟希望甚微。
触电保护器的一个主要指标就是额定断开时 间与电流乘积小于30mA.s。实际产品一般额定动 作电流30 mA，动作时间0.1s，故小于30 mA.s可 有效防止触电事故。
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。
（3）导线： 是用来连接电源和负载，输送、分配电能
常见导线：铜线和铝线
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（4）控制和保护装置： 是对电路起控制和保护作用
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2、电路工作状态 （1）通路(闭路）：正常工作状态下的闭合电路。 （2）开路（断路）：电源与负载没闭合的电路。 （3）短路(捷路）：电源不经过负载直接被导线相 连。
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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。
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§1—1 电路和电路图 §1—2 电流和电压 §1—3 电阻
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§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。
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一、电路的基本组成
手电筒电路
电风扇电路
电路的组成
流有效值，分别为：42V、36V、24V、12V 、6V等几种
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3.直流和交流 若电流的方向不随时间的变化而变化，则称其为直流电 流,简称直流，用符号DC表示。 其中，电流大小和方向都不随时间变化而变化的电流， 称为稳恒直流电；电流大小随时间的变化而变化，但方向不 变的电流，称为脉动直流电。 若电流的大小和方向都随时间而变化，则称其为交变电 流，简称交流，用符号AC表示。
做的功称为电源的电动势，用E 表示，单位为伏特(V)。
电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间 的电压。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。
外力克服电场力做功
直流电动势的方向
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4.电压的测量
直流电压表的接法
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§1—3
电阻
1.了解电阻率的概念和电阻的计算式。 2.了解常用电阻器的主要参数及部分敏感电阻器的特点。 3.能用万用表正确测量电阻,并能用兆欧表正确测量绝缘电阻。
成的人体伤害。 电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕， 常见的有灼伤、
电烙伤和皮肤金属化等现象。
2)电击
电击是指电流通过人体内部， 破坏人体内部组织， 影响呼吸系统、
心脏及神经系统的正常功能， 甚至危及生命。在触电事故中， 电击和电
伤常会同时发生。
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3）影响触电危险程度的因素 （1） 电流大小对人体的影响