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电工基础知识10989.ppt

电工基础知识10989

黑耀宝石
2019-03-31 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电工基础知识10989ppt》,可适用于工程科技领域

节目录退出 培训主要内容一、电工基础知识五、继电接触控制与自动控制二、变压器部分七、PLC基本知识六、电子技术三、电机部分电机及拖动四、电气测量节目录退出 电工基础知识概 述第一节 电的基本概念第二节 直流电路第三节 电与磁第四节 单相交流电路第五节 三相交流电路节目录退出概 述  本章主要介绍电常用基本物理量、直流电路、交流电路、电磁感应等基本概念、定律以及有关物理量间的相互关系为识图、读图、分析电路、电路设计打基础。要求:  1、了解电的各主要物理量及基本公式的含义弄清有关公式物理量以及各符号的意义和单位。  2、掌握各定律的内容及有关量间的关系逐步学会分析电路的方法。  3、充分重视理论结合实际将学到的基础理论做为实际设计、安装、维修的理论依据。节目录退出第一节 电的基本概念一、电路的组成及状态二、电流三、电阻四、电压与电位五、电动势节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成下面我们先来看一下手电筒电路节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成  电路mdashmdash电流经过的路径。组成:电源负载控制设备导线  电流必须在闭合回路中产生所以一个完整的电路一定是回路。手电筒电路节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成、电源将其他形式的能量转换成电能的装置。如:火力发电机:热能水力发电机:水能风力发电机:风能核动力发电机:核能蓄电池:化学能转换为电能电源可通过电网络输送、传递、分配。节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成、负载将电能转换成其他形式能量的器件或设备(各种电器)。如:电灯电能转换为光能电炉电动机电能转换为热能电能转换为机械能节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成、控制设备按人们的需求安全、有效的控制电能各物理量以及用电器的使用时间。如:控制电灯的开关、插销等:控制电动机的接触器、继电器、断路器等。节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成、导线输送分配电能的导体(常用铜、铝材料)。它将电源电能输送致控制设备再将受控制的电能输入用电器最后再将其连接回电源而形成回路。节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成电路可分为外电路和内电路外电路:电源控制设备负载内电路:电源内部的通道。如蓄电池两极、发电机电枢线圈内通道。电路的分类节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成电路原理图电路图是最简单明了提供电路信息的方法。电路图主要用来详细理解设备和其组成部分的工作原理故称电路原理图。它为接线、测试、排故提供信息。电工作业人员实际操作时离不开电路图识图、读图是作为一名电工的基本功。对各种不同电路的表达方式mdashmdash电路图节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成电路原理图信息1:电路中所用元件名称、数量及参数。Emdashmdash电池组12V1套。HLmdashmdash指示灯VA、只。Rmdashmdash电阻OmegaW只。K、Kmdashmdash单极开关2只。由电气符号(采用GB标准)、代号、连接线组合而成。节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成电路原理图信息2:导线连接方式:除元件外每根实线都是所需连接的导线。由电气符号(采用GB标准)、代号、连接线组合而成。节目录退出  一、电路的组成及状态(一)电路的组成电路原理图由电气符号(采用GB标准)、代号、连接线组合而成。信息3:工作原理:闭合K1指示灯HL在额定电压下发光断开K1闭合K2指示灯HL与电阻R串联电阻R串联降压指示灯HL电压为V左右较暗。节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、通路状态通路就是电路中开关闭合负载中有电流流过。在这种状态下电源端电压与负载电流的关系可用电流的负载特性确定。通路后负载有电流流过而做功根据负载的大小可分为满载、轻载、过载三种情况。节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、通路状态满载:负载在额定功率下的工作状态叫做额定工作状态或满载轻载:负载低于额定功率的工作状态叫做轻载过载:负载高于额定功率的工作状态叫做过载或超载。轻载不利于充分发挥负载的效率过载容易使负载过线路烧毁满载为理想工作状态。节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、断路或开路状态断路一般为故障开路为工作需要电路状态一样电源两端或电路某处断开电路中没有电流通过。对于电源来说这种状态叫空载。节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、断路或开路状态开路的特点:电路中电流为零电源端电压U等于电源电动势E。电路某处断开节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、短路状态如果外电路被阻值近似为零的导体接通这时电源就处于短路状态。节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、短路状态在这种状态下短路电流ID=ERO非常大由于电流未经负载直接流回电源电源内阻RO极小强大的短路电路极有可能烧毁电源和线路造成重大事故所以要严格防止避免发生短路。外电路被阻值近似为零的导体接通节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态、短路状态防止短路最常用的方法是在电路上安装熔断器不论高压、低压、强电、弱电线路都要设可靠的短路保护。熔断器节目录退出  一、电路的组成及状态(二)电路的状态电路的外特性节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流mdashmdash电荷有规则的定向运动形成电流。用I、i表示。了解电流的实质就要从物质内部结构进行分折:任何物质都是由分子组成分子是由原子组成而原子又是由带正电原子核和带负电的电子组成。在常态下原子核所带的正电荷数等于电子所带的负电荷数物质呈中性。在金属导体中存在较多脱离原子核吸引力的自由电子它们相互碰撞处于无定向无规则运动所以也不显电性。节目录退出  二、电流(一)电流的形成例如号元素铝的原子结构。电子分层排列()节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流mdashmdash电荷有规则的定向运动形成电流。当人们给一定外加条件时如导体两端加一个电场(即按上电源)则导体内自由电子受到电场力的作用正电场吸引电子负电场排拆电子所以导体内自由电子就向着正电场方向移动。电场力:带电导体的周围存在着电场电场对处在场内的电荷有力的作用。节目录退出  二、电流(一)电流的形成在金属导体中电子在外电场的作用下有规则的运动形成电流。节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流强度:电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少在单位时间内通过导体横截面的电荷量越多表示通过该导体的电流越强反之较弱所以电流大小用电流强度来衡量。为方便起见人们把电流强度简称电流。电流强度mdashmdash秒钟内通过导体横截面的电荷量。I:电流强度(安培)Q:电量(库仑)t:时间(秒)节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流密度:在实际工作中经常需要选择导体(线)的粗细即截面积这就需要用到电流密度这一概念。当电流在导体的横截面上均匀分布时该电流与导体横截面的比值就称为电流密度。电流密度用字母J表示即。J:电流密度(Amm)I:电流(A)S:横截面(mm)节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流密度:如:横截面mm的BVR塑料多股线的电流密度可选为Amm一般情况下:mmBVR最大可通过A电流可配用kW的单相用电设备。电流密度与导体横截面不呈线性关系。因为导体的截面积选用必须考虑诸多综合因素如环境、敷设方式、敷设长度。耐热、散热要重点考虑。一般电流密度选择:负载电流越大电流密度相对越小。节目录退出  二、电流(一)电流的形成电流密度:又如:现需要安装一路供电线路此线路计算总负荷电流为A选配电缆前应先根据实际情况确定电流密度通常A以上电路选用电缆的电流密度每平方毫米不大于A即J=Amm那么总之导体安全载流量选择正确与否直接关系到电路的安全、质量及成体不可忽视。可选择mm的电缆线。节目录退出  二、电流(二)电流的方向电流的方向mdashmdash正电荷移动的方向为电流方向。节目录退出  二、电流(二)电流的方向不同的导电物质中形成电流的运动电荷可以是正电荷也可以是负电荷。甚至两者都有。为统一起见规定:正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定在电源外部电流的方向是从电源的正极流向负极。在金属导体中电子运动的方向与电流方向相反。节目录退出  二、电流(二)电流的方向电流方向的表示:可用箭头表示:III或用下标表示:IaoIboIoc在分析和计算电路时常常要求出电流方向尤其是较复杂电路某段电路中实际电流方向难以确定在这种情况下要设定参考方向参考方向任意任意设定当计算结果大于零时(即为正值)假设参考方向与实际电流方向相同如果计算结果小于零时(即为负值)那么假设参考方向与实际电流方向相反。节目录退出  二、电流(二)电流的方向电流方向的表示:例:如图所示电路求出Iao的大小和方向。解:先设定Iao的方向如图所示根据基尔霍夫节点电流定律:IaoIbo=IocIao=IocIbo将已知数代入Iao==A得数为负值实际电流方向为Ioa。节目录退出  二、电流(三)电流的单位电流的国际单位为安培简称为安用A表示。常用的电流单位:千安(kA)、毫安(mA)、微安(muA)。kA、A、mA、muA依次为千进位即:kA=A=mA=muA节目录退出  二、电流(四)电流的种类电流的种类即电流的性质通常分直流电、交流电两种。节目录退出  二、电流(四)电流的种类、直流电:  其大小和方向均不随时间变化而变化。  直流电可由蓄电池、直流发电机或整流电路获得。直流电可分理想直流电和脉动直流电用直角坐标系图形表示法可以看出:理想直流电:无论t在什么时间段电流i大小幅度不变、方向不变始终在正半周。节目录退出  二、电流(四)电流的种类、直流电:  其大小和方向均不随时间变化而变化。  直流电可由蓄电池、直流发电机或整流电路获得。直流电可分理想直流电和脉动直流电用直角坐标系图形表示法可以看出:脉动直流电:虽方向不变始终在正半周但大小幅度随t的变化而不断变化有一定的交变成分。节目录退出  二、电流(四)电流的种类、直流电:应注意:直流电在接通和断开的瞬间都有个交变(即电流变化)过程。脉动直流电是通过整流后的直流电。整流获得理想直流电的步骤:节目录退出  二、电流(四)电流的种类、交流电:其大小和方向都随时间的变化而变化。  电力系统供给工矿企业的动力电都为交流电。  工矿企业、日常生活所用的交流电是按正弦规律变化的正弦交流电。  正弦交流电在直角坐标系中的波形图:可以看出:  电流i的大小、幅度随着t的变化而不断的变化方向也随t的变化在正负半周有规律的变化。节目录退出  三、电阻  电阻是反映物体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。  电阻这一物理量可衡量物体的导电能力物体电阻小导电能力就强反之就弱。  电阻用字母R、r表示。  电阻的单位:欧姆简称欧用字母Omega表示。  物体的电阻是客观存在的不随电压的高低而变化。节目录退出  三、电阻实验证明:  物体的电阻跟物体长度成正比跟物体截面积成反比并与物体的材料(电阻率)和温度有关可用以下公式表达R:电阻(Omega)rho:电阻率(Omegamiddotm)L:长度()S:截面积(m)  电阻率rho:是与物体材料性质有关的物理量称为电阻系数或电阻率。它是指长度米横截面平方毫米的某种材料的物体在0℃时的电阻值。单位:Omegamiddotm。  不同的材料其电阻率也不同下表列出几种常用金属的电阻率。节目录退出  三、电阻表常用金属材料的电阻率及电阻温度系数材料名称0℃时的电阻率Omegamiddotm电阻温度系数℃银times铜times金times铝times钼times钨times铁times康铜(铜镍)times节目录退出  三、电阻温度系数alpha:  表中温度系数alpha说明电阻率与温度有关实验证明物体的温度变化电阻也随之变化一般导体温度升高后导体的电阻值随之增大相对导电能力下降。(注:导体碳相反)我们把温度升高℃时电阻所产生的变动值与原电阻值的比值称为电阻温度系数用alpha表示单位℃t:变化前温度t:变化后温度R:t时电阻值R:t时电阻值一般金属材料电阻温度系数很小但温度很高时电阻变化显著不可忽视。节目录退出  三、电阻在实际工作中我们不但用电阻去衡量物体的导电能力我们还将具有一定阻值物质制作成实体元件称为电阻器。电阻元件主要参数:电阻值、功率、允许偏差等。电阻器的作用:在直流电路中常用于分压、分流、阻抗匹配等交流电路中电阻器常用于限流。电阻元件符号:电阻:可变电阻:电位器:节目录退出  四、电压与电位(一)电位人们测量山峰的高度常用海拔多少米也就是以海平面为基准测出各山峰的相对高度海平面海拔为零零海拔为各山峰高度的参考点。山高:海拔米参考点:海平面节目录退出  四、电压与电位(一)电位电位也一样也必须要有一个参考点而且一个网络、一个系统或一台独立的设备只能共有一个参考点。如低压三相四线中性点接地的供电系统中大地为参考点称为零电位。参考点LLLU、u、u为各点电位节目录退出  四、电压与电位(一)电位而电子设备常以金属底板、机壳等共公点作为参考点。选定了参考点各点到参考点间的电压就称各点的电位。零电位参考点ua、ub、uc、ud为各点电位ubuaucud节目录退出  四、电压与电位(一)电位从电学的角度来解释带电导体的周围存在着电场电场对处在电场内的电荷有力的作用当电场力使电荷移动时电场力就对电荷做了功。电场方向参考点  在均匀电场中我们把电场力F将电荷Q从a点移支o点和从b点移到o点进行比较。节目录退出  四、电压与电位(一)电位  设:a点与o点间距Laob点与o点间距Lbo且Lao=Lbo。  则电场力F将Q从a点移到o点做的功:Aao=FLao  则电场力F将Q从b点移到o点做的功:Abo=FLbo  因为电荷Q量和L成正比所以a点电荷量大于b点电荷量。电场方向参考点节目录退出  四、电压与电位(一)电位我们规定:  电场力把单位正电荷从电场中的某一点移到参考点所做的功称该点的电位用字母phi表示。功做的多少与电位的高低成正比。  由于AaoAbo电场方向参考点 那么a点电位就比b点电位高。节目录退出  四、电压与电位(一)电位  这里o点为参考点参考点可任意选择不同的参考点相对各点电位也不同。由此看出电场中某点电位与参考点有密切关系通常选择参考点以方便计算为原则。  参考点可视为零电位低于参考点为负电位高于参考点为正电位等于参考点为同电位。电场方向参考点节目录退出  四、电压与电位(一)电位  如果功的单位是焦耳电荷电位是库仑则电位单位就是伏特简称伏用字母V表示。常用单位:  千伏(kV)、伏(V)、毫伏(mV)、微伏(muV)。  1kV=V  1V=mV  1mV=muV电场方向参考点节目录退出  四、电压与电位(二)电压  电压是衡量电场力做功本领大小的物理量在电场中两点间电位差称为电压。  Uab=Uao-Ubo  导体两端具有电位差时电子才有规则的定向运动而形成电流。可见导体内产生电流的条件是导体两端必须有电位差(电压)。  电压单位与电位相同。节目录退出  四、电压与电位(二)电压  电压和电流一样不但有大小而且有方向。电压的方向是由高电位指向低电位如ldquo+rdquorarrldquo-rdquo可称电位降或压降。  当电压釆用双下标记法时电压方向为第一下标指向第二下标。  电压可用电压表直接或间接测量测量时电压表并联在线路上。节目录退出  四、电压与电位(二)电压  电压与电位相同与不同:相同:  单位相同方向相同。不同:  电位是某点到参考点的电压  电压是两点间电位差  电位是随参考点改变而改变  电压是不随参考点改变而改变节目录退出  四、电压与电位(二)电压举例说明:  一电阻串联支路a、b两点电压为V且R=R=R则电阻R、R、R上降压为VU=V。当参考点设定在c点那么  phiac=Vphibc=V,  Uab=phiacphibc=V当参考点设定在d点那么  phiad=Vphibd=V,  Uab=phiadphibd=V  以上证明电位是相对的电压是绝对的。节目录退出  五、电动势我们已知道电源是将非电能转换为电能的装置那么衡量电源转换本领大小的物理量称为mdashmdash电动势。为了进一步分析我们以发电机中的一段导体为例简述电动势产生过程。金属导体内部存在着大量的自由电子如对这些自由电子施加外力FW(如:磁场、摩擦等)会使其向导体的一端移动节目录退出  五、电动势我们已知道电源是将非电能转换为电能的装置那么衡量电源转换本领大小的物理量称为mdashmdash电动势。电子移动的结果,使导体的这一端积累了负电荷而导体的另一端则因缺少电子呈现出正电荷积累导体内正负电荷的分离在内部就产生了电场。这时电子除了受外力作用外还要受到电场力FD的作用电场力和外力方向相反对电子的继续移动起阻碍作用。节目录退出  五、电动势我们已知道电源是将非电能转换为电能的装置那么衡量电源转换本领大小的物理量称为mdashmdash电动势。开始时外力大于电场力电子向一端移动当两端电荷积累到一定程度就是当电场力FD与外力FW相等时电子停止了定向移动导体两端电荷的积累处于稳定状态。节目录退出  五、电动势我们已知道电源是将非电能转换为电能的装置那么衡量电源转换本领大小的物理量称为mdashmdash电动势。可以看出在外力作用下电子在导体中定向移动需要做功。正电荷与电子相对运动在外力的作用下单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极所做的功称为该电源的电动势用字母E、e表示。电动势的单位是伏特。电动势方向是从低电位(电源负极)指向高电位(电源正极)。电动势可称为电位升。节目录退出  五、电动势通过电动势产生过程的分析得知电源两端具有不同的电位差这电位差称电源端电压简称电源电压实际上电源电动势等于电源两端的开路电压。值得注意:电动势仅存在于电源内部而电源电压不仅存在于电源两端而且也存在于电源外部且两者方向相反。节目录退出第二节 直流电路一、部分电路欧姆定律二、全电路欧姆定律三、电阻的串联四、电阻的并联五、电功和电功率节目录退出第二节 直流电路讨论直流电路掌握定律、公式不但能对简单或复杂直流电路进行分析计算而且它还是分析和计算交流电路、磁路的基础更重要的是我们在实际电工作业时经常要用到这些定律和公式只有能灵活运用对各种设备电路认真分析、正确计算才能保证我们安装和维修电气设备的安全、可靠性。节目录退出  一、部分电路欧姆定律  欧姆定律是电工理论中一个最基本、也是最重要的一个定律我们用它来分析计算线性电路中电流、电压、电阻三者的关系和大小。  部分电路欧姆定律它用于一个闭合电路中的某一段含电阻的电路不包括电源故又称无源支路欧姆定律。具体含义:  通过一段无源支路的电流与支路两端电压成正比与支路电阻成反比。  要满足以上条件导体及电阻温度不变电流与电压方向一致。节目录退出  一、部分电路欧姆定律具体公式:式中: Imdashmdash支路电流(A) Umdashmdash支路两端电压(V) Rmdashmdash电阻(Omega)上式也可表达成:节目录退出  一、部分电路欧姆定律  我们在实际工作中常用欧姆定律进行简单计算如:一晶体管放大电路中我们需测量其中某一个三极管的基极、集电集、发射极电流利用欧姆定律和万用表可在不改动线路的情况下测量并计算出各极电流。具体操作:先用万用表测出Rb、Rc、Re上降压再利用支路欧姆定律求得:节目录退出  一、部分电路欧姆定律再如:某设备中直流伏电源需用发光二极管做电源指示发光二极管的发光参数:电压V电流mA。应串多少欧姆的电阻R才能使发光二极管正常工作。已知:URUV=V那么UR=UV==VIR=IV=mA:应选电阻值:由已知电流、电压根据欧姆定律算出电阻。应串接Omega电阻器对指示支路进行降压、限流。节目录退出  一、部分电路欧姆定律  前面讲过如直流电路的极性不知计算前可对电流、电压方向假设标定在电流、电压方向一致的基础上任意假定看计算结果确定实际方向正值假定与实际相同负值则假定与实际相反。节目录退出  二、全电路欧姆定律  全电路是指有源的闭合回路电源内部都存在内阻ro。  两公式比较全电路欧姆定律与部公支路欧姆定律所明显不同的是由于电路中含源所以将电压U换为电动势E并且全电路欧姆定律还要考虑电源内阻ro的存在。节目录退出  二、全电路欧姆定律具体含义:通过该闭合回路的电流与回路的电动势成正比与回路中全部电阻成反比。(这里的全部电阻除要考虑电源内阻外实际工作计算有时还需要考虑线路电阻)。它们的关系式:I:回路电流(A)E:电源电动势(V)R:负载电阻(Omega)ro:电源内阻(Omega)Rr:线路电阻(Omega)节目录退出  二、全电路欧姆定律例:已知:E=Vro=OmegaRr=OmegaR=Omega求:①工作正常时的电流I②负载两端短路时的电流Irsquo③电源两端短路时Irdquo。解:利用全电路欧姆定律可得①正常工作时节目录退出  二、全电路欧姆定律例:已知:E=Vro=OmegaRr=OmegaR=Omega求:①工作正常时的电流I②负载两端短路时的电流Irsquo③电源两端短路时Irdquo。解:利用全电路欧姆定律可得②负载两端短路时如无保护措施发电机与线路均会短路时烧毁。节目录退出  二、全电路欧姆定律例:已知:E=Vro=OmegaRr=OmegaR=Omega求:①工作正常时的电流I②负载两端短路时的电流Irsquo③电源两端短路时Irdquo。解:利用全电路欧姆定律可得③电源两端短路时如无有效保护措施发电机将迅烧毁。节目录退出  二、全电路欧姆定律  有时在实际计算时还会碰到一段含源支路电路。通过一段含源支路的电流不仅与支路电阻R和端电压U有关还与支路电动势有关。  它们之间的关系式根据电流、电压、电动势的方向来确定不同的表达式:节目录退出  二、全电路欧姆定律E、U、I三者方向一致E、与U、I方向相反U与I、E三方向相反E、U方向与I方向相反  以上可看出U、E这两个物理量若与电流方向一致取ldquo正rdquo若与电流方向相反取ldquo负rdquo。节目录退出  三、电阻的串联  电路中二个以上电阻(可视为阻性负载)首尾依次连接成串这种连接方式叫串联。以这种方式组成的电路称为串联电路它没有分支只有一条电路通道。节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:  、串联电路中流过每个电阻的电流都相等。  I=I=I=I  因为在电压U的作用下每个电阻都有电流流过由于串联电路无分支路只有一条电流通路且电流有不可蓄存特性(SigmaI入=SigmaI出)所以流过每个电阻上的电流都等于流入或流出电流。  在实际工作中我们利用这一特点对线路、设备限流。如:电动机串电阻降压启动控制就是利用串电阻来限制电动机的起动电流。节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:  、串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和。  U=UUU由电压和电位的关系可知:  UAB=phiAphiB  UBC=phiBphiC  UCD=phiCphiD将上面三式相加得:  UABUBCUCD=phiAphiBphiBphiCphiCphiD=phiAphiD因为phiAphiD=UAD所以  UABUBCUCD=UAD即:UUU=U节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:  、串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和。  U=UUU  在实际工作中我们利用串联电阻具有分压这一特性在电路中串联不同的电阻就能取得不同的信号电压。  例如:我们只有V、W的两只白炽灯照明电压为V这时我们将两灯串联连接即可使用只要灯的功率相等两灯上的降压为额定电压V。节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:、串联电路总电阻(等效电阻)等于各串联电阻之和。  R=RRR  在分析电路时为了方便常用一个电阻来代替几个串联电阻的总电阻我们称之为等效电阻。等效后应符合欧姆定律的要求即节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:、串联电路总电阻(等效电阻)等于各串联电阻之和。  R=RRR  前面讲过串联电路总电流等于各电阻电流总电压等于各电阻降压之和那么  要实际工作中阻抗匹配时通常无法达到标准电阻器的阻值常采用若干个电阻器串联得到所需要的电阻值。节目录退出  三、电阻的串联串联电路特点:  、在串联电路中各电阻上分配的电压与其电阻值正比。  U:U:U=R:R:R  串联电路中串联的电阻值越高分配的电压就越大也就是说串联电路中各电阻上降压的大小与这个电阻占总电阻的比重有直接关系。这就是串联电阻的分压作用。因为串联电路的分压比:那么节目录退出  三、电阻的串联  在实际工作中我们利用这一特点可在一个电源上取出不同电压等级的多个电源。先根据欧姆定律算出总电阻  例如:有一个直流V电源实际需要V、V、V三组电源。我们可用串联电阻的方法来达到。 由于串联电阻I=I=I=I那么这种电路又称为分配器。(功能近似于交流变压器)节目录退出  三、电阻的串联  又例如:有一指针式表头其参数为Ia=muA(即满刻度)内阻Ra=kOmega。若要改装成能测量V电压的电压表应串联多大电阻。首先算出此表头可测量最大电压:(表头满刻度降压)  Ua=IatimesRa=timestimestimes=伏显然它直接测量V是不行的需串联分压电阻扩大量程。  需串联一个kOmega电阻就能把表头改装成测量V电压的电压表。节目录退出  四、电阻的并联  两个以上电阻的两端分别连在一起这种连接方法叫并联。节目录退出  四、电阻的并联  两个以上电阻的两端分别连在一起这种连接方法叫并联。  并联这种连接方式在实际工作中运用的极为普遍一般在生产生活中所用的电气设备都是并联安装。节目录退出  四、电阻的并联  、在并联电路中各电阻两端的电压相等且等于电路两端电压。  U=U=U=U并联电路特点:  在实际工作中并联安装用电设备所需电压等级相同可使厂家生产设备额定电压标准化电力部门供电、配电也可按标准统一。节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路中总电流等于各电阻中的电流之和。  I=III并联电路特点:  不难看出电流从正极流出后分三条支路继续流动由于电流的不可蓄存性(SigmaI入=SigmaI出)三个支路的电流在负极汇合流回电源所以我们说并联电路有分流作用。节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路中总电流等于各电阻中的电流之和。  I=III并联电路特点:  在实际工作中测量较大的直流电流时我们常选用的分流器就是利用并联电路这一特点。节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路的总电阻(等效电阻)的倒数等于各电阻的倒数之和。并联电路特点:  并联后总电压与各支路电压相等总电流为各支路电流相加根据欧姆定律。节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路的总电阻(等效电阻)的倒数等于各电阻的倒数之和。并联电路特点:得出节目录退出  四、电阻的并联并联电路特点:  在并联电路计算中,我们常用ldquo∥rdquo作为并联记号。  如:两个电阻并联可写成R∥R=三个电阻并联R∥R∥R=节目录退出  四、电阻的并联并联电路特点:  在并联电路计算中,我们常用ldquo∥rdquo作为并联记号。  若多电阻并联且电阻值相等。  总电阻等于其中一个电阻的电阻值除电阻数。节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。并联电路特点:节目录退出  四、电阻的并联  、并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。并联电路特点:  由于并联电路U=Un而U=IRUn=InRnIR=InRn其中:  R=R∥R∥Rhelliphellip∥Rn  并联电路中并联支路电阻越大电流分配到的就越小。节目录退出  四、电阻的并联  在并联电路的分析与计算中最常见的为两条支路的电路。并联电路特点:根据分流公式:节目录退出  四、电阻的并联  并联电路的分析与计算中两条支路以上的电路计算其电流分配应用分流公式:并联电路特点:  我们常见的指针式仪表其表头(测量机构)一般都是电流表在表头内一定有一个分流电阻与测量机构并联作用就是为了分流。分流电阻节目录退出  *基尔霍夫定律简单直流电路与复杂直流电路的概念:简单直流电路运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路叫简单直流电路。  复杂直流电路不能用电阻串、并联化简的直流电路叫复杂直流电路。节目录退出  *基尔霍夫定律电路的几个基本术语:  支路:电路中的每一个分支叫支路。它由一个或几个相互串联的电路元件所构成。  节点:三条或三条以上支路所汇成的交点叫节点。  回路电路中任一闭合路径都叫回路。一个回路可能只含一条支路也可能包含几条支路。其中最简单的回路又叫独立回路或网孔。节目录退出  *基尔霍夫定律(一)基尔霍夫第一定律在任一瞬间流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和即又名节点电流定律。对于节点A:即对于任一节点来说流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。节目录退出分析方法:先任意假设支路电流的参考方向列出节点电流方程。通常可将流进节点的电流取为正值流出节点的电流取为负值。如图所示已知I=AI=AI=A。试求I。解:由基尔霍夫第一定律可知举例:  根据计算值的正负确定未知电流的实际方向。节目录退出  *基尔霍夫定律基尔霍夫第一定律的推广应用:基尔霍夫第一定律可以推广应用于任一假设的闭合面即:在任一瞬间流入某一闭合曲面的电流恒等于流出该闭合曲面的电流。举例:图示电路中闭合面包含一个三角形电路它有三个节点。应用基尔霍夫第一定律可以列出:此三式相加得即节目录退出  *基尔霍夫定律(二)基尔霍夫第二定律在任一闭合回路中各段电路电压降的代数和恒等于零即     又名回路电压定律。节目录退出  *基尔霍夫定律(二)基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律的等价表示形式如图所示按虚线方向循环一周根据电压与电流的参考方向可列出:即:  可得基尔霍夫第二定律的另一种表示形式节目录退出  *基尔霍夫定律(二)基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律的等价表示形式  基尔霍夫第二定律的另一种表示形式  含义:在任一回路的循环方向上回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和。节目录退出  *基尔霍夫定律基尔霍夫第二定律的推广应用:可推广应用于不完全由实际元件构成的假想回路。如图所示可得或节目录退出  *支路电流法所谓支路电流法是以各支路电流为未知数根据基尔霍夫定律列出方程组然后联立方程组求得各支路电流。解题步骤:标出各支路的电流参考方向和独立回路的循环方向。用基尔霍夫第一、第二定律列出节点电流方程式和回路电压方程式。代入已知解联立方程式求出各支路电流的大小并确定各支路电流的实际方向。节目录退出举例分析:如图所示为两个电源并联对负载供电的电路。已知:E=VE=VR=R=OmegaR =Omega求各支路电流。解:()假设各支路电流方向和回路循环方向。()电路中只有两个节点只能列出一个独立的节点电流方程式。对于节点A:另外两个方程式由基尔霍夫第二定律列出。   对于回路:对于回路:节目录退出举例分析:()代入已知解联立方程式节目录退出  五、电功和电功率(一)电功  电流通过灯丝会发光通过电炉会发热通过电动机会转动在任何有电流通过的闭合回路是都要发生能量的转换。我们把电流转换成其他形式的能量叫做电流做功简称电功。也就是说只有电流产生电才能做功。电功用字母W表示。节目录退出  五、电功和电功率(一)电功  电流在一段电路上所做的功与这段电路两端的电压成正比通过和电流以及通电的时间成正比。即  W=UIt式中: W:电功(J) U:电压(V) I:电流(A) t:时间(s)此式还可转换为:W=IRt 或注:  如果电压单位为V电流单位为A时间单位为s那么电功单位就是焦耳简称焦用字母J表示。  从上式我们看出电功与时间有关电功是一段时间内电流所做的功。节目录退出  五、电功和电功率(二)电功率  电功不能表示电流做功或能量传递的快慢而电功率则能表示能量传递的快慢所以电流在单位时间内(s)所做的功称为电功率用字母P表示即式中: W:电功(J) t:时间(s)  由此看出电功率体身与时间无关。节目录退出  五、电功和电功率(二)电功率  电功率的单位:焦耳秒(Js)又称瓦特简称瓦用字母W表示。  在实际工作中用电设备的容量都用电功率表示常用的单位还有:千瓦(kW)、毫瓦(mW)以及马力等。  千瓦(kW)=瓦(W)  毫瓦(mW)=瓦(W)  马力=千瓦(kW)节目录退出  五、电功和电功率(二)电功率  通过欧姆定律的代入转换常用的功率公式除P=IU外还有  P=IR  比如我们家中使用的白炽灯电压都是V时W的灯泡要比W的灯泡亮而是W的电阻是kOmegaW的灯泡却是kOmega。  由此可见:PP那么RR节目录退出  五、电功和电功率(二)电功率  前面讨论全电路欧姆定律得知电动势E存在内阻ro内阻也有压降(UO=Iro)电源端电压U=EUO  下面我们讨论:电源产生的功率EI与负载得到的功率UI以及内电路损失的功率UOI间关系:  即EI=UIUOI  称之为电路的功率平衡方程也就是说只要电源内阻存在EIUI。节目录退出  五、电功和电功率(二)电功率  在实际工作中我们可用测量用电器电流电压的方法获得用电器的功率。  例如:有一只灯泡U=VI=A其功率P=times=W  又如:一直流电动机U=VI=A其功率P=times=kW。节目录退出  五、电功和电功率电能:  电流在一段时间内所做的功电能也可称电功。电能为电功率(P)乘时间(t)它和电功的计算方式一样但单位不同。  电功:W=Pt  单位:焦(J)  J=Wmiddots但它在实际中人们嫌焦(J)这个单位太小不方便计量。所以规定:  功率为千瓦的用电器在小时(h)中所做的功或消耗的电能即  kWmiddoth=Pt式中: P:电功率(kW) t:时间(h)节目录退出  五、电功和电功率电能:  电能的单位:千瓦middot小时kWmiddoth俗称度。  度=kWmiddoth  电能的记录、计量主要用来累记用电量我们常用的三相、单相各种电度表就是用来计量电能的。节目录退出  五、电功和电功率电能:  例有一个V、W的白炽灯接在V的供电线路上求流过白炽灯的电流。若该灯平均每天工作小时电价是每度角分每月(天)该灯要消耗几度电要付多少电费。解:因为P=UI所以每月用电时间:t=times=h功率单位转换:P=W=kW每月消耗的电能:W=Pt=times=kWh每月应付电费:times=(元)节目录退出  五、电功和电功率电流的热效应mdashmdash焦耳定律  电流通过电阻(所有阻性负载)时电流所做的功(W)被电阻吸收并全部转换成热能以热的形式表现出来  事实上所有流过电流的负载或线路无论是阻性、感性、容性都会有电能转换热能即产生热量只是阻性转换热能更充分有电必有热热始终伴随电流而产生可以说电能转换成热能是电流的本能人们利用电流的这一特性生产和制造各种电热产品。如电热水器等。节目录退出  五、电功和电功率电流的热效应mdashmdash焦耳定律  焦耳定律指出电流通过导体的产生的热量与电流平方、导体电阻及通电时间成正比所产生的热量用字母Q表示单位:焦耳(J)。  以上表达式所表达的就是电流的热效应。  电流热效应有它有利的一面也有它不利的一面如电流的热效应会使电路中不需要发热的地方(如导线)发热既消耗了能量,又会造成线路或设备的绝缘老化、漏电甚至烧毁。节目录退出  五、电功和电功率电流的热效应mdashmdash焦耳定律  为保证电气设备、线路不发生以上故障或事故我们要求合格的用电设备必须要提供设备额定值如额定电压、额定电流、额定功率等。  除此之外我们在使用过程中还要注意电气设备、线路的通风散热以提高用电效率延长设备的使用寿命。节目录退出第三节 电与磁一、磁体和磁极二、磁场与磁力线三、磁感应强度、磁通四、电流的磁场五、磁场对载流导体的作用力六、电磁感应节目录退出第三节 电与磁  电和磁是相互联系不可分割的两个基本现象几乎所有电气设备的工作原理都与电和磁有密切的关系。节目录退出  一、磁体和磁极  人们把具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体叫磁体。  使原来不带有磁性的物体具有磁性的过程叫磁化节目录退出  一、磁体和磁极  天然存在的磁铁(磁铁矿)叫天然磁铁。经过一定工艺磁化过的磁铁叫人造磁铁。在电气设备上使用的绝大部分为人造磁铁。  磁不但能通过永久磁铁产生而且还可以通过电流通过导体产生。只要有电流存在就有磁的存在电的磁效应和热效应一样是在产生电流的同时随之产生的。节目录退出  一、磁体和磁极  磁铁两端磁性最强的区域我们称磁极。人们常用的指北针无论如何移动、转动针头所指方向不变指北针的N极指向北面S极指向南面。节目录退出  一、磁体和磁极  磁极分北极(N)和南极(S)。磁极具有同性相拆异性相吸的特性。磁极间相互作用力我们称之为磁力。节目录退出  一、磁体和磁极  实验证明如果把一条磁铁分成几段折断处会出现两个相异的磁性。继续下去会具有同样现象我们永远找不到一个单独存在的磁极也就是说N极和S极总是相对存在的。节目录退出  二、磁场与磁力线  磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场。  互相不接触的磁体之间具有的相互作用力就是通过磁场这一特殊物质进行传递的。  (磁场和电场一样都是一种特殊物质之所以被称为特殊物质是因为他们不是由分子和原子所组成。)节目录退出  二、磁场与磁力线  为了形象地描述磁场人们抽象的引出磁力线这一概念。  我们规定外磁场磁力线由N极指向S极在磁场内部是由S极指向N极我们通常以磁力线方向表示磁场方向。节目录退出  二、磁场与磁力线  图中a、b磁场面积相同图b的磁力线根数多于图a而且图b磁力线的密度也大于a可以认为图b磁场强于a。  磁力线是人们假设想出来的我们用磁力线根数的多少和疏密度来描绘磁场的强弱。节目录退出  三、磁感应强度、磁通  前面讲到磁场强度可以用磁力线的多少和疏密程度来描述但它只能定性分析、相对比较具体数量无法确定。  计论磁感应强度前我们先引出磁中很重要的物理量mdashmdash磁通。节目录退出  三、磁感应强度、磁通  通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数叫做通过该面积的磁通量简称磁通用字母Phi表示。它的单位是韦伯(Wb)简称韦。工程上常用比韦小的单位是麦(麦克斯韦)用Mx表示。  韦(Wb)=麦(Mx)  为此引入了磁通这一物理量来定量描述磁场在一定面积上的分布情况。节目录退出  三、磁感应强度、磁通  当面积一定时通过该面积的磁通越多磁场就越强。这一点在工程上有极其重要的意义如:变压器、电磁铁提高效率的重要因数之一就是减小漏磁通也就是希望全部磁力线尽可能多的通过铁芯的截面积以减少漏磁损耗提高效率。所以变压器、电磁铁的铁芯都用高导磁材料制成以降低磁阻增加磁通量。  为此引入了磁通这一物理量来定量描述磁场在一定面积上的分布情况。节目录退出  三、磁感应强度、磁通  磁感应强度的具体内容:  垂直通过单位面积的磁力线数目(磁通)叫做该点的磁感应强度简称磁感应。  在均匀磁场中磁感应强度要表示为  磁感应强度又称磁通密度是研究磁场中各点的强弱和方向的一物理量用字母B表示。式中:B:磁感应强度(韦米)Phi:磁通(韦)S:面积(米)节目录退出  三、磁感应强度、磁通  磁感应强度的具体内容:  垂直通过单位面积的磁力线数目(磁通)叫做该点的磁感应强度简称磁感应。  在均匀磁场中磁感应强度要表示为  磁感应强度又称磁通密度是研究磁场中各点的强弱和方向的一物理量用字母B表示。  磁感应强度的单位常用的有:韦米(T)称做特斯拉简称特。和麦厘米叫做高斯(Gs)简称高。它们间关系:  特(T)=高斯(Gs)节目录退出  三、磁感应强度、磁通  此式表明通过单位面积的磁通数越多磁力线越密磁场也越强。  磁感应强度不但表示了磁场中某点的强弱而且还能表示出该点的磁场方向可以说它是一个矢量。  若磁场中各点的磁感应强度的大小、方向相同我们称之为均匀磁场在均匀磁场中磁力线是等距离平行直线。均匀磁场节目录退出  四、电流的磁场  磁可通过两种方式获得一为永久磁铁(石)二是通电导体严格的讲是电流流过导体能产生磁场。这就是我们常说的电的磁效应。只要导体中有电流通过导体周围就必然产生磁场。节目录退出  四、电流的磁场  电流产生磁场的判定mdashmdash安培定则(右手螺旋定则)这里分两种结构的通电导体磁场方向判断。、直线电流的磁场  根据电流方向判断磁场(磁力线)方向。  用右手握住通电直导线让母指指向电流方向则弯曲的四指所指的就为磁场(磁力线)方向。节目录退出  四、电流的磁场、环形电流产生的磁场节目录退出  四、电流的磁场、环形电流产生的磁场  根据电流方向判断磁场(磁力线)方向。  右手握住螺线管弯曲四指指向线圈电流方向则母指方向就是磁场(磁力线)方向。节目录退出  四、电流的磁场、环形电流产生的磁场  电流产生磁场的现象被广泛应用在电工、电子设备中如接触器、电动机、变压器等。节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力  我们知道把两块磁体放在一起会有作用力即同性相拆、异性相吸相拆、相吸都是作用力的结果。  前面讲到载流导体的周围存在磁场若将载流导体置于磁场中也会受到力的作用。1、磁场对载流直导体的作用  将一根直导体悬挂在磁场中并使导体垂直于磁力线未通电导体不会运动如接通电源导体中有电流通过导体就会运动。若改变电流方向导体便向反方向运动。节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力1、磁场对载流直导体的作用节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力1、磁场对载流直导体的作用  我们把载流导体在磁场中所受的作用力称作电磁作用力或电磁力用字母F表示。电磁力的大小与导体中通过的电流成正比与均匀磁场的磁感应强度成正比与导体在磁场中的有效长度成正比即:(由于导体与B间夹角ordm所以此时电磁力最大)  Fm=BIL式中: F:导体受到的电磁力(牛) B:均匀磁场的磁感应强度(特) I:导体中的电流强度(安) L:导体在磁场中的有效长度(米)节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力1、磁场对载流直导体的作用这里还要指出:  导体垂直于磁感应强度的方向时受到的电磁力最大平行于磁感应强度的方向不受力的作用。  导体既不垂直也不平行于磁感应强度的方向若导体与磁感应强度方向成alpha角时则可将导体分解成与磁感应方向垂直的分量L┻作为alpha角是时导体有效长度。即:  L┻=Lsinalpha故  F=BILsinalpha节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力1、磁场对载流直导体的作用  载流导体在磁场中的受力方向可用左手定则来判断。左手定则又称电动机定则我们日后分析电动机如何转起来需运用此定则。具体判断方法:  平展左手手掌拇指与四指垂直并在一个平面上让磁力线穿过手心(手心对N极)四指指向电流方向则拇指所指的方向就是导体受力方向。节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力2、磁场对通电线圈的作用  研究磁场对通电线圈的作用更有其实际意义因为常用的磁电式仪表都是根据这一原理制成。节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力2、磁场对通电线圈的作用  在均匀磁场中放置一通电矩形线圈abcd当线圈平面与磁力线平行时ad和bc边与磁力线平行不受磁场的作用力。但ab和cd边因与磁力线垂直将受到磁力的作用即F和F而且F=F=BIL受到作用力的两个边叫有效边。1)通电线圈在磁场中受力转动节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力2、磁场对通电线圈的作用  两有效边所受到的作用力不仅大小相等(两有效边电流相等长度相同同处一均匀磁场)而且根据左手定则可知受力方向相反(电流方向相反)因而构成一对偶力将线圈绕轴作顺时针转动。1)通电线圈在磁场中受力转动节目录退出  五、磁场对载流导体的作用力2、磁场对通电线圈的作用  设ab=cd=Lad=bc=Lab边和cd边所受的作用力分别为F和F。)通电线圈在磁场中的转矩  根据物理学中力偶矩(转矩)M等于其中任一

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