电气初学者学习资料整理版.docx

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电气初学者学习资料整理版

电工学根底知识〔一〕电路

电力系统：

电力系统包括发电、变电、配电和用电等环节，成千上万的电气设备和数百或上千公里的线路联接在一起，构成了复杂的系统。

电路：

电流经过的路径称为电路。

导体:

容易导电的物体叫导体.如:

金属,人体,大地,盐水溶液等.   绝缘体:

不容易导电的物体叫绝缘体.如:

玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等.   电路组成:

由电源,导线,开关和用电器组成.   路有三种状态:

（1）通路:

接通的电路叫通路;

（2）开路:

断开的电路叫开路;（3）短路:

直接把导线接在电源两极上的电路叫短路.   电路图:

用符号表示电路连接的图叫电路图.三相交流电：

由三个频率一样、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。

相序：

就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。

空气断路器〔自动开关〕：

是用手动〔或电动〕合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。

电缆：

由芯线〔导电局部〕、外加绝缘层和保护层三局部组成的电线称为电缆。

母线：

电气母线是聚集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并明确以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以与怎样与系统连接来完成输配电任务。

电流互感器：

又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。

电流互感器的工作特点：

〔1〕电流互感器的一次绕组匝数少，截面积大，串联于被测量电路内；二次绕组匝数多，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈串联。

〔2〕一次绕组的阻抗很小,一次绕组的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而不是由二次电流的大小决定的。

〔3〕在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作电流互感器的使用须知事项：

〔1〕电流互感器在工作中二次侧不得开路。

规定电流互感器二次侧不允许装设熔断器，如需拆除二次设备时，必须先用导线或短路压板将二次回路短接。

〔2〕电流互感器二次侧有一点必须接地。

〔3〕电流互感器在接线时要注意其端子的极性。

〔4〕电流互感器必须保证一定的准确度，电流互感器的负载阻抗不得大于与准确级相对应的额定阻抗.

电压互感器：

又称仪用变压器，是一种将高电压变成低电压的仪器。

电压互感器的工作特点：

〔1〕电压互感器一次绕组匝数较多，二次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。

〔2〕电压互感器在正常运行时相当于一个空载运行的降压变压器，其二次电压取决于一次的电压值。

〔3〕二次侧负荷阻抗较大，正常情况下二次电流很小，电压互感器近于开路状态运行，容量较小，要求有较高的安全系数。

电压互感器的使用须知事项：

〔1〕电压互感器二次侧不得短路。

电压互感器的一、二次侧都应装设熔断器。

〔2〕电压互感器铁芯与二次绕组一端必须接地。

防止一、二次绕组的绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危与工作人员人身和二次设备的安全〔3〕电压互感器在接线时要注意端子极性的正确。

接线时，应保证一、二次绕组的首尾标号与同名端的正确。

〔4〕电压互感器的负载容量应不大于准确级相对应的额定容量。

接地线：

是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。

按部颁规定，接地线必须是25mm2以上裸铜软线制成。

标示牌：

用来警告人们不得接近设备和带电局部，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以与禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。

可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。

遮栏：

为防止工作人员无意碰到带电设备局部而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。

电容器：

是储存电荷的容器。

两个导体中间用绝缘材料隔开，就形成一个电容器。

组成电容器的两个导体叫极板，中间的绝缘材料叫介质。

（二）电流、电压和电阻与它们之间的关系１．电流电子沿着金属导线移动，叫电流。

导体中正电荷运动的方向为电流的方向。

分类：

直流电流和交流电流。

直流：

凡方向不随时间变化的电流都可以称为直流电流。

稳恒直流：

大小、方向都不随时间变化的电流叫稳恒直流，简称直流电。

交变电流：

凡大小、方向都随时间变化的电流叫交变电流或交流电流。

电流的大小叫做电流强度，用字母Ｉ表示，单位是安培，符号是Ａ。

２，电压电流也是从高电位的物体流向低电位的物体，两物体的电位之差称为电位差，通常我们把电位差叫做电压。

要有电位差，电流才能在导线里流动。

电压用字母Ｕ表示，单位是伏特，符号是Ｖ。

①1节干电池的电压伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:

不高于36伏;⑤工业电压380伏. ３．电阻电流在导线内流动所受的阻力，叫做电阻。

。

电阻的大小用字母Ｒ表示，单位是欧姆，符号是Ω。

导体的电阻与如下四个因素有关：

〔１〕导体的材料。

截面积相等、长度一样，但材料不同的导体，它们的电阻各不一样，例如铁的电阻大于铜的电阻。

〔２〕导体的长度。

截面积相等、材料一样的导体，长度越长，电阻也越大。

〔３〕导体的截面积。

材料一样、长短相等的导体，截面积越大，电阻越小。

〔４〕导体的温度。

同一导体，在不同的温度下，就有不同的电阻。

一般的导体，电阻随温度的升高而增加；液体电阻随温度的升高而减小〔热变电阻式液阻柜就是运用这个原理〕。

R＝ρL/S

4．在电路中的电压越高，电流越大。

电流的大小与电压的上下成正比例的关系。

电路中的电阻增大，电流减少，就是说电路中电流的大小与电阻的大小成反比。

根据上述结论，我们就可以得到电学中常用的一个根本公式：

I=U/R这个根本公式，也就是常说的欧姆定律。

了解公式的关系，只要我们知道其中两项就可方便地求出第三项。

〔三〕电路的串联和并联

一个电路主要由电源、负载、导线、开关四局部组成。

要使电路中电流流通，需要具备两个条件：

电源能正常供电和电路必须是一个闭合的通路。

电源：

具有推动电流流动的原动力，是电路中电能的来源。

负载：

负载也叫做负荷。

是将电能转换成其他形式的能量的受电设备。

连接导线：

导线也叫做电线，是把电源和负载连成一个通路，使电流通过导线流通，向各种用电设备供电。

电路一般有串联和并联两种。

〔四〕电功率和电能

电流从高电位向低电位的方向流动时，会做功。

如使电流通过电动机，电动机就会转动，通过皮带或齿轮带动其他机器而做功。

计算电功的方法，通过的电流越大，所做的功就越大；电位差越大〔电压越高〕，所做的功越大。

因此，电流所做的功是：

电流所做的功＝电流×电压１秒钟〔单位时间〕内电流所做的功，就叫做电功率。

电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是Ｗ。

如，电灯泡常标明的功率〔瓦数〕有：

１５瓦〔Ｗ〕、２５瓦、４０瓦、６０瓦、１００瓦等，实际工作中常用千瓦表示：

１千瓦＝１０００瓦电动机的功率就常用千瓦来表示。

电功率的另一种单位是马力，马力与千瓦的关系是：

１马力＝０．７３６千瓦＝７３６瓦平时所说的用电设备消耗了多少电能，或说用了多少度电。

那么，什么叫电能。

电流所做的功，叫做电能。

如果我们知道电功率后，要计算电流在一定时间所做的功，用电功率乘上时间，功＝功率×时间用符号表示，为：

Ｗ＝Ｐｔ式中：

Ｗ为电能〔单位是千瓦时或度〕；Ｐ为功率，单位是千瓦；ｔ为时间，单位是小时。

电能的单位是度。

１度电等于１千瓦时电。

（五）电和磁的关系

１．电流的周围也存在磁场。

带有铁芯的线圈叫做电磁铁，由于铁芯被磁化，所以电磁铁的磁场比空芯线圈的磁场强得多。

电磁铁在实际中应用比拟广泛，电动机、变压器、电铃、电工仪表、磁力开关、继电器等电气设备都采用铁芯线圈。

2．磁场对电流的作用因为电流的周围存在着磁场，把通电的导体放进另一个磁场里，那么电流磁场和另一磁场之间就会产生相互作用的力。

把一根直导线放在磁场中，并使导线和磁场方向垂直。

如果不通电，导线就静止不动。

通上直流电后，导线就朝着一定的方向移动，这就是外界磁场对电流有作用力，这个作用力叫做电磁力。

①外界磁场越强，导线中的电流越大，导线受的力越大：

②在磁场中的导线越长，导线所受的力越大〔所以采用铁芯绕组增加导线长度〕；③把导线放得和磁场方向垂直时，导线所受的力最大；④把导线放得和磁场方向一致时，导线所受的力等于零。

如果把电流的方向或把磁场的方向倒过来，导线移动的方向也跟着倒过来。

在制造电动机和电工仪表时，就是利用磁场对电流的作用原理。

3．电磁感应电流可产生磁场，反过来在一定条件下左手定如此磁场也能产生电流。

电路中的电势是在线圈的导线中产生的。

产生电势的原因是把磁铁放进线圈或从线圈中取出，在放进或取出的过程中使线圈中的磁通变化而在导线中产生电势，产生的电势叫做感应电势，这种现象叫做电磁感应现象，由感应电势在电路中产生的电流叫做感应电流。

导体切割磁力线时，在导体中能够产生感应电势，因此在电路中也能够产生感应电流。

实验证明：

①导体垂直切割磁力线时，感应电势最大；②导体运动方向和磁力线平行时，感应电势等于零；③磁场越强，切割速度越快，在磁场中的导体越长〔铁芯线圈匝数越多〕感应电势就越高。

发电机就是根据这个原理制造的。

发电机的原理:

电磁感应现象.结构:

定子和转子.它将机械能转化为电能。

感应电势的方向，可用右手定如此判断。

4.交流电路交流电路有单相交流电路和三相交流电路，三相交流电与单相交流电相比拟具有如下优点：

能将大量电能输送到远距离，而且经济，三相交流电动机的本钱低、性能优良等，所以目前工农业生产中普遍采用三相交流供电线路。

所谓三相交流电路，就是在电路中同时存在着三个最大值一样、频率一样、相位相差１２０°的正弦电势。

其中每一个电势组成的局部电路叫做一相。

三相交流电是由三相交流发电机发出来的。

Ａ、Ｂ、Ｃ是三个线圈〔三相〕的首端，Ｘ、Ｙ、Ｚ是三个线圈的尾端。

〔六〕.星形与三角形〔１〕．三相交流电路的星形〔Ｙ〕接线把发电机三相绕组〔许多线圈的组合叫绕组〕的尾端接在一起，首端用三根导线引出来给用户供电，这种接线方法叫做三相电源的星形〔Ｙ〕接线。

从首端引出的三根线叫做相线〔亦叫火线〕；尾端的连接点叫做中性点，从中性点引出来的线叫做中性线〔中线〕或零线。

使用三根火线又使用中性线的接线方式叫做三相四线制。

三根火线的电流在负载的中性点集合后，经过中性线流回电源的中性点。

如果三相负载完全一样〔如电动机的三相绕组〕，并且三相电流也是平衡的，当三相电流经过中线时，三相电流中的正、负电流互相抵消，故中线里的电流等于零。

三相交流电的变化规律况下，可以不装中线，只用三根火线，这种接线方式叫做三相三线制。

在三相交流电路中，两根火线之间的电压叫做线电压；各相绕组的首端和尾端之间的电压叫做相电压。

在电网中，我们所讲的１０千伏、２５千伏、１１０千伏的输电电压，都是指的线电压。

农村常用的照明电压为２２０伏，常用的动力电压为３８０伏。

农村电网中常采用三相四线制接线方式供电，因为此种接线方式有以下优点：

①不管各相负载是多少，各相电压都是２２０伏，各相的电灯都可以正常发光。

当然，我们在施工布线时，应尽量使各相负载平衡，以减少中线电流和线路损失。

②三相线中，无论哪一相出故障时，都不会影响其他两相正常使用。

这里要特别注意：

三相四线制供电线路中的中线不能断开，如果中线断开，用电总瓦数较大的相，电灯实际承受的电压要低于２２０伏，电压低，电灯亮度达不到标准〔很暗〕；用电总瓦数较小的相，电灯实际承受的电压要高于２２０伏，有烧坏灯泡或其他家用电器的危险。

所以，不能在中线上装熔丝〔保险丝〕和开关，中线不能太细，并且要连接良好。

〔２〕．三相交流电路的三角形〔△〕接线把三相负载的首端和尾端依次相接，然后把各相的首端分别接到电源的三根火线上，这种接法叫做负载的三角形接线。

如有的电动机铭牌上规定额定电压是３８０伏，接线方法是△，就应该把电动机第一相绕组的尾端和第二相绕组的首端相接，依次按首尾相接完毕，然后把三个首端分别接到电源的三根火线上。

〔３〕．星形〔Ｙ〕和三角形〔△〕接线中的几个数据关系