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1、电工培训笔记电工培训笔记第一章直流电路11 几个基本的物理量一 电量：就是电的量度，又叫电荷，指带电体本身。 一切物质都是由分子组成，分子又由原子组成，原子是由原子核及核外高速运转的电子所组成，一般情况下，物质是不带电的，成中性，一旦物质在外力作用下破坏了原子核对电子的吸引力，这样一些物质失去电子，这种物质带正电，用“+”表示，一些物质获得电子，获得电子的物质带负电，用“”，这样正负电就形成了。 电量它又表示带电物质本身所含电荷的多少的物理量，用字母Q表示，它的单位是库伦库伦下面的单位叫电子电量或基本电量1库伦=6.251018 个电子电量直流电的特点：同性相斥异性相吸二电流：电荷有规则的定向

2、移动形成电流，电流存在于电路中，电流的大小是与用电器的大小有关，用电器功率越大，所消耗的电流也就越多。电流强度：是指一秒钟内通过导体横截面的电量称为电流，也叫电流强度，用字母“I”表示I=Q/t Q=It t=Q/I I 电流强度 Q电量 t 时间秒电流的单位是安培，用字母“A”表示 每秒钟通过导体横截面的电量是1库伦，则电流强度为1安培。表示电流的大小或测量电流大小用电流表或安培表电流大小的换算关系1KA=1000A1A=1000mA1mA=1000uA电流的最大单位是KA，最小单位是uA三 电压：两点间的电位差成为电压电压示意图电路有电流流过，流入用电器（R）的电流端成为高电位，流出用电器

3、的电流端称为低电位，也可以说正极电位高，负极电位低，两个点AB间的电位差成为电压，电压是由电荷移动形成的根本原因。电压是用字母“U”表示，电压的单位是伏特，用“V”表示电压是衡量电场的做功本领大小的物理量电场力将1库伦的电量从高电位a点向低电位b点所做的功为1焦耳，则ab两点间的电压为1伏特，简称1伏。电压用电压表来表示或测定电压的换算关系：1KV=1000V1V=1000mV 1mV=1000uV 电压跟电流一样都是有方向的，也是一致的。电流的方向：人们规定正电荷的移动方向为电流方向，也就是由正极流向负极（正负）电压方向是由高电位流向低电位四 电源、电动势电源：是将其他形式的能（机械能、化学

4、能）转换为电能的装置，原动机与发电机联接产生电，通过控制屏输出电动势：是衡量电源转换做功大小的一个物理量，用字母E（e）表示，E表示电动势的有效值，e表示损失值，电动势是存在于电源内部，它的方向与电压相反，是由负极流向正极，这样电路才能构成回路。电压方向 + 电动势方向 + 常数I=E/（R+r）U=EIr开路R无穷大I=0U=E短路R=0I=E/rE=Ir U=014电阻的串联、并联、混联电路一电阻的串联电路：是指两个或两个以上的电阻顺次连接，中间没有分支的电路称为电阻的串联电路，如图：电阻的串联电路的三大特点：1流过各电阻的电流是相等的 I1=I2=In=I2总电压等于各电阻分别电压之和

5、U=U1+U2+Un3总电阻（等效电阻）等于各电阻之和 R=R1+R2+Rn根据欧姆定律： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R U1/R1=U2/R2=U/R 所以U1R=UR 同理U2R=UR2由此可得电压分配公式： U1=R1/（R1+R2)U U2=R2/（R1+R2）U 电阻串联电路的应用：1可以用电阻串联的办法获得市场上购买不到的较大电阻2用电阻的串联可以将低于额定电压的用电器接入电路中使用电器正常工作。如将12V 6的灯泡直接接入24V电路中，此时灯泡是不能使用的，如硬性使用灯泡必然会烧坏。那么，在电路上串联一个相当于灯泡电阻的电阻，这个电阻会分掉一半的电压，这时打开开

6、关，12V灯泡就能正常工作。将两个110V的灯泡串联在220V中，如果两个灯泡的功率相等，灯泡就能正常工作，如果功率不相等，小功率灯泡会亮一些，因为小功率灯泡电阻大，加在灯泡两端的电压高一些，大功率灯泡则相反，所以不能正常工作。3用电阻串联的办法在同一电源上获得多种电压，也就是分压器。如图：U1=R1/RU=25100100=25VU2=（R1+R2）RU=（25+25）100100=50VU3=（R1+R2+R3）RU=（25+25+25）100100=75V4利用串联电阻的方式可以限流，用来扩大电压表的量程已知电压表表头内阻3000欧姆，电流为50uA，求各量程串入的电阻。解：根据欧姆定律

7、U0=I0R0=30103510-6=0.15V当量程扩大到测量10V时，应串电阻：R1=（U1U0）I=（100.15）（510-6）=197K当量程扩大到测量25V时，应串电阻：R2=(U2U1)I=（25010）（510-6）=4.8M当量程扩大到500V时，应串电阻：R3=(U3U2)I=（500250）（510-6）=5M二电阻的并联电路将两个或两个以上的电阻接在两条干路或两个节点上的电路称电阻的并联电路，如图电阻的并联电路五大特点：1电阻并联两端的电压处处相等U1=U2=Un=U02电路总电流等于各并联电阻分配到电流之和I0=I1+I2+I3+In3电阻并联总电阻（等效电阻）的倒数

8、等于各个并联电阻的倒数之和 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn4如果两个电阻并联，总电阻等于两个电阻的成绩除以两个电阻之和 R=R1R2（R1+R2）5如果是多个相同电阻并联，总电阻等于相同电阻阻值除以相同电阻的个数 R=R（同阻）n（个数）串联电阻的总电阻大于其中任何一个电阻并联电阻的总电阻小于其中任何一个电阻例题：两个4的电阻，并联后电阻是多少？解：1/R=1/R1+1/R2=1（1/4+1/4）=2R=R1R2（R1+R2）=44（4+4）=2R=R（同阻）n（个数）=42=2根据公式及欧姆定律可知：I1/In=Rn/R1 In/I=R/Rn所以I1/I=R/R1这种相等是因为并联电路

9、的两端电压相等，所以电流分配公式、电压分配公式与电阻成正比，电流的分配公式与电阻成反比。 I1=R2/(R1+R2)I总并联电路电流分配 I2=R1/(R1+R2)I总 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn并联电路总电 R=R1R2/(R1+R2) R=R(同)/n（个数）电阻的并联电路的应用：1可用电阻并联的方法将电阻并联起来获得市场上购不到的较小阻值的电阻2由于各种用电器的电压相同，那么个用电器并联使用时电路中的电阻就会减小，电流也会增大，电流的消耗也就增大，电流反应加大，根据此理，电工就用增减用电器来维护设备的正常运作3通过并联电阻扩大电流量制作万用表。已知表头内阻R0=3750，电流I

10、0=40uA，扩大电流量程500mA和50uA，应并联电阻各是多少？解：R1=I1R0（I1I0）=4010-63750（50010-34010-6）=0.3R2=I0R2（I2I0）=4010-63750（5040）10-6=1.5KR0=R1+R2= I0R2（I2I0）=4010-63750（5040）10-6=1.5KR1=(R+R0)I0I1=（1500+3750）4010-6（50010-3）=1.5R2=RR1=15001.5=1498.5如果转换开关转换到R2点上，电流一路是R1与R2串联，另一路是通过表头，这两路再并联。将转换开关转换到档I1时，电流一路通R1，另一路通R2与

11、表头串联，这两路并联。三电阻的混联电路是指在一个电路中，机油电阻的串联又有电阻的并联称为电阻的混联电路，通过这样的电路，在不同的节点上获得不同的电压、电流。如图：由五个电阻组成的混联电路例一：已知一个混联电路由5个电阻组成，R1R5每个电阻都是1，求AB间的总电阻。解法：第一步，将这个图画为另一种便于计算的图（图二），R3R4变成R，R=R3+R4=1+1=2欧姆。第二步，将5个电阻变成4个电阻。R与R5变成R，R=RR5（R+R5）=2（2+1）=2/3，（图三为图二变换图）第三步，将4个电阻变成3个电阻。R与R2变成R，R=R2+R=1+2/3=5/3，（图四为图三变换图）第四步，将3个电

12、阻变成两个电阻，RAB=RR1（R+R1）=3/51（3/5+1）=5/8 （图五为图四变换图）例二：由9个电阻组成的混联电路,已知R1=R2=8 R3=R4=6 R5=R6=4 R7=R8=16 R9=16求总电流和R9两端电压，AB两端电压为224V。解题思路：首先画出变换图第一步：R=R5+R9+R6=4+16+4=24第二步，是将R与R8并联，计算出R=242=12第三步，是将R与R3和R4串联，计算出R=R3+R+R4=6+12+6=24第四步，是将R与R7并联，计算出R=242=12第五步，是将R与R1和R2串联，计算出R（RAB）=12+8+8=28根据I=U/R=22428=8

13、A求R9两端的电压：第一步，AB间的总电流为8A，从图中可以看出R1与中间那一大部分混联电阻及R2是串联的，所以它们的电流都为8A。第二步，R7与另一部分混联电阻是并联的，它们的阻值相等所以电流除以2为4A。第三步，R3和另一部分混联电阻及R4是并联的，所以电流也为4A。第四步，R5和R6、R9是串联的，阻值与R8相等，因此平分电流为2A，串联电路中电流强度处处相等，R9的电流为2A，电阻为16，所以R9两端电压为 U=IR=216=32V。第二章 电磁的基本知识21磁的基本知识一磁的基本概念具有吸引铁磁物资（铁、钴、镍及其合金）的性质称为磁性。具有磁性的物体称之为磁体磁体具有磁性最强的地方，

14、称为磁极，磁极分为南北两个磁极，南极用符号“S”表示，涂有红色标志，北极用符号“N”表示，涂有绿色或白色标志，磁体有不可分割的特点，再大再小的磁体都具有南北两极，它的方向只有一个，在磁体外部由北极指向南极，磁体具有一定的磁力，这个磁力在磁体中的表现是同性相斥，异性相吸磁体吸引铁磁物资，而铁磁物资又吸引铁磁物资的现象叫磁化。磁体吸引铁磁物资，一开磁体后铁磁物资具有磁性称为剩磁二磁场和磁力线磁场是磁体周围具有磁力线的空间称为磁场磁力线是指分布在磁体周围的光洁的曲线方向，由北极指向南极。磁力线具有三大特点1磁场是闭合的曲线，在磁体的外部，磁力线由北极指向南极，在内部由南极指向北极。2磁力线因磁场方向

15、只有一个，它们互不相交。3磁力线具有穿透铁磁物资的能力，在较近的地方磁力线分布最密，远离磁极，磁力线分布稀一些，也就说磁力线分布与磁场强度有关系。三磁通 磁感性强度磁通：通过垂直于磁场的某一面积的磁力线总数目，称为通过该面积的磁通，用字母（读fei）表示。单位为“韦伯”简称韦，用符号（Wb）表示，较小的单位叫“麦克斯韦”简称麦，用字母“Mx”表示。 1Wb=108Mx磁感应强度，是指通过单位面积的垂直于某一面积的磁力线数目，称磁感应强度 B=Q/S磁感应强度的单位 Wb/，较小的单位是“高斯”用字母Gs表示，Wb/又称“特斯拉”，简称 特，用字母“T”表示 1T=104Gs（麦/厘米2）名称单

16、位小单位换算关系磁通韦伯（韦）Wb麦克斯韦（麦）Mx1Wb=108Mx磁感应强度Wb/或特斯拉（特）高斯Gs1T=104GsWb/=104Gs四磁导率为了衡量各种物资导磁性能，我们引入了一个新的物理量称为磁导率，用字母u表示，单位是 亨利/米真空导磁率u0=410-7亨利/米，相对磁导率是各种物质的磁导率与真空导磁率之比，称为相对导磁率 Ur=U/U0相对磁导率是没有单位的，只有各种物质磁导率的比倍相对磁导率Ur1的物质称反磁物质，如铜、银Ur1的物质称顺磁物质，如空气、铝相对磁导率比1大得多的物质称铁磁物资，如铁钴镍及其合金：钴 Ur=174 镍Ur=1120 软钢Ur=2180 退火铁Ur

17、=7000 硅钢片Ur=7500 镍铁合金Ur=60000 C型坡莫合金Ur=11500022电流的磁场1通电直导线的磁场从实验证明，在一张纸上撒下许多铁粉，在纸平面和中心上通过一条导线，未通电时平面上的铁粉是不规则的，一旦通电后铁粉就很规则的围绕通电导线形成若干同心圆，这种现象说明通电导线周围存在磁场。如图，这些同心圆即是磁力线，它有方向，用右手螺旋定则也就是安培定则来确定磁力线方向，伸开右手，让大拇指垂直且指向电流方向，其余弯曲四指就是磁力线方向，或叫磁场方向，图中表明由于电流方向向下，所以磁力线是顺时针方向，如果电流方向改变，磁力线方向也跟着改变。这个图中表示是电流是流出的，它的磁力线方

18、向是反时针的。 这个图中表示电流是流入的，它的磁力线方向是顺时针的。二通电螺旋管的磁场图中的四指指向的方向为电流方向，大拇指指的就是磁场方法，为北极（N），我们也可以在螺旋管通电后在管的两端移入一个指南针，如果指南针与一端相吸，那么另一端的极性就是被吸的这一段的极性，总之：凡通电直导线或螺旋管周围存在磁场，这说明电流与磁场有不可分割的关系。电流产生磁场的现象叫做电流的磁效应三磁场对载流导线的作用将一根载流直导线放置在蹄形磁铁中，导线由于是载流的，并不断改变方向，那么导线就会在磁场中滑进滑出，做水平往复运动，电流越大，往复摆动越大。确定导线的运动方向是用左手定则来判定的，摊开左手，让大拇指和其余

19、四指垂直，此时手心面向北极，让磁力线穿过手心，四指指电流方向，大拇指指向导体运行方向。如图：载流直导线在磁场中产生的力称电磁作用力，简称电磁力，用字母“F”表示F=BIL B磁感应强度，I电流，L导线在磁场中的长度电磁力与磁感应强度与通过的电流及导线在磁场中的有效长度成正比。四磁场对通电线圈的作用由于磁场对载流直导线有作用力，这个作用力分别在线圈的两个有效边上ad边的作用力，根据左手定则判定是向上的叫F1，同理bc边的电磁力是向下的，叫F2，F1=F2，且方向相反，构成了一对电磁力偶，圈该线圈围绕中心轴转起来当线圈旋转180以后，由于碳刷改变了线圈的电流方向根据左手定则判定ad边的作用力向下，

20、bc变的力向上，这个方向为顺时针方向，要想改变旋转方向，必须改变电流方向（当然也可以改变线圈的缠绕方向，这个旋转就是电动机转动的基本原理）23电磁感应电和磁是可以相互转化的，在一定的条件下，电流可以形成磁场，同样磁场可以转化成电流的现象叫电磁感应现象。一电磁感应现象将导条的两端连接在检流计上，将导条在磁场中移动，图中是向右移动，移动时切割磁力线在导条上产生感生电动势，既感生电流，此时感生电流由检流计指针右偏反应出来，如果检流计指针左偏，那么导条就应该改变向左移动，导条不断左右移动，检流计不断偏转，摆动越快电流越大，摆动幅度越大，指针偏转越大。条形磁铁在闭合线圈中运动，插入或抽出条形磁铁都是是线

21、圈总磁通发生变化而产生感生电动势及电流，插入时检流计指针向右偏摆，拔出时检流计指针向左偏摆，插入与拔出的速度越快，感生电动势越强，感生电流越大。回路中磁通量的变化是产生感生电动势的根本原因，既动磁生电，电生磁，磁通变化越大，感生电动势越大。因磁通的变化产生感生电动势的现象称为电磁感应现象二法拉第定律产生感生电动势的大小，取决于条形磁铁在线圈中运动的快慢，速度越快感生电动势越大，相反就小，也即是磁通变化的大小，磁通变化的大小用磁通变化率来表示。在运动过程中，往往使用时间来判定的，比如在t1时，有一个磁通1，过一会儿t2时对应的磁通2。磁通变化量 =21变化时间 t=t2t1所以单位时间中磁通变化量称磁通变化率 /t=（21）（t2t1）单匝线圈的感生电动势E（e）=|t|多匝线圈的感生电动势e=N|t| 当穿过线圈的磁通发生变化时，线圈两端的感生电动势只与磁通变化率成正比，这就叫法拉第定律三楞次定律在图一中，条形磁铁北极在下的插入使原磁通增加，那么该线圈变化产生的新磁通，根据楞次定律要反抗原磁通的增加，新磁通的方向向上，由新磁通的方向和安培定则（右手螺旋管定则），确定感生电流的方向，就是由检流计正端输入，负端输出。在图二中，条形磁铁北极在下的拔出，使原磁通减小，那么该线圈变化中产生的新磁通的方向向下，根据楞次定律要反抗原磁通的减小，新磁通由安培定则（右手螺旋管定则