金蓝领工程培训材料电工基础培训

金蓝领工程培训课程——电工基础知识培训电工基础知识第三章电工基础主讲人：********TEL：***********2019年9月17日金蓝领工程1电工基础直流电路磁场与电磁感应正弦交流电路电机及拖动基础知识2019年9月17日金蓝领工程2直流电路电路及基本物理量电阻欧姆定律电功与电功率电阻的串联、并联和混联基尔霍夫定律2019年9月17日金蓝领工程3电路电路及其组成——是电流流通的路径。——主要由电源、负载、连接导线及控制和保护装置四个基本部分组成。——用电气符号描述电路连接情况的图，称为电路原理图，简称电路图。见下页图3－1。2019年9月17日金蓝领工程4图3－1电路原理图2019年9月17日金蓝领工程5电路原理图常用的电路元件符号2019年9月17日金蓝领工程6电池(电源)电灯开关电动机插座插头交叉不相连接的导线交叉相连接的导线T形连接的导线---------------------------------------------------------------------------------V电压表Ａ电流表通路开路短路处处连通的电路在某处断开的电路不经过用电器而直接跟电源两极连接的电路短路的危害短路时，电流很大，会烧坏电源和导线，在生产和生活中发生短路，轻则用电器不能工作，重则会引起火灾电路的三种工作状态2019年9月17日金蓝领工程7电流1、电流的形成带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。2、电流的方向规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。假设的电流流向称为电流的参考方向。分析：当参考方向与实际方向相同时，则I0当参考方向与实际方向相反时，则I0，负值表示方向相反而不是负电流值）2019年9月17日金蓝领工程8电流2019年9月17日金蓝领工程9电流3、电流的大小（电流强度）大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量。I=Q/tI—电流，单位是安，用A表示,千进位，还有微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q—电荷量，单位库仑，用C表示，1库仑=6.2518个电子的电量；t—时间，单位是秒，用s表示。2019年9月17日10金蓝领工程电流4、电流的测量电流的测量工具（1）电流表（2）万用表电流表的正确使用（a）必须串接到被测量电路中；（b）电流从“+”进去，从“-”出来；（c）被测电流不能超过量程；（d）绝对不允许把电流表接到电源两极上。模拟式直流电流表：85C1、42C1、6C等交流电流表：85L1、42L1、6L等2019年9月17日11金蓝领工程电流2019年9月17日12金蓝领工程电流2019年9月17日13金蓝领工程电压、电位和电动势1、电压（1）电压的电压是衡量电场力作功率领的大小在电场中，电场力F的将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值。UAB=WAB/Q电场力将单位正电荷从电场中的a点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。（2）电压的方向电压方向规定为由高电位指向低电位三种表示法：箭头表示正负号表示双下标表示如UAB习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。（3）电压的单位伏特（V）1V＝103mV1mV＝103μV1kV＝103V2019年9月17日14金蓝领工程电压、电位和电动势2019年9月17日15金蓝领工程电压、电位和电动势2、电位电位：某点与参考点之间的电压：用U（或ψ）表示单位V；把参考点的电位称为零电位。即如A点为参考点则ΨA＝0V）；通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。任意两点间的电位差：UAB＝UA-UB或ΨAB＝ΨA-ΨB•电压与电位的异同点：•电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差；•电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电压是绝对量，不随参考点的改变而改变。2019年9月17日16金蓝领工程电压、电位和电动势2019年9月17日17金蓝领工程电压、电位和电动势3、电动势电动势的定义•电动势是衡量电源力移动电荷做功能力的物理量•电动势：电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。E=W电源力/Q单位•字母符号：E单位：V（伏）电动势的方向•E的方向是从低电位（电源负极）指向高电位（电源正极）2019年9月17日18金蓝领工程电压、电位和电动势2019年9月17日19金蓝领工程电压、电位和电动势3、电压的测量•电压的测量工具（1）电压表（2）万用表电压表的正确使用（a）必须并接到被测量电路中；（b）电流从“+”进去，从“-”出来（直流）；（c）被测电压不能超过量程；（d）电压表的阻抗很大，不能串接在电路中用。2019年9月17日20金蓝领工程电阻1、电阻的定义电阻是导体对于电流通过的阻碍能力。它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。•R＝·L/S•L：导体长度（m）•S：横截面积（m2）•：导体的电阻率（·m）2、单位：为欧姆（）•1KΩ=103Ω1MΩ=106Ω2019年9月17日21金蓝领工程电阻常见导体的电阻率材料20℃时的电阻率（µΩ•m）银0.016铜0.0172金0.022铝0.029锌0.059铁0.0978铅0.206汞0.958碳25康铜（54%铜，46%镍）0.50锰铜（86%铜，12%锰，2%镍）0.433、电阻与温度的关系各种材料的电阻率都会随着温度的变化而变化。大多数金属材料的电阻随温度的升高而增大（即电阻率随温升高而降低）。2019年9月17日22金蓝领工程电阻4、用万用表测量电阻将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。测量时应注意：（1）测电路中的电阻时，应先切断电源；（2）选择合适档位；（3）测量时注意避免碰到电阻引脚及表笔金属部分，以造成误差；（4）测量电路中的某一电阻时，应将电阻一端断开。2019年9月17日23金蓝领工程欧姆定律1、部分电路欧姆定律（不含电源电路）内容：流过导体的电流与这段导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：I=U/R公式变形:U=I/RR=U/I式中R为电阻，单位为欧姆Ω，I为电流，单位为安培A，U为电压，单位为伏特V。电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定时，电阻愈大电流就愈小。URI2019年9月17日24金蓝领工程欧姆定律2、全电路欧姆定律全电路欧姆定律（含源电路）内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比。Ｉ＝Ｅ/（Ｒ+ｒ）公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0式中E为电源电动势，R为外电路总电阻，r为电源内阻。特性分析：由U=E-Ur=E-Ir可知：当电阻R为无穷大，I=0U=E(最高)(开路状态)当电阻R变小，I增大U减小当电阻R变大，I减小U增大当电阻R为0时，I＝E/r，U＝0（短路状态）ErIUR2019年9月17日25金蓝领工程电功与电功率1、电功W－电功（即电能），单位焦耳（J）；U－电路两端电压，单位伏特（V）；I－电路中的电流，单位安培（A）；t－通电时间，单位秒（s）。其另一个常用单位为千瓦时（kW·h）,即1度电。1kW·h＝3.6×106J2、电功率P－电功率，单位瓦特（W）在纯电阻电路中，则有tUIWtWPRURIP222019年9月17日26金蓝领工程电功和电功率3、电流的热效应电流通过导体(任何导体)时，导体会发热，这种现象叫电流的热效应；在这个过程中，电能转换成热能。电流通过导体时产生的热量跟导体中电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式:Q=I2Rt单位:J（焦耳定律）4、负载的额定值额定电流、额定电压、额定功率：电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压、最大功率。满载、轻载、超载的概念。2019年9月17日27金蓝领工程电阻的串联、并联和混联1、电阻的串联两个或多个电阻头尾依次相连，称为电阻的串联(如下图所示)。iR1+u－R2RnRi+u－+u1－+u2－+un－电阻的串联电路等效电路2019年9月17日28金蓝领工程电阻的串联、并联和混联电阻串联的特点：(1)电流相等I＝I1=I2=┄＝In；(2)电路两端总电压等于各个电阻两端分电压之和U=U1+U2+┄+Un=IR1+IR2+┄IRn;(3)电路的等效电阻（即总电阻）等于各个串联电阻之和R=R1+R2···+Rn；(4)电路中各电阻两端的电压与它的阻值成正比(5)串联电阻有分压作用。分压公式：、nnRURURU22112111RRRUU2122RRRUUR1R2U1U2UI2019年9月17日29金蓝领工程电阻的串联、并联和混联2、电阻的串联两个或两个以上电阻连接在一起，各电阻承受同一电压，这种连接方式叫并联。i1i2inR1i+u－R2RnRi+u－电阻的并联电路等效电路2019年9月17日30金蓝领工程电阻并联的特点：(1)电压相等U＝U1=U2=┄=Un；(2)电路的总电流等于流过各个电阻的电流之和I=I1+I2+┄+In=U/R1+U/R2+┄+U/Rn;(3)电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和R=R1+R2···+Rn；(4)电路中能过各支路的电流与支路的阻值成反比(5)并联电阻有分流作用。分流公式：、nRRRR1111212121RRRII2112RRRIIR1UIR2I1I2电阻的串联、并联和混联2019年9月17日31金蓝领工程串联电路的应用：1）获得较大阻值的电阻2）限制和调节电路中的电流3）构成分压器4）扩大电压表的量程并联电路的应用：1）每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。2）获得较小阻值的电阻。3）扩大电流表的量程。电阻的串联、并联和混联2019年9月17日32金蓝领工程3、电阻的混联在一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种联接称方式称为电阻的混联。电阻的串联、并联和混联5431111RRR2019年9月17日33金蓝领工程RE1R1E2R2R1R2R3R4R5E简单电路复杂电路基尔霍夫定律2019年9月17日34金蓝领工程基尔霍夫定律支路：电路中的每一个分支。含有电源的支路称为有源支路，不含电源的支路称为无源支路。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。I1I2ba-E2R2-R3R1E11231、概念2019年9月17日35金蓝领工程例：支路：ab、bc、ca、…（共6条）回路：abda、abca、adbca…（共7个）结点：a、b、c、d(共4个）网孔：abd、abc、bcd（共3个）adbcE–+GI2I4IGI1I3I基尔霍夫定律2019年9月17日36金蓝领工程2、基尔霍夫第一定律KCL（节点电流定律）在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。AI1I2I5I3I4即:Ｉ入=Ｉ出或:Ｉ=0对结点A：I1+I3=I2+I4+I5或I1+I3–I2–I4–I5=0基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。基尔霍夫定律2019年9月17日37金蓝领工程2、基尔霍夫第二定律KVL（回路电压定律）在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。bE1I1I2I3a-E2R2-R3R112即：U=0或E=IR对回路1：对回路2：E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。基尔霍夫定律2019年9月17日38金蓝领工程例：对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–E=0对回路adbca，沿逆时针方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0应用U=0列方程对回路c