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电工基础知识,电路的构成,电路的构成：电路是由电源、负载、导线与开关组成,电路的状态,1、通路：电路各组成部分连接成一个闭合回路，有电流流过。2、断路：也叫开路，电路中有断开点，没有电流流过。3、短路：电源两端直接用导线相连，后果：电源中的能量被快速耗尽，是一种故障状态，应绝对避免。,电流,电荷的定向移动形成电流。规定以正电荷的定向移动方向为电流的方向。电流的国际单位为安培，A，常用的还有千安、毫安、微安，分别用KA、mA、A表示。电流可分为直流电和交流电。1、大小和方向都不随时间改变的电流叫直流电。2、大小和方向都随时间改变的电流叫交流电。,电阻,导体对电流的阻碍作用叫电阻。用R表示。金属导体的电阻率一般随着温度的升高而增大。,电压和电位,电压：绝对值，不随参考点的改变而改变；电位：相对值，随参考点的改变而变化电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或者说，电路某两点的电压等于这两点之间的电位差。UABVA-VB,电动势,电源是将其它形式的能转换为电能的装置，衡量电源转换本领大小的物理量叫做电源电动势。用E表示。单位是V，电源电动势只存在于电源内部，方向由低电位指向高电位。如右图：,部分电路欧姆定律,导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。,全电路欧姆定律,在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路中的内电阻和外电阻之和成反比。,电阻的串联,1、流过每个电阻的电流都相等。2、电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和。3、电路的总电阻等于各电阻之和。4、各电阻上分配的电压与其电阻值成正比。,电阻的并联,1、在并联电路中，各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。2、总电流等于各电阻中的电流之和。3、总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和。4、通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。,电功和电功率,1、电功（电能）电流所做的功叫电功。W=UIt电功的单位是焦耳（J）1度电1千瓦时3.6*106焦2、电功率单位时间内电流所做的功称为电功率。电功率的单位是瓦。1千瓦103瓦,电与磁,一、磁体与磁极：磁体就是具有磁性的物体。磁极间存在相互作用力：同名磁极相斥、异名磁极相吸。二、磁场与磁力线：磁体周围存在磁力作用的空间叫磁场。磁力线就是在磁场中画出的代表磁场方向与大小的曲线，磁力线都是闭合的。在磁体外部，磁力线由N极指向S极，在磁体内部，磁力线由S极指向N极。三、磁感应强度、磁通。垂直通过单位面积的磁力线的数目，叫做该点的磁感应强度，用B表示。单位是特（T）。垂直通过某一截面的磁力线的总数叫磁通量（磁通），用表示。单位是韦伯。在匀强磁场中，与B的关系是：=BS,电流的磁场,电流产生的磁场方向可用安培定则（右手螺旋定则）来判定，一般分二种情况：1、直线电流的磁场用右手握住通电直导体，大拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁场的方向。2、环形电流产生的磁场用右手握住螺线管，弯曲的四指指向线圈电流的方向，则拇指所指的方向就是磁场方向。,磁场对载流导体的作用力,磁场对载流导体的作用力可用左手定则来判定。左手定则：将左手伸平，拇指与四指垂直，并在一个平面上，让磁力线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是导体的受力方向。,电磁感应,由于磁通变化而在导体或线圈中产生感应电动势的现象称为电磁感应。针对不同情况，感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律来判定。1、右手定则：适用范围：当闭合电路中的一部分导体作切割磁力线的运动时，感应电流的方向可用右手定则来判定。右手定则：伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并在同一平面内，让磁力线垂直穿过手心，大拇指指向导体的运动方向，四指所指的方向就是感应电流的方向。2、楞次定律定义：感应电流的磁通总是反抗原有磁通的变化。举例：,单相交流电路,交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流（电动势、电压）正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。平常说的交流电都是指正弦交流电。,表征交流电的物理量,1、周期和频率周期：交流电完成一次周期性变化所需的时间。频率：交流电在一秒内完成周期性变化的次数。f=1/T=2/T=2f2、最大值和有效值交流电的最大值是交流电在一个周期内所能达到的最大数值。有效值是根据电流的热效应来规定的。通常说的交流电的电压为220V，就是有效值。,初相位、相位和相位差,交流电在某一时刻的电角度叫做相位。t=0时的相位叫做初相位。,单相交流电路,正弦量的三要素指的就是频率、幅值和初相位交流电的表示法：解析式表示法波形图表示法相量图表示法,单相交流电路分析,1、纯电阻电路在纯电阻电路中，电流与电压同相位，它们的有效值符合欧姆定律。,关于纯电阻电路的例题,在纯电阻电路中，已知i=22sin(1000t+30)A，R=10，求（1）电阻两端电压的瞬时值表达式；（2）求有功功率。,解：（1）已知Im=22A，R=10，所以Um=ImR=220V因为纯电阻电路电压与电流同相位，所以u=220sin(1000t+30)V（2）P=UI=22022=4840W,纯电感电路,线圈电感L越大，交流电频率越高，则L的值越大，也就是对交流电流的阻碍作用越大，我们把这种“阻力”称作感抗，用XL代表。XL=L=2fLL为电感量，单位为亨利（H）,f为流过电感的电流频率，单位为赫兹（Hz）；XL是电感元件两端的电压与流过电流的比值，单位显然是电感两端电压超前电流相位90（或/2弧度）,纯电容电路,实验和理论均可证明，电容器的电容C越大，交流电频率越高，则1/C越小，也就是对电流的阻碍作用越小，我们把电容对电流的“阻力”称作容抗，用XC代表。式中，频率f的单位为Hz，电容C的单位为法拉（F），容抗XC的单位仍是欧姆（），XC与电容C和频率f成反比。当C一定时，电容器具有隔直通交的特性，当f=0时，XC=，此时电路可视作开路，即“隔直”作用。电流超前于电压90（或/2弧度）。,三相交流电路,对称的三相电动势,对称的三相电动势：幅值（即大小）相等，频率相同，相位互差120eU=EmsinteV=Emsin(t-120)eW=Emsin(t-240),对称电动势的特点,对称电动势的特点是三相电动势瞬时值之和恒为零。三相交流电出现正幅值（或相应零值）的顺序称为相序.其相序为UVW。,（a）波形图（b）相量图,星形联接（Y联接）,星形联接（Y联接）,星形联接（Y联接）时线电压与相电压的关系,线电压的有效值用Ul表示，相电压的有效值用Up表示。由相量图可知它们的大小关系为：Ul=Up一般低压供电的线电压是380V，它的相电压是380/=220V。,三角形联接（联接）,三角形联接（联接）,星形联接的负载,星形联接的负载,负载星形联接时的电流与电压,负载星形联接时，电路有以下基本关系：（1）相电流等于相应的线电流IP=Il,负载的线电压就是电源的线电压。在对称条件下，线电压是相电压的倍，即Ul=UP且线电压超前于对应的相电压30。,中线,中线的作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对称。为了保证负载电压对称，即都等于额定电压220V，就不能让中线断开。因此，中线（指干线）内一定不能接入熔断器或闸刀开关，而且还要经常定期检查、维修，预防事故发生。,负载三角形联接,相电压等于相应的线电压。有效值关系为UP=Ul因而不论负载对称与否，负载的相电压总是对称的。,各线电流由两相邻相电流决定。在对称条件下，线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流30。,习题讲解,单项选择题：1、电阻并联时，流过各电阻的电流与其阻值的大小。A.成正比B.成反比C.不成比例D.没有关系。（B）2、我国工业用电的标准频率为。A.40HZB.50HZC.60HZD.80HZ(B)3、三相电源作三角形联结时，若线电压为380V，则相电压为。A.220VB.380VC.660VD.1000V(B)4、三相电源作星形联结时，若线电压为380V，则相电压为。A.220VB.380VC.660VD.1000V(A)5、一般电气设备铭牌上的电压和电流数值是指。A.最小值B.平均值C.最大值D.额定值（D）,习题讲解,6、三相电源星形联结中，相电压指。A.相线与相线之间的电压B.相线与地之间的电压C.相线与中性线之间的电压D.中性线与地之间的电压（C）7、在纯电阻电路中，电流的相位与电压的相位关系是。A.同相位B.电流超前电压180C.电流滞后电压90D.电流超前电压90（A）8、在纯电容电路中，流过电容的电流相位与电压相位是。A.同相位B.电流超前电压180C.电流滞后电压90D.电流超前电压90（D）,习题讲解,9、在纯电感电路中，流过电感的电流相位与电压相位是。A.同相位B.电流滞后电压180C.电流滞后电压90D.电流超前电压90（C）10、提高感性电路功率因素的方法是将电力电容器与感性负载。A.串联B.并联C.混联D.短接（B）11、在电路中，电流之所以能流动，是由电源两端的电位差造成的，我们把这个电位差叫做。A.电压B.电动势C.电流D.压降（B）12、两个电阻串联接在电路中，则较大阻值的那个电阻发热。A.较多B.较小C.没有明显差别D.完全相同（A）13、在30电阻的两端加60V的电压，则通过该电阻的电流是。A.1800AB.90AC.30AD.2A(D),习题讲解,14、在电路中R1和R2并联，R12，R24，则它们的电流比I1：I2。A.1:2B.1:4C.2:1D.4:1（C）15、在磁体内部磁力线的方向。（B）A.由N极指向S极B.由S极指向N极C.由电流方向确定D.与电流方向相同16、判断直导体切割磁力线产生感应电动势的方向用。A.左手定则B.右手定则C.右手螺旋定则D.左手螺旋定则（B）17、当电源电压不变时，负载采用三角形连接与星形连接相比较，三角形连接的线电流。A.大B.小C.一样大D大小不一定（A）18、低压三相交流电路负载不对称时，中性线主要作用是。A.保持相电压均衡B.保护接零C.保护接地D.保持线电压相等（A）19、将2与3的两个电阻串联后，在两端加10V电压，2电阻上消耗的功率是。A.4WB.6WC.8WD.10W(C),习题讲解,20、阻值均匀且为90的一条电阻丝，三等分后拧在一起，其总电阻为。A.10B.30C.33D.90（A）21、电阻、电感和电容串联的单相正弦交流电路中的有功功率计算公式是。A.P=UIcosB.P=UIsinC.P=UID.P=UI(A)22、不同电阻值的电阻并联时，各电阻两端的电压是。A.与阻值成正比B.与阻值成反比C.相等的D.不相等的(C)23、在三相对称电路中，三相有功功率为单相有功功率的。A.1/3倍B.3倍C.倍D.倍(B)24、将长度为L的导线均匀拉长为2L，其阻值是原阻值的倍。A.2B.4C.6D.8（B）,习题讲解,25、电压的方向规定为。（B）A.高电位点指向低电位点，与外电路中的电流方向相反。B.高电位点指向低电位点，与外电路中的电流方向一致。C.低电位点指向高电位点，与外电路中的电流方向一致。D.低电位点指向高电位点，与外电路中的电流方向相反。26、左手定则指：将左手伸平，拇指与四指相垂直，并在同一平面上，让磁力线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是的方向。A.磁场B.电压C.导体受力D.电动势（C）二、多项选择题1、电路是由组成的。A.电源B.负载C.导线D.控制设备（ABCD）2、电路处于断路状态时，电路的特征为。A.电路电流I=0B.外电路电阻R=C.外电路端电压U=ED.内电路电压降U0=0(ABCD),习题讲解,3、正弦交流电的三要素是。A.最大值B.相位C.频率D.初相位（ACD）4、下列关于欧姆定律的描述中，正确的是。A.流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比。B.流过导体的电流与这段导体的电阻成反比。C.流过导体的电流与这段导体两端的电压成反比。D.流过导体的电流与这段导体的电阻成正比。（AB）5、三相交流电，即电路中的电源同时有三个交变电动势，这三个电动势的特征是。A.最大值相等B.频率相同C.相位互差120D.相位互差180（ABC）,习题讲解,6、下列关于串联电路特点的描述中，正确的是。A.串联电路中流过每个电阻的电流都相等且等于总电流。B.串联电路中各电阻两端的电压相等且等于电路两端的电压之和。C.串联电路中电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和。D.串联电路中的总电流等于各电阻中的分电流之和。（AC）7、提高感性电路功率因数的意义有。A.提高电源设备的利用率B.减小输电线路的电压降C.减小输电线路的功率损耗D.节省输配电设备的投资（ABCD）8、判定电流产生磁场的方向可用。A.安培定则B.左手定则C.右手定则D.螺旋定则(AD),习题讲解,三、判断题1、导体的电阻与电阻两端的电压大小成正比。（F）2、电流通过导体会产生热量，这种现象称为电流的热效应。（T）3、电源两端的电压随负载电流的增大而下降，电源内阻越大，端电压下降就越多。（T）4、功率为1KW的电气设备，在额定状态下使用1h所消耗的电能为1度电。（T）5、并联电阻可起到分压作用，串联电阻可起到分流作用。（F）6、磁极间存在的作用