维修电工培训讲义-李银红.doc

1、维修电工(中级)培训讲义宁夏工商职业技术学院李银红电工基础知识直流电路一、电路的组成及各部分的作用1、电路：电流所流经的路径称电路。2、电路的组成：电源、负载、中间环节（导线和开关等）电源：是电路中产生电能的设备。如：发电机、电池。负载：是将电能转换成其他形式能量的装置。如：电灯泡、电炉、电动机等。中间环节：起到连接、控制、测量和保护作用。3、电路的工作状态(1)、通路：开关合上时的工作状态。这时电路中有电流通过。、断路（开路）：开关断开时的工作状态。这时电路中没有电流通过。、短路：就是电源未经负载而直接由导线（导体）构成通路。二、电流1、电流的形成 电荷的定向运动形成电流。注意：在金属导体中

2、，形成电流的粒子是电子；在液体和气体中，形成电流的粒子是正离子或负离子。2、电流的方向：规定以正电荷移动的方向为电流的方向。参考方向：假定的方向。当解出的电流为正值时，就认为电流的实际方向与参考方向一致，反之，当电流为负值时，就认为电流的实际方向与参考方向相反。3、电流的大小电流强度：I=q/t单位：安培（A） 1KA=10A=106mA=109a4、电流的分类（1）、直流电流：大小和方向都不随时间变化的电流。(2)、交流电流：大小和方向都随时间变化的电流。 i=q/t5、电流的测量：电流的大小可以用电流表来测量。注意：电流表必须串联在电路中；测量直流电流时使电流从表的“+”端流入，“”端流出

3、。三、电压与电位1、电压（Uab）（1）、电压：电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压。 Uab=Aab/Q(2)、单位：伏特（V） 1KV=103V=103mV=103V2、电位（a）(1)、电位：某点的电位就是电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。 a=Aao/q（2）、正电位和负电位：高与参考点的电位是正电位，低与参考点的电位是负电位。（3）、单位：伏特（V）3、电压与电位的关系：Uab=ab 说明：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差。4、电压的方向：高电位指向低电位。表示方法 箭头表示： 双下标表示：Uab5、电压的测量：用电压表来测量

4、注意：必须把电压表并联在被测电压的两端；测量直流电压时，电压表的正负极和被测电压一致。四、电动势1、电源力：在电源内部，由于其他形式能量的作用，产生一种对电荷的作用力，叫电源力。2、电动势（E）：在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极b移到正极a所做的功叫做电源的电动势。 E=Aba/Q3、单位：伏特（V）4、方向：电源的负极指向正极。五、电阻（R）1、电阻：是反映导体对电流起阻碍作用大小的物理量。2、单位：欧姆（） 1M=103 K=1063、电阻定律：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。R=l/S式中：（电阻率）m; lm; sm2 ; R4、电

5、阻与温度的关系电阻温度系数=(R2R1)/R1（t2t1）注意：一般的，温度升高后，导体的电阻增加，而碳，当温度升高时，电阻反而减小。5、常用的电阻器（1）、电阻器：具有一定阻值的实体元件。（2）、电阻器的结构与性能特点 可变电阻器 电阻器 线绕电阻：功率较大，稳定性高，但阻值较小。 固定电阻器 薄膜电阻：稳定性好，误差小，阻值较大，但功率较小。 实心电阻：阻值较大，但功率较小，稳定性差。（3）、电阻器的主要指标标称阻值：国家规定的一系列作为产品标准的数值。P11 表1-3允许偏差：（R-RH）/RH 表示电阻器的准确程度。标称功率（额定功率）：是指在一定的条件下，电阻器长期连续工作所允许消耗

6、的最大功率。六、欧姆定律1、部分电路欧姆定律 流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。 I=U/R 或 U=IR 2、全电路欧姆定律 在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比。 I=E/(R+r)3、电源的外特性由U=EIr。电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性。讨论：1、R增大，I减小，U增加；R减小，I增大，U减小。 2、负载电流不变，r减小，U增大；r增大，U减小。 3、R=0，U=E七、电功与电功率1、焦耳定律（1）、电流的热效应：电流通过金属导体时，导体会发热的现象。（2）、焦耳定律：电流流过金属导体产生的热量与电流的平方

7、、导体的电阻、通电时间成正比。 Q=I2Rt2、电功（A）（1）、电功：电流所做的功。 A=UIt= I2Rt=U2/Rt（2）、单位：焦耳（J） 1KWh=3.6106J3、电功率（P）（1）、电功率：单位时间电流所做的功称为电功率。 P=A/t=UI=I2R= U2/R（2）、单位：瓦（W） 1KW=103W4、额定值：就是保证电气设备能长期安全工作的最大电压、电流和功率，分别称为额定电压、额定电流和额定功率。八、电阻的连结1、电阻的串联 把两个或两个以上的电阻器，一个接一个地连成一串，使电流只有一条通路的连接方式叫做电阻的串联。2、串联电路的特点（1）、电路中流过每个电阻的电流都相等。

8、I=I1=I2=I3=In（2）、电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。 U=U1+U2+U3+Un（3）、电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和。R=R1+R2+R3+Rn（4）、电路中各电阻上的电压与各电阻的阻值成正比。 Un=Rn/RUURRRU2122+=分压公式： 3、电阻的并联 把两个或两个以上的电阻并列地连接在两点之间，使每一电阻两端都承受同一电压的连接方式叫做电阻的并联。4、并联电路的特点（1）、电路中各电阻两端的电压相等，并且等于电路两端的电压。 U=U1=U2=U3=+Un（2）、电路的总电流等于各电阻中的电流之和。 I=I1+I2+I3+In（3）、电路的等效电

9、阻（即总电阻）的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 +=1111RRRRn21（4）、在电阻并联电路中，电流与电阻成反比。 In=R/RnI分流公式： 九、基尔霍夫定律复杂电路：无法用串、并联关系简化的电路称为负载电路。1、重要名词（1）、支路：由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支电路。支路分为有源支路和无源支路。（2）、节点：三条或三条以上支路的连接点叫做节点。（3）、回路：电路中任意一个闭合路径。（4）、网孔：内部不含支路的回路。2、基尔霍夫第一定律（KCL）内容一：电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。 I入=I出内容二：电路中任意一个节点上，电流的代数和恒

10、等于零。 I=0注意：1、基尔霍夫第一定律不仅适用于节点，也可推广应用于任意假定的封闭面。2、计算电流为正值，表明实际方向与参考方向相同；为负值，表明实际方向与参考方向相反。例P34 2-92、基尔霍夫第二定律（KVL）内容一：对于电路中的任一回路，沿回路绕行方向的各段电压的代数和等于零。 U=0内容二：在任一闭合回路中，各个电阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和。 IR=E列回路电压方程的步骤：1、假设各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。2、将回路中全部电阻上的电压写在等式一边，若通过电阻的电流方向与绕行方向一致，则该电阻上的电压取正，反之取负。将回路中全部电动势写在等式另一边，若电动势

11、的方向与绕行方向一致，则该电动势取正，反之取负。注意：基尔霍夫第二定律不仅适用于闭和回路，也可推广应用于不闭和的虚拟回路。（二）正弦交流电路一、正弦交流电的基本概念1、周期和频率(1)、时变的电压和电流：随时间变化的电压和电流。如果时变电压和电流的每一个值经过相等的时间后重复出现，称为周期电压和电流。 周期电流： i(t)=i(t+KT)(2)、周期（T）：电压和电流变化一次所用的时间。 单位：秒（S）(3)、频率（f）：单位时间内周期波形重复出现的次数。 单位：赫兹（HZ）(4)、周期和频率的关系：f=1/T 注意：我国工业和民用电的频率是50HZ，周期0.02S。2、相位和相位差(1)、正

12、弦交流电（正弦量）：如果周期电压和电流的大小和方向都随时间按正弦规律变化，称正弦电压和正弦电流。 表达式：i(t)=Imsin(t+i) u(t)=Umsin(t+u)(2)、正弦量的三要素：振幅（Im）、角频率（）和初相（i） =2/T=2f(3)、相位（相角）：t+i反映了正弦量的变化进程。(4)、相位差：两个同频率正弦量的相位之差。=1-2(5)、同频率正弦量的相位关系：（1）若0，称i1超前i2一个相位角。（2）若0，称i1滞后i2一个相位角。（3）若=0，则i1与i2同相。（4）若=1800 ，则称反相。3、有效值：在数值相同的电阻上分别通以周期电流和直流电流，如果在一个周期内，这两

13、个电阻所消耗的电能相等，则该直流电流的值就称为交流电流的有效值。数学证明，最大值是有效值的2倍。4、正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法：用复数式与相量图来表示正弦交流电的方法。（1）、相量电流相量：m=Imeji=Imi ， =Ieji=Ii电压相量：m=Umeji=Umu ， =Ueju=Uu电动势相量：m=Emeji=Eme ，=Eeje=Ee注意：相量可以来表示正弦量，但并不等于正弦量。（2）、相量图：相量在复平面上的几何表示。 二、单相正弦交流电路1、纯电阻电路（1）、电压与电流的关系有效值关系：U=RI相位关系：电压和电流同相。=ui=0相量关系：=R（2）、功率瞬时功率：p=ui=UmImsin2t=UI(1-cos2t)说明：电阻所吸收的功率在任一瞬时总是大于等于零的，即电阻是耗能元件。平均功率：P=UI=RI2=U2/R2、纯电感电路（1）、电压与电流的关系有效值关系：U=XLI XL=L=2fL感抗。 讨论：f=0时, 则XL=0;f时,