第二章电工基础知识图文

50×10-8
电阻温度系数/℃ -1 0.00361 0.0041 0.00365 0.00423 0.00478 0.005 0.00625
0.00004
三、电阻
温度系数α：
表中温度系数α，说明电阻率与温度有关，实验证明， 物体的温度变化，电阻也随之变化，一般导体温度升高后， 导体的电阻值随之增大，相对导电能力下降。（注：导体 碳相反）
电阻元件符号： 电阻： 可变电阻： 电位器：
电阻元件主要参数：电阻 值、功率、允许偏差等。
电阻器的作用：在直流电 路中，常用于分压、分流、阻 抗匹配等；交流电路中，电阻 器常用于限流。
四、电压与电位 （一）电位
人们测量山峰的高度，常用海拔多少米，也就是以海平 面为基准测出各山峰的相对高度，海平面海拔为零，零海拔 为各山峰高度的参考点。
山高：海拔2800米
参考点：海平面
四、电压与电位
（一）电位 电位也一样，也必须要有一个参考点，而且一个网络、
一个系统或一台独立的设备只能共有一个参考点。如低压三 相四线中性点接地的供电系统中，大地为参考点，称为零电 位。
L1 L2 L3
U1、u2、u3为各点电位
参考点
四、电压与电位
（一）电位 而电子设备常以金属底板、机壳等共公点作为参考点。
如：
横截面2.5mm2的BVR塑料多股线的电流密度可选为 7A/mm2，一般情况下：2.5mm2BVR最大可通过17.5A电 流，可配用3.8kW的单相用电设备。
二、电流
（一）电流的形成 电流密度： 又如：
现需要安装一路供电线路，此线路计算总负荷电流 为125A，选配电缆前应先根据实际情况确定电流密度， 通常100A以上电路选用电缆的电流密度，每平方毫米不 大于2A，即J=2A/mm2，那么，
电流的国际单位为安培，简称为安，用A表示。
常用的电流单位：千安（kA）、毫安（mA）、微安 （μA）。
kA、A、mA、μA依次为千进位，即：
1kA=103A=106mA=109μA
二、电流
（四）电流的种类 电流的种类即电流的性质，通常分直流电、交流电两
种。
三、电阻
电阻是反映物体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。 电阻这一物理量可衡量物体的导电能力，物体电阻小 导电能力就强，反之就弱。 电阻用字母R、r表示。 电阻的单位：欧姆，简称欧，用字母Ω表示。 物体的电阻是客观存在的，不随电压的高低而变化。
了解电流的实质，就要从物质内部结构进行分折： 任何物质都是由分子组成，分子是由原子组成，而原 子又是由带正电原子核和带负电的电子组成。 在常态下，原子核所带的正电荷数等于电子所带的负 电荷数，物质呈中性。
在金属导体中存在较多脱离原子核吸引力的自由电子， 它们相互碰撞，处于无定向无规则运动，所以也不显电性。
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成 电路原理图
由电气符号（采用 GB4728-85 标 准 ） 、 代 号 、 连接线组合而成。
信息１： 电路中所用元件名称、数量及参数。
E——电池组，１２Ｖ，１套。 HL—— 指示灯，12Ｖ，0.1A、1只。 R——电阻，60Ω，1Ｗ，1只。 K1、K2——单极开关，２只。
电流密度用字母J表示，
即。
J

I S
J：电流密度（A/mm2） I：电流（A） S：横截面（ mm2）
二、电流
（一）电流的形成 电流密度：
电流密度与导体横截面不呈线性关系。因为导体的 截面积选用必须考虑诸多综合因素，如环境、敷设方式、 敷设长度。耐热、散热要重点考虑。
一般电流密度选择：负载电流越大，电流密度相对 越小。
我们把温度升高1℃时，电阻所产生的变动值与原电
阻值的比值，称为电阻温度系数，用α表示，单位1/℃
α
R2 R1 R1(t2 t1)
t1：变化前温度 t2：变化后温度 R1：t1时电阻值 R2：t2时电阻值
一般金属材料电阻温度系数很小，但温度很高时，电 阻变化显著，不可忽视。
三、电阻
在实际工作中，我们不但用电阻去衡量物体的导电能 力，我们还将具有一定阻值物质制作成实体元件，称为电 阻器。
二、电流
（二）电流的方向 电流方向的表示：
例：如图所示电路， 求出Iao的大小和方向。
a
o 4A b
3A
c
解： 先设定 Iao的方向，如图所示 根据基尔霍夫节点电流定律： Iao+Ibo=Ioc Iao=Ioc-Ibo 将已知数代入 Iao=3-4=-1A
得数为负值，实际电流方 向为Ioa。
二、电流 （三）电流的单位
二、电流 （一）电流的形成
例如，13号元素铝 的原子结构。电子分层 排列（2，8，3）
二、电流
（一）电流的形成 电流——电荷有规则的定向运动形成电流。
当人们给一定外加条件 时，如导体两端加一个电场 （即按上电源），则导体内 自由电子受到电场力的作用， 正电场吸引电子，负电场排 拆电子，所以导体内自由电 子就向着正电场方向移动。
信息３： 工作原理： 闭合Ｋ１，指示灯ＨＬ在额定电压下发光； 断开Ｋ１，闭合Ｋ２，指示灯ＨＬ与电阻Ｒ串联，
电阻Ｒ串联降压，指示灯ＨＬ电压为６Ｖ左右，较暗。
一、电路的组成及状态 （二）电路的状态 1、通路状态
通路就是电路中开关 闭合，负载中有电流流过。
在这种状态下，电源 端电压与负载电流的关系 可用电流的负特性确定。
选定了参考点，各点到参考点间的电压就称各点的电位。 a
R1
ua
b
R3 c
R2 ub R4 uc
R5 d R6 ud
ua、ub、uc、 ud为各点电位
零电位参考点
四、电压与电位 （一）电位
电场方向
+
-
不同的材料其电阻率也不同，下表列出几种常用金属 的电阻率。
三、电阻 表1-1 常用金属材料的电阻率及电阻温度系数
材料名称
银 铜 金 铝 钼 钨 铁 康铜（铜54%， 镍46%）
2０℃时的电阻 率/ Ω·m
1.6×10-8 1.72×10-8 2.2×10-8 2.9×10-8 4.77×10-8 5.3×10-8 9.78×10-8
一、电路的组成及状态 （二）电路的状态 3、短路状态
防止短路最常用的方 法是在电路上安装熔断器， 不论高压、低压、强电、 弱电，线路都要设可靠的 短路保护。
熔断器
一、电路的组成及状态 （二）电路的状态
电路的外特性
I 短路
开路 U
二、电流
（一）电流的形成 电流——电荷有规则的定向运动形成电流。用I、i表示。
电的基本概念
一、电路的组成及状态 二、电流 三、电阻 四、电压与电位 五、电动势
一、电路的组成及状态 （一）电路的组成
下面我们先来看一下手电筒电路
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成
电路——电流经过的路径。
电流必须在闭合回路中产
生，所以一个完整的电路一定
是回路。
电源
组成：
负载 控制设备
导线
手电筒电路
SI125A62.52mm 可选择70mm2的电缆线。 J 2A
总之，导体安全载流量选择正确与否，直接关系到 电路的安全、质量及成体，不可忽视。
二、电流 （二）电流的方向 电流的方向——正电荷移动的方向为电流方向。
二、电流
（二）电流的方向 不同的导电物质中，形成电流的运动电荷，可以是正
电荷，也可以是负电荷。甚至两者都有。为统一起见
输送分配电能的导体
（常用铜、铝材料）。
E
它将电源电能输送致 控制设备，再将受控制的 电能输入用电器，最后再 将其连接回电源而形成回 路。
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成 电路的分类
电路可分为外电
E
路和内电路
外 电 路 ：电源
控制设备
负载
内电路：电源内部的通道。如蓄电池两极、发电机 电枢线圈内通道。
一、电路的组成及状态
（二）电路的状态 2、断路或开路状态
断路一般为故障，开 路为工作需要，电路状态 一样，电源两端或电路某 处断开，电路中没有电流 通过。
对于电源来说，这种 状态叫空载。
一、电路的组成及状态 （二）电路的状态 2、断路或开路状态
开路的特点： 电路中电流为零，电源端
电压U等于电源电动势E。
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成 电路原理图
对各种不同电路的表 达方式——电路图
电路图是最简单明了 提供电路信息的方法。
电路图主要用来详细 理解设备和其组成部分的 工作原理，故称电路原理 图。它为接线、测试、排 故提供信息。
电工作业人员实际操 作时离不开电路图，识图、 读图是作为一名电工的基 本功。
如：电灯
电能转换为光能
电炉
电能转换为热能
电动机
电能转换为机械能
一、电路的组成及状态 （一）电路的组成 3、控制设备
按人们的需求安全、有效
E
的控制电能各物理量以及用电 器的使用时间。
如：控制电灯的开关、插销等 ：
控制电动机的接触器、 继电器、断路器等。
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成 4、导线
电场力：带电导体的周围存在着电场，电场对处在场 内的电荷有力的作用。
二、电流 （一）电流的形成
在金属导体 中，电子在外电 场的作用下有规 则的运动形成电 流。
二、电流
（一）电流的形成 电流强度：
电流的大小取决于在一 定时间内通过导体横截面的 电荷量的多少，在单位时间 内通过导体横截面的电荷量 越多，表示通过该导体的电 流越强，反之较弱，所以电 流大小用电流强度来衡量。
一、电路的组成及状态
（一）电路的组成 电路原理图
由电气符号（采用 GB4728-85 标 准 ） 、 代 号 、 连接线组合而成。