电学基础知识.pdf

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1、1/11 电工基础知识 一，通用部分 1，什麽叫电路？电流所经过的路径叫电路。电路的组成一般由电源，负载和连接部分（导线，开关，熔断器）等组成。2，什麽叫电源？电源是一种将非电能转换成电能的装置。3，什麽叫负载？负载是取用电能的装置，也就是用电设备。连接部分是用来连接电源与负载，构成电流通路的中间环节，是用来输送，分配和控制电能的。4，电流的基本概念是什麽？电荷有规则的定向流动，就形成电流，习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。电流方向不变的电路称为直流电路。单位时间内通过导体任一横截面的电量叫电流（强度），用符号 I 表示。电流（强度）的单位是安培（A），大电流单位常用千安（KA）表示

2、，小电流单位常用毫安（mA）,微安(A)表示。1KA=1000A 1A=1000 mA 1 mA=1000A 5，电压的基本性质？1）两点间的电压具有惟一确定的数值。2）两点间的电压只与这两点的位置有关，与电荷移动的路径无关。3）电压有正，负之分，它与标志的参考电压方向有关。4）沿电路中任一闭合回路行走一圈，各段电压的和恒为零。电压的单位是伏特（V），根据不同的需要，也用千伏（KV），毫伏（mV）和微伏（V）为单位。1KV=1000V 1V=1000 mV 1mV=1000V 6，电阻的概念是什麽？导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻，用符号 R 表示，当电压为 1 伏，电流为 1 安时，导体的

3、电阻即为 1 欧姆（），常用的单位千欧（K），兆欧（M）。1 M=1000 K 1 K=1000 7，什麽是部分电路的欧姆定律？流过电路的电流与电路两端的电压成正比，而与该电路的电阻成反比，这个关系叫做欧姆定律。用公式表示为 I=U/R 式中：I电流（A）；U电压（V）；R电阻（）。部分电路的欧姆定律反映了部分电路中电压，电流和电阻的相互关系，它是分析和计算部分电路的主要依据。8，什麽是全电路的欧姆定律？2/11 S I 带有一个电动势的全电路图：r0 U R E 图中r0是电源的内阻；当导线的电阻可以忽略不计时，负载电阻 R 就是外电路的电阻；E 表示电源的电动势。S 表示开关；I 表示电流

4、；U 表示电源两端的电压。当开关 S 闭和接通时，电路中将有电流流通，根据部分电路欧姆定律，在外电路负载电阻 R 上的电阻压降等于 IR=U，而在内电路中电源内阻r0上的电压降为 U0=Ir0。所以，全电路欧姆定律的数学表达式为：E=U+U0=IR+I r0 式中电流 I=E/（R+r0）式中:E电源电势（V）；R外电路电阻（）；r0电源内阻（）。全电路欧姆定律的定义是：在闭合回路中，电流的大小与电流的电动势成正比，而与整个电路的内外电阻之和成反比。换句话讲，IR=EI r0，即 U=EI r0，该式表明电源两端的电压 U 要随电流的增加而下降。因为电流越大，电源内阻压降 I r0也越大，所以

5、电源两端输出的电压 U 就降低。电源都有内阻，内阻越大，随着电流的变化，电源输出电压的变化也越大。当电源的内阻很小（相对负载电阻而言）时，内阻压降可以忽略不计，则可认为 U=EI r0E，即电源的端电压近似等于电源的电动势。9，交流电的三要素是什麽？最大值，周期（或频率），初相位。10，提高功率因数的意义是什麽？提高供电设备的利用率。提高输电效率。改善电压质量。11，什麽叫欠补偿？过补偿？完全补偿？欠补偿表示电流 I 滞后电压 U，电路呈感性负载时的工作状态。此时电路功率因数低，需要进行补偿。过补偿表示电流 I 超前电压 U，电路呈容性负载时的工作状态。此时电路电压升高，需要减少补偿或退出补偿

6、。完全补偿表示电压 U 与电流 I 同相，电路呈阻性负载时的工作状态。由于负载情况比较复杂，电路不可能达到完全补偿。3/11 二，配电工基础知识 1，什麽是电力网？由各种电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络叫电力网。2，电力网的分类？电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网两种类型。输电网是以高电压甚至超高压将发电厂，变电所或变电所之间连接起来的送电网络，所以又可称为电力网中的主网架。配电网是直接将电能送到用户的网络。配电网的电压因用户的不同需要而又分为：高压配电网（指 35KV 及以上电压）；中压配电网（10KV，6KV，3KV 电压）；低压配电网（220V，380

7、V 电压）。3，本公司的电力网属于那种类型？本公司的电力网均属于配电网类型。分为中压配电网（总降压站 110KV/10KV）；低压配电网（车间降压站 10KV/380V）两种类型。4，变压器的调压方式？变压器的调压方式分为无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压是在变压器一，二次侧都脱离电源的情况下，变换高压侧分接头来改变绕组匝数进行调压的。有载调压是利用有载分接开关，在保证不切断负载电流的情况下，变换高压绕组分接头，来改变高压匝数进行调压的。5，本公司的变压器的调压方式？总降压站 110KV/10KV 采用的是有载调压方式；车间降压站 10KV/380V 采用的是无励磁调压方式。6，变压器的运行

8、温度与温升范围有那些规定？变压器绕组的极限工作温度为 105（周围空气温度最高 40时）；变压器上层油温最高不超过 95；控制上层油温不应超过 85。变压器绕组的工作温升为 65（周围空气温度最高 40时）；变压器上层油温的工作温升为 55（周围空气温度最高 40时）。7，变压器油的作用？排除空气，提高变压器的绝缘强度，良好的散热作用使绕组和铁芯得到冷却，改善运行条件。8，变压器油的试验项目与试验周期？变压器油的试验项目分为：耐压试验，介质损耗试验和简化试验。变压器油的试验周期：35KV 以上的变压器每年至少一次；35KV 以下的变压器每两年至少一次。试验油样的数量：耐压试验不少于 0.5L(

9、约 0.45Kg);简化试验不少于 1L(约 0.9Kg)。9，变压器补油时的注意事项？35KV 以上的变压器应补入相同牌号的油，并应作耐压试验。10KV 及以下的变压器可补入不同牌号的油，但应作混油耐压试验。4/11 补油后要检查瓦斯继电器，并及时放出气体。若在 24 小时后，无问题，可重新将重瓦斯接入掉闸回路。10,巡检时的注意事项？1）巡视高压设备时保证人体与带电导体的安全距离。不得触及设备绝缘部分，禁止移动或越过遮拦，并不得进行其他工作。2）进入高压开关室，必须随手关门。3）巡视设备时，应按规定的设备巡视路线进行，防止遗漏。重大设备如主变压器应围绕巡视一周，进行检查。4）在巡视检查中发

10、现问题，应及时向领导汇报并记入缺陷记录。5）在设备过负荷，发热，异常声响或者发生恶劣天气，如暴风雨，雪，雾，冰冻，附近火灾等进行特殊巡视。11，填用工作票的范围？第一种工作票：1）高压设备上工作需要全部停电或部分停电者；2）高压室内的二次接线和照明等回路上的工作，需要将高压设备停电或做安全措施者。第二种工作票：1）带电作业和带电设备外壳上的工作；2）控制盘的低压配电盘，配电箱，电源干线上的工作；3）二次接线回路上的工作，无需将高压设备停电者；4）转动中的发电机，同期调相机的励磁回路或高压电动机转子电阻回路上的工作；5）非当值值班人员用绝缘棒和电压互感器定相或用钳形电流表测量高压回路的电流。12

11、，对口头或电话命令的要求？1）口头或电话命令，必须清楚正确，值班人员应将发令人，负责人及工作任务详细记入操作记录薄中，并向发令人复诵核对一遍。2）严格执行行业规范用语，避免错误理解命令内容。3）事故抢修工作可以不用工作票，但应记入操作记录薄内，在开始工作前必须按规定作好安全措施，并应指定专人负责监护。5/11 三，维修电工基础知识 至高温风机 生料入窑提升机来 1，画出烧成系统的工艺流程图？（见右图。）图中单实线表示系统风向；空心线表示物料运动方向。2，烧成系统主要有那些自动化设备？烧成系统主要的自动化设备为温度仪表和压力仪表。3，烧成系统主要自动化设备的安装位置？1）C1 出口的温度，压力；

12、2）C2 出口的温度，压力；3）C3 出口的温度，压力；4）C4 出口的温度，压力；5）C5 出口的温度，压力；6）C4 锥部的压力和下料温度；7）C5 锥部的压力和下料温度；8）分解炉出口温度；9）分解炉炉体温度；10）窑尾烟室温度，压力；11）窑头罩温度，压力；4，自动化设备对于工艺操作的具体作用？自动化设备是工艺操作的眼睛；对生产操作提供关键的 操作数据；是保障产量与质量的关键设备。5，本公司使用的温度检测元件有几种？本公司使用的温度检测元件主要有两种：K 分度号的热电偶和 Pt100 分度号的铂热电阻。但是，热电偶的规格型号是有区别的，由于工作环境不同，至蓖冷机 外形封装材料的不同，所

13、以不同安装地点的热电偶的具体型号，规格以及封装材料都是不同的。铂热电阻的规格型号也是有区别的，由于工作环境不同，外形封装材料的不同，所以不同安装地点的热电阻的具体型号，规格以及封装材料也都是不同的。6,什麽是 DCS 系统？由计算机为主组成的集散型工业控制系统称 DCS 系统。7，DCS 系统的主要控制方法有几种？DCS 系统的主要控制方法有两种：开关量控制和模拟量控制。8,传感器的基本概念？将各种非电量信号转换成电信号的装置称传感器。非电量信号：温度，压力，位移，振动，光线，重量，流量，气体，声音，颜色等均属于非电量信号。9，开关量信号与模拟量信号的基本概念？开关量信号：只有两个状态，接通或

14、者断开。各种电气设备的控制绝大多数均属于开关C1 C1 C3 C2 C4 C5 分解炉 烟室 回转窑 6/11 量信号进行控制的。模拟量信号：连续线性变化的信号称为模拟量信号。各种非电量信号转换成电信号后，除个别情况外，一般均属于模拟量信号。10，称重传感器的灵敏度是怎样表示的？具体的含义是什麽？称重传感器的灵敏度以 mV/V 来表示。具体的含义是，当桥路激励电压输入 1V 时对应满量程时的输出电压值。一般情况下，称重传感器的灵敏度为 13mV/V 之间。11，怎样判断称重传感器的好坏？由于不同生产厂家的传感器引线的颜色不同，所以不能以具体颜色来判断引线功能。使用万用表的电阻档可以具体判断引线

15、功能以及传感器的好坏：（见图）激励电压输入端（简称输入端）重量毫伏信号输出端（简称输出端）测量引线 测量数据 功能确认 3805 输入端 3503 输出端 3003 数值相等时电桥平衡 3003 数值相等时电桥平衡 注：若出现不相等的数据时，则表明传感器已经损坏，应更换。12，补偿电容的正常电流等于多少？1）确定电容量（经验公式）：额定工作电压 400V 时：1KVAr19.9=19.9F 25KVAr19.9=497.5F 30 KVAr19.9=597F 本公司的低压补偿电容就是这两种。2）电容量与电流的关系（经验公式）：C=14I (额定工作电压 400V 时)C14=I 497.514

16、=35.5A36A (25KVAr)59714=42.6A43A (30KVAr)3)无功功率与电流的关系(经验公式):1 KVAr1.44=1.44A (额定工作电压 400V 时)25 KVAr1.44=36A 30 KVAr1.44=43.2A43A 7/11 电流和电路1、电流的形成：电荷的定向移动形成电流。(任何电荷的定向移动都会形成电流)。2、电流的方向：把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。（而负电荷定向移动的方向和正电荷移动的方向相反，即与电流方向相反）。3、电源：能提供持续电流（或电压）的装置。4、电源是把其他形式的能转化为电能。如干电池是把化学能转化为电能。发电机则由机械能

17、转化为电能。5、持续电流的条件：必须有电源和电路闭合。6、导体：容易导电的物体叫导体。如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等。7、绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体。如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等。8、导体和绝缘体的主要区别是：导体内有 大量自由移动的电荷，而绝缘体内几乎没有自由移动的电荷，但导体和绝缘体是没有绝对的界限，在一定条件下可以互相转化。9、金属导电靠的是自由电子，它移动的方向与金属导体中的电流方向相反。10 电路组成：由电源、导线、开关和用电器组成。11 电路有三种状态：(1)通路：接通的电路叫通路；(2)开路：断开的电路叫开路；(3)短路：直接把导线接在电源两极上的电路

18、叫短路。12 电路图：用符号表示电路连接的图叫电路图。13 串联：把元件逐个顺序连接起来，叫串联。（电路中任意一处断开，电路中都没有电流通过）14 并联：把元件并列地连接起来，叫并联。（并联电路中各个支路是互不影响的）15、电流的大小用电流强度(简称电流)表示。16、电流 I 的单位是：国际单位是：安培(A)；常用单位是：毫安(mA)、微安(A)。17、测量电流的仪表是：电流表，它的使用规则是：电流表要串联在电路中；接线柱的接法要正确，使电流从+接线柱入，从-接线柱出；被测电流不要超过电流表的量程；绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。1 实验室中常用的电流表有两个量程：00.6

19、安，每小格表示的电流值是 0.02 安；03 安，每小格表示的电流值是 0.1 安。电压 1 电压(U):电压是使电路中形成电流的原因，电源是提供电压的装置。2 电压 U 的单位是：国际单位是：伏特(V)；常用单位是：千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(V)。3 测量电压的仪表是：电压表，它的使用规则是：电压表要并联在电路中；接线柱的接法要正确，使电流从+接线柱入，从-接线柱出；被测电压不要超过电压表的量程；4 实验室中常用的电压表有两个量程：03 伏，每小格表示的电压值是 0.1 伏；015 伏，每小格表示的电压值是 0.5 伏。5 熟记的电压值：1 节干电池的电压 1.5 伏；1 节铅蓄电池

20、电压是 2 伏；家庭照明电压为 220伏；安全电压是：不高于 36 伏；一块手机电池电压 3.6 伏。电阻 1 电阻(R)：表示导体对电流的阻碍作用。(导体如果对电流的阻碍作用越大，则电阻就越大，而通过导体的电流就越小)。8/11 2 电阻(R)的单位：国际单位：欧姆()；常用的单位有：兆欧(M)、千欧(K)。1 兆欧=1000 千欧；1 千欧=1000 欧。3 决定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的：材料、长度、横截面积和温度。（电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关）4 变阻器：(滑动变阻器和变阻箱)(1)滑动变阻器：原理：改变电阻线在电路中的长度来改变

21、电阻的。作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。铭牌：如一个滑动变阻器标有502A表示的意义是：最大阻值是 50，允许通过的最大电流是 2A。正确使用：A、应串联在电路中使用；B、接线要 一上一下；C、通电前应把阻值调至最大的地方。(2)变阻箱：是能够表示出电阻值的变阻器。欧姆定律 1 欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。2 公式：I=U/R 式中单位：I安(A)；U伏(V)；R欧()。1 安=1 伏/欧。3 公式的理解：公式中的 I、U 和 R 必须是在同一段电路中；I、U 和 R 中已知任意的两个量就可求另一个量；计算时单位要统一。4 欧姆定

22、律的应用：同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（R=U/I）当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R）当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR）5 电阻的串联有以下几个特点：（指 R1，R2串联）电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等）电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和）电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n 个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 分压作用：U1/R1=U2/R2 ；计算 U1、U2，可用：U1=R1U总/（R1+R2）U2=R2U总/（R1+R2）比例关系：电

23、流：I1I2=11（Q 是热量）6 电阻的并联有以下几个特点：（指 R1，R2并联）电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和）电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压）电阻：（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）或 。如果 n 个阻值相同的电阻并联，则有R总=R/n 分流作用：；计算 I1、I2可用：；比例关系：电压：U1U2=11（Q 是热量）电功率 1 电功（W）：电流所做的功叫电功，2 电功的单位：国际单位：焦耳。常用单位有：度（千瓦时），3 测量电功的工具：电能表（电度表）4 电功计算公式：W=UIt（式中单位 W焦(J)；U伏(V)；I安(A)；t秒（s）。9/11 5

24、利用 W=UIt 计算电功时注意：式中的 W.U.I 和 t 是在同一段电路；计算时单位要统一；已知任意的三个量都可以求出第四个量。6 计算电功还可用以下公式：7 电功率（P）：电流在单位时间内做的功。单位有：瓦特(国际)；常用单位有：千瓦 8 计算电功率公式：（式中单位 P瓦(w)；W焦；t秒；U伏（V）；I安（A）9 利用 P=W/t 计算时单位要统一，如果 W 用焦、t 用秒，则 P 的单位是瓦；如果 W 用千瓦时、t 用小时，则 P 的单位是千瓦。10计算电功率还可用右公式：11额定电压（U0）：用电器正常工作的电压。12额定功率（P0）：用电器在额定电压下的功率。13实际电压（U）：

25、实际加在用电器两端的电压。14实际功率（P）：用电器在实际电压下的功率。当 U U0时，则 P P0；灯很亮，易烧坏。当 U U0时，则 P P0；灯很暗，当 U=U0时，则 P=P0；正常发光。（同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有 ；如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例220V100W是表示额定电压是 220 伏，额定功率是 100 瓦的灯泡如果接在 110 伏的电路中，则实际功率是 25 瓦。）15焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟 通电时间成正比。16焦耳定律公式：，（式中单位 Q焦；I安(A)；R欧()

26、；t秒。）17当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有 W=Q，可用电功公式来计算 Q。（如电热器，电阻就是这样的。）生活用电 1 家庭电路由：进户线电能表总开关保险盒用电器。2 两根进户线是火线和零线，它们之间的电压是 220 伏，可用测电笔来判别。如果测电笔中氖管发光，则所测的是火线，不发光的是零线。3 所有家用电器和插座都是并联的。而开关则要与它所控制的用电器串联。4 保险丝：是用电阻率大，熔点低的铅锑合金制成。它的作用是当电路中有过大的电流时，保险产生较多的热量，使它的温度达到熔点，从而熔断，自动切断电路，起到保险的作用。5 引起电路中电流过大的原因有两个：一是电路发

27、生 短路；二是用电器总功率过大。6 安全用电的原则是：不接触低压带电体；不靠近高压带电体。7 在安装电路时，要把电能表接在干路上，保险丝应接在火线上（一根已足够）；控制开关也要装在火线上，螺丝口灯座的螺旋套要接在零线上。10/11 电和磁 磁场 1 磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。2 磁体：具有磁性的物体 叫磁体。它有指向性：指南北。3 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N 极）；另一个是南极（S 极）磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。4 磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。5 磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的

28、。6 磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的作用。7 磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。8 磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。（磁感线是不存在的,且不相交）9 磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。10 地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。(地磁的南北极 与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象。)电生磁 11奥斯特实验证明：通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。12安培定则：用右手握螺线管，让四指

29、弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N 极）。13安培定则的易记易用：入线见，手正握；入线不见，手反握。大拇指指的一端是北极(N 极)。（注意：入的电流方向应由下至上放置）如 14通电螺线管的性质：通过电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；插入软铁芯，磁性大大增强；通电螺线管的极性可用电流方向来改变。15电磁铁：内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。16电磁铁的特点：磁性的有无可由电流的通断来控制；磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节；磁极可由电流方向来改变。17电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关。它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高

30、电压、强电流。还可实现自动控制。磁场对电流的作用 磁生电 1、电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。2、产生感应电流的条件：电路必须闭合；只是电路的一部分导体在磁场中；这部分导体做切割磁感线运动。3、感应电流的方向：跟导体运动方向和磁感线方向有关。4、电磁感应现象中是机械能转化为电能。5、发电机的原理是根据电磁感应现象制成的。交流发电机主要由定子和转子。6交流电：周期性改变电流方向的电流。7直流电：电流方向不改变的电流。8 磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到磁力的作用。是由电能转化为机械能。应用是制成电动机。9 11/11 通电导体在磁场中受力方向：跟 电流方向和磁感线方向有关 3、直流电动机原理：是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。