电气专业基础知识

1、一电工基础知识导体具有良好的传导电流能力的物体称为导体。通常导体 分为两类：傢金属以及大地、人体等，称为第一类导体；像酸、碱、盐 的水溶液以及熔融的电解质等，称为第二类导体。 绝缘体不善于传导电流的物体称为绝缘体。 半导体导电性能介于金属和绝缘体之间的物体。随着杂质 含量及外界条件(光照、温度或压强等）的改变，半导体的导电性能 会发生显著变化。电流电荷的定向流动，它可以是正电荷、负电荷或正、负电 荷同时作有规则的移动而形成的。电流密度通过垂直于电荷流动方向的单位面积上的电流 大小。电路用导体把电源、用电元器件或设备连接起来，构成的电 流通路称为电路。电压在静电场中，将单位正电荷从3点移到6点过

2、程中电 场力所做的功，在数值上等于这两点间的电压。又称这两点间的 电势差或电位差。电压降又称电位降。是指沿有电流通过的导体或在有电流 通过的路中电位的减小。电动势将单位正电荷从负极通过电源内部移动到正极时非 静电力所做的功。或者说，电源的电动势等于在外电路断开时电源两极间的电势差。感应电动势分为动生电动势和感生电动势。动生电动势是 指组成回路的导体(整体或局部在恒定磁场中运动时使回路中磁 通量发生变化而产生的电动势；感生电动势是指固定回路中磁场 发生变化使回路磁通量改变而产生的电动势。电阻通常解释为物质阻碍电流通过的能力。根据欧姆定 律，导体两端的电压和通过导体的电流成正比，比值称为电阻。电阻

3、率表征物质导电的特性参数。电阻率越小，导电本领 越强。导体的电阻率会受一些物理因素(如热、光、压力等)影响。 电导表征物质导电特性的物理量。它是电阻的倒数。 电导率电阻率的倒数。电容表征导体或导体系容纳电荷的性能的物理量。 电感是自感与互感的统称。电感是指通过闭合回路的电流 变化引起穿过它的磁通量发生变化而产生感应电动势的现象；互 感是指一个闭合回路中电流变化使穿过邻近另一个回路中磁通量 发生变化而在该回路中产生感应电动势的现象。直流电电荷流动方向不随时间改变的电流。 交流电大小和方向随时间作周期性变动且在一个周期内平 均值为零的电流称为交变电流，简称交流电。 頻率周期的倒数。瞬时值交流电在任

4、一时刻的量值称为瞬时值。 有效值交流电在一个周期内的方均根值。亦即，将交流电 通过一电阻在一个周期内消耗的能量，若与一直流电通过同一电 阻在相同时间内消耗的能量相等，则此直流电的量值被定义为该 交流电的有效值。感抗交流电通过具有电感的电路时，电感阻碍电流流过的 作用。容抗交流电通过具有电容的电路时，电容阻碍电流流过的作用。阻抗交流电通过具有电感、电容和电阻的电路时，电感、电 容电阻共同阻碍电流流过的作用。相位交流电是随时间按正弦规律变动的物理量，用公式可表示为i=Imsin（t+）式中t+称该交流电在某一瞬时t的相位，而(t=0)称为初 相。因相位常以角度表乐，故又可称相角。称为角频率。相位差

5、两个频率相同的正弦交流电的初相位之差称为相位 差或相角差。瞬时功率指交流电路中任一瞬间的功率。 视在功率在具有电阻和电抗的电路中，电压与电流有效值 的乘积称为视在功率。有功功率交流电路功率在一个周期内的平均值称为平均功 率，也称为有功功率，它实质上反映了电路从电源取得的净功率。 无功功率在具有电感或电容的电路中，反映电路与外电源 之间能量反复授受的程度的量值称为无功功率。实质上是指只与 电源交换而不消耗的那部分能量。功率因数是指有功功率与视在功率的比值。 相电压在三相交流系统中，任一根火线与中性线之间的电 压叫做相电压。线电压在三相交流系统中，任两根火线之间的电压叫做线电压。相电流在三相负载中

6、，每相负载中流过的电流叫做相电流。 线电流三相电源线各线中流过的电流叫做线电流。 磁感应强度在磁场中的某一点，单位正电荷以单位速度向 着与磁场方向相垂直的方向运动时所受到的磁场力，称为这一点的磁感应强度。磁通量亦即磁感应强度的通量。磁通（量)密度指垂直于磁场的单位截面积上通过的磁通 量。它与磁感应强度在数值上是一致的磁阻路对磁通量所起的阻碍作用。 剩磁铁磁物质在外磁场中被磁化，当外磁场消失后，铁磁物 质仍保留一定的磁性，称作剩磁。二常用计算公式三国际常用计量单位文字及符号四电工常用图形符号及文字符号五基本字母及符号六常用电工测量1.直流电流的测量2.交流电流的测量3.直流电压的测量4.交流电压

7、的测量六交流电路功率的测量七电动机1.电动机的分类2.电动机的主要性额定功率P额定功率表示电动机在频率、电压和电流都为额定值时，电动 机转轴每秒钟所输出的机械能。单位为W。额定转速(n)电动机在电压、电流、频率、功率都为额定值时，每分钟的转速称为额定转速。单位为(转/分)电压(V）电动机在额定情况下运行时，定子绕组线端的电伍值称为额定电压。单位为V。电动机铭牌上常标有“220/380V，这表示该电动机有220V和380V两种额定电压。如果电源电压为220V，应把电动机的出线端接成三角形（厶；如果电源电压为380V，应把电动机的出线端接成星形（丫。额定电流A电动机在额定电压、额定频率下以额定功率

8、运行时，定子绕组 线端的电流值称为额定电流。单位为A。接法表示电动机在额定电压下定子绕组出线端的连接方式。例 如，“丫”形连接、“厶”形连接。额定频率P电动机在额定运行的情况下，定子绕组所接交流电源的频 率称额定频率。单位为我国规定标准交流电源频率为 hz绝缘等级根据电动机绝缘材料和允许承受的不同温升所划分的等级， 称绝缘等级。绝缘等级有A/E/B/F/H级。工作定额指电动机正常使用时允许连续运转的时间。一般分有连续、 短时和断续三种工作方式温升电动机在正常运行时，绕组允许超出周围环境的最髙温度。效率电动机输出功率与输入功率之比，称为电动机的效率。异步 电动机的效率见表3 - 4。功率因数电动

9、机有功功率与视在功率之比称为功率因数。异步电动机 空载运行时，功率因数约0.2。异步电动机在额定功率下运行的 功率因数见表3-4。启动电流电动机在启动时的瞬间电流称启动电流。电动机的启动电流 一般是额定电流的57倍。启动转矩电动机在启动时所输出的力矩称启动转矩。常用启动转矩与 额定转矩的倍数来表示。异步电动机的启动转矩一般是额定转矩 的5.51.8倍。最大转矩电动机所能拖动最大负载的转矩，称为电动机的最大转矩。 常用最大转矩与额定转矩的倍数来表示。异步电动机的最大转矩，一般是额定转矩的1. 82.2倍。电动机常用计算公式三相异步电动机外形图三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，维护方便等优点如

10、图八变压器九电抗器十电流互感器十一.炼油厂常用低压电器第三节自动开关第四节接触器第五节继电器第六节主令电器十二。常用机械电气控制线路机床或其他生产机械的运动部件大多是由电动机来带动的， 为完成一定的生产顺序，需对电动机的启动、停止、正反转及延时 动作等逬行控制，这一控制过程是由继电器、接触器等控制电器来 实现的，其对应的控制线路可用原理图来描述。在原理图中，各种 电器都用统一的符号来表示，且规定所有电器的触点均表示在起 始情况下的位置,即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。由于继电接触器控制系统中机械触点多、接线复杂、可靠性和 灵活性较差，因此随着徽型计箅机日益广泛地应用，一些较为复杂 的继

11、电接触控制系统中的若干控制环节已被一种新的工业控制器可编程控制器(PLC)所代替，从而不但简化了线路，也大大 地提高了系统的可靠性和灵活性。木章先介绍常用的继电控制线路，然后介绍可编程挎制器 (PLC)。第一节继电控制线路中常用环节一、点动控制线路点动控制线路原理如图7_1所示。按下按钮涨SB，1、3两点 接通，接触器KM线圏通电，接触器常开触点KM吸合，电动机接 通电源，按照规定方向运转;当松幵按钮SB时，1、3两点断开KM线圈失压，KM常开触点断开，电动机停止运转。这种线路常 用于机床和行车等设备的步进或步退控制。二、连动控制线路图7-2是一种控制电动机连续运转的线路图。当按下启动 按钮3

12、81时，接触器线圈XIV通电，接触器主回路常开触点（主触 点汛从闭合，电动机运转，同时又使其与381并联的3与5之间 的常幵触点XIV闭合。当松幵3&时3、5两点间由于仄IV！的常 开触点仍然闭合而起到自锁作用，使回路保持通路,线围尺从继 续通电。按下按钮562，使1、3之间触点382断开，回路即断路， 接触器常开触点尺从打开，电动机从停止运转。三、带有热继电器的保护控制线路热继电器是一种过载保护继电器,它有两个发热元件，在紧贴热元件处装有由两种不同膨胀系数的金属片压结而成的双金属片。将两个热元件冗9串接在主电路中，如图7-15所示。如有过电流流过，热元件产生的热量将引起双金属片的弯曲，当它弯

13、曲 到一定程度时，便将脱扣器打开，使4与2之间热继电器触点断幵，于是接触器冗乂释放，电动机即停止运转，以达到保护电动机过载百分比愈大，热继电器的动作愈快。当过载20冗 时，它一般经201114动作；当电流很大时，它的动作时间比熔丝熔 断时间长，所以它不宜作为短路保护，只能作为电动机长时间过载 或单相运转等所引起的过电流保护。路中保护培丝断开，切断电源，这时外壳不带电，从而避免触电危险3应当指出，在保护接零用的零线上，决不允许装熔断器或开 关。这一点对于家用电器的接零保护来说特别重要。十三、接地接地的使用范围保护接地适用于各种不接地电网，包括交、直流不接地电网， 低、高压不接地电网等。凡是因绝缘

14、破坏或其他原因而可能出现 危险电压的金属部分，均应实行保护接地。电机、变压器、照明器具、携带式或移动式用电器具和其 他电器的金属底座和外壳。电气设备的传动装置。3室内、外配电装置的金属构架和靠近带电部分的金属遮 栏和金属门。4配电、控制和保护用的盘、台、箱的框架。 5交、直流电力电缆的接线盒和终端盒的金属外壳及电缆 的金属护层和穿线的钢管。6.架空线路和架空地线的金属杆塔及装在杆塔上的开关、 电容器等的外壳和支架。7.电流互感器和电压互感器的二次线圏，8.工作电压超过安全电压而未釆用隔离变压器的手持电动 工具或移动式电气设备的外壳。9.避雷器、保护间隙、避雷针和耦合电容器的底座。 10.凯装控制电缆的外皮；非铠装保护电缆的12根屏蔽芯线。11.民用电器的金属外壳，如电风扇、洗衣机、电冰箱,等等。 但需注意以下几点：在保护接零的系统中，电气设备不可再接地保护。这是 因为：当接地的电气设备绝缘损坏而与外壳相碰时，由于大地的电阻较大，保护开关或保护熔丝可能不会断幵，于是电源中性点电位升高，以致使所有接零的电气设备都带电，反而增加触电危 险性。由低压公用电网供电的电气装置，只能采用保护接地，不能釆用接零。否则，当电气装置的绝缘损坏碰壳而造成一相短路时，将会引起公用电网供电系统严重的不平衡现象。在由同一台变压器供电的线路中，不允许