电气基础培训资料1

1、电气基础培训资料本文章的内容主要是介绍关于电气的一些基础知识，内容包括静电知识，交流电，直流电，电压，电流，电阻，电容，电磁感应，逻辑门电路等等及万用表的一 些基本使用方法.MINODA武汉美能达办公机器有限公司技术服务部教育科电气的基础复印机的技术包括机械，电气，光学，化学等各个不同类型的技术领域，因为电是 看不 见的而且也无法直接触摸的，因此有许多人并不了解什么是电.但是，电的应 用对于人 类来说是至关重要的.同时，要了解复印机的原理也必须了解电的基础 知识用为电是 所有电气产品的所必需的能源.电是什么通常我们在日常生活中经常使用一些提供电的能量的产品，例如：电源插座，干电池 等等.而且，

2、我们也经常在自然界看到象闪电这样的自然现象 ，但是我们并不仔 细考虑 电的本质.什么是电是我们在以下的内容中所要讲诉的.静电人们知道物体可以分为两类，一类是能够导电的导体，例如金属.另一类是不能导 电的绝缘体，例如玻璃.事实上，任何两个不同质料的物体相互摩擦后，都能带电，但 由于 绝缘体不能导电，所以容易出现带电现象.此种电我们称为静电，此种带电现 象称为静 电现象.人们又从实验中确定了电只有两种：当毛巾和玻璃互相摩擦后， 就分别带上不 同性质的电，凡和玻璃在这种情况下所带的性质相同的电称为正电 和毛巾在这种情 况下所带的性质相同的电称为负电.摩擦带电后，两个物体所带 的正负带电量相等.带电的

3、物体所持的电量是以库仑为单位.两个带同种电荷的 物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引.以下是不同介质摩擦带电的示意图.4147小?心切第焊理声带列上呼比九百心力4方曷。玻璃 v<力SS硬.质橡胶橡胶.一金属如图所示，在上图中所例出的物质相互摩擦时，左边的物体会失去电子带正电，右 边 的物体会得到电子带负电.)+(-5静电感应绝缘的导体引入外电场后，所发生的电荷重新分布的现象称为静电感应 .如下图所 示, 外电场是由一个均匀带正电的导体球 A所产生的，电场的力线是对称配置的.当绝 缘导 体B刚引入时，导体B上的自由电子就因为受了电场的力而开始在导体内移动 ，其方向 是趋向于导体 A的.这

4、时导体B上的电荷分布发生了变化，形成局部带电.导体A上的 电荷分布也因为 B的局部带电而发生变化，直到导体 A和B都达到静电平衡状态时 （两个导体内部的场强为零，表面上的场强处处垂直于导体表面）为止.带量体A埠体R群母体A 醇体B金属导体的特征是具有带负电的自由电子.当导体不带电时，自由电子的负电荷和结晶点阵的正电荷互相平衡，因此导体呈现中性.如果自由电子增多，则导体带负电：反之，如果自由电子减少，则导体带正电.当导体的内部和表面上任何一部分都没有 宏 观的电荷运动时，我们就说这导体处于静电平衡状态.备注：.一-19 -1. 1 电子=1.60219乂 10库仑192. 1库仑大约为0.624

5、* 10 9个电子3. 质子和中子的质量大约为电子的1840倍电压与电流电流的定义：大量的电荷有规则的移动形成电流.电流可分成两类：传导电流和对 流 电流.微观的电荷（电子，离子）相对于导体作有规则移动所形成的电流，称为传导 电流；宏观的带电物体作机械运动所形成的电流 ，称为对流电流.我们规定正电荷 移动的方向为电流的方向，即电流的方向是从高电位流向低电位.电压的定义：两点间的电压在数值上等于电场力把单位正电荷从高电位点移到 低电位点所作的功.电压与电流的单位：电压11V俨 10 6VmV1* 10 3VV1VkV1* 103 VMV产 106 V电流A AmAAkAMA 件 10 6A俨 1

6、0 3A1A它 103A俨 106A交流电与直流电直流电（Direct current）如下图所示，周期电流在任一瞬时数值（即瞬时值）的极性保持不变，这样的电流 称为直流电.交流电 如下图所示，周期电流随时间按函数规律周期性交变的电流，称为 交流电交流电变化一周的时间称为周期T,也就是波峰与波峰，波谷与波谷之间的时间单位是S.交流电在每秒时间内重复出现的次数称为频率 f,单位是赫兹，用Hz 表示.根据实际的需要，频率的高低可以分别用千赫（kHz）和兆赫（MHz）度量，它 们之间的关系为：10kHz=103Hz1MHz=10 6Hz周期和频率之间的关系是：f=1/T我国的电力系统的频率采用50H

7、z,有些国家（如美国，日本）采用60Hz电阻电阻就是电流流过导体时所遇到的阻力，通常我们用符号 R表示.导体的电阻和 所 加的电位差及电流强度无关，而和导体材料性质及材料大小和形状有关系.经过研究，我们确定了横截面为 S,长度为l的一段导体的电阻等于：R= l/S甯流1 cm其中。是一个仅与导体材料有关系的物理量.叫做该材料的电阻率.数值上 等于 把该材料做成一个长为1 1厘米），截面积为1（厘米2）的直拄体，使电流 沿着它的轴 线方向通过时的电阻.电阻率的倒数T =1/P称为电导率.电阻的单位：电阻U c 1 io 6>m>俨 io 3 ckP1 *103 ©MO.1

8、*106 G闭合回路如图所示，电源（干电池）以外的导体所组成的部分为外电路，在外电路中正电荷 从 高电位流到低电位.电源里面的电路称为内电路.电源的作用是把正电荷从低 电位经 过内电路送到高电位.内电路和外电路连接而称为闭合电路.J VR（抵抗欧姆定律当电流通过一段均匀的导体而其温度保持不变时，电流强度I和其两端的电压V成正比，这就是一段电路的欧姆定律.可以用以下公式表示：V=I R;I=V/R;R=V/I如果将n个导体串联起来，则组合后的等值电阻 R之值,等于各个导体的电阻之和.R=Ri +R2+R3+RnVI- I K 1V2= I R 2V=电源电压丫1 =电阻R1的电压降V2二电阻R2

9、的电压降1=回路电流根据欧女!定律 V=I(R1+R2)V=V 1+V2如果将n个导体并联起来，则组合后的等值电阻的倒数1/R,等于各个导体电阻的倒数的总和.V=电源电压1=总电流Ii二支路1电流I2二支路2电流根据欧姆定律 1/R=1/R1+1/R2I = I 1+I2I=V(1/R 1+1/R2)备注:常用可变电阻的结构电流的功和功率设有一段导线，两端的电位差为 V,通过的电流强度为I.我们知道，电荷之所以能在 导体内作有规则的移动，是因为受了导体内电场的力.因此，有电流通过的时候，电场就 做了功.在静电学中，已知当电荷q从高电位移到低电位时，电力所作的功为：A=qV这个关系对电流仍然是正

10、确的.设导体两端有电位差，由于外电源的维持而可以不变，则在t时间内，从导体一端移动到另一端的电荷q=It,电力所作的功为：A=IVt或者应用欧姆定律，可得到不同的表达式：A=I Rt这个功叫做电流的功.每电位时间内电流的功称为电流的功率，以P表示.显然，电流的功率P可写成下式：P=IV=V 2/R=I2R在实用系单位中，功的单位是焦耳，等于1安培的电流通过两端电位差为1伏特的 导体时在1秒内的功.1焦耳=1安培乂1伏特x1秒功率的单位是瓦特 导体的电容对于任何一个不受外界影响的导体来说，导体所带的电荷q和它相对应的电位V之比,是一个和导体所带的电荷无关的量，这个量称为孤立导体的电容C:C=q/

11、V电容的单位称为法拉.如某导体所带的电荷为1库仑时，它的电位为1伏特，则 该 导体的电容是1法拉.由于法拉这一单位是非常大的，常用微法拉(U F)或微微法拉(F F F)等较小的单位：1 F=10-6F1 口 F F=1012F电容元件的基本特点是能储存电荷，而且两极板储存的电荷数量相等，极性相异，由此建立均匀电场.电容元件的主要物理现象是充电及放电过程 .电容充电过程 就是 极板上电荷逐渐积累，伴随着电场逐渐增强，端电压增大的过程.放电则是 极板上电 荷逐渐释放，伴随者电场逐渐消失，端电压减小的过程.Vc随时间的变化O-电容器的连接电容器互相连接的方法主要有两种,串联和并联.电容器的并联如下

12、图所示这里，每个电容器的一个极板都连接在同一点A,另一极板都连接在另一点B.接上电 源后，每一个电容器两极板的电位差都等于U,各电容器的电荷分别为+ Q, +Q, +Q,对每个电容器来说：G=Q/VQ=Q/VQ=Q/VC = ( Qi + Q2 + Q3 )/V= C 1 + C 2 + C 3电容器的串联如下图所示.每个电容器的每一个极板都只和另一个电容器的一个极板相连接.把电源接到这个组合体两端的两个极板上，电源将使两端的极板上分别带正负电荷 +Q和负Q.同时, 其它各极板上则产生感生电荷，其值也为Q,正负符号如图所示.因为电容器的电容 不受外界影响，串联后每一个电容器的电容都和单独存在时

13、一样，所以V=Q/C=Q/G+Q/C2+Q/Q即 1/C=1/C 1+I/C2+I/C310磁学历史上磁学的建立是由研究磁铁的磁性开始的，在相当长的一段时期里，人们曾认为电和磁是两类截然分开的，互不相关的，孤立的现象.直到十九世纪奥斯特，安培等 科学家先后发现了电流的磁场和磁场对电流的作用后，人们才逐渐认识到磁现象和 电现象的本质及它们之间的联系.到二十世纪初，由于科学技术的进步和原则结构理 论的建立和发展，人们进一步认识到磁现象起源于运动电荷，这就指出了磁现象的电本质.磁场对电流作用力（左手法则）磁铁与磁铁之间，电流与磁铁之间都存在着相互 作用.放在磁铁或通有电流的导线周围的磁针，会产生偏转

14、，必然是受到力的作用的结果，这种力称为磁力.并且，同 种磁性相互排斥，异种磁性相互吸引.我们知道电荷的之间的相互作用是通过场进行的 ，这种场称为电场，同样，电流与 电流之间的相互作用也是通过场来进行的 ，这种场称为磁场.如图所示，把一段直导 线放在蹄型磁铁的磁场中，使导线与磁场方向垂直，若通以电流，它便从静止开始运动，这表明磁场对电流会产生力的作用.改变电流方向，或把图中N,S极的位置对调，可以看到导体的运动方向也随之改变，这表明磁场对通电导体的作用力的 方向既和 导体中电流方向有关，又和磁场方向有关.实验表明：磁场方向，电流方向和导体受力方向三者之间的关系可以用左手法则判定：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面里，把左手放在 磁场 中，让磁力线进入手心（