電工培訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)（課堂PPT）

1、2021/3/291第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/292n一、交直流電路基本知識(shí)1、電路的概念：電流能通過的路徑稱為電路。2、電路的形式： a 進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和處理； b 進(jìn)行信息處理3、電路的三種狀態(tài)：通路、斷路和短路4、按電路中流過的電流的種類，電路可分為直流電路和交流電路。2021/3/293二、電路的基本概念n1、電容，電阻和電感（1）電阻反映導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用的物理量。符號(hào)：R 單位：歐姆()或千歐(K ) 公式：R= L/S導(dǎo)體的電阻除與上述物理量相關(guān)外還與溫度有關(guān)。（2）電容用絕緣物隔開的兩個(gè)導(dǎo)體的組合就構(gòu)成一個(gè)電容。它具有存儲(chǔ)電荷的性能。電容器存儲(chǔ)電荷的能力用電容來(lái)

2、表示。2021/3/294公式1：C=Q/Un公式2：C=s/d 單位：法拉（F）1F=10-6F1pF= 10-12F（3）電感導(dǎo)體中電流的變化，會(huì)在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的大小與流過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的形狀及周圍的介質(zhì)有關(guān)，我們把導(dǎo)體周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)與導(dǎo)體中流過的電流之比叫電感。 單位：H(亨利) 2021/3/295單位換算： 1mH= 10-3H 1H=10-6H n2 、電流金屬到體內(nèi)會(huì)有大量的自由電荷（自由電子） ，在電場(chǎng)力的作用下，自由電子會(huì)作有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這就是電流。用電流強(qiáng)度來(lái)衡量。 表示 字母 A。公式：I=Q/t電流的方向規(guī)定為正電荷的移動(dòng)方向。2021/3/296為了研究問

3、題方便，我們常以一個(gè)方向?yàn)閰⒖挤较?，此方向可任意選定。n比如：I參考方向2021/3/2973 、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)n（1）電壓電荷在電場(chǎng)力的作用下移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷作了功。我們把電場(chǎng)力所作的功與移動(dòng)電荷的數(shù)值之比稱作電壓。用符號(hào)U表示，單位為伏，V。（2）電位（用符號(hào)表示，單位為伏）在電場(chǎng)中指定某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，電場(chǎng)中任意一點(diǎn)與它之間的電壓，成為此點(diǎn)的電位。2021/3/298（3）電動(dòng)勢(shì)n電動(dòng)勢(shì)與電壓的定義相仿，但二者有本質(zhì)的區(qū)別。n電壓是電場(chǎng)力做的功，電動(dòng)勢(shì)是非電場(chǎng)力做的功。n在電場(chǎng)力的作用下，正電荷由電位高的地方向低的地方移動(dòng)；而在電動(dòng)勢(shì)的作用下相反。n電壓的正方向是正極指向負(fù)極，高電

4、位指向低電位；電壓存在于電源外部，而電動(dòng)勢(shì)存在于電源內(nèi)部。2021/3/299二、電路的基本定律n1、歐姆定律（1 ）部分電路的歐姆定律 U=IR（2 ）全電路的歐姆定律 =I*(R+r) RrIU2021/3/29102、基爾霍夫定律n基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律。內(nèi)容：流入節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。I1I3I2I4I4+I3= I1+ I22021/3/2911基爾霍夫第二定律，又稱回路電壓定律。其內(nèi)容是：在任一閉合回路中，沿一定方向繞行一周，電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和恒等于電阻上電壓降的代數(shù)和。 即：E=IR注意: 在列回路電壓方程時(shí)，必須考慮電壓的正負(fù)，確定步驟如下：1）假定各支

5、路電流的方向。2）假定回路繞行方向。3）凡流過電阻的電流參考方向與繞行方向一致，則電阻上的壓降為正，否則為負(fù)。4）凡電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向一致該電動(dòng)勢(shì)取正，反之取負(fù)。2021/3/2912例題：n列出下圖的回路方程為：E1-E2=I1R1-I2R2-I3R3+I4R4R1I1I4R4 I3R3R2I2E1E2n也可列回路方程如下：E2-E1+I1R1-I2R2-I3R3+I4R4=02021/3/29133、電路的連接關(guān)系及計(jì)算n電阻的串、并聯(lián)n電阻的混聯(lián)n電表的改裝RxIG=80微安RGI=250mA2021/3/2914電路中各點(diǎn)的電位分析計(jì)算n電路中電位的計(jì)算實(shí)際上是電位差的計(jì)算。4、交流

6、電1）基本概念：大小及方向均隨時(shí)間變化的電流（電壓）稱作交流電。交流電壓、電流大多是按一定規(guī)律變化的，這種交流電我們叫它周期性交流電。應(yīng)用最廣的是正弦交流電。2021/3/29152）正弦交流電的三要素：n代表交流電瞬間大小與方向的數(shù)值叫瞬時(shí)值。表達(dá)式是：u=Umsin(wt+ ) i=Imsin(wt+ )tu/iT2021/3/2916表達(dá)式 u=Umsin(wt+ ) 的描述n上式中， u表示電壓的瞬時(shí)值。n Um表示電壓的最大值。n w 表示角頻率。n 表示初相位。 Um（Im）、 、w三個(gè)量表示正弦交流電的三要素。n我們把1秒鐘內(nèi)交流電 重復(fù)變化的次數(shù)稱為頻率，用字母f表示，單位赫茲

7、（Hz ）。 nT=1/f w=2/T=2 f 2021/3/2917 對(duì)于直流電對(duì)于直流電f =0。nwt+稱為相位。T=0時(shí)的相位叫初相位。n3）正弦交流電的幾個(gè)參數(shù)的計(jì)算 有效值、平均值、最大值 有效值的定義：-a)有效值與最大值的關(guān)系：I=Im/1.414 U=Um/1.414 b)平均值不常用，其定義為：半個(gè)周期內(nèi)交流電的平均值。經(jīng)計(jì)算有：Ip=2Im/ Up=2Um/ 2021/3/29184）三相交流電的概述n三個(gè)頻率相同，最大值相同，相位上依次差120的交流電，我們稱之為三相交流電。n三相發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生三相交流電。2021/3/2919三、半導(dǎo)體管電路常識(shí)n1、半導(dǎo)體二極管、三極

8、管型號(hào)，主要參數(shù)及特點(diǎn)1）型號(hào)含義2）半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)及特點(diǎn)A 最大正向電流B 反向擊穿電壓C 最高反向擊穿電壓D 反向電流E 正向壓降2021/3/2920二極管的圖形符號(hào)n半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)及特點(diǎn)圖形符號(hào)：v負(fù)極正極NPN型PNP型2021/3/2921三極管的直流參數(shù)n共發(fā)射極放大倍數(shù)。n集電極-基極反向截止電流。n集電極-發(fā)射極反向截止電流。三極管的交流參數(shù)共發(fā)射極交流放大倍數(shù)。共基極交流放大倍數(shù)。2021/3/2922半導(dǎo)體三極管的主要特點(diǎn)：n三極管有三種工作狀態(tài)：即放大狀態(tài)、截止放大狀態(tài)、截止?fàn)顟B(tài)、飽和狀態(tài)。狀態(tài)、飽和狀態(tài)。n三極管的兩大應(yīng)用場(chǎng)合：放大電路和開關(guān)電路。n使

9、三極管處于放大放大狀態(tài)的原則原則是：發(fā)射結(jié)（e、b） 之間加正向電壓，集電結(jié)（c、b）之間加反向電壓。2021/3/2923半導(dǎo)體管的整流電路n將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程稱為整流。實(shí)現(xiàn)整流過程的電路叫整流電路。整流電路的形式有：?jiǎn)蜗喟氩?、單相橋式、三相半波和三相橋式?）單相半波整流電路 Ud=0.45 Uv負(fù)極正極UduRd2021/3/29242)單相橋式 Ud=0.9 UuUdRdwtu2021/3/29253)三相橋式UdRdUVw波形圖略2021/3/2926習(xí)題n1、一個(gè)一個(gè)220伏，伏，800瓦的電爐，接入瓦的電爐，接入220伏伏的電源使用一小時(shí)，問的電源使用一小時(shí)，問（1）通過電

10、爐絲的）通過電爐絲的電流是多少？電流是多少？（2）電爐絲的電阻值）電爐絲的電阻值是多少？是多少？ （3）電爐絲釋放的熱量）電爐絲釋放的熱量是多少？（是多少？（4）電爐）電爐消耗了多少電能？消耗了多少電能？2021/3/29272、n有電路如下：已知有電路如下：已知I I=1/2A，電源內(nèi)阻為電源內(nèi)阻為2歐，求電源電動(dòng)勢(shì)。歐，求電源電動(dòng)勢(shì)。5歐10歐8歐4歐4歐5歐5歐2歐I2021/3/29283、n如下圖，已知如下圖，已知R1=4歐，歐， R2=8歐，電壓歐，電壓U不不變，當(dāng)變，當(dāng)K斷開時(shí)，安培表的讀數(shù)為斷開時(shí)，安培表的讀數(shù)為2安，當(dāng)安，當(dāng)K閉合時(shí)，安培表的讀數(shù)為閉合時(shí)，安培表的讀數(shù)為3安，

11、問安，問R3的阻值的阻值是多少？是多少？AR1R2R3UK2021/3/29294、n如下圖，如下圖，C1=40微法，微法，C2=C3=20微微法，它們的耐壓值均為法，它們的耐壓值均為300伏，求等伏，求等效電容及最大安全電壓。效電容及最大安全電壓。UC1C2C32021/3/29305、n如下圖，已知如下圖，已知U=10伏，計(jì)算電容器兩端的電伏，計(jì)算電容器兩端的電壓是多少？極板上的電荷量是多少壓是多少？極板上的電荷量是多少?UR1 40歐R2 60歐C 0.5微法2021/3/29316、n在電壓是在電壓是u=311sin(314t+ u=311sin(314t+ /6)V)V的電源上，接有

12、一的電源上，接有一只只100100歐的電阻，求電阻電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。歐的電阻，求電阻電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。n7 7、若上述的電阻換成一個(gè)、若上述的電阻換成一個(gè)4 4毫亨的電感，結(jié)果會(huì)怎毫亨的電感，結(jié)果會(huì)怎樣？（提示：樣？（提示：X XL L=WL,=WL,純電感電壓超前電流純電感電壓超前電流9090）2021/3/29328、n在電壓是在電壓是u=311sin(314t+ u=311sin(314t+ /4)V)V的電源上，接的電源上，接有一只電容器，其容量有一只電容器，其容量C=20C=20微法，求（微法，求（1 1）電）電容電流容電流Ic,(2)Ic,(2)電容器的無(wú)功功率電容器的無(wú)功功率

13、Qc Qc 。提示：Xc=1/wcIc=U/XcQc=U*U/Xc2021/3/29339、n一對(duì)稱三相感性負(fù)載，接于線電壓為一對(duì)稱三相感性負(fù)載，接于線電壓為220(或或380)伏的伏的三相電源上，線電流為三相電源上，線電流為5A，負(fù)載的功率因數(shù)為，負(fù)載的功率因數(shù)為0.8，求，求有功功率有功功率, 無(wú)功功率及視在功率。無(wú)功功率及視在功率。P=1.732U 線I線COS sin=?Q= 1.732U 線I線Sin 2021/3/293410、n下面的電路中，如果交流電源電壓的有效值下面的電路中，如果交流電源電壓的有效值不變，僅僅是其頻率降低，三個(gè)燈泡的明暗不變，僅僅是其頻率降低，三個(gè)燈泡的明暗變

14、化將是怎樣的？變化將是怎樣的？ 2021/3/293511、儀表改裝儀表改裝n某表頭的量程某表頭的量程I Ig=100微安，內(nèi)阻微安，內(nèi)阻Rg=1000歐，歐，如要改裝成量程為如要改裝成量程為3伏，伏，30伏，伏，300伏的多量伏的多量程電壓表，計(jì)算下圖中三個(gè)電阻的阻值。程電壓表，計(jì)算下圖中三個(gè)電阻的阻值。0IRgR1R3R2U1=3VU2=30VU3=300V2021/3/2936解答：nR1=U1/Ig-Rg=3/(100*0.001)-1=29千歐nR2= （U2-U1) /Ig=(30-3)/(100*0.001) =270千歐nR3=（U3-U2) /Ig=(300-30)/(100

15、*0.001) =2700千歐=2.7兆歐2021/3/293712、練習(xí)練習(xí)n某一表頭的量程某一表頭的量程I Ig=100微安，內(nèi)阻微安，內(nèi)阻Rg=1000歐，如要改裝成量程為歐，如要改裝成量程為1毫安，毫安，10毫安，毫安，100毫安的毫安表，計(jì)算三個(gè)毫安的毫安表，計(jì)算三個(gè)阻值。阻值。0IRg=1k歐R1R3R2100mA10mA1mA100微安I1I2I32021/3/2938解答：nR總=Ig*Rg/（I3 - Ig ）=111.11歐nR1= Ig(R總+ Rg) /I1 =1.11歐nR2= Ig(R總+ Rg) /I2 R1=10歐nR3= R總-R1-R2=100歐0IRg=1

16、k歐R1R3R2100mA10mA1mA100微安I1I2I3I1=Ig +Ig (Rg+R2+R3)/R12021/3/293913、一個(gè)一個(gè)R、L、C 串聯(lián)電路接在串聯(lián)電路接在u=311sin(314t+ /4)的的電源上，已知電源上，已知R=12歐，歐，L=51 毫亨，毫亨，C=455微法，微法，求：求：（1）電路電流）電路電流 i X XL L= WL XC=-1/(jWC)= WL XC=-1/(jWC) W=314 rad/s W=314 rad/s（2）電壓）電壓UR、 UL 、 UC（3）電路的有功功率、無(wú)功功率及視在功率。）電路的有功功率、無(wú)功功率及視在功率。UICILR L

17、 C2021/3/294014、電機(jī)的勵(lì)磁繞組與一量程為電機(jī)的勵(lì)磁繞組與一量程為300伏的伏特計(jì)伏的伏特計(jì)并聯(lián)，流過線圈的電流為并聯(lián)，流過線圈的電流為1安，伏特表的內(nèi)阻為安，伏特表的內(nèi)阻為100歐歐/伏，如斷開開關(guān)伏，如斷開開關(guān)K，伏特表會(huì)怎樣？伏特表會(huì)怎樣？n開關(guān)斷開瞬間，開關(guān)斷開瞬間，I IL L(0(0- -) ) =1A，由由換路定律換路定律，n開關(guān)斷開后的瞬間，電流開關(guān)斷開后的瞬間，電流I IL L(0(0+ +) ) = I IL L(0(0- -) ) =1A，此電流流經(jīng)伏特表形成回路，伏特表的端壓為此電流流經(jīng)伏特表形成回路，伏特表的端壓為UV =-I IL L(0(0+ +)R

18、)RV =-1=-1* *300300* *100=-30000V100=-30000VV200VKLRV200VKi(0+)R2021/3/294115、基爾霍夫定律練習(xí)基爾霍夫定律練習(xí)下圖有幾個(gè)下圖有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)、回路、支路節(jié)點(diǎn)、回路、支路?E2E1E3R1R2R32021/3/2942列出KVL、KCL方程 （回路電流法）n步驟：步驟：n1、假設(shè)電流、回路方向假設(shè)電流、回路方向n2、列方程、列方程(1)(R1+R3 )I I11 + I I22 R3 = E1+ E3(2)(R2+R3 )I I22 + I I11 R3 = E3- E2E2E1E3R1R2R3I1I2I3I11I22202

19、1/3/2943支路電流法支路電流法nI I1 1 =I=I2 2+I+I3 3nR R1 1I I1 1+ +R R3 3I I3 3- -E E3 3-E1=0-E1=0n-R-R2 2I I2 2+ +R R3 3I I3 3- -E E3 3+E2=0+E2=0E2E1E3R1R2R3I1I2I3I22I112021/3/294416、練習(xí)練習(xí)要求列出方程并算出要求列出方程并算出A、B兩點(diǎn)之間的電壓值。兩點(diǎn)之間的電壓值。R1R2R3R4R5E1E2AB2021/3/2945四、專題專題 : 三個(gè)三角形三個(gè)三角形UULCURZRXLCSQP電壓三角形功率三角形阻抗三角形2021/3/29

20、46練習(xí)題n有一個(gè)有一個(gè)R-L串聯(lián)電路，已知串聯(lián)電路，已知R=3歐，歐，XL=4歐，電阻的端壓為歐，電阻的端壓為10伏，求伏，求(1)電路的總電路的總阻抗。（阻抗。（2）功率因數(shù)。）功率因數(shù)。 （3） R-L電路電路兩端的電壓值。（兩端的電壓值。（4）視在功率）視在功率S。2021/3/2947第二章 電工專業(yè)知識(shí)n一、電工識(shí)圖1、電氣圖的分類及制圖的一般規(guī)則（1）系統(tǒng)圖及框圖（2）電路圖（3）接線圖和接線表2、常用的電器圖形符號(hào) 參閱 GB47283、 電路圖接線圖的表達(dá)方式（1）電路圖的表達(dá)方式2021/3/2948（2）接線圖的表達(dá)方式n幾個(gè)例子：2021/3/29492021/3/29

21、50二、電工材料基本知識(shí) n常見的電工材料有導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料以及各種線、管等。1、常用的電工材料（1）導(dǎo)電材料主要有銅、鋁、鐵等。（2）絕緣材料又稱電介質(zhì),這類材料有極高的電阻率，在電壓的作用下，幾乎無(wú)電流通過。2021/3/2951常見的有3大類：n（1）氣體絕緣材料n（2）液體絕緣材料n（3）固體絕緣材料n絕緣材料的型號(hào)規(guī)格一般由4位數(shù)字組成，第1、2位表示材料的大小號(hào)，第3、4位表示材料的耐熱等級(jí)。按最高允許工作溫度分為7個(gè)等級(jí)。代號(hào)123456耐熱等級(jí)YAEBFHC極限工作溫度（攝氏度）901051201301551801802021/3/2952（3）磁性材料這類材料的特

22、點(diǎn)是具有高的導(dǎo)磁系數(shù)。一般用于制造電氣設(shè)備的鐵心。常見的有硅鋼、鐵氧體、坡莫合金、鑄鐵等。磁性材料是磁的良導(dǎo)體，用于構(gòu)成磁的通路。（4）電碳材料是一種特殊的導(dǎo)電材料。用于制造電機(jī)的電刷，連接旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與外部電源。特點(diǎn)是具有良好的導(dǎo)電性和電接觸性能。一般以石墨為主制成。2021/3/29532 、銅、鋁導(dǎo)線的特點(diǎn)及使用n導(dǎo)線是傳輸電能、傳遞信息的電工線材。 （1）一般由線芯、絕緣層、保護(hù)層三部分組成。 （2）電工用的導(dǎo)線分成兩大類：電磁線和電力線。電磁線用于制作各種線圈， 如漆包線，絲包線等。 （3）電力線用于做各種電路連接。分為絕緣線和裸導(dǎo)線兩大類。 （4）電纜：指在一個(gè)絕緣護(hù)套內(nèi)按一定的形狀

23、有單根、多根互相絕緣的導(dǎo)線。 2021/3/2954三、電工測(cè)量?jī)x表的基本知識(shí)n按用途電工測(cè)量?jī)x表可分為：電流表、電壓表、鉗形表、兆歐表、萬(wàn)用表、電能便哦等等。n按工作原理分有:磁電系、電動(dòng)系、電磁系和感應(yīng)系等。n按使用方式分有：安裝式和便攜式。n常用安裝式儀表的的型號(hào)規(guī)定如下：n其中：1-儀表形狀的第一位代號(hào)n2-儀表形狀的第二位代號(hào)n3-系列號(hào)n4-設(shè)計(jì)代號(hào)n5-用途號(hào)123452021/3/2955四、變壓器、異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)n異步電動(dòng)機(jī)和變壓器是工業(yè)應(yīng)用的主要電氣設(shè)備。電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘看蠹s占工業(yè)用電量的40%左右，變壓器更是電力輸送必不可少的設(shè)備，其裝機(jī)總?cè)萘繑?shù)倍于工業(yè)用電總量。n

24、1、變壓器的種類與用途（1 ）電力變壓器供輸配電系統(tǒng)中升壓或降壓用。（2）特殊用途變壓器如電弧爐變壓器、電焊變壓器及整流變壓器。（3 ）儀用互感器供測(cè)量和繼電保護(hù)用（4）試驗(yàn)變壓器2021/3/2956（5）控制變壓器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中的小功率變壓器2、變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理（1）變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器一般由下列主要部分組成：鐵芯、線圈、繞組、油箱及附件。鐵芯和繞組構(gòu)成變壓器的主體。（2）變壓器的工作原理a:空載運(yùn)行，指的是變壓器接交流電源，次級(jí)開路的運(yùn)行方式。2021/3/2957b:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=4.44fNm (v) 其中：f指的是電源的頻率 N指的是繞組的匝數(shù) m指的是主磁通（相對(duì)于漏磁通）n由于初次級(jí)繞組頻率一致，主磁通相同，故而初次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為：n E1=4.44fN1m (v) E20=4.44fN2m (v) n所以，如忽略初次級(jí)繞組的損耗，E1=U1 E20=U02 。2021/3/2958 兩式相比得：U1/U02=N1/N23、電流電壓互感器的特點(diǎn)：由于電力系統(tǒng)是高電壓、大電流，普通的電壓表和電流表無(wú)法測(cè)量。人們利用變壓器原理把大電壓大電流變成為小電壓和小電流，以利于測(cè)量，這種供測(cè)量用的變壓器就是互感器。分為電壓互感器和電流互感器。2021/3/2959（ 1 ）