电工应知知识

1、电工知识电路概念和基本定律 电路和电路模型电路和电路模型电阻元件的识别电阻元件的识别电路的基本物理量电路的基本物理量电路有四部分电路有四部分组成组成，即：一是电源，它的作用是将其他形式的能转化为电，即：一是电源，它的作用是将其他形式的能转化为电能。二是负载，又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，确切地能。二是负载，又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，确切地说，就是消耗电能的装置。三是控制和保护装置，它的作用是接通或断开电说，就是消耗电能的装置。三是控制和保护装置，它的作用是接通或断开电路，或保护路，或保护电路不被损坏等四是连接导线，连接电源、负载及保护控制装置，电路不被损坏等

2、四是连接导线，连接电源、负载及保护控制装置，它的作用主要是形成传输电能的通道它的作用主要是形成传输电能的通道 。 电路电路的概念和组成的概念和组成图图12 手电筒手电筒 电路，电路，是指电流通过的路径，因此，电路也叫做网络，它有两个作用：是指电流通过的路径，因此，电路也叫做网络，它有两个作用：一是传输和转换电能，例如照明电路、电动机电路和电力传输系统等；二是一是传输和转换电能，例如照明电路、电动机电路和电力传输系统等；二是传递和处理信号，例如电视机电路、计算机电路以及各种自动控制电路等。传递和处理信号，例如电视机电路、计算机电路以及各种自动控制电路等。 电路通常有三种状态，即：通路、开路和短路

3、。电路通常有三种状态，即：通路、开路和短路。 （1） 通路：又称闭路。电路构成闭合回路，有电通路：又称闭路。电路构成闭合回路，有电流通过，负载正常工作。流通过，负载正常工作。 （2） 开路：又称断路。电路中一处或多处呈断开开路：又称断路。电路中一处或多处呈断开状态，不能形成闭合回路，电路中没有电流，负载不能状态，不能形成闭合回路，电路中没有电流，负载不能工作。工作。 （3） 短路：又称捷路。由于意外或接线错误，使短路：又称捷路。由于意外或接线错误，使电源两端的导线直接相连，电源输出的电流不经过负载，电源两端的导线直接相连，电源输出的电流不经过负载，只经过连接导线直接流回电源，称为短路。短路时，

4、电只经过连接导线直接流回电源，称为短路。短路时，电路中的电阻很小，致使电流很大，容易损坏电源和导线，路中的电阻很小，致使电流很大，容易损坏电源和导线，甚至引起火灾，短路是应当尽力避免的。甚至引起火灾，短路是应当尽力避免的。 电路电路的状态的状态 认识认识电流电流 电流：电流：电荷有规则的定向运动就形成了电流。通常用单位时间内通过导电荷有规则的定向运动就形成了电流。通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。 tqitqi 若用若用q表示在表示在t时间内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以时间

5、内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以表示为表示为 电流是通过导体横截面的电量对时间的变化率。如果电流的大小和方向都电流是通过导体横截面的电量对时间的变化率。如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称为恒定电流。这时电流的大小可以用下式表示不随时间变化，则称为恒定电流。这时电流的大小可以用下式表示 电流常用的单位还有千安（电流常用的单位还有千安（kA）毫安（）毫安（mA）和微安（）和微安（A），它们之间），它们之间的进制为的进制为 1kA=103A=106mA =109A图图1-6 用电流表测量电流用电流表测量电流电流的电流的测量测量 （ 1） 确定被测量的电流是直流电流还是交流电流，选择相应

6、的直流电确定被测量的电流是直流电流还是交流电流，选择相应的直流电流表或交流电流表。流表或交流电流表。 （2） 估测被测量的电流，合理选择电流表的量程。若用小量程去测大估测被测量的电流，合理选择电流表的量程。若用小量程去测大电流，会烧坏电流表，若用大量程测小电流，测量值则误差大，准确度低电流，会烧坏电流表，若用大量程测小电流，测量值则误差大，准确度低。没法估计时，可先用大量程试测，然后选择较合适的量程。没法估计时，可先用大量程试测，然后选择较合适的量程。 （3） 将电流表串接在被测电路中。注意直流电流表接线柱上标明的将电流表串接在被测电路中。注意直流电流表接线柱上标明的“+”、“”号，要使电流从

7、号，要使电流从“+”极流进，极流进，“”极流出，不能接错，否极流出，不能接错，否则指针会反偏，甚至损坏电流表。则指针会反偏，甚至损坏电流表。 在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反，如图由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反，如图17所示。所示。参考方向：为了研究方便，给电流假设的一个方向。若求得的值是正值，说参考方向：为了研究方便，给电流假设的一个方向。若求得的值是正值，说明电流的实际方向与参考方向相同；反之，若求得的值是负值，说明电流的

8、明电流的实际方向与参考方向相同；反之，若求得的值是负值，说明电流的实际方向与参考方向相反。实际方向与参考方向相反。 图图17 金属导体中电流运动方向金属导体中电流运动方向图图18 判断电流方向判断电流方向 如图如图18所示，设流过导体的电流是所示，设流过导体的电流是0.5A，在图，在图18（a）中，参考方向与）中，参考方向与实际方向相同，实际方向相同，Iab=0.5A；在图；在图18（b）中，参考方向与实际方向相反）中，参考方向与实际方向相反, Iab =0.5A。 电流的方向电流的方向认识认识电压电压ABABWUq图图1-9 正电荷在电场中运动正电荷在电场中运动 电压又称为电位差，是衡量电场

9、力做功能力强弱的一个物理量。如图电压又称为电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。如图19所示，若电场力把正电荷所示，若电场力把正电荷q从从A点移动到点移动到B点，所做的功为点，所做的功为WAB，则功与电荷，则功与电荷q的的比值就称作比值就称作AB两点间的电压，用两点间的电压，用UAB表示，即表示，即 在国际单位制中，功的单位是焦耳（在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），电量的单位是库仑（），电量的单位是库仑（C），电），电压的单位是伏特（压的单位是伏特（V）。若电场力将）。若电场力将1C的电荷从的电荷从A点移到点移到B点所做的功是点所做的功是1J，则则AB两点间的电压就是两点间的电压就

10、是1V。电压常用的单位还有千伏（。电压常用的单位还有千伏（kV），毫伏（），毫伏（mV）等，其进制关系为等，其进制关系为 1kV=103V=106mV图图1-12 电阻两端的电压电阻两端的电压 电压的方向在电路中有两种表示方法，一是用电压的方向在电路中有两种表示方法，一是用“+” 、“”号表示，如图号表示，如图111（a）所示；另一种是用箭头表示，如图）所示；另一种是用箭头表示，如图111（b）所示。）所示。 对于负载来说，规定电流流进端为电压的对于负载来说，规定电流流进端为电压的“+”，电流流出端为电压的，电流流出端为电压的“”；对于用箭头表示；对于用箭头表示的，箭头从电流流进端指向电流流出

11、端。在实际方的，箭头从电流流进端指向电流流出端。在实际方向难以确定的情况下，可以先假设一个参考方向，计算所得的值为正，说明向难以确定的情况下，可以先假设一个参考方向，计算所得的值为正，说明参考方向同实际方向相同；计算所得的值为负，说明参考方向同实际方向相参考方向同实际方向相同；计算所得的值为负，说明参考方向同实际方向相反。对于同一个负载而言，如图反。对于同一个负载而言，如图112所示，有所示，有Uab=Uba。图图111 电压的方向表示电压的方向表示电压的方向电压的方向电压的方向电压的方向认识认识电动势电动势 电动势电动势是衡量电源将其他形式的能转化为电能的能力大小物理量，其是衡量电源将其他形

12、式的能转化为电能的能力大小物理量，其定义为：在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到定义为：在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为WEq 电动势的单位是伏特（电动势的单位是伏特（V）。电动势的方向，一般规定为电动势在电）。电动势的方向，一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。源内部由电源负极指向正极。 图图115 E和和UAB方向的不同方向的不同 图图116 电动势的表示方法电动势的表示方法 电功率电功率 ABWPU It电功率在数值上等于单位时间内电

13、场力所做的功，即电功率在数值上等于单位时间内电场力所做的功，即 在国际单位中，电压的单位是伏特（在国际单位中，电压的单位是伏特（V），电流的单位是安培（），电流的单位是安培（A），电），电功率的单位是瓦特（功率的单位是瓦特（W），简称瓦。常用的单位还有千瓦（），简称瓦。常用的单位还有千瓦（kW）、毫瓦）、毫瓦（mW），其进制关系为），其进制关系为1kW=103W=106mW电阻电阻 导体对电流的阻碍作用称为导体对电流的阻碍作用称为电阻电阻，用文字符号，用文字符号R来表示。如图来表示。如图125所示，所示，图（图（a）是几种常见的电阻实物，图（）是几种常见的电阻实物，图（b）是图形符号。电阻单位

14、是欧姆，用符）是图形符号。电阻单位是欧姆，用符号号表示，除欧姆外，常用的单位还有千欧（表示，除欧姆外，常用的单位还有千欧（k）、兆欧（）、兆欧（M）,其进制关系是其进制关系是 1M103k106图图125电阻和电阻符号电阻和电阻符号 导体的电阻在材料确定的情况下，与导体的长度成正比，与导体的电阻在材料确定的情况下，与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，导体的横截面积成反比，这个规律称为电阻定律，这个规律称为电阻定律，用公式表示为用公式表示为SLR 其中，其中，是导体的电阻率（定义为长为是导体的电阻率（定义为长为1m，截面为，截面为1mm2的导体在的导体在一定温度下的电阻值），单位是欧姆一

15、定温度下的电阻值），单位是欧姆米（米（m）；）；L是导体的长度，单是导体的长度，单位是米（位是米（m）；）；S是导体的横截面积，单位是平方毫米（是导体的横截面积，单位是平方毫米（mm2）。）。电阻定律电阻定律 电器设备使用时规定的参数限额称为额定值，如电器设备使用时规定的参数限额称为额定值，如220V和和100W分别是额分别是额定电压和额定功率。这些限额一般包括额定电压、额定电流和额定功率定电压和额定功率。这些限额一般包括额定电压、额定电流和额定功率等。电阻器在使用时，主要考虑额定电阻和额定功率两个因素。等。电阻器在使用时，主要考虑额定电阻和额定功率两个因素。欧姆定律欧姆定律 部分电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律：电路中的电流强度：电路中的电流强度I跟加在这段电路两端的电压跟加在这段电路两端的