电学基础培训课件解读.ppt

1、2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,课程目录 第一章 电气符号 第二章 电路及电路图 第三章 电流、电压与电位 第四章 电动势 第五章 电阻与电导 第六章 欧姆定律 第七章 电功与电功率,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,第一章 电气符号 断路器（QF） 定义1：能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。 定义2：用以切断或关合高压电路中工

2、作电流或故障电流的电器。 断路器按其使用范围分为: 高压断路器和低压断路器，3kV以上的称为高压断路器。 500V及以下的称为低压断路器。,图形符号,高压断路器,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,低压断路器又称自动开关、空气开关等，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。 高压

3、断路器是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。,图形符号,高压断路器,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,负荷开关（QL） 高压负荷开关的工作原理与断路器相似。一般装有简单的灭弧装置，但其结构比较简

4、单 工作过程是：分闸时，在分闸弹簧的作用下，主轴顺时针旋转，一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动，将气体压缩；另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统，使主闸刀先打开，然后推动灭弧闸刀使弧触头打开，气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。合闸时，通过主轴及传动系统，使主闸刀和灭弧闸刀同时顺时针旋转，弧触头先闭合；主轴继续转动，使主触头随后闭合。在合闸过程中，分闸弹簧同时贮能。 由于负荷开关不能开断短路电流，故常与限流式高压熔断器组合在一起使用，利用限流熔断器的限流功能，不仅完成开断电路的任务并且可显著减轻短路电流所引起的热和电动力的作用。,图形符号,负荷开关,2020年8月11日星期二3时34分38

5、秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,负荷开关主要有6种。 固体产气式高压负荷开关：利用开断电弧本身的能量使弧室的产气材料产生气体来吹灭电弧，其结构较为简单，适用于35千伏及以下的产品。 压气式高压负荷开关：利用开断过程中活塞的压气吹灭电弧，其结构也较为简单，适用于35千伏及以下产品。 压缩空气式高压负荷开关：利用压缩空气吹灭电弧，能开断较大的电流，其结构较为复杂，适用于60千伏及以上的产品。 SF6式高压负荷开关:利用SF6气体灭弧，其开断电流大，开断电容电流性能好，但结构较为复杂，适用于10千伏及以上产品。 油浸式高压负荷开关：利用电弧本身能量使电弧周围的油分解气化并冷却熄灭电弧，其结

6、构较为简单，但重量大，适用于35千伏及以下的户外产品。 真空式高压负荷开关：利用真空介质灭弧，电寿命长，相对价格较高，适用于220千伏及以下的产品,负荷开关,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,隔离开关（QS） 刀开关又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器. 刀开关在电路中的作用是：隔离电源，以确保电路和设备维修的安全；分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机。 刀开关是带有动触头闸刀，并通过它与底座上的静触头刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。,图形符号,隔离开关,

7、2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,低压刀熔开关 具有刀开关和熔断器的双重功能。负荷开关的主要功能能有效地通断负荷电流，能进行短路保护。 是刀开关和熔断器的组合，在低压配电中起隔离开关和短路保护的作用，有短路和过负载功能。 不能带负荷操作，刀开关一般作检修用，刀熔开关检修及短路保护,图形符号,低压刀熔开关,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,熔断器（FU） 熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电

8、变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。 它安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全感。 安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护,图形符号,熔断器,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,接地开关 接地开关，用于电路接地部分的机械式开关，属于隔离开关类别，它能在一定时间内承载非正常条件下的电流（例如短路电流），但不要求它承载正常电路条件下的电流。 作用： 1.代替携带型地线，在高压设备和线路检修时将设备接地，保护人身安全。

9、2.造成人为接地，满足保护要求。,图形符号,接地刀闸,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电流互感器（CT） 电流互感器原理是依据电磁感应原理的。 电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中。 电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。,图形符号,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电压互感器（PT） 电压互

10、感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。 电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。 作用：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。,图形符号,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,避雷器（FA） 释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。 通常接于带电导线与地之间，

11、与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。,图形符号,避雷器,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,避雷器有管式和阀式两大类。 阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）。 管式避雷器主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。碳化硅避雷器广泛应用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘。 氧化锌避雷器由于保护性能优于碳化硅避雷器，正在逐步取代后者，广泛应用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘，尤

12、其适用于中性点有效接地的 110千伏及以上电网。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,带电显示器（GSN） 直接安装在室内电气设备上,直观显示出电气设备是否带有运行电压的提示性安全装置。 当设备带有运行电压时,该显示器显示窗发出闪光,警示人们高压设备带电.无电时则无指示 。,图形符号,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,接触器（KM） 工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。 原理是当接触

13、器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。 当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常闭触头闭合；常开触头断开。,图形符号,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,第二章 电路及电路图 电流所流经的路径称为电路。 电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开关）等基本部分组成。,将非电能转化为电能的装置,将电能转化为其他形式能的装置,用于传输和分配电能,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,用统一规

14、定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。,电流：电荷定向移动形成电流，规定以正电荷移动方向为电流方向。 通路就是电源与负载构成的闭合回路，电路中有电流通过，电路正常工作。 断路就是电源与负载未接成闭合回路，电路中没有电流通过。断路又称为开路。 短路就是电源未经负载而直接由导线（导体）构成通路，电路中电流比通路时大得多，可能烧坏电源和其他设备。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,在分析或计算电路时，常常要求求出电流的方向。,第三章 电流、电压与电位,通常规定用单位时间内通过导体横截面的电量来表示电流的大小，以字母I表示。我们规定：电量的单位是C，时

15、间的单位是s，那么电流的单位是A。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直（DC）。,0,凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流（AC）。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电流的测量,测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。 测量直流电流时,还必须使电流从表的正端流入，负端流出。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电流密度就是当

16、电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值，以字母J表示。电流密度的单位是安培/平方毫米（A/mm2）。,例：某照明电路中需要通过21A的电流，问应采用多粗的铜导线?（设铜导线的允许电流密度为6A/mm2）,解：,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表示。,电压的单位称为伏特，简称伏，用符号V表示。规定：电场力把1C电量的正电荷从a点移到b点，如果所做的功为1J，那么a、b两点间的电压就是1V。 电压常用的单位还有kV、mV、V，其换算关系是： 1kV=1

17、03 V 1V=103 mV 1mV=103 V,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电位等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。用符号表示，以o点为参考点，则a点的电位为:,参考点的电位等于零。参考点又称为零电位点。高于参考点的电位是正电位。低于参考点的电位是负电位。,电位的单位与电压相同，也是V。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,结论：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，所以电压又称为电位差。,整理得：,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开

18、始努力！,举例,在图中，已知UCO=3V， UCD =2V.试分别以D点和O点为参考点，求各点的电位及D、O两点的电压UDO 。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,解： （1）以D点为参考点，即D=0V,因为,所以,又因为,所以,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,（2）以O点为参考点，即O=0V,因为,所以,因为,所以,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的电位与参考点的选择有关。 结论二：不管参考点如何变化

19、，两点间的电压（电位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。 电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路图中用符号“ ”表示；接大地则用符号“ ”表示，以示区别。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,习惯上规定，电场力移动正电荷做功的方向为电压的实际方向，电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。,电压的参考方向有两种表示方法。,第一种表示是用

20、箭头表示。箭头由假定的高电位指向低电位。,第二种表示是用双下标字母表示。如Uab，前一个下标字母a表示假定的高电位，后一个字母b表示假定的低电位。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电压的测量,测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。 测量直流电压时,还必须使电压表的正负极和被测电压一致。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,在电源内部，由于其他形式能量的作用，产生一种对电荷的作用力，叫做电源力。,电池中的电源力是电解液和极板间的化学作用产生的

21、；发电机的电源力则是电磁作用产生的。,第四章 电动势,电动势,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极b移到正极a所做的功叫做电源的电动势，用符号E表示。,电动势的单位是V，其方向是由电源负极指向正极。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电源两端的电位差称为电源的端电压（或电源电压）。 电动势仅存在于电源内部，而电压存在于电源外部两端。 在电源不接负载的情况下，电源电动势与电源端电压在数值上是相等的，方向是相反的。,E,电动势与端电压的关系,2020年8月11日星期

22、二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电阻是反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。 电阻用字母R表示。 电阻的单位名称是欧姆，简称欧，用符号表示。 导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压大小变化。,第五章 电阻与电导,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电阻定律：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料有关。,是与导体材料性质有关的物理量，称为电阻率或电阻系数，单位是欧米（ m）。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,我们把温度升高1 时，电阻所产

23、生的变动值与原电阻的比值，称为电阻温度系数，用字母表示，单位是1/ 。 如果在温度t1时，导体的电阻为R1；在温度t2时，导体的电阻为R2，那么电阻温度系数是： 一般的金属材料，温度升高后，导体的电阻增加；而碳的电阻随温度升高反而减小。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电阻器的结构与性能特点 我们把具有一定阻值的实体元件称为电阻器，简称电阻。它分为固定电阻器和可变电阻器两类。,固定电阻器,线绕电阻,薄膜电阻,实心电阻,功率较大 稳定性高 阻值较小,稳定性较好 误差小 阻值较大 功率较小,阻值较大 功率较小 稳定性差,2020年8月11日星期二3

24、时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,可变电阻器的的阻值可在一定范围内变化，具有三个引出端的常称为电位器。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电阻器的主要指标,电阻器的指标是指标称阻值、允许偏差、标称功率、最高工作电压、稳定性、温度特性等，其主要指标是标称阻值、允许偏差和标称功率。 标称阻值：国家规定的作为产品标准的一系列数值。 允许偏差：电阻器的标称阻值与实际阻值之间存在的误差，常用百分数表示。 标称功率：也称为额定功率，是指在一定的条件下，电阻器长期连续工作所允许消耗的最大功率。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-

25、想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电阻器的标志方法 额定功率、阻值、偏差等电阻器的性能指标一般用数字和文字符号直接标在电阻器的表面上，也可以用不同的颜色表示不同的含义，用色环标志在电阻器的表面。,例：阻值为26000 、允许偏差 5的电阻器，表示方法如图所示。,偏差,倍乘,被乘数（个位）,被乘数（十位）,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,我们把电阻的倒数叫做电导。电导用符号G表示，即 电导的单位名称是西门子，简称西，用符号S表示。 电导越大表示导体的导电性能越好。 导 体：导电能力强的材料称为导体。 绝缘体：导电能力很差的材料称为绝缘体。 半导

26、体：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称为 半导体。 超导体：在温度接近绝对零度（即-273.15K）时，电 阻值为零的材料称为超导体。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。这个规律称为部分电路欧姆定律。,第六章 欧姆定律,部分电路欧姆定律,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,举例1.某白炽灯接在220V电源上时流过的电流为455mA，试求此电灯的电阻？,解：,还可以将其变形为：,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从

27、培训开始努力！,举例2.有一个量程为300V的电压表，它的内阻是40k。用它测量电压时，允许流过的最大电流是多少？,解：,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,电压、电流关系曲线 如果以电压为纵坐标、电流为横坐标，可画出电阻的电压与电流之间的关系曲线，称为此电阻的电压、电流关系曲线。 电阻的电压、电流关系曲线是直线时，该电阻称为线性电阻，其电阻值R是个常数。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,全电路是指含有电源的闭合电路。,在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比。这个规律称为全电路欧姆定律。,全电路欧姆定律,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,解：,内压降：,端电压：,或：,举例 1.有一电源电动势E=3V，内阻r=0.4 ，外接负载电阻R=9.6 ，求电源端电压和内压降。,2020年8月11日星期二3时34分38秒,-想拥有好的工作，请从培训开始努力！,举例 2.已知电池的开路电压Uk=1.5V，接上9的负载电阻时，其端电压为1.35V，求电池的内电阻r?,解：,开路时,电流,且已知,内阻,内压降,2020年8