电工基础知识

122.2电压的方向：一是高电位指向低电位；：是电位随参考点不同而改

一・电工基础知识变.

1.2.2.3电压的单位是“伏特”,用字母P”表3离用单位有:千伏(KV)、

1.直流电路

伏(V)、亳伏(mV)、微伏(uV)

电路1KV=lO^lV=103mV1mV=103uV

电路的定义：就是电流通过的途径

电路的组成：电路由电源、负载、导线、开关组成1.2.3电动势

内电路：负载、导线.开关123.1电动势的定义：个电源能够使电源持续不断，就是因为

外电路：电源内部的一段电路它能使电路两端维持一定的

负我：所有电器电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势.

电源：能带其它形式的能量传换成电能的设备A

1.2.3.2电动势的单位是•伏，用字母“E,表示.计算公式为£=

基本物理量

(该公式收明电源将共它形式的能转化凝电能的能力)H中A为外力

1.2.1电流所作的功Q为电荷S,E为电动势.

1.2.1.1电流的形成：导体中的自由电子在电场力的作用I作有规则的定1.2,3.3电源内电动势的方向：由低电位移向高电位

向运动就形成电流.

1.2.1.2电流具备的条件：一是在电位差，二是电路•定要闭合.1.2.4电阻

1.2.1.3电流强度：电流的大小用电流强度来表示，笔数值等于单位时间内1.24.1电阻的定义：自由电子在物体中移动受到技它电子的用剑,对于这种

通过导体截面的电荷量，计算公W为1=29电所表现的能力就叫电阻.

/1.242电阻的单位是“欧姆：用字母“R"表示.

其中Q为电荷G:(库仑)」为时间(秒/$);1为电流强变1.24.3电讯的计算方式为：R”L

1.2.1.4电流强度的单位是•安：用字母“A'表示.常用单位作干安s

(KA)、安(A)、充安(mA)、微安(uA)其中I为导体长度£为极面积矛为材料电阻率

1KA=K^A1A=105mA1mA=10\JA铜p=0.017铝p=0.028

1.2.1.5直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化，用大

写字母T表示,简称宜潦电.欧姆定律

1.3.1欧姆定律是点示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.

1.2.2电压1.3.2部分电路欧姆定律：电路中通过电阻的电流.与电阻两端所加的电压

1.221电JK的形成：物体带电后具有•定的电位，在电路中任意两点之间的成正比，与电阻成反比，称为部分欧婢定律.计算公式为/=[

电位差,称为该两点的电压.K

142.1电阻的并联：将电路中若卜个电阻井列连接起来的接法,称为电

R=yU«IR

阻并联.

1.3.3金电路欧姆定律：在闭合电路中（包括电源），电路中的电流与电源的1.4.2.2并联电路的抬力：各电阻两端的电压均相等，即Ui=U2=U>=...

电动势成正比，与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比，称全电路=Un；电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I=I,+匕+

b+....I.;电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和，即

欧姆定律.计算公式为/=」一

投+%!=!+1-+』-+._+并联负效愈氨总电阻愈小,供亚电

R代RR、R.

其中R为外电固再为内电RLE为电动势2

流愈大，负荷愈重.

电路的连接（串连、并连、泡连）

1.4.2.3通过各支路的电流与各自电用成反比，即!•=冬

1.4.1串联电路

/,公

1.4.1.1电阻串联将电阻首尾依次相连，但电渔只有一条通路的连系方法.

电源的并联：把所有电源的正极连接起来作为电源的正极.把所

1.4.1.2电路串联的特点为电流入；电流相等、呷I=h=12=la...142.4

有电源的负极连接起来作为电源的负极，然后接到电路中.称为

总电压等F各电阻上电压之和，即U»Ui+U2+5…

总电阻等于负载电阻之和，即R=R,+R2+R3…电源并联.

1JR142.5并联电源的条件：一是电源的电势相等：二是标个电源的内电阻

各电阻1:电床降之比等于其电网比，即?=会，相同.

%«2

1.4.2.6并联电源的特点：能张得较大的电流.即外电路的电流等于•流过

各电源的电流之和.

——I•••

1.4.3混联电路

1.4.1.3电源串联：将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接1.4.3.1定义；电路中即有元件的串联乂有元件的并联称为混联电路

起来.143.2混联电路的计算：先求出各元件串联和并联的电阻值，内计算电

特点：可以获得较大的电压与电源.计算公式为路的点电阻值汕电路总电即值和电路的缆电压.根据欧姆定律计

E«E|4-E?♦E34...♦En口出电路的总电流;根据元件电联的分压关系和元件并联的分流

fo■「01♦「02♦「03+…+ton关系,逐步执生出各部分的电流和电压.

Ei+E2+十…十E.

电功和电功率

5+知+仆+…+%”

电功

1.4.2并联电路电流所作的功叫做电功.用符号“A”表示.电功的大小与电路中的电流、

电压及通电时间成正比，计自公式为A-UIT.I2RT

电动及电能量的单位名称是焦耳,用符号7"表示；也称千瓦用人用符号

2.交流电路;

“KWH”表示.1KWH=3.6MJ

单相交流电路

电功率定义：所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都网时间接

电流在型位时间内所作的功叫电功率,用符号“P”表示.计算:公式为一定规律作周期性的变化、又叫正磁交流电.

单相交流电的产生：线圈在城场中运动旋范，旋传方向切割磁力线,产生

P，=U]=FRE照应电动势.

tR单相交流发电机：只有•一线圈在磁场中运动流转，电路里只能产生■

电功率限位名称为“瓦”或“『瓦二用符号MT或-KW'表示:也可称“马个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电筋称为单相交

力.流电.

1马力=736W1KW=1.36马力交流电与出流电的比较：输送方便,使用安全，价格便宜.

电流的热效应、短路交流电的基本物理量

电流的热效应瞬时值与殿大值

定义：电流通过导体时，由F自由电子的碰撞，电能不断的转变为热能.这电动势、电流、电压每瞬时的值称为瞬时值.符号分别是：电动场-E*.

种电流通过导体时公发生热的现象,称为电流的热效应.电压“IT,电流T.

瞬时值中最大值,叫做交流电动最大值.也叫振幅.符号分别是；Em,Im.

血与热的转化关系其计算公R为Q=/：K，=W=CfUm.

K周期、城率和角频率

其中O为导体产生的热区,W为消抵的电能.周期：交流电每交变一次（或一周）所需时间.用符号T1次示;的位为“杪：

川字母）•表示;T=0.02s

短路

定义：电源通向负载的两根导找,不以过负我而相互直接接通.该现象称

之为短路.

娅路分析：电阻（R）变小，电流⑴加大，用公犬表示为/=」一

T-0.02s（China中国）

短路的危害：温度升高，烧毁设缸发生火灾;产生很K的动力，烧毁电源，频率：交流电每秒交变的次数或周期叫做领率,用符号f&示,单位是

电网破裂.H2.

保护措施：安奘白动开关;安装焰断跷.50Hz（China中国）

角领率：单位时间内的变化角度，用"rad/s"（轴杪的角度）去示，单位星形连接"Y"

为3.

相位、初相位、相位差

相位：两个正弦电动势的最大值是不是在同一时间出现就叫相位,也可称相电压：短个找出两端的电压.相电

相角.压为220V

初相位：不同的相位对应不同的瞬时值，也叫初相用.线电压；两条相线之间的电压.战电

相位差：在任瞬时,两个同频率正弦交流电的相位之差叫相位差.压为380V

相电JL■线电压的关系如下：

有效值：止弦交流电的大小和方向随时在变.用与热效应相等的直流电

11线=技/相；U相=220V；

流值来表示交流电流的大小.这个值就叫做交潦电的有效值.

Un=380V

纯电阻电路：负载的电路.双电感和电容略去不计称为纯电阻电路.相电流:流过每•相线旭的电流.

用I相表示

纯电博电路：由电感组成的电路称为纯电出电路.（三相四线输出）线电流：流过端成的电流-阳I线襄

示.

纯电容电路；将电容器接布.交流电源上组成的电路并略去电路中的一切相电流等卜线电流.

电阻和电感.这种电路称为纯电容电路.

三相交流电路

三相交流电的定义：在磁场中有三个互成角度的线圈同时转动，电路鸣

就产生三个交变电动势.这样的发电机叫三相交流发电机，发出的电叫三相

交流电.每一单相称为一相.

三相交潦电的特点示例：有一三相发电机.K每相电动势为127V,分别求出三和绕组作星形

转速相同，电动势相同：连接和三角形连接时的线电压和和电压

线图形状,匝数均相同，电动势的最大伯（6效值）相等：

解：作品形连接时,UyHl-127V,IK线・痴r相-127Vx石

三个电动势之间互存相位差;8、ec为三相对称电动势,计算公式为:

6A=EmSinnt作二角形连接时，U=127V

9e=EmSin（wt-1200）

ec=EmSin（wt-240°）三和电路的功率计算

电♦的连接（在实际连接中）单相有功功率：P-IU（纯电阻电路）

功率因数：衡量电潺设备效率岛低的一个系数.用Cos。表示.磁的基本知识

对于纯电吼电路，Cose=1任一磁铁均有两个磁极.即N极（北极用।S极（南极）.同性磁极相斥，异性

对于非纯电网电路.Cos0<1磁极相吸.

单相有功功率的冲算公式为（罚公式股化）P=IUCOS0磁场：受到磁性影响的区域，显示出穿建区域的电荷或置于该区域中的

三相有功功率：不论‘丫*或・△"接法，总的功率等于各相功率之和磁极会受到机械力的作用;也可称砂铁能吸铁的空间.称为磁场.

三相总功率计凭公式为P=IAUACOS0+IBUBCOS。+IcUcCos=磁材料：硬磁材料一永久磁铁;收碳材料一电机和电磁铁的铁芯.

3

电流的磁效应

对于"Y"接法，因U战=&/如】战=I相，则P=3x1,x

定义：载流导体周圉存在右磁场，即电流产生磁场（电能生磴）称电流的磁

效应.

二°\,3IuUaCOS0磁效应的作用：能腑容易的控制磁场的产生和消失，电动机和测量磁电

氐&人位表的匚作惊理就是磁效应的作用.

通电H物或线附）冏围磁场（磁力线）的方向判别，可用右手定则来判着：

对于F"接法，因因I段=6U线=U相，则P=3xUex

通电直导线磁场方向的判断方法：用右手娓住身段，大指指指向电流方

向，则火余四指所指的方向就是僦场的方向.

-二"百I-lUaCose线图磁场方向的判断方法：将右手大的指伸百，其余四指沿着电流方向

围绕我圈，则大拇指所指的方向就是磁场方向.

示例一，某单相电焊机.用钳衣测出电流为7.5A,川万能&测出通电导线在磁场中受力的方向，用电动机左手定则确定：伸出左手使拿

电压为380V.设有功系数为0.5,求有功功率.心迎着磁力线,即磁力线透直身过掌心，仰直的四指与导找中的电流方向一致,

解：根据公式P=IUCOS0,已知1=7.5A.U=380V.则9四指成直用的大拇指所指方向就是导我受力的方向.

Gosa-0.5

N'JP=IUCOS0=7,5x380x0.5=1425W电磁感应

感应电动势的产生：当导体与戚战之间有相对切割运动时，这个导体就

示例二：某单相电焊机，额定耗电品为2.5KW.轴定电压为380V.有电动势产生.

Co$0为0.6，求颍定电流.磁场的瞄通变化盾,网路中就有电势产生，以上现象称为电磁感应现象.由

解：根据公式P-IUCoso.电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势.由感应电动势产生的电流叫延应

电流.

2500.

则I--------------M1.0A白感：由了•我圈（或网路）本身电流的变化前引起找回（网路）内产生电磁

380x0.6感应的现乳叫自感现衣由白盛现©而产生的矮血电动势叫做自建电动势.

互感：在同一导体内设有两缎线圈，电流通过•组线圈时，饯圈内产生

&电磁和电磁感应;磁通并穿总线I虬而另一组则能产生感应电动势.这种现象叫做互感

RfL的确定：1.测出R次;2.定出量程范用

例:假定表的量程为

二常用电工仪表和测试的认识及应用AA«1Ajm)

解:因U,=RfL则AixR«*(A?-Ai)xRfL

1.电工仪表的基本原理1xO.1=(10-1)xRfL

磁电式仪表用符号迫•表示.其工作原理为：可动线圈通电时,线圈和永

即RfL■•—■■m

久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力，从而形成若动力矩，使指针9<X)

偏转.交流电流&通过电流互惟器接入

电磁式仪表用符号,'表示，分为吸引中和柞斥型两种.适川:交流大电流泅Y

吸引型电磁式仪表工作原理：线圈通电后,铁片被俄化,无论在那种楮况

卜都能使时钟喉时方向转动.

扑斥型电磁式仪表1作原理：线图通电后,动定铁片被融化，动定铁片的

同极相对，互相川斥，便动铁片转动.

互蜷器的选用：

电动式仪表用符号’’表示.其工作原理为：固定纹圈产生眠场，可动

1）选用穿互速器的匝效必须满足母找电流，小广允许电流;

线图有电流通过时受到安培力作用,使指针呦时针转动.2）购买配套仪表:例如选用1匝150/5,则选用150/5仪表

2.常用的测量仪表

电匚测量项目：电流、电乐、电用、电功率、电能、领率、功率因素等.电氏测量

电流表和电压表电压测录条件：电压表必绩与液测电流并联，电压信不得由HIM程.

电流测最

电流测量的条件：电流表须与被测电路事联：虫流流量不超过量程.

直接接入，

电流衣宜接接入式适用:交直流优压测量

适用:交百流小电流沌保

自流电源表与分流器接入通过附加电阻加入

适用:扩大仪衣量程适用:扩大仪表量程，般不超过2000V

逋过电流互感器接入

适用:交流高电压测量

三和总功率：

Pt=Pl+P?4-F

适用于三相三找、

三相四线制

电功率测量

功率我的选用：功率衣大都采用电动式.因为要反映电压、电流要素，要注：直流电P=UI,交流电P=UICOS0

使实际电压小丁电压线阍耐压，实际电流小丁电流线圈额定电流.电能有单相与三相两仲电能测华。

接戏守则：符号端接电滁.电流端钮与电路出联.电压端钮与电路并联.单相电度表的结构大都居「林应式,像理为：电压战同与电流线周产一的

接线图：碳通分别穿过铝盘,铝盘产生盛应涡流,涧流与磁通互相作用,产生一个转动

力炉MP

单相功率及•:相功率测后接线:

常用测量仪表的使用(万能表、钳形袤、兆欧表)

万用表的使用

万川表的外形及结构：万用表由表头、测量歧路、转换开关,面板及表

壳组成.

万用表常用符号说明：

V：直流电压(DCV)Q：电阻映姆

V：交流电压(ACV)K：1000

小'nA：直流电流8：无穷大

万用表的技术数据钳形表的使用

各数据说明一A：1.5出流准确度;B：2.5交流准fft度;C；N2KV钳形表的构造：可希成电流互感端与电流表合二为一的仪表.

表示2KV耐压试驶；D：45-1000Hz交痛事率的范围;E：丸20000测量方法：选用适当的里程，把导线放入钳口，读出读数;当被测电流太小

Q/V-交5000QA/我示是植度.时,可杷导线多绕钳口几圈进行测量;电流值必须用下式读出，即电流值

万用表的使用

读敢

使用前的推备T作:・两

检育衣笔的安装,红笔装中字孔,黑笔装'•'字孔;如果有较大的电流、电

乐的测量时接成孔，一般黑笔不动，红笃装入对角接线孔；注意事项

机械调有旋针1.测量前调等作用；测盘前不知道电流的大小，必须选用最大厘畦测试；

电调等,测电阻时调零用.如果不能调苦,就表示力用表内电池即将耗尽.测量时只能放入一条导线时,不能多战同时测员;防止触电或短路事故.

应将电池更换：

电阴的测氏选后程X1.X10.X100.X1K.X10K,X100K;兆欧表的使用

短接两衣笔调零；兆欧表应接电气设备的电n:等级选用，不要使用酒量范围过多地起出被

把我笔穆丁网测电阻两端；测绝缘的数值，以保证读数准硼.特别注意，不要用输出电压太高的兆欧发测

低压电气设备，否则就有把设名绝缘击算的危&.

读数:电阻值二刻度数值X倍率；兆欧表上有三个接线柱.‘浅'接线柱I'在测景时与被测物和大地绝缘的

测后电潦、电压导体部分相接;'的'接我柱与被测物外壳或以它部分相接;第：.接线柱‘保护

根据被测对々，格转换开关旋至所需位置；(G)'或者•屏’,只有被测物衣而漏电很严用的情况下使用.

电压测品川并联接入方式,电流测信用串联接入方式;在测盘前就将被测物断电并放电，而兆欧表应作一次开路和短路的试验.

测直流时红笔按黑笔接；；旋到顿定转速时，指针应指到8.短接，浅,路和‘接地•两极.指针应指到o.

使川兆欧表时.应注克远离大电流的8体和台外磁场的场合,M时放平勿

员程

读数1文际数值一刻展数值X.例如量程为500V阕摇动兆欧表本身，以免般响波数.

刻度数值依大值

摇动手柄,应将转速保持在规定的范围内，一般砥分钟120转左右，手柄应

摇到指针稔定.

度数值为200V,则实际数值=200X—.=400V

250如祓测设备短路,去针指表。时,应立即停止就动手柄，以免兆欧衣过热

注意小项烧坏.

万用表用完后应将转换开关打在交流电压档或将其打在标有’OFF"的测试完毕,应将被测物放电，未放电时不可用手触及被测部分和进行拆统

位置上，以免下次用时将走针打环或将去烧坏.工作.

万用表的电池应根据使用频率的多少及时检杳，以免没电篇电液流出出

腐他电极或元件,导致万用表侦环.应将电池取出保管.

三低压电器及成套装置的山8

1.低压电器分类定义及作用：用于切换控电路,通过它未发出指令或信号以便控制电力

定义；殳流1200V或直流1500V以下的电力线路中起控制四15及保护拖动系统及其它控制对象的起动、运转、件止诚状态的改变,它是一种专n

作用的电气元件称为低压电器.发送动作命令的电器.

低压电器可分为低压配电电器和低压控制器两类：特性：主要用※控制电磁开关（维电器、接触器等）电磴线圈与电源的

低压配电电器：此类电器包括刀开关、转换开关、熔断器、自动开关和接通和分断.

保护缰电器，I：要用于低压配电系统中,要求在系统发生故障的情况卜动作种类：按其功能可分为控制按钮（按钮开关）、方能话换开关、行程开

准确、，作可靠、有足够的热松定性和动枪定性，关、主令控制器、其它主令器（如脚踏开关、倒顺开关等）.

低压桎制电器包括控制维电器、接触器、起动器、控制滞、调压器、主接触器

令电器、变阳器和电磁铁，主要用于电力传流中，要求寿命长、体枳小、函接触器的定义：是可以远距离频繁地门动控制电动机的起动、运转与仲

量轻和工作可靠。止的一种电鼎.

低压电器的正确选用：分类：接触器按其所控制的电流种类分交流接触器与直流接触器曲种.

安全原则：使用安全可靠是对任何开关电器的展本要求：保证电路和川结构组成：触火系统、灭弧系统.磁系统.外壳、辅助触头（逋常两对

电设备的可靠运行是使生产和生活得以正常运行的更要保障-以匕常开和常闭）

经济原则：经济性考虑可分开关电网本身的经济价值和使用开关电器产工作原理：铁芯上的线圈通过电流产生磁势吸引活动的布铁，逋过杠杆

生的价值.前考要求选择的合理、适用：后者则考虑在运行中必须可兜，不使动触头与静角头接触以接通电路.

因故障造成停产或损坏设冬、危及人身安全等构成的经济损失.

低压电器通用种类的分类：热塔电器

刀开关作用：阳以保护电动机的过我及对其它电气设的发热状态的控制.

作用：用于设法配电中隔离电源，也可用于不相繁的接通与分断额定电分类：双金属片式和热敏电阻式

流以下负故.结构细成：双金属片、加热元件、导板、常开或常田静旭头、复位谓节

特性：不能切断故障电流，只能承空故障电流弓I起的电功力。螺钉、调节旋钮,压贷、推杆等

转换开关工作原理；利用电流热效应，使触点动作.

作用；是供两种或两种以上电源或负我转换用的电器.自动开关（空气断路器）

特性：可使控制网路或测品线路简化.并避免操作上的失误.作用：当电路发生过毂、短路和欠压等不正常情况时.能白动分蜥