高压培训班电工基础知识（可编辑）

高压培训班电工基础知识（可编辑） 高压培训班电工基础知识 电工基础知识 12454 4578740000000000000000000000000000000000000000000000 温馨提示 1讲座时请将手机设置静音 2勿喧哗走动以免影响他人 3遵守时间勿迟到和早退 4如有问题请在讲座后交流 5如有其它事情或需要帮助 请与主办工作人员联络 12电感元件与电容元件 13正弦交流电的基本概念 电工基础知识 11直流电路 14三相交流电路 11直流电路 1电路 电路的组成电路是电流的流通路径 它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的 任何一个电路都有四部分组成即电源负荷连接导线和开关控制器件组成电源内部的一段称为内电路其他称为外电路 电源是把其它形式的能转化为电能的装置如干电池蓄电池等 负荷将电能转换为其他形式的能量 导线连接电源与负荷的导体为电流提供通路并传输电能 11直流电路 控制器件在电路中起接通断开保护测量等作用 电路的作用它的一种作用是实现电能的传输和转换另一种作用是实现信号的处理电路中提供电能或信号的器件 称为电源电路中吸收电能或输出信号的器件 称为负载在电源和负载之间引导和控制电流的导线和开关等是传输控制器件 11直流电路 电路的分类直流电路和交流电路 直流电路电压电流的大小和方向不随时间变化 交流电路电压电流的大小和方向随时间而变化在交流电路中如果电压和电流与电源的频率相同并且都按正弦规律变化这样的电路叫做正弦交流电路 在电路中我们只研究四种元件电源元件电阻元件电 感元件电容元件 为了分析方便电路元件用国家统一规定的图形符号来表示叫电路符号其中 各部分的理想化模型的电路符号如图所 示 电阻 电容 电感 11直流电路 定义用电路符号表示实际电路器件连接关系的图形 电路的工作状态电路有三种工作状态如下图所示 11直流电路 a 电源与负载构成闭合回路电源处于有载工作状态电 路中有电流流过 b 当ab两点间用导线相连时称电阻R1被短路ab间导线称为短路线短路线中的电流叫短路电流 注短路可分为有用短路和故障短路故障短路往往会造成电路中电流过大使电路无法正常工作严重的会产生事故 c 开关S断开或电路中某处断开切断的电路中没有电流流过此时的电路称为开路开路又叫断路断开的两点间的电压称为开路电压 注开路也分为正常开路和故障开路如不需要电路工作时把电源开关打开为正常开路而灯丝烧断导线断裂产生的开路为故障开路它使电路不能正常工作 11直流电路 2基本物理量 电流 1电流的形成金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子受电场力的作用下有规则的定向移动形成电流电流形成的条件?要有自由电荷?必须使导体两端保持一定的电压差在电路中能量的传输靠的就是电流 2电流是一个矢量既有大小又有方向 方向正电荷运动的方向 大小用电流强度来表示电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量 11直流电路 电流的大小和方向都不随时间变化时 称为直流电流 简称直流直流电流常用英文大写字母I表示 电流的大小和方向随着时间按周期性变化的电流 称为交流电流简称交流常用英文小写字母i表示 3电流的单位是安〔培〕 符号为A常用的有千安kA 毫安mA 微安μA等 4电流的参考方向在分析与计算电路时 常可任意规定某一方向作为 电流的参考方向或正方向 11直流电路 1用实线箭头表示 A B 2双下标表示如iAB其参考方向是由A指向B 参考方向与实际方向的关系规定 若一致则电流值为正即 I 0 若相反则电流值为负即I 0 即可以在选定的电流的参考方向下据电流的正负来确定出某一时刻电流的实际方向 11直流电路 5电流的连续性原理 在电路中从一个地方流入多少电流必同时从这个地方流出多少电流 根据这一原 理我们可以得出同一个支路电流处处相等无分支电路的电流处处相等 11直流电路 电压及其参考方向 1电压的定义电路中A B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能 即 式中 q为由A点移动到B点的电荷量 WAB为移动过程中电荷所作的功 2电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向 3电压单位国际单位是伏〔特〕 符号为V常用的有千伏kV毫伏mV微伏μV等 1KV,1000V 1V 1000mV 1V 1000000 μV 11直流电路 13 电功率和电能 一电能 定义电流在电路中做的功用字母W表示单位kwh度 二电功率 定义单位时间内电流所做的功叫电功 率用字母P表示单位国际单位是W瓦特常用单位还有kwMw等 11直率 简称功 流电路 14 电阻元件和欧姆定律 一电阻与电导 电阻的定义导体对通过它的电流的阻碍作用成为电阻原因通常用字母R表示电阻单位国际单位是Ω还有常用的单位是kΩ和MΩ银0016铜0017铝0029 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 电导的定义就是电阻的倒数是用来衡量 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 导电能力的参数导体的电阻越大导电越小单位是西门子用S表示公式G 1R 二欧姆定律 1定义流过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比与电阻值成反比 即 R UI I UR U IR 11直流电路 11直流电路 例12 有220V 100 W灯泡一个 其灯丝电阻是多少每天用5h 一个月按30天计算消耗的电能是多少度 解 灯泡灯丝电阻为 R UI I PU 一个月消耗的电能为 电阻的串联与并联 1电阻的串联 凡是将电阻首尾依次相连使电流只有一条通路的接法叫做电阻的串联它具有以下特点 ?串联电路中各电阻流过的电流相等即I I1 I2 I3 ?总电压等于各电阻上电压降之和即U U1U2U3 ?总电阻R为各 个负载电阻之和即R R1R2R3 ?各电阻上电压降之比等于其电阻比即U1U2 R1R2U1U3 R1R3 电阻的串联与并联 1电阻的并联 将电路中若干个电阻并排相连接叫做电阻的并联它具有以下特点 ?电路的总电流等于电路中各支路电流之和即I I1I2I3分流作用 ?各电阻两端的电压相等即U U1 U2 U3 ?电路总 电阻R的倒数等于各个支路电阻倒数之和即1R 1R11R2R R1R2 R1R2 电阻越并联越小 ?通过各支路的电流与各自电阻成反比即I1I2 R2R1I1I3 R3R1 课 间 休 息 12电感元件与电容元件 1 电容元件 2 电感元件 3 有功 无功 视在功率 功率因数 12电感元件与电容元件 1电容元件 电容元件的基本概念 电容是将两块金属板用绝缘材料隔开的电路元件 通常用C表示它与 极板面积正比和极板间的距离反比有关它的图形符号如图所示 12电感元件与电容元件 电容的电容量单位为法〔拉〕 符号为F常采用微法μF和皮法pF作为其单位 12电感元件与电容元件 2 直流电路中的电容 电容的隔直作用 在电容上加直流电源过一定时间后用示波器测量电容器两端的电气量发现只有电压的波形无电流波形说明在直流电路中如果有 12电感元件与电容元件 3 正弦电路中的电容 当电容电路相当与断路 把正弦交流电源加在电容上时示波器上出现电压的波形同时也出现电流波形这说明电容对正弦交流的限制作用比直流电的限制作用差的多在正弦电路中通常把这中限制作用称为容抗 C 12电感元件与电容元件 4 电容元件的储能 在电压和电流关联的参考方向下 电容元件吸收的功率为 电容元件吸收的电能为下式式中Wc电容器中储存的电场能单位焦耳C电容器的容量单位法Uc电容器的端电压单位伏 电容器的串联与并联 1电容器的并联 将电路中若干个电容器并排相连接叫做电阻的并联它具有以下特点 ?电路的总电流等于电路中各支路电流之和即I I1I2I3 ?各电容器两端的电压相等即U U1 U2 U3 ?电路的等效电容总电容等于各个支路之和即Q Q1Q2Q1 C1UQ2 C2U ?并联电容器的总电容量是各个参加并联电容器的电容量之和即C QU Q1Q2 UC C1C2电容器越并联越大 电容器的串联与并联 2电容器的串联 凡是将电容器首尾依次相连的接法叫做电容器的串联它具有以下特点 ?串联电容器各极上的电量相等即Q Q1 Q2 Q3 ?总电压等于各电容器上电压之和即U U1U2U3 ?串联电容器组总电容等效 电容的计算总电容量的倒数等于各个电容器的倒数之和即1C 1C1 1C2 C C1C2 C1C2 ?电容器上的分压与电容量成反比电容器的电容量小的分得电压比电容量大的要高即V1V2 C2C1 12电感元件与电容元件 电感元件 1 基本概念 1磁性磁铁具有吸铁的性质N极北和S极南已吸同斥 2右手定则通电导体或线圈周围存在着磁场磁力线即电流产生磁场电能生磁称为电流的磁效应其方向用右手来判断 12电感元件与电容元件 3磁通表示穿过某一截面 S 的磁力线数量 磁感应强度B 的物理量单位为韦伯WbΦ BS 4磁阻磁路对磁通的阻力称为磁阻 5磁感应强度指穿过垂直于磁力线方向单位面积上磁力线的数量用B表示式中B磁感应强度单位特斯拉 T 还有用高斯Gs1Gs等于10的负4次方TF电磁力单位牛顿NI电流单位安AL导体的有效长度单位米m 12电感元件与电容元件 12电感元件与电容元件 6自感流过线圈或回路本身的电流变化而引起在线圈或回路内部产生电磁感应的现象 7磁链穿过线圈的磁通于线圈的匝数的乘积 8互感变压器互感器等都是利用互感想象作成的 9涡流铁心内部形成的环流 10电感电流产生的自感磁链与电流之比用L表示电感的单位为亨〔利〕符号为H1H 1Wb,A通常还用毫亨mH和微亨μH作为其单位它们与亨的换算关系为 12电感元件与电容元件 2 直流电路中的电感 当在电感上加直流电源时用示波器发现只有电流波形没有电压波形说明在直流电路中电感想当与短路 12电感元件与电容元件 3 电感元件的储能 在电压和电流关联参考方向下 电感元件吸收的功率为 从t0到t时间内 电感元件吸收的电能为 课 间 休 息 三交流电幅值瞬时值与有效值 课 间 休 息 14三相交流电路 1 三相交流电的产生 三相交流发电机和单相交流发电机一样是根据电磁感应定理制成的转子是磁极定子上是三个相互独立且完全一样的绕组每个独立的绕组称为一相三相绕 分别相隔120度 当转子在原动机的带动下一恒定角速度旋转组的空间位置都 时在三个绕组中分别产生按正弦规律变化的感应电动势他们的最大值和频率都相等只是相位互差120度这种电动势称为对称电动势三相电动势之和等于零 14三相交流电路 相序 三相电动势达到最大值的顺序称为相序一般规定U-V-W为正序分别用黄U绿V 红W表示 14三相交流电路 三相电源的星形,连接 14三相交流电路 星型连接是将三相绕组的一端尾端连接成一点另一端首端引出导线接到负荷上 尾端连成的公共点叫电源的中性点用N表示 从中性点引出的导线叫中线当中线直接接地时中线也叫零线或者地线 有中线的三相供电方式称为三相四线制常用于低压配电系统不引出中线的三相供电方式叫三相三线制常用于高压输电系统 这种连接方式可以取得两种电压相电压和线电压它们之间的关系为线电压是相电压的 14三相交流电路 14三相交流电路 三角形连接将三相绕组的三相电源的三角形?连接 尾端连接成三角形再从首端引出导线接至负荷这种供电方式只能采用三相三线制 这种方式也可以取得相电压和线电压它们关系是线电压等于相电压 14三相交流电路 2 负荷的连接 21 负荷连接原则 1单相负荷 根据设备的额定电压等于电源电压的原则确定是接入线电压还是相电压单相负荷应尽量均匀分配在三相电源上 2三相负荷 当负荷额定电压等于电源的相电压时负 荷应接成星型反之接成三角形 14三相交流电路 22 负载的星形Y连接 1( 三相四线制电路 14三相交流电路 2( 三相三线制电路 14三相交流电路 14三相交流电路 三相电路的功率 三相电路的有功功率 无功功率 视在功率和功率因数 1( 三相负载的有功功率 即 14三相交流电路 三相总有功功率则为 14三相交流电路 ,( 三相负载的无功功率 无论负载接成星形还是三角形 三相总无功功率均为 14三相交流电路 ,( 三相负载的视在功率 三相负载的视在功率定为 若负载对称 则 14三相交流电路 ,( 三相负载的功率因数 三相负载的功率因数为 若负载对称 则 谢谢大家 线圈的磁通和磁链 线性电感元件 13正弦交流电的基本概念 随时间呈正弦规律变化的量 正弦交流电的优越性 便于传输易于变换 便于运算 有利于电器 设备的运行 正弦交流电 正弦交流电路 由正弦交流电组成的电路 R u _ 一正弦交流电压电流电动势 1用波形表示 R u _ _ _ i u _ 正半周 负半周 R u _ 2用三角函数表示 其中 ImUmEm称为最大值峰值幅值 称为角频率 称为初相位角 称为正弦交流电的三要素 二频率周期角频率 周期T变化一周所需的时间s 角频率每秒钟转过的弧度 rads 频率f正弦量每秒钟变化的次数 Hz 反映正弦量变化快慢的要素 T i O 2 无线通信频率 30 kHz 30GMHz 电网频率我国 50 Hz 美国 日本 60 Hz 高频炉频率200 300 kHZ 中频炉频率500 8000 Hz 若正弦交流电流i通过一个电阻R在一个周期内产生的热量与某一直流电流I在相同时间内产生的热量相等的话则I定义为i的有效值 用ImUmEm表示 则有 交流 直流 幅值必须大写下标加m 1最大值 2瞬时值 用uie表示 3有效值 对应某一时同理 有效值必须大写 刻的值 反映正弦量做功效果的物理量 用UIE表示 四交流电的相位角初相位角与相位差 1相位角 注意 交流电压电流表测量数据为有效值 交流设备名牌标注的电压电流均为有效值 i O 表示曲线上一点到正弦量0点的夹角 2初相位角 等于正弦量在t 0时刻的相位角 表示坐标0点与正弦量0点之间的夹角 两同频率的正弦量之间的初相位之差 3相位差 例1 若 电压超前电流 则 u i u i ωt O 若 电压滞后电流 若 电压与电流同相 电流超前电压 电压与电流同相 电流超前电压 电压与电流反相 u i ωt u i 90? O u i ωt u i O ωt u i u i O u i ωt u i O ? 不同频率的正弦量比较无意义 ? 两同频率的正弦量之间的相位差为常数 与计时的选择起点无关 注意 t O 图 54 三相电源的星形连接 三相电源的三角形连接线电压等于相电压 三相四线制电路及电压电流相量图 负载为Y形连接的三相三线制电路 22 负载的三角形?连接 若三相负载是对称的 当负载为星形连接时 当负载为三角形连接时 i电流强度安培 q电量库仑 t时间秒 线性电阻的伏安特性曲线 2伏安特性曲线元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线线性电阻元件的伏安特 性为通过坐标原点的直线 在电流和电压的关联参考方向下 线性电阻元件的伏 安特性如下图所示 线性电容元件的图形符号