电工理论基础知识理论篇.ppt

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1、电工理论基础知识理论篇诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司内容复习内容复习1、摇表使用的注意事项2、电气五防3、安全工作的组织措施和技术措施4、倒闸操作的含义5、隔离刀闸的操作注意事项6、触电急救诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司一、物体带电和电场一、物体带电和电场物质分子核外电子（负电）原子质子（正电）原子核中子在正常情况下，原子

2、中正负电荷相等，整个原子不显电性。中性的原子失去电子，就带正电，成为正离子；获得电子，就带负电，成为负离子。1、物质结构2、物体带电 摩擦起电现象当一个物体失去或获得电子时，正负电荷就不相等，物体就会带电。物体所带电荷有正电荷和负电荷两种，失去电子的物体，就带正电；得到电子的物体就带负电。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司一、物体带电和电场一、物体带电和电场电场存在于带电体周围，它是电荷之间相互作用的媒质。电场最基本的特性是电场能对位于该电场中的电荷产生作用力。

3、电场作用在电荷上的力叫电场力。电场力的大小与电场的强度有关。电场的强弱与带电体所带的电荷量多少有关。电场中某点电场强度E的大小等于单位电荷在电场这一点所受到的力的大小E=F/Q (N/C)式中 Q正试验电荷的电荷量，C（库仑）；FQ电荷在电场内某点所受的电场力，N（牛顿）。电场中某点电场强度的方向也叫电场的方向，就是正电荷在这一点所受电场力的方向。物体所带正电与带负电产生的电场方向相反，同性电荷相斥，异性电荷相吸。3、电场诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司二、导

4、体和绝缘体二、导体和绝缘体导体：导电能力很强的物体称为导体。导体内部拥有大量的自由电子或离子。在电场力的作用下，自由电子（或离子）能作有规则的定向运动。主要是金属性导体。半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。超导体：一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动消失，材料的电阻趋近于零，成为超导体。绝缘体：几乎不能导电的物体称为绝缘体。其原子核对其外层电子的束缚力很强，自由电子极少诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司三、电路和电路图三、电路和电路图开关电源

5、灯泡导线K对应的电路图电路图：用规定的图形符号、文字符号表示的电路。支路：一段没有分支的电路。结点：凡是三条或三条以上支路相汇合的点。回路：自电路中某一点出发，经过一周又回到该点的任意闭合路径。电路就是电流流过的路径，一个完整的电路都是由电源、负载（用电设备）、联接导线以及控制电器等四个基本部分组成。电源：就是产生电能的设备，它的作用是将其它形式的能量转换成电能，并向用电设备供给能量。负载：就是用电设备。它的作用是将电能转换为其它形式的能量。联接导线：它把电源和负载连接成一个闭合通路，起着传输和分配电能的作用。控制电器：其作用是执行控制任务和保护电器设备。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他

6、为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司四、电流和电阻四、电流和电阻2、电阻电流通过导电体时所受到的阻力称为电阻。金属导体的电阻与它的几何尺寸、材料有关，可用下式表示式中 R导体的电阻，（欧姆）；L导体的长度，m（米）；S导体的截面积，mm2（平方毫米）；导体的电阻率，指在一定的温度下，长为1米，截面积为1平方毫米的导体所具有的电阻，mm2/m。电阻的电位还有兆欧（M）、千欧（k）、毫欧（m）、微欧（）。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/

7、人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司四、电压、电位、电动势四、电压、电位、电动势1、电位在电场力作用下，单位正电荷由电场中某一点移到参考点（参考点的电位规定为零）所做的功叫做该点的电位2、电压电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫做这两点间的电压，用U表示。当电荷量为Q，所做的功为W时，则电压为公式中 W正电荷Q由高电位点移到低电位点时所做的功，J（焦耳）；Q正电荷量，C。电压的电位为伏特（V），还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（A）。电压的正方向规定为由高电位点指向低电位点，即电位降的方向。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产

8、/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司四、电流和电阻四、电流和电阻1、电流导体中的自由电子，在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成了电流。单位时间内通过导体某一截面的电荷量称为电流强度（简称电流），用符合I表示，计算式为式中 Q通过导线某一截面的电荷量，C；t通过电荷量Q所用的时间，s（秒）。电流的单位是安培（A），1A=1C/1s。还有毫安（mA）或微安（A）。电流的方向规定为正电荷运动的方向。举例说明：闭合回路是形成电流的必要条件。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会

9、/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司四、电压、电位、电动势四、电压、电位、电动势3、电动势电源将电位正电荷由负极移到正极所做的功叫做电动势，用E表示。式中 W正电荷Q由负极移到正极时所做的功，J（焦耳）；Q正电荷量，C；E电动势，V。电动势的方向由负极指向正极，即电位升的方向。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司五、欧姆定律五、欧姆定律ABRUIEABRUIRUBA图21 电路图的几种表示方法欧姆定律是反映电压、电流

10、、电阻三者之间关系的基本定律。在电阻一定的电路中，通过电阻的电流与施加于电阻上的电压成正比。也可以说成电路中的电流与电压成正比，而与电阻成反比。其数学表达式为式中 I电流，A；U电压，V；R电阻，诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司五、串、并、混联电路五、串、并、混联电路UIRUIR1R2（a）（b）（a）电路图；（b）用等效电阻代替串联电阻U1U2将几个电阻的首尾依次连接起来，中间没有分支，各电阻流过同一电流，这些电阻的连接叫做串联 1、流过各电阻的电流相同；2

11、、电路总电压等于各电阻上的电压降之和，即 U=U1U2；3、电路总电阻（等效电阻）等于各电阻阻值之和，即 R=R1+R2；4、各电阻上的电压与该电阻的阻值成正比；5、电路中消耗的功率等于各电阻上消耗的功率之和，即 P=P1+P2；6、各电阻上消耗的功率与该电阻的阻值成正比。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司五、串、并、混联电路五、串、并、混联电路UIR1R2I1I2UIR（a）电路图；（b）用等效电阻代替并联电阻（a）（b）将几个电阻的头和尾分别接在一起，使之在

12、电路中承受同一电压，这些电阻的连接叫做并联 并联电路的特点：1、电路中各电阻上所承受的电压相同；2、电路中的总电流等于各电阻中电流之和，即 I=I1+I2；3、电路中的总电阻（等效电阻）的倒数等于各电阻的倒数之和，即诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司六、电功率和电能六、电功率和电能1、电功率单位时间内产生或消耗的电能，叫做电功率（简称功率）。它表明了电能与非电能相互转换速率的大小。负荷接受的电功率等于负荷两端的电压与通过负荷的电流的乘积，常用P表示。P=UI式中

13、 P电功率，W（瓦特）；U负荷端电压，V；I负荷电流，A。同理，电源产生的电功率等于电动势与电流的乘积。3、电的热效应、电的热效应电流通过电阻时要发热，其发热量同电流的平方、回路中的电阻及通过电流的时间成正比电流通过电阻时要发热，其发热量同电流的平方、回路中的电阻及通过电流的时间成正比，即:Q=I2Rt （J）0.24 I2Rt （cal）上式表明了电能转换为热能的关系，称为焦耳楞次定律。2、电能电流在一段时间内所做的功叫做电能。电能的大小不仅与电功率的大小有关，还与作功的时间长短有关。其表达式为:W=Pt式中 P电功率;t时间，h；W电能,Wh（瓦时）或kWh（千瓦时）。诚信诚信 奉献奉献

14、改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司七、电磁感应七、电磁感应1、磁场、磁场在磁体周围空间存在一种特殊物质，它对载流导体或运动的电荷都有力的作用，这一特殊物质叫/*且还有强弱，一般用磁力线来描述，磁力线的方向由N极指向S极，磁力线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。2、磁通和磁通密度、磁通和磁通密度垂直通过某一截面的磁力线叫做磁通量（简称磁通），用表示，其单位是Wb（韦伯）。磁通量可以反映磁场的强弱，但不能表示磁场的方向。垂直穿过单位截面的磁通量叫做磁通密度（也叫磁感应强度），用B表示

15、，其单位是T（特斯拉）。磁通与磁感应强度B的关系为:式中 穿过截面S的磁通，Wb；S与磁场垂直的面积，m2；B磁通密度，T。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司七、电磁感应七、电磁感应通电的导体周围有磁场，这个磁场也可用磁力线来描述。当电流方向改变时，磁场的方向也改变。1、通电直导线2、通电螺旋管诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司七

16、、电磁感应七、电磁感应电场力和电磁感应电场力和电磁感应 平伸左手，四指并拢并与大拇指垂直，使磁力线垂直通过掌心，四指指向导体中电流的方向，则大拇指所指的方向就是通电导线所受电磁力的方向电动机就是根据这一原理制成的，故又称为“电动机左手定则”。电动机左手定则平伸右手，四指并拢并与大拇指垂直，使磁力线垂直穿过掌心，大拇指指向导线运动的方向，则四指的指向就是感应电动势的方向。发电机就是依据这一原理制成的，故这个判断方法又称为“发电机右手定则”。发电机右手定则诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益

17、仁纸业有限公司恒丰分公司七、电磁感应七、电磁感应感应电动势的大小同磁场强弱、导体运动的速度、导体在磁场中的长度有关。当导体沿着与磁力线垂直方向运动时，所产生的感应电动势为：式中 e导体中的感应电动势，V；L导体在磁场中的有效长度，m；V导体的运动速度，m/s；B磁通密度，T。当与线圈回路交链的磁通发生变化时，线圈回路会产生感应电动势及感应电流。线圈中感应电动势的方向有这样的规律：由它所产生的感应电流总是反抗原有磁通的变化，也就是说，当磁通增加时，感应电流产生的磁通与原磁通方向相反；当磁通减少时，感应电流产生的磁通与原磁通方向相同。这就是判断感应电动势方向的楞次定律。应电动势的大小与线圈中磁通的

18、变化率成正比，即式中 e感应电动势，V；N线圈匝数；磁通变化量，Wb；t磁通变化所需时间，s。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司八、正弦交流电产生八、正弦交流电产生诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司 正弦量随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数正弦量随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即

19、：值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即：瞬时值瞬时值是变量，注意要是变量，注意要用小写英文字母用小写英文字母表示。瞬时值表示。瞬时值对应的表达式应是三角函数解析式。对应的表达式应是三角函数解析式。(1)瞬时值瞬时值(2)最大值最大值 正弦量振荡的最高点称为正弦量振荡的最高点称为最最大值大值，用，用Um(或或Im)表示。表示。八、正弦交流电三要素八、正弦交流电三要素诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司正弦量变化一个循环所需要的时间称正弦量变化一个循环所需要的

20、时间称周期周期，用，用T表示。表示。T=0.5s正弦量一秒钟内经历的循环数称为正弦量一秒钟内经历的循环数称为频率频率，用，用f 表示。表示。正弦量一秒钟内经历的弧度数称为正弦量一秒钟内经历的弧度数称为角频率角频率，用，用表示。表示。三者是从不同的角度反映的同一个问三者是从不同的角度反映的同一个问题：题：正弦量随时间变化的快慢程度正弦量随时间变化的快慢程度。1秒钟秒钟f=2Hz单位是赫兹单位是赫兹单位是秒单位是秒=4rad/s单位是单位是每秒弧度每秒弧度八、正弦交流电三要素八、正弦交流电三要素诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人

21、/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司 显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。初相初相确定了正弦量计时始的位置，初相规定确定了正弦量计时始的位置，初相规定不得超过不得超过180。相位：相位：初相：初相：相位是随时间变化相位是随时间变化的电角度，是时间的电角度，是时间t 的函数。的函数。初相是对应初相是对应 t=0时的时的确切电角度。确切电角度。正弦量与纵轴相交处若在正弦量与纵轴相交处若在正半周，初相为正。正半周，初相为正。正弦量与纵轴相交处若在正弦量与纵轴相交处若在负半周，初相为负。负半周，初相为负。八、正弦交流电三要

22、素八、正弦交流电三要素诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司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uituiOu itui90Ou ituiOtuiu iO八、正弦交流电三要素八、正弦交流电三要素诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司九、正弦交流电表示九、正弦交流电表示三角函数法三角函数法、曲线法、旋转矢量法、曲线法、旋

23、转矢量法解析法：波形图：相量法：用复数的方法表示正弦量诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司九、正弦交流电表示九、正弦交流电表示有向线段的长度表示正弦量的幅值；有向线段(初始位置)与横轴的夹角表示正弦量的初相位;有向线段旋转的角速度表示正弦量的角频率。正弦量的瞬时值由旋转的有向线段在纵轴上的投影表示。诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司

24、十、电路简单计算十、电路简单计算1、电阻2、电感3、电容4、等效电路5、有功功率6、无功功率7、视在功率8、功率因数9、效率电阻串联、并联计算 交流电通过电阻 电流 电压相量关系电感大小 交流电通过电阻 电流 电压相量关系 电容量计算 线路中同时存在电阻 电容 电感元件是的计算 等值换算 谐振有功的含义 公式 计算无功的含义 公式 计算 跟无用功的区别视在功率 容量 含义 公式 存在的意义 如何提高 与功率因数的区别 如何提高诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司十

25、、电路简单计算十、电路简单计算2、电感1、电阻电阻串联、并联计算 交流电通过电阻 电流 电压相量关系在电感交流电路中，电压和电流的有效值或最大值之比叫做电感电抗，简称感抗，用在电感交流电路中，电压和电流的有效值或最大值之比叫做电感电抗，简称感抗，用XL L表示表示任何两块靠近的金属导体（又称极板），中间用不导电的绝缘介质隔开，就形任何两块靠近的金属导体（又称极板），中间用不导电的绝缘介质隔开，就形成了电容器。成了电容器。3、电容 Q Q极板上的带电量，极板上的带电量，C；UU两个极板之间的电压，两个极板之间的电压，V；CC电容，电容，F（法拉）。（法拉）。法拉这个单位太大了，一般用微法（法拉这

26、个单位太大了，一般用微法（FF）或皮法（）或皮法（pF）做）做电容的单位。电容的单位。1F1F106F F；1 pF106FF1012F F诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司十、电路简单计算十、电路简单计算电容交流电路中电压和电流的有效值（或最大值）之比等于电容电抗，简称容抗，用电容交流电路中电压和电流的有效值（或最大值）之比等于电容电抗，简称容抗，用XC C表示。表示。容抗在电路中也起阻碍电流的作用。容抗在电路中也起阻碍电流的作用。XC C的大小与电容的大小与

27、电容C和频率和频率f的乘积成反比，的乘积成反比，即即CC电容元件的电容，电容元件的电容，F；ff电源交流电压的频率，电源交流电压的频率，Hz；电源交流电压的角频率，电源交流电压的角频率，rad/s；X XC C容抗，容抗，诚信诚信 奉献奉献 改善改善 利他利他为/客/户/生/产/满/意/商/品 为/社/会/培/养/有/益/人/才山东益仁纸业有限公司恒丰分公司山东益仁纸业有限公司恒丰分公司十、电路简单计算十、电路简单计算人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。