电工基础知识2

电工基础知识授课：永安市技校陈昌初维修电工培训第一节直流电路第一章电工基础知识

1、电路的组成及作用

电路：电流所通过的路径。

电路的作用是进行电能的传输和转换，或是实现信号的传递和处理。

电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。电路可分成电源、负载和中间环节三个部分

电源是提供电能的设备，是电路工作的能源，电源的作用是将非电能转换成电能。

负载是用电设备，是电路中的主要耗电器件。负载的作用是将电能转换成非电能。

中间环节是指电源与负载之间的部分。一、电路的组成及各部分的作用电池灯泡EIRU+_电源

2、电路的工作状态

（1）开路状态（2）断路状态（3）短路状态忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气图形符号表示所组成的电路，称为电路二、电流1、电流的概念与分类带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。I＝Q/t（取决于在一定时间内，通过导体横截面的电荷量）I电流强度（A）Q电荷量（C）t时间（S）2、电流的单位安培（A）

电流单位换算1A＝103mA1mA＝103μA，1kA＝103A3、电流的方向

规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。假设的电流流向称为电流的参考方向。分析：当参考方向与实际方向相同时，则I>0当参考方向与实际方向相反时，则I<0，负值表示方向相反而不是负电流值）1、电动势的定义电动势是衡量电源力移动电荷做功能力的物理量电动势：电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。E=W电源力/Q三、电动势2、单位字母符号：E单位：V（伏）3、电动势的方向E的方向是从低电位（电源负极）指向高电位（电源正极）四、电压与电位1、电压（1）电压的电压是衡量电场力作功率领的大小在电场中，电场力F的将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值。UAB=WAB/Q电场力将单位正电荷从电场中的a点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。（2）电压的方向电压方向规定为由高电位指向低电位三种表示法：箭头表示双下标表示UAB习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。（3）电压的单位伏特（V）1V＝103mV

1mV＝103μV1kV＝103V2、电位电位：某点与参考点之间的电压：用U（或ψ）表示单位V把参考点的位称为零电位。即如A点参考点则ΨA＝0V）通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。任意两点间的电位差：UAB＝UA-UB或ΨAB＝ΨA-ΨB电压与电位的异同点：电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差；电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电压是绝对量，不随参考点的改变而改变。五、电阻器1、电阻器的概念电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小，简称电阻“R”符号表示。R＝L/SL：导体长度（m）S：横截面积（MM的平方）：导体的电阻率（·M）3、电阻器分类：固定电阻可变电阻碳膜电阻线绕金属膜电阻2、单位：为欧姆（）1KΩ=103Ω1MΩ=106Ω4、主要指标：标称阻值承受功率允许偏差

5、标志方法：色环法色标符号方法：棕（偏差）金（倍乘）黄（第三位）紫（第二位）棕（第一位）黑0棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9银10-2金10-11、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律：（不含电源电路）内容：流过导体的电流与这段导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比I=U/R式中R为电阻，单位为欧姆Ω，电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。六、欧姆定律2、全电路欧姆定律全电路欧姆定律（含源电路）内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比Ｉ＝Ｅ/（Ｒ+ｒ）公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0分析：由U=E-Ur=E-Ir可知：当电阻R为无穷大，I=0U=E（最高）当电阻R变小，I增大U减小当电阻R变大，I减小U增大七、电阻的连接1、电阻的串联两个或多个电阻头尾依次相连，称为电阻的串联。电阻串联的特点：

（1）电流相等I＝I1=I2=……＝In；

（2）总电压等于各个电压之和U=U1+U2=IR1+IR2；（3）R=R1+R2---+Rn；总电阻等于各个电阻之和，（4）串联电阻有分压作用。分压式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2。2、电睬阻并树联两个挤或两敢个以渡上电不阻接尿在电址路中盈相同洁的两握点之矛间，臂并承夕受相同的推电压躺。电阻只并联柿的特简点：（1）电压土相同特，U=雅U1插=U询2-棉-=良Un；（2）总电将流等装于各纤个电途流之月和，I=肆I1侨+I呀2-浆--泉+I悦n；（3）总电骑阻的赠倒数易等于要各个榨电阻饺倒数笋之和分。1/填R=庙1/溜R1锈+1江/R尚2-隙--穴+1商/R糖n，若只袍有两托个电布阻并券联即R=西R1并R2齿=R鸣1R困2/画R1服+R攻2；（4）电阻贞并联辽具有才分流篇作用筝，分流修式：I1戚=R予2I慢/R煎1+壤R2菜I2墓=R颈1I浙/R留1+洋R2八、造电趟功与贼电功记率1、电诸功电能冶转化绪为其瞧他形珍式能撒的过宾程称亮为电敢流做炎功，简称梅为电睛功荐用字扎母W表示材。W=厚UI惩T式中镇：W电功J；U电压V；I电流A；t时间SW=伴I2Rt悔=U2t/亭R实际合中：吓电功文的单稳位常攻用千突瓦·小时减（KW·h），减俗称买“度学”常生染活电蜡能的刻计算店：3.司6×106J=紧1K遮W.绕h=浆1度

有一个电饭锅，额定功率为750W，每天使用2小时；一台25吋电视机，功率为150W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？解：（0.75kW×2h＋0.15kW×4h＋0.12kW×8h）×30天＝（1.5度＋0.6度＋0.96度）×30＝91.8度答:每月耗电91.8度【例】3、电手流的煌热效奋应电流分通过双导体锹时，颤使导斑体发减热的块现象累叫电组流的遇热效挣应。焦耳――楞定字律Q=容I2Rt垂=U2t/R生=UI外t单位接：Q-肌J,五I纷-A例,虹R-末Ω,隔t-叙S。九、免电脑容器2、电番功率电流绿在单吼位时认间内裙能做妖的功浴叫电撑功率羞，简跳称功勤率用毫字母P表示株，单况位：情瓦特揉（W）,mW，KW；P=卖W/因t=歌IU雪=I2R=邮U2/R式中广：P电功四率W；U电压V；I电流A；C电极极板介质电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有绝缘材料构成，简称电容。1、电容器的概念电容量：C=Q/U式中：C电容F；Q电极上带的电荷C；U两极板间的电压V；

电容是表示电容器存储电荷能力的物理量，是固有参数。有：C=εS/d式中：S平行板电容器的面积，m2；d极板间的距离m；

ε介质的介电常数F/m；

电容滑的单纤位是椒：法饰拉（F）混其换淡算关午系为括：1F元=1笋06F1μ锅F=斜1012pF按结构分：固定电容器、可变电容器半可变电容器按介质分：空气电容器、纸介电容器、云母电容器、电解电容器（有正负极）2、电容器的种类3、电容器的主要参数标称电容耐压值允许误差4、电塌容器论的串倒联与雀并联特点：①、Q1萌=Q寻2=涉Q3港=…恰=Qn②、U=帮U1端+U粘2+恭U3萌+…效+U足n③、1/凝C=孕1/杠C1晋+1铸/C唇2+秧1/佩C3浪+…颤+/CnC=独C1杆C2说/C胁1+好C2（两胶个电尺容串表联）C=宾C0碑/n（容绘量相婚等的四电容俗并联禾）两个或两个以上的电容器依次相连，只有一条通路的联结方式（中间无分支的连接方式）

（1）电容器的串联特点：①、U=喘U1布=U督2=睁U3躺=…旧=U嫩n②、Q=梨Q1片+Q服2+祸Q3拆+…炼+Qn③、C=册C1及+C走2+旋C3煎+…庙+Cn两个或两个以上的电容器的一端连在电路中的一点，另一端也同时连在另一点，使各电容器承受相同电压。（2）电容器的并联第三概节荐正联弦交突流电沸路一、谱正区弦交年流电亩的基辛本概急念ti如果烘在电坛路中驱电动蛙势的冲大小喝与方段向均文随时抵间按酸正弦龙规律铲变化旬，由贷此产车生的穗电流刃、电屋压大冻小和匹方向虫也是突正弦英的，喘这样沸的电抹路称顺为正渣弦交激流电垄路。交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电动势（电压或电流）。1、正弦交流电的定义3、正叶弦交烈流电松的三滋要素2、正绪弦交邮流电暑的产盼生FFNSIIe=Emsinωt在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以

的速度顺时针旋转，根据右手定则可知，线圈中产生感应电流。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。i最大值角频率（弧度/秒）初相位三要素:最大穿值电量陆名称身必须科大写,下标狸加m。如租：Um、Im用小幻玉写字遮母表湖示交校流瞬爆时值拿，如u、i有效值电量必须大写，如：U、I有效值概念交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值（1）瞬桥时值籍、最遭大值垦、有羡效值

在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。问题与讨论

电器~220V最高耐压=300V

若购得一台耐压为300V的电器，是否可用于220V的线路上?该用搁电器党最高腹耐压留低于忌电源探电压央的最兴大值，所裕以不能伪用。有效值

U=220V

最大值

Um

=220V=311V

电源电压

已知我国的交流电

f＝50Hz,试求T和ω

。【例3.1】（2）周厌期、膜频率魂、角龟频率①周期T：变化壳一周裳所需荣的时斧间单位炸：秒幸，毫疗秒。③角频岁率ω：每秒冬变化壁的弧描度单位挽：弧雪度/秒。②频率f：每秒劝变化筝的次旬数单位血：赫他兹，岛千赫沸兹。iTf=啦1/绩T造ω=哈2∏检/T领=2晋∏ft=周0时的碑相位罪，称赴为初相臂位或旦初相碍角（φ）。（ωt速+φ）正弦英波的闸相位摘角或溉相位两个同频桃率正弦需量间我的初轰相之挖差称民相位惭差（φ2已-φ障1）（2）相位、初相位、相位差e=Emsin（ωt+φ）

同相位落后于相位领先超前于相位落后相量波形图i（3）正景弦波筑的表渐示方首法瞬时值表达式必须小写u=Umsinωt二、况单超相正逆弦交康流电舅路1.纯电阻电路交流负载中只有电阻的交流电路。如电炉、白炽灯等。uiRωtuiUI（1）电惰压与慎电流用的关女系设：uR=URmsinωt则有：i=uR/R=(URm/R)sinωt=Imsinωt在纯电阻电路中，电流i和电压uR是同频率、同相位的正弦量。电压辽与电冈流最卡大值单的关筝系：Im=URm/R电压奇与电险流有锣效值葛的关揭系：I=鸡UR/R或UR=I乡丰R（2）电熔路的旺功率瞬时考功率曲：瞬然时电抖压与况电流柔的乘戏积。有功改功率隙：瞬宾时功至率的助平均迅值。P=采URI=话I2R=翁UR2/R2.纯电梢感电炭路交流负载中只有电感的交流电路。（1）电压与电流的关系iuiuLUI电感包线圈猛中产冤生自黄感电膛动势鹊，阻脏碍电王流的扔变化沙，故亡电流蔽的变化泥总是稼滞后企电压致的变躲化。设：i=Imsinωt则通过分析有：uL=ImωLsin(ωt+90o)=Umsin(ωt+90o)那么：①电感两端的电压超前电流90O；②电感对电流的阻碍作用用感抗来反映；XL=ωL=2∏fL电压衫与电拘流的膝关系腐：I=榆UL/XL（2）电能路的净功率昼和能反量转鞠换电感线圈不消耗有功功率；无功功率：瞬时功率的最大值；QL单位：乏尔QL=ULI=I2XL=U2/XL3.纯电痒容电灵路（1）电压与电流的关系交流负载中只有电容的交流电路。iuuiC电容炮器不惯断充育电和暗放电脱，形章成电慨流。设：uC=UCmsinωt则通过分析有：i=ωCUCmsin(ωt+90o)=Imsin(ωt+90o)那么：①电容两端的电压滞后电流90O；②电容器对电流的阻碍作用用容抗来反映；XC=1/ωC=1/2∏fC电压跨与电项流的匹关系廉：I=承UC/XC（2）电纱路的蒙功率胳和能稼量转银换电容不消耗有功功率；无功功率用QC表示

单位：乏尔QC=UCI=I2XC=U2/XC三、粉三痒相交爪流电捏路三相施交流警电的涂优点拣：输电铺时节弦省电彻线；快三相若发电拣机体派积小掀，质后量轻片，成押本低糟；三大相异微步电我动机帽结构淡简单胁，性转能可笨靠；1、三浆相对负称电便动势盈的产穿生•••U1U2V2W1V1W2SN定子中放三个线圈：U1U2V1V2W1W2首端末端三线圈空间位置相差120o

转子装有磁极并以的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。转子定子Em

0°120°240°360°t120°120°120°注意：三相对称正弦电动势频率相同，振福相等，相位相差120o。eU=EmsinωteV=Emsin(ωt-120o)eW=Emsin(ωt+120o)2、三菌相电摧源的吴星形遭联结三相四线制供电火线（相线）:UVW中线（零线）：N（中线）（火线）（火线）（火线）U2V2W1V1W2NU1（1）星形联结的方法（2）三含相四漆线制堤的线遥电压循与相股电压相电嫁压：火线敢对零健线间壶的电朴压。如：UU、UV、UW120120120UWVN线电压：火线间的电压。注意规定的正方向WUVN30（2）线侵电压软与相潮电压扬的关故系线电压为相电压的倍，同时线电压的相位超前相电压30OU线=U相鼠笼式绕线式他励教、异熔励、孔串励赔、复罪励电动葬机的刺分类异步机同步机交流电动机电动机直流电动机第五昂节：嗓常用横三相卸异步拾电动客机三相单相电动别机有毅直流芹电动丑机和久交流巡寿电动砌机两耽大类大，直击流电普动机庄不及波交流钓电动絮机结域构简暴单、五制造晚容易度、维价护方膛便、牵运行恰可靠享。常用未的交锣流电泻动机坦有三藏相异旋步电烈动机吗（或净称感伸应电精动机瞎）和叛同步破电动和机。异步石电动俩机结仰构简启单，浙维护耻容易欢，运轨行可霜靠，研价格璃便宜裳，具权有较嫂好的连稳态莫和动短态特览性，雾因此折，他脏是工燥业中汤使用弊得最鸭为广持泛的逆一种遭电动蛋机。壳同步境电机能既可淹作发枝电机晋使用橡，也颗可作稻电动骑机使黎用。一.交流狠电动剃机Y系列三相异步电机

三相永磁同步电机

1.三相越异步酒电动提机的旅基本蹄结构按结益构分解类：笼式碰异步怒电动再机：执结构持简单担，坚约固，徐成本声低。讯绕线演式异俯步电沿动机姥：通替过外网串电蹄阻改久善电侧机的快起动扬，调节速等锹性能闷。异步害电动牢机主乔要有婶以下窜几部王分组秀成:1）定寸子定子社由铁电心、瓶绕组弊与机组座三亭部分脸组成舍。定雀子铁毁心是耽电动即机磁迫路的追一部零分，屈它是明由0.展5m系m的硅抛钢片绞叠压引而成受，片足与片箭之间农是绝需缘的绕，以富减少蚀涡流秀损耗貌，定是子铁四心的总硅钢薄片的勺内圆门冲有柔定子介槽，川如图找所示附，槽酸中安梦放绕马组，将硅钢顷片铁找心在观叠压军后称尼为一蜘个整毛体，猛固定母于机测座上势。定拘子绕拿组是浑电动忌机的季电路恰部分敞，由断许多帽线圈互连接俭而成构，每套个线纪圈有盆两个值有效技边，些分别寄放在厘两个眉槽里谱。三难相对逝称绕斩组可效连接抱成星同型或与三角经形。2）转咱子转子顿有铁绞心与惕绕组府组成挂。搬异步采电动锤机的胀转子颜绕组段有鼠坡笼式酬、线弯绕式俭。机座妥主要霜用于侦固定丸与支唇撑定宣子铁哈心。眠中小季型异廉步电别动机冠一般使采用吼铸铁咽机座壁。根斑据不咬同的弄冷却喂方式忘采用串不同乏的机秘座形虑式转子座有铁至心与阿绕组涂组成疫。转进子铁异心压谱装在宁转轴戚上，赶由硅级钢片欺叠压慈而成秋，转舌子硅睛钢片天冲片蚂如图倾所示页，转绒子铁咐心也帖是电颗动机绵磁路艺的一垄部分冶，转邮子铁言心、蝴气隙然与定洞子铁铜心构怜成电伍动机可的完宫整磁刘路。粮异步昼电动节机转桶子绕卫组多维采用纽奉鼠笼执式，挖它是罢在转突子铁骨心槽防里插舌入铜愧条，归再将朝全部寨铜条猛两端祸焊在羊两个登铜端宾环上蒜而组弦成，乘小型欣鼠笼旷式转污子绕叶组多耀用铝喝离心骂浇注张而成停。这桐不仅看是以宾铝代垄铜，任而且茶制造滚也快满。异步螺电动砍机的边转子很绕组敲除了价鼠笼梢式外址还有破线绕壶式，悲线绕抖式转婆子绕朋组与斥定子酬绕组获一样敌，由旱线圈掠组成星绕组卵放入咳转子跳铁心盗槽里棒，转德子绕潮组一绘般是券连接球成星藏型的碑三相雄绕组蚕，转均子绕炎组组错成的穗磁极祥数与框定子犯相同魔，绕充线式趁转子仗通过避轴上岔的滑悬环和订电刷减在转铺子回桑路中很接入佩外加梨电阻糖，用励以改越善启刚动性阵能与欲调节消转速许。2.三相气异步警电动贴机的劈燕工作京原理V2V1W2U2U1W1转子定子定子绕组（三相）机座转子融：在旋友转磁巩场作怒用下旧，产体生感破应电动锐势或昆电流城。三相定子绕组：通入三相交流电产生旋转磁场。1、旋转磁场的产生电磁锹基本动定律左手升定则用：通电性导体选在磁埋场中棕受到溉力的庭作用药，其赚受力割方向母可以莲用左若手法好则判抬定。(伸开巴左手,让拇轻指与爷其余型四指认垂直葡并同并在一蝇个平扬面内,让磁桂力线鼠穿过泼手心,四指璃指向写电流范方向,拇指腰所指洒的方晃向就午是通铲电导援体所塞受到划的电争磁力捡的方据向。刻）右手隔定则刃：导体题在磁剩场中维做切努割磁那力线练德运生动，彼则在量导体些的两拍端将饿产生海感应虑电动诱势，奸其方猜向可育用右夏手法舟则判谦定。鱼（伸衣开右忙手,让拇鱼指与劫其余讯四指怎垂直族并同杯在一佣个平赶面内,让磁籍力线仁穿过嗓手心,拇指挥所指牌的方缴向为柱导体婆运动游方向李，四温指所比指的栗方向苹为电巡寿流方柱向。奖）异步父机中,旋转免磁场智代替臣了旋柏转磁尖极U1V2W1V1W2()电流入U2(•运)电流搁出AXBYCZ合成俭磁场搅方向城：向车下U1U2V2W1V1W2ωt=0o时XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：ωt=6痰0o时ωt=1曲20o时ωt=1夫80o时改变驱电机暗的旋坚转方众向：屈换接寇其中学两相膛。旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转磁场的转速大小

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电流频率为fHz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：n1称为同步转速n1=60f若为P对磁极n1=60f/P三相现异步松电动奖机的析转动蒸原理对称暖三相劳正弦差交流丧电通缓入对吸称三叠相定赏子绕宝组，撑便形皂成旋罩转磁券场，虫旋转扑磁场讯切割衬转子煤