第二章电工基础知识课件

大家好第二章电工基础知识2第一节直流电路3一、电路1、电路定义：由电源、负载、开关经导线连接而形成的闭合回路。是电流流通的路径。电源开关负载导线2、电路的三种状态1）通路（闭路）：开关接通，电路构成闭合回路，电路有正常电流。2）断路（开路）：开关或某处断开，电路中无电流。3）短路：

电路中负载两端被短接。电路中电流很大，会烧坏电源，属于事故状态，应避免发生。4二、电路名词电流的大小用电流强度来衡量。1、电流1）电流定义：正电荷有规则的定向移动叫电流。2）电流方向：规定电流方向为正电荷移动方向。3）电流的大小：用字母I表示。单位是安培A。（千安kA、毫安mA、微安μA）5

一导体的电阻R与导体长度L成正比，与导体的横截面积成反比。2、电阻1）定义：导体中阻碍电流通过的阻力。用字母

R表示，单位：欧姆（Ω）简称：欧换算关系：1kΩ=1000Ω1MΩ=1000kΩ=1000000Ω=106Ω2）电阻定律：6根据上式可知影响电阻的大小有两个因素：

①在一定温度下，电阻大小与导体长度、截面积及材料有关。②导体电阻与温度有关。一般金属导体，温度越高电阻率越大。表达式：R=ρLSρ—导体材料的电阻率200C时银电阻率—0.0162铜电阻率—0.0175铝电阻率—0.02857

在外电路中，正电荷在电场力的作用下，从高电位处移到低电位处所做的功，称为电位。3、电压与电位1）电压在电场中任意两点之间的电位差。用字母U或u表示。单位是伏特V。（千伏kV、毫伏mV）2）电位、电位差

在电路中，将某点设为参考点则电路中各点对参考点的电压称为电位。物理意义：用字母φ表示。单位是伏特V。8用字母

E或

e表示；单位是“伏特”（V）4、电动势在电源内部，非静电力把电位正电荷从负极板移到正极板所做的功叫电动势。本书解释：由其它形式的能量转换为电能所引起的电源的正、负极之间存在的电位差，叫电动势。92、数学表达式：三、欧姆定律（一）部分电路欧姆定律流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。1、定义：I=URURI+-10在闭合电路中，电流与电源的电动势成正比，与电路的内阻和外电阻之和成反比。（二）全电路欧姆定律1、定义：2、数学表达式：U=E–IR0I=ER+R0R0ERUI+-或11

R=R1+R2+......+Rn四、电路的连接(一)

电阻的串联将两个以上的电阻首尾依次相连接，且中间无分支电路叫电阻的串联电路。1、串联电路中的电流处处相等。I=I1=I2=.....In2、电路两端的总电压，等于各电阻两端的电压之和。

U=U1+U2+......+Un3、串联电路的总电阻（等效电阻）等于各串联电阻之和。R3R2R1UI+-12I=I1+I2+......+In（二）电阻的并联两个或两个以上的电阻头与头、尾与尾连接在一起，使每一电阻两端承受同一电压。1、并联电路的特点1）各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。U1=U2=......Un=U

2）总电流等于各电阻中的电流之和。3）等效电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。4）各支路分配的电流与支路的电阻只值成反比。RR1=1R2+11I1I2IR1R2UI1=IR2R1+R2I2=IR1R1+R2+...+-R=R1R2R1+R213把混联电路简化为简单的串、并联电路。（三）电阻混联电路既有电阻串联又有电阻并联的电路叫混联电路。R1R1R2R2R3R3R4UU++--14五、基尔霍夫（克希荷夫）定律

1、支路：电路中能通过同一电流的每个分支叫做支路。（一）名词解释2、节点：三个或三个以上支路的汇聚点称为节点。3、回路：电路中任意闭合路径称为回路。4、网孔：在回路中间不框入任何其它支路的回路ABE1E2R3R2R115（二）基尔霍夫第一定律KCL（节点电流定律）

在电路中任何时刻的任意节点，所有支路电流的代数和恒等于零。即：∑I=0或者，流入节点的电流等于流出节点的电流。

I入=I出I1I5I4I3I2RR5R4R3R2R1baEI2I116（二）基尔霍夫第二定律KVL：（回路电压定律）在电路中任何闭合回路中，各段电压的代数和恒等于零。即：∑U=0或者，在任何闭合电路中，各个电阻上的电压降的代数和等于各个电动势电压升的代数和。

U升=U降ABE1E2R3R2R117单位：瓦特（W）六、电功、电功率和电流的热效应(一)

电功（电能）：电流做的功。（电场力做的功）A=P×t=I2Rt电源所做的功称为电能。单位：千瓦小时（kW·h）（二）电功率：单位时间内电场力做的功。P=七、电流的热效应电流通过导体时，克服导体的电阻作功，将所消耗的电能转换成热能，使导体温度升高的现象。A=P×t=I2Rt或A=P×t=0.24I2Rt

单位：焦耳（J

）或卡路里（cal）U2R=I2×R=UI=At18第二节交流电路193、交流电路:一、交流电的基本概念1、交流电：大小与方向均随时间作周期性变化的电流、电压、电动势。2、正弦交流电:交流电的变化规律随时间按正弦函数变化的交流电。工作在交流电下的电路20

周期与频率互为倒数：二、正弦交流电的基本物理量1、周期、频率、角频率1）周期T：交流电完成一次循环所需要的时间。单位S（秒）2）频率f：在每一秒钟内交流电重复变化的次数单位Hz（赫兹）f=3）角频率:交流电每秒钟内的变化的弧度数（电角度）。用弧度ω来表示ω=2πf=314rad/s

1T213）最大值:交流电的最大瞬时值(振幅值或峰值)2、瞬时值、最大值1）瞬时值函数表达式为：e=Emsin(ωt+ψ)2）瞬时值:交流电在某一瞬间的数值用eui用EmUmIm交流电动势某一瞬间所对应的(从零上升开始计)已经变化过的电角度(ωt+φ)。

3、相位、初相位、相位差1）相位:222）初相位:t=0时正弦交流电的相位。3）相位差:两个同频率交流电的相位之差

φ=(ωt+φ1)-(ωt+φ2)=φ1-

φ223④滞后：两个同频率正弦交流量初相角小的那一个，叫做滞后于另一个。①同相：

②反相：两个同频率正弦交流量的相位差为180°③超前：两个同频率正弦交流量初相角大的那一个，叫做超前于另一个。两个同频率正弦交流量的相位差为0°24平时所讲交流电的大小，都是指有效值的大小4、正弦交流电有效值若一个交流电和直流电通过相同的电阻，经过相同的时间产生的热量相等,则这个直流电的量就称为该交流电的有效值用EUI对于正弦交流电,有效值与最大值的关系式为Em=I√2EUm=√2√2UIm=25如：e=20sin(100πt-60°)u=Umsin(314t+60°)三、正弦交流电的表示方法1、用一个数学式子来表式交流电的方法称为解析法2、用波形图来表示交流电的方法叫图形法,也叫曲线图法263、用矢量来表示交流电的方法叫旋转矢量27四、单相交流电路在交流电路中的纯电阻,其两端所加的电压与电流同相1、纯电阻电路1）相位关系:2）功率瞬时功率为电压瞬时值u与电流的瞬时值i的乘积（消耗功率、有功功率）。P=uiRiRURiRUR~平均功率：一个周期内瞬时功率的平均值。P=UI=I²R=RU²28

2）感抗:2、纯电感电路1）相位关系：在纯电感电路中，当通过交流电流时，在线圈中，产生自感电动势eL，eL会阻碍线圈中的电流iL的变化。使外加电压超前电流900，而电感上的电流又超前自感电动势eL900。因此，自感电动势与电压反相。电感对交流电流的阻碍作用XL=ωL=2πfLIL=XL2πfL=ULUL29有功功率P=0，电感不消耗能量，只对电源能量起交换作用。可以证明：纯电感交流电路中，其瞬时功率也是时间的正弦函数，频率为电流的两倍，其瞬时功率在每个周期内的平均功率为零。在一个周期内要由电源吸取电能后转换成电磁能储藏在L周围磁场中，再将磁能转化为电能向电源输送，只是做能量转换。由于存在着能量交换，所以瞬时功率并不等于零。瞬时功率的最大值称为无功功率。QL=ULIL303、纯电容电路1）相位关系:在交流电路中的纯电容，其两端所加的电压滞后电流90º。31电容与电源进行不断的能量交换2）容抗:电容对交流电流的阻碍作用Xc=★纯电容上不消耗有功能量，P=0Qc=UcIc=Ic²Xc=Ic=1ωc=12πfcUcXcUc²Xc324、交流电路的功率和功率因数R-L-C之间不仅有数量关系还有相位关系1）电压关系式:U=√U2R+U2LU=√U2R+U2CU=√U2R+(UL-UC)2电压三角形URULUφ332）电路总阻抗:电抗:X=XL-Xc感性:XL>XcΦ=Φu-Φi>0容性:XL<XcΦ=Φu-Φi<0阻性:XL=XcΦ=Φu-Φi=0R2+(XL-XC)2√阻抗三角形φRXL-XCZZ=34有功功率:P=UIcosΦW（瓦）无功功率:Q=UIsinΦVar（乏）视在功率:S=UIVA（伏安）3）电路总的视在功率:S=√P²+(QL-Qc)²φPQS功率三角形35第三节三相交流电路36

③三相电动机：性能好，维修方便振动小。一、三相电源1、定义：三个电动势大小相等、频率相同相位上互差120°，按一定方式联接构成三相电源。2、优点①发电机：充分利用铁芯和电枢磁场，体积小。②输送经济：同功率输送，三相可节省四分之一有色金属。37电枢绕组中通入直流电流，产生主磁场。定子上按在空间相差120°安放三个匝数、绕法相同的三套绕组。当电枢旋转时，在定子线圈上产生出感应电动势。3、三相交流电的产生384、三种表示方法。图形法矢量法数学表达式法39各相电压经过同一值（最大值）的先后次序称为三相电源的相序。5）相序：6）联接方式①星形联接：“Y”

包括：正相序，负相序，零相序相电压Uφ

：相线与零线上的电压值；线电压UL：相线与相线上的电压值；UL=√3UφIφ=IL40②、三角形联接：“Δ”UL=UφIL=√3Iφ41“Y”联接的负载“△”接的负载：2、三相负载：42五、三相交流电路的功率和功率因数1、三相交流电路的功率P=PU+PV+PWφPQS=UUIUcosφU+UVIVcosφV+

UWIWcosφW

=3Uφ

Iφ

cosφ=√3U

I

cosφ同理可推出：无功功率：Q=√3U

I

cosφ视在功率：S=√3U

I4、功率因数Cosφ=

S并联电容可提高cosφRZ=P43第四节电磁感应和磁路443、一个能转动的条形磁铁在静止时，一极总是指向地球的北方，为磁铁的北极（N极）；另一极总指向地球的南方，为磁铁的南极（S极）一、磁的基本知识（一）磁铁的性质1、磁铁某两端的吸引力最大处为磁极，独立的磁极是不存在的。2、两磁铁之间同磁极相斥，异磁极相吸。在磁铁外部，磁力线从N极指向S极；（二）磁场1、磁场：在磁体和载流导体周围存在着一个磁力能起作用的空间。2、磁力线：用来说明磁场分布的假想线。在磁铁内部，从S极指向N极。45

伸平右手，蜷曲四指握住载流直导线使拇指指向电流方向，其余四指所指的方向就是直导体四周的磁力线方向。（三）电流的磁效应1、载流直导线的磁场：右手定则：

伸平右手，蜷曲四指握住直螺管线圈，四指指向电流方向，其拇指所指方向为直螺管线圈内部所产生的磁场方向（磁力线方向）。2.直螺管线圈的磁场：右手螺旋定则：46*实践证明:载流导体受到的电磁力F与导体中的电流I，导体长度L，磁感应强度B成正比。(四)、磁场对通电导体的作用F=BIL伸平左手，使拇指与四指成直角，让磁力线穿过手心。使四指指向电流方向，拇指指向为电磁力的方向。左手定则：47二、电磁感应