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最新电工基础word版本
第一章理论基础
第一节电工原理公式
一、基本公式
I=U/R P=U×I
求电压U：
①U=I×R；②U2=P×R；③U=P/I；④U=U1+U2（串联电路）。
求电流I：
①I=U/R；②I=P/U；③I2=P/R；④I=I1+I2（并联电路）。
求电阻R：
①R=U/I；②R=U2/P；③R=P/I2；对于串联电阻④R=R1+R2；对于并联电阻⑤R=R1×R2/（R1+R2）。
求功率P：
①P=U×I；②P=I2×R；③P=U2/R。
求热量Q：
Q=I2Rt。
上述公式中必须使用如下基本单位
名称
名称的符号
基本单位名称
基本单位的符号
电压
U
伏
V
电流
I
安
A
电阻
R
欧姆
Ω
功率
P
瓦
W
热量
Q
焦耳
J
时间
t
秒
S
求电量W：
W=Pt（P单位是kw,。
t的单位是小时。
W的单位是千瓦时，符号kwh）
千瓦时是国际标准单位，度是我国人的习惯叫法。
1千瓦时=1度
其它单位和换算：
1KA=1000A=1000000mA.1kv=1000V=1000000mv
1MΩ=1000KΩ=1000000Ω1KW=1000W
电知识
名称
符号
单位名称
单位符号
1
电压
U
毫伏、伏、千伏
mV、V、kV
2
电流
I
毫安、安、千安
mA、A、kA
3
电阻
R
欧、千欧、兆欧
Ω、kΩ、MΩ
4
功率
P
毫瓦、瓦、瓩
mW、W、KW
5
频率
f
赫兹、千赫兹、兆赫兹
Hz、kHz、MHz
常用知识
名称
符号
单位名称
单位符号
1
长度
L
毫米、厘米（公分）、米、千米（公里）
mm、cm、m、km
2
面积
S
平方毫米、平方厘米、平方米
mm2、cm2、m2
3
体积
V
升、立方米
L、m3
4
重量
W
毫克、克、千克（公斤）、吨
mg、g、kg、t
5
温度
T
摄氏度
C
6
时间
t
毫秒、秒、分、时
ms、s、min、h
二、电容、电感对比
电容、电感的对比
序号
电容
电感
1
两相绝缘的导电板
电线缠绕
2
极板大则容量大，极板小则容量小。
距离近则容量大，距离远则容量小
匝数多则电感大，匝数少则电感小。
铁芯紧则电感大，铁芯松则电感小
3
能充放电
能充放电
4
对交流均有阻值（阻碍作用）。
频率高，电容阻抗小；频率低，电容阻抗大。
容量大，阻抗小；容量小，阻抗大
对交流均有阻值（阻碍作用）。
频率高，电感阻抗大；频率低，电感阻抗小。
电感大，阻抗大；电感小，阻抗小
5
直流电，电容中过不去。
能充直流电。
直流电的频率是0
直流电，电感中容易过去。
直流电的频率是0
6
电容中能产生瞬时大电流（冲击电流）
电感上能产生瞬时大电压（冲击电压）
7
电容上电压变化慢。
电容上电压滞后电流90度
电感中电流变化慢。
电感上电压超前电流90度
8
电流先达到最大值，而后电压达到最大值，称电压滞后电流。
用角度来表示，就是滞后90度，此90度叫相位差
电压先达到最大值，而后电流达到最大值，称电压超前电流。
用角度来表示，就是超前90度，此90度叫相位差
9
cosф为负值，在0至－1之间
cosф为正值，在0至1之间
10
电线电缆存在分布电容
电线电缆存在电感
11
电容、电感串联时，各自的电压可以抵消，它们单个的电压可以高于电源电压
12
电容上电流超前电压90度，电感上电流滞后电压90度。
电容、电感并联时，它两的电流可以互相吸收
电容串联、并联特点
序号
串联电容特点
并联电容特点
1
n个电容
1/C=（1/C1）+（1/C2）+……+（1/Cn）
C=C1+C2+……Cn
2
2个电容
C=C1×C2/（C1+C2）
C=C1+C2
3
n个相同电容
C=（1/n）C1
C=n×C1
4
2个相同电容
C=C1/2
C=2C1
5
增加
越串,容量越小
越并,容量越大
6
比大小
总容量比其中最小的电容容量还小
总电容比其中最大的电容容量还大
7
影响
再串一个小电容,对总电容影响大。
再串一个大电容,对总电容影响不大
再并一个小电容,对总电容影响不大。
再并一个大电容,对总电容影响大
8
串联电容是分压的
9
总电压等于各电容上电压之和
10
分压
电容一样,分压一样。
电容不一样,小电容分大电压,大电容分小电压
11
开路短路
开路的电容分全部电压；短路的电容分0电压
12
实例
变频器内电容串联以提高耐压
变频器内电容并联以提高容量
380V的变频器内的大电容是2个串联，660V的变频器内的大电容是3个串联，1140V的变频器内的大电容是6或5个串联。
串联后容量减小了，所以变频器内电容还要并联，以增加容量。
二、串联、并联电阻特点
串联电阻特点：
阻值
（1）总电阻等于各分电阻之和。
（2）越串越大。
（3）比其中最大的还大。
电压（4）总电压等于各分电压之和。
（5）大电阻分大电压，小电阻分小电压，开路的两端就是电源电压。
（6）电阻一样，所分电压也一样。
影响（7）增减小电阻，对总电阻影响小，增减大电阻，对总电阻影响大（减电阻就去短接电阻）。
（8）一个电阻开路，则总电阻无穷大，无电流，电路不工作。
（9）电流,各电阻中电流一样。
串联电阻特点的应用：
（1）马路或井下的红绿灯，采用串联灯泡，就可实现互锁——红灯吹了，绿灯也不会亮，避免误导、堵塞、碰车。
符合特点（8）
（2）判断不同种类的发光二极管的亮度，可以串联起来对比。
在相同的电流下，亮度大的表明发光效果好。
符合特点（9）
（3）节日串灯（满天星），几十个小灯泡串联起来，供电220V。
它的特点是小个头、小瓦数，也就不容易做成大电压的。
符合特点
（1）
（2）（4）（6）
（4）节日串灯（满天星），其中一个吹了后，其它都不亮了。
符合特点（8）
（5）节日串灯（满天星），其中一个吹了后，将其短接就可以使其它都亮了。
符合特点（7）
（6）新式节日串灯（满天星），其中一个吹了后，它内部自动将两极短路。
省得查找吹了的灯泡、省得短接。
符合特点（7）
（7）电笔中因为串联大阻值的电阻，所以人体感觉不到电流。
符合特点（5）
（8）拿500V电笔测量1140V电源，人体有电击的感觉。
这是因为500V电笔内部的电阻阻值小的原因。
拿500V或1000V电笔测量6kV电源，将发生触电伤亡事故！
必须引起绝对注意！
符合特点（5）
同一个电笔、测量同一种电压，一人感觉手麻，另一人无感觉。
这是因为验电的回路是电笔电阻、人体电阻、鞋的电阻。
当鞋潮湿时，其电阻小，人体中电流就大，就有麻的感觉。
符合特点（5）
500V、1000V、6KV验电笔的区别。
电压等级越高，内部电阻越大。
500V电笔的电阻2MΩ、1000V电笔的电阻3MΩ、6kV验电器的电阻更高。
符合特点（5）
（9）万用表电压档，因为串联大阻值的电阻，所以敢测量高电压。
档位越高，所串联阻值越大。
符合特点（5）
（10）发光二极管串联100kΩ电阻，就可测量380V、220V、127V、36V、24V、12V电压。
发光二极管的亮度与被测电压成正比。
符合特点（5）
（11）保险电阻的应用。
在电源输入端串联保险电阻，当电流超过规定值时，烧断电阻，也就切断了电源，使电路停止工作，起到保护的作用。
符合特点（8）
（12）普通保险的作用。
保险其实就是小阻值的电阻。
符合特点（8）
（13）在装修家、改动电路时，在总线串联200W灯泡，就可避免短路顶闸、避免短路烧断电线、避免短路产生大的电弧光。
符合特点（7）
（14）利用发光二极管作电流指示。
将发光二极管串联在电路中，就可粗略判断电流大小。
符合特点（9）
（15）当怀疑某220V电器可能短路，可在其电源侧串联大灯泡进行试验。
如果灯泡大亮，则电器可能短路。
符合特点
（1）（7）
（16）当无法判断某电器的额定电压时，可在其电源侧串联灯泡进行试验，可逐渐增大灯泡的瓦数。
符合特点（4）
（17）井下127V的灯泡，在地面使用时，将其两个串联起来即可。
符合特点
（1）（4）（6）
（18）当需要一个大电阻，而自己保存的电阻阻值偏小时，可以采用串联的方法实现。
符合特点
（1）
（2）
（19）使用架线电机车时，要求铁轨连接采用焊接或焊接钢绞线。
目的就是减小道接板连接的电阻。
（20）从东北到南方的铁路，不采用道接板连接，采用化学熔接的方式将两根铁轨熔成一体。
（21）远距离超高压输送电线的接头，全部采用爆炸熔接的方式。
目的就是减小接头的电阻。
（22）当怀疑某一路短路（或接地）时，可以断开此路，进行试验。
开路法
（23）当验电笔手麻时，可以两个验电笔串联验电。
（24）判断验电笔中氖管的亮度，可以将两个或几个验电笔串联起来验电，以判断各个氖管的亮度。
单独验电，不能判断氖管的亮度，亮度大的可能是其电阻小。
并联电阻的特点:
阻值①总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
②越并越小。
③比其中最小的还小。
④两个一样的电阻并联，总电阻是分电阻的1/2。
⑤n个相同电阻并联，总电阻是分电阻的1/n。
电流①总电流等于各分电流之和。
②小电阻分大电流，大电阻分小电流。
开路的电阻其电流为0。
③电阻一样，其电流也一样。
影响①增减小电阻，对总电阻影响大；增减大电阻，对总电阻影响不大（减电阻就是去掉电阻，将电阻开路）。
②一个电阻短路，则总电阻为0。
电压，各电阻上电压一样。
并联电阻特点的应用：
使用架线电机车时，要求每500米将重车道和空车道的铁轨连接一次（焊接）。
目的就是使4根铁道的电阻并联——减小电阻。
架线是正极、铁道是负极，硅盘与铁道的连接电缆叫回硅线。
山西往河北送电的50万伏超高压架空电线，采用相距很近的4根电线为一组，目的就是采用4根电线并联——减小电阻。
各家各户之间，家庭中各个卧室之间的照明，采用并联的方法。
目的是互不影响。
同一个供电系统上，各台设备的绝缘电阻，就是并联的。
一个缠绕几十圈的线圈，试验它的电磁现象，将它串联在一个灯泡电路中。
如果感觉磁力较小，可以再并联一个或几个灯泡，目的就是增大线圈中的电流，增大电磁力。
当怀疑某接点（触电）没接通时，可以短路接点的两头，进行试验。
短路法。
电阻串联、并联特点
序号
串联电阻特点
并联电阻特点
1
n个电阻
R=R1+R2+……Rn
1/R=（1/R1）+（1/R2）+……+（1/Rn）
2
2个电阻
R=R1+R2
R=R1×R2/（R1+R2）
3
n个相同电阻
R=n×R1
R=（1/n）R1
4
2个相同电阻
R=2R1
R=R1/2
5
增加
越串,阻值越大
越并,阻值越小
6
比大小
总电阻比其中最大的电阻还大
总电阻比其中最小的电阻还小
7
影响
再串一个小电阻,对总电阻影响不大。
再串一个大电阻,对总电阻影响大。
再并一个小电阻,对总电阻影响大。
再并一个大电阻,对总电阻影响不大。
8
串联电阻是分压的，内部的电流是一样的。
并联电阻是分流的，两端的电压是一样的。
9
总电压等于各电阻上电压之和。
U=U1+U2+……+Un
总电流等于各电阻中电流之和.I=I1+I2+……+In
10
分压分流
电阻一样,分压一样。
电阻不一样,小电阻分小电压,大电阻分大电压
电阻一样,分流一样。
电阻不一样,小电阻分大电流,大电阻分小电流
11
开路短路
开路的电阻分全部电压；短路的电阻分0电压
开路的电阻无电流；短路的电阻电流很大，其它电阻无电流
12
电流电压
各个电阻中的电流是相同的，I=U/R
各个电阻上的电压是相同的
13
功率
大电阻消耗大功率，小电阻消耗小功率。
电阻相同、消耗功率相同。
P=I×I×R
小电阻消耗大功率，大电阻消耗小功率。
电阻相同、消耗功率相同。
P=U×U/R
14
如果一个电阻开路，将使全电路不工作。
如果一个小电阻短路，对电路影响较小；一个大电阻短路，对电路影响大。
如果一个电阻短路，其它电阻上的电压将上升。
小电阻短路，其它电阻上电压上升小，大电阻短路，其它电阻上电压上升大
如果一个电阻短路，电流很大，将影响全电路工作。
如果一个电阻开路，对其它电阻无影响
15
实例
同一线路上，各段电线（缆）的电阻是串联的
同一系统中,各设备的绝缘电阻是并联的
接触器线圈回路，就是串联电阻特点的应用。
输电线融冰，就是电阻串联和焦耳定律的应用。
玻璃管保险，里面就是铜丝，利用焦耳定律原理。
三、色环电阻快速识别法
（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。
可这样记忆：
棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。
这样连起来读，多复诵几遍便可记住。
记准记牢第三环颜色所代表的阻值范围，这一点是快识的关键。
具体是：
金色：
几点几Ω
黑色：
几十几Ω
棕色：
几百几十Ω
红色：
几点几kΩ
橙色：
几十几kΩ
黄色：
几百几十kΩ
绿色：
几点几MΩ
蓝色：
几十几MΩ
从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：
金、黑、棕色是欧姆级的；红橙黄色是千欧级的；绿、蓝色则是兆欧级的。
这样划分一下是为了便于记忆。
（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百kΩ等，这是读数时的特殊情况，要注意。
例如第三环是红色，则其阻值即是整几kΩ的。
（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：
金色为5％；银色为10％；无色为20％。
下面举例说明：
例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时，因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ的，按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,，则其读数为43kΩ。
第环是金色表示误差为5％。
例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时，因第三环为橙色，第二环又是黑色，阻值应是整几十kΩ的，按棕色代表的数"1"代入，读数为10kΩ。
第四环是金色，其误差为5％
在某些不好区分的情况下，也可以对比两个起始端的色彩，因为计算的起始部分即第1色彩不会是金、银、黑3种颜色。
如果靠近边缘的是这3种色彩，则需要倒过来计算。
色环电阻的色彩标识有两种方式，一种是采用4色环的标注方式，令一种采用5色环的标注方式。
两者的区别在于：
4色环的用前两位表示电阻的有效数字，而5色环电阻用前三位表示该电阻的有效数字，两者的倒数第2位表示了电阻的有效数字的乘数，最后一位表示了该电阻的误差。
对于4色环电阻，其阻值计算方法位：
阻值=（第1色环数值*10+第2色环数值）*第3位色环代表之所乘数
对于5色环电阻，其阻值计算方法位：
阻值=（第1色环数值*100+第2色环数值*10+第3位色环数值）*第4位色环代表之所乘数
例1：
某4色环电阻色彩标识如下：
该电阻标称阻值=26*107=260,000,000Ω=260MΩ，误差范围±5%
例2：
某5色环电阻色彩标识如下：
该电阻阻值=508*1，000=508，000Ω=508KΩ，误差范围±5%
对于4环电阻，前2环直接换成数字，第3环表示乘以10的若干次幂，如第一、二、三环的颜色分别为棕
（1）、紫（7）、红
（2），则表示的电阻为17×10^2，即表示1.7K的电阻值。
对于5环电阻，则第4环表示乘以10的若干次幂，用前3环表示的数字乘以10的n次幂（n为第4环表示的数字）。
4色环电阻：
第一色环是十位数，第二色环是个位数，
第三色环是应乘倍数，第四色环是误差率
5色环电阻：
第一色环是百位数，第二色环是十位数，
第三色环是个位数，第四色环是应乘倍数，
第五色环是误差率。
例如:
5色环电阻的颜色排列为红红黑黑棕，
则其阻值是220×1=220Ω，误差±1％
5色环电阻通常都是误差±1％的金属膜电阻。
【首先识别哪是五环电阻的第一环】
识别哪是五环电阻的第一环（识别五环电阻的第一环的经验方法）：
环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其偏差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。
那么，怎样正确识别第一环呢？
现介绍如下：
1、偏差环距其它环较远。
2、偏差环较宽。
3、第一环距端部较近。
4、有效数字环无金、银色。
（解释：
若从某端环数起第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。
）
5、偏差环无橙、黄色。
（解释：
若某端环是橙或黄色，则一定是第一环。
）
6、试读：
一般成品电阻器的阻值不大于22MΩ，若试读大于22MΩ，说明读反。
7、试测。
用上述还不能识别时可进行试测，但前提是电阻器必须完好。
应注意的是有些厂家不严格按第1、2、3条生产，以上各条应综合考虑。
【五环电阻表示方法】
第一、二、三为有效数字，第四环为倍数，第五环为误差（依颜色）
如图所示：
棕黑黑橙棕 阻值为 100×1K=100KΩ±1％
【颜色和数字的对应关系】
首先我们向你介绍颜色和阿拉伯数字之间的对应关系，这种规定是国际上公认的识别方法，记住它对我们进一步学习很有帮助。
颜色 数字
棕 1
红 2
橙 3
黄 4
绿 5
蓝 6
紫 7
灰 8
白 9
黑 0
我们建议分两段背诵，容易记忆：
棕 红 橙 黄 绿
兰 紫 灰 白 黑
金色代表误差±5％，银色代表误差±10％
四、电工原理例题
电工原理一般以灯泡电路作为练习、考试题。
灯泡上面标注额定电压和额定功率，不标电流和电阻。
电阻可以用额定电压的平方除以额定功率来计算，额定电流在计算题中一般不用。
灯泡上面标注额定电压，表示超过此电压，灯泡寿命就会缩短（电压越高损坏越快）。
灯泡上面标注的额定功率，表示当灯泡的电压为额定电压时，消耗的功率，也就是当电压低于额定电压时，消耗的功率就要低于额定功率。
灯泡上面标注的电压、功率值，只是用于计算电阻的，计算完就再也不用了。
灯泡电阻值，在计算题中认为是不变的（也就在各种电压状况下都是一样的）。
灯泡电路中，灯泡的电压一般都低于额定电压。
但是也有个别例外，高于额定电压，答案就的填写“灯泡工作不正常，会缩短灯泡寿命”，如果电压过高，就的填写“送电就会吹灯泡”。
电压是两端（两点）之间的，电阻也是两端（两点）之间的，电流是一点中间的。
一个电路中有若干个电压值，而且灯泡上面还有电压值。
但是，一个公式中只能用一个电压值。
一个公式中的U、I、R、P、Q，就是两端之间的电压，同样两端之间的电阻，此电阻内的电流，此电阻消耗的功率。
不能用其它地点的U、其它地点的I、其它地点的R、其它地点的P、其它地点的Q。
开路的线路，可以不画（可以删除）。
短路的灯泡，可以不画（可以删除）。
但是，不能不画短路线。
例题1、灯泡标注100W/220V，请问灯泡的电阻、灯泡的额定电流是多少？
多少时间消耗1个kwh（度）的电量？
解：
电路如图
（1）R=U2/P=2202/100=484Ω
I=P/U=100/220=0.455A
（2）T=W/（P×10-3）=1/（100×10-3）=10小时
例题2、灯泡标注100W/220V，实际供电电压为200V，请问灯泡的电阻、灯泡的电流、灯泡的实际功率是多少？
多少时间消耗1个kwh（度）的电量？
（1）因为灯泡的电阻是不变的，R=U2/P=2202/100=484Ω
I=U/R=200/484=0.413A
P=IU=0.413×200=82.6W
（2）T=W/（P×10-3）=1/（82.6×10-3）=12.1小时=12小时6分钟
例题3、灯泡标注100W/220V，实际供电电压为240V，请问灯泡的电阻、灯泡的电流、灯泡的实际功率是多少？
多少时间消耗1个kwh（度）的电量？
（1）因为灯泡的电阻是不变的，R=U2/P=2202/100=484Ω
I=U/R=240/484=0.496A
P=IU=0.496×240=119W
（2）T=W/（P×10-3）=1/（119×10-3）=8.4小时=8小时24分钟
例题4、灯泡标注100W/220V，实际供电电压为127V，请问灯泡的电阻、灯泡的电流、灯泡的实际功率是多少？
多少时间消耗1个kwh（度）的电量？
（1）因为灯泡的电阻是不变的，R=U2/P=2202/100=484Ω
I=U/R=127/484=0.256A
P=IU=0.256×127=33W
（2）T=W/（P×10-3）=1/（33×10-3）=30.3小时=30小时18分钟
例题5、灯泡标注100W/220V，实际供电电压为110V，请问灯泡的电阻、灯泡的电流、灯泡的实际功率是多少？
多少时间消耗1个kwh（度）的电量？
电压降低二分之一后，电流、功率、用电量的关系？
（1）因为灯泡的电阻是不变的，R=U2/P=2202/100=484Ω
I=U/R=110/484=0.227A
P=IU=0.227×110=25W
（2）T=W/（P×10-3）=1/（25×10-3）=40小时
（3）电压降低二分之一后，电流降低二分之一、功率是原来的四分之一、用电量是原来的四分之一。
例题1、有4个灯泡，额定电压都是220V，功率分别为100W、40W、15W、10W。
灯泡电流的计算与测量。
计算值与测量值不相同的原因。
（1）当电源电压等于额定电压的情况下，可以直接计算。
也就是灯泡发出额定的功率，直接用公式I=P/U计算。
P就是灯泡所标注的功率，U就是灯泡所标注的电压220V。
电路如下图：
I1=100/220=0.455A=455mA
I2=40/220=0.182A=182mA
I3=15/220=0.068A=68mA
I4=10/220=0.046A=46mA
（2）时实际电压值为231V，电路如下图，实测电流如下表
灯泡电流计算与测量
计算额定电流I=P/220
实际231V供电时测量电流
100W
455mA
461mA
40W
182mA
179mA
15W
68mA
67mA
10W
46mA
43mA
（3）计算值与测量值对比说明，当电源电压高于220V时，测量值大于计算值；等于220V时，测量值与计算值相同；低于220V时，测量值小于计算值。
（4）以实际电压值，计算电流，电路如下图所示：
根据公式计算电阻R=U2/P，式中U按额定电压计算，P也是按额定功率计算。
1）R1=2202/100=484欧姆
计算电流按照欧姆定律计算，但是电压按照实际值计算，
I1=U/R1=231/484=0.477A=477mA
2）R2=2202/40=1210欧姆
计算电流按照欧姆定律计算，但是电压按照实际值计算，
I1
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