电工基础知识1.doc

《电工基础知识1.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电工基础知识第1节电路的组成1．电路的作用及组成电路是由电源、中间环节和负载组成。中间环节是指导线、各种控制设备、保护设备、电缆等。电源是指发电机或变压器等。负载是指各种用电设备。所以电路是由一些元件和设备组合起来为了完成某种功能的整体。在电力及一般用电系统中，电路起着传输、分配和转换电能的作用。发电厂的发电机组把水的位能、煤的热能或原子能等转换成电能，经过升压后用高压输电线路把电能送到用电地区，再把电压降下来，供用户负载使用。平常所谓“电”，是指一种特殊的能量，称为电能，它能很方便地转换成其他种类的能量，如机械能、热能、光能、化学能等。欲进行电能的转换、传输和分配

2、，必须把电气设备用导线连接起来，组装成电路才能实现。应该注意，在电路的分析和计算中，开始时直接对象不一定是实际设备，而是理想化了的模型（如电阻、电感和电容等），然后再落实到实际的电气设备，这样可以用较少的精力获取较系统的知识，也有利于提高分析同类其他问题的能力。本章内容就是为了完成这一个过渡阶段而设置的。2．电路物基本物理量2．1电流电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力的作用，形成有规则的定向运动称为电流。为了衡量电流的大小，引用电流强度这一物理量，在工程简称电流。一般情况下，电流的大小是随着时间在变化的，它是时间的函数，用符号ί（t）表示，ί是瞬时电流。如

3、果在一段时间内电流的大小不变，就称为衡定电流，简称直流。直流电流用I表示，单位A。2．2电位它表示电场中某一点位置所具有的电位能。用ψ表示，单位V。要确定电位能的大小，必须选择一个参考作为比较的标准，通常把电路中的接地点或线路公式点定为0V，称为参考电位。电荷在电场内某点所具有的电位能也可以用电荷从该点到参考点时，电场力所作的功来表示。规定电流的方向为在外路是从高电位指向低电位时，方向为正，反之为负。在电源的内部则是：电流的方向从低电位指向高电位时，方向为正，反之为负。2．3电压在电源电场力的作用下，将对运动的电荷作为，当电场力把单位正电荷从电路a点移到b点所作的功

4、称为ab两点间的电压。用U表示，单位V。辅助单位有kV（千伏）、mV（毫伏）、μV（微伏）等。Uab=（2.1）式中Aout——电场力把电荷Q从a点移到b点所作的功，J；Q——被移动的正电荷量，C；Uab——a、b两点之间的电压，V。对于参考点零电位来说，a点的电位为фα，b点的电位为фb，所以，ab两点之间的电压，也就是ab两点电位之差。因此，电压也称电位差。Uab=фα-фb（2.1）电压的方向是规定为从高电位指向低电位为正方向，所以电压也称作电压降。2.4电动势为了表征在电源的内部外边作功的本领，引入电动势这一物理量。电动势定义为：在电源内部，外力把单位正电荷

5、从电源负极移向正极所作的功称为电动势，用E表示，单位V。如果外力把1库论（C）电荷从负极移到正极，所作的功就是1V。电动势的方向是在电源内部从负脂向正极，在电源外剖从正极指向负极。E=（2.2）式中Aout——局外力移动正电葆所作的功，J；Q——被移动的正电荷量，C；电动热的大小和方向都不随时间而变化的电源提直流电源，电动势力的大小方向随时间而作周期性变化的电源称为交流电源。2．5电能当电流通过电路时，电路内将发生能量。在电源内部，外力不断地克服电场力驱使正负电荷分别向电源两极移动而作功，从而把其他能转换成电能。在外电路，电荷不断地通过负载，把电能转换成其他形式的能

6、，如光能、热能和机械能等。负载消耗的电能等于其端电压与电荷的乘积，电荷又等于电流和时间的乘积。即A=UQ=IUt（2.3）2.6电功率在单位时间内电路中产生的或消耗的电能，称为电功率，简称功率，用P表示，单位W。P=（2.4）式中P——电功率，W，1W=1J/s；t——时间，s。2．7电阻电荷在导体内流动必然要受到导体内分子的阻力，这种阻力称为电阻，用R表示，单位为Ω。实验证明，在一定温度下，对某一种材料，电阻R与其长度L成正比，与其截面S成反比，即R=（2.5）式中ρ—电阻系数Ω·mm2/m。在20时的电阻系数ρCu=0.0177Ω·mm2/m；ρA1=0.029

7、Ω·mm2/。3．电路的工作状态电路在运行中只要导体有电流通过，导体就会发热，若导体电阻提R，电阻所消耗的电能全部变为热能Q，经过时间t秒，其热量为Q=I2Rt（2.6）建筑工程中有些负载是利用导体热效应工作的，如电焊和白炽灯等，但是多数情况发热是有害的，影响设备的使用寿命。为此，对电路的三种工作状态分析如下：1．1开路状态当电路的开关断开时，称为开路。其特征是电流为零，电源端电压值就是电源两端电动势。在检修线路时一般应在开路状态。这种状态电路不工作也不发热。2．2短路状态当电路中有电压的两点被电阻为零的导体连接时，称为短路。其特征是：电流很大，根据电流的热效应