电工基础知识ppt课件

2008年中石化乙烯装置技师第一章直流电路第一节、简单电路一、电路的组成　　电路就是电流所流经的路径，是由电源、负载、连接导线和控制开关四个部分组成的。　　电路各部分的作用：（1）、电源：为输出电能的设备，其作用是将其它形式的能量转换为电能。如电池是将化学能转换为电能，而发电机是将机槭能转换为电能。常见的直流电源有：干电池、畜电池、发电机。（2）、负载：即用电设备（消耗电能），它的作用是把电能转换为其它形式的能。如电炉是将电能转换为热能，电动机则把电能转换为机槭能。负载常见有：电炉、电灯、电动机等。（3）、控制开关（电器）：在电路中起控制作用，还可以保护电器设备。如刀开关、熔断器、接触器等。（4）、导线：由导体制成，其作用就是把电源、负载和控制开关（电器）连接成一个回路，并将电源的电能传输给负载。由此可见，电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。二、电路的状态电路的状态有三种：导通、开路和短路。如左图所示：１、导通：此时电路形成闭环通路，电路中将有电流通过。２、开路：有叫断路，电路断开，无电流通过。３、短路：一部分负载被短接，有两种情况，一种是电气故障引起，另一种是工作需要（修理、电路调试等）。三、电路图　　在实际工作中为了便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号示在电路图中，称为原理电路图，也叫电路图。一般电路图中，常用的电路元件的符号。3、电流密度定义：不同截面的导体，通过相同的电流，将产生不同的效果，，所以就引入了电流密度的概念，当电流在导体截面上均匀分布时，电流强度与导体截面的比，称为电流密度，用J表示，公式：J=I/S（S截面平方毫米，I安）第三节　电阻和电导一、电阻电流在导体中流动时受到阻碍，这种阻碍作用称导体的电阻，电阻是导体固有的特性．计算式、单位金属导体的电阻与其长度、横截面积以及材质有关。电阻定律：当温度不变时，与长度成正比，截面积成反比。单位：欧姆常用材料的电阻率材料名称20℃时的电阻率(欧姆·毫米2/米)银0.016铜0.0172金0.022铝0.029铁0.0978铅0.206二、电导定义：表示导体通过电流的能力，它等于电阻的倒数。单位为西门子，简称西；三、温度对电阻的影响通常情况下：随着温度的升高，物质的电阻是增大的。公式：R2=R1[1+a(t2-t1)]R1U1UR2U2I+–++––RUI+–四、电阻的连接①串联串联特点:1)各电阻一个接一个地顺序相连；2)各电阻中通过同一电流；3)等效电阻等于各电阻之和；R=R1+R24)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。两电阻串联时的分压公式：两电阻并联时的分流公式：(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联特点:(1)各电阻联接在两个公共的结点之间；RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各电阻两端的电压相同；②并联电阻的混联定义：既有电阻串联又有电阻并联的电路。电路基本形式：电阻星形和三角形连接的等效变换1、电阻星形和三角形连接的特点：星形联接或T形联接，用符号Y表示。特点：三个电阻的一端联接在一个结点上，成放射状。三角形联接或π形联接，用符号Δ表示。2、电阻星形和三角形变换图：星形变换成三角形如图所示，三角形连接变换成星形如图所示。3、等效变换的条件：要求变换前后，对于外部电路而言，流入（出）对应端子的电流以及各端子之间的电压必须完全相同。4、等效变换关系：已知星形连接的电阻RA、RB、RC，求等效三角形电阻RAB、RBC、RCA。公式特征：看下角标，两相关电阻的和再加上两相关电阻的积除以另一电阻的商。已知三角形连接的电阻RAB、RBC、RCA，求等效星形电阻RA、RB、RC。第四节、电位和电压一、电位①定义：（参考点）正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。②单位：Ｖ（伏特）③方向：电路中的电位是相对的，与参考点的选择有关，某点的电位等于该点与参考点间的电压。电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位差。即Uab=Va-Vb。所以电压是绝对的，其大小与参考点的选择无关；但电位是相对的，其大小与参考点的选择有关。二、电压①定义：电场力把单位正电荷从电场中A点移到B点所做的功，称其为A点到B点间的电压。用uAB表示。或任意两点间的电位差称为电压。②单位：伏特（V），1V＝10³mV＝10^6μV，1kV＝10³V③方向：高电位低电位规定把电位降低的方向作为电压的实际方向。电压的方向不随时间的变化而变化为直流电压Uab，方向和大小都随时间的变化而变化为交流电压uab。任意假设的电压方向称为电压的参考方向。已知a点的电位Ua=5V，b点的电位Ub=3V，则电压Uba=2V。第五节　电动势①定义：电源力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功，用e表示。②单位：电动势与电压有相同的单位。③方向：从电源负极指向正极在直流电路中，电流流出的一端为电源的负极（）第六节　电功和电功率一、电功①定义：电场力把电荷从一点移到另一电所作的功，Ａ=ＩＵt②单位：焦耳二、电功率①定义：单位时间内电场力所作的功P=UI②单位：瓦特(W)③功率方向：提供、消耗④功率的测量：利用功率表。2.电能(1)定义：在t1时间内，电路所消耗的电能量。 (2)能量单位：焦耳(J)，电能的常用单位为度，１度＝１千瓦×１小时(3)能量方向：吸收、释放功率例1-1：有一个电饭锅，额定功率为1000W，每天使用2小时；一台25寸电视机，功率为60W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？解：（1kW×2h＋0.06kW×4h＋0.12kW×8h）×30天＝（2度＋0.24度＋0.96度）×30＝52度第六节　欧姆定律一、部分电路欧姆定律德国科学家欧姆通过实验得出：导体中电流强度与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比。RU+–I二、全电路欧姆定律实验证明闭合电路中电流强度Ｉ与电动势Ｅ成正比，与外电路和内电路的电阻和成反比．在只有一个电源的闭合电路中，电流的大小（）。A．与电源电动势成正比B．与电路中负载电阻及电源内阻之和成正比C.与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比D．与电源电动势成反比IE+_aRbIE+_aRbrUab简单复习：１、电路２、电流、电压、电功、功率、电能３、电阻、电阻的串联、并联、混联４、欧姆定律在串联电路中，总电压等于各串联导体分电阻的端电压，即U=U1=U2。()对于串联电路，下列论述错误的是(　)。A、在串联电路中，流过各串联导体的电流是相同的B、串联电路的总电压等于各串联导体电压之和C、在串联电路中，各串联导体的电压也是相同的D、在串联电路中，串联导体的电阻越大，该串联导体分电压越高把“220V，40W”的白炽灯和“220V，60W”的白炽灯并联接到220V的电源上，“220V，40W”的白炽灯流过的电流大。()对于并联电路，下列论述正确的是(　)。A、在并联电路中，流过各并联电阻的电流是相同的B、并联电路的总电阻等于各并联分电阻之和C、并联电路的总电压等于各并联分电阻的端电压之和D、并联电路的总电流等于并联电路分电阻流过的电流之和已知某并联电路R1//R2，R1=8欧，R2=8欧，并联电路的总电流I=18A，流经R2的电流I2是(　)。A5.4AB9AC4.8AD1.8A练习：已知电阻R1和R2串联，两端电压U，则R1两端的电压U1=______，R2两端的电压U2=______，R1上消耗的电功率P1=______，R2上消耗的电功率P2=______。已知电阻R1和R2并联，电路中总电流是I，则R2支路中的电流I1=______，R1支路中的电流I2=______，R1上消耗的电功率P1=______，R2上消耗的电功率P2=______。例题：线路的电压为220V，每条输电线的电阻是5Ω，电炉A的电阻是100Ω，求电炉A上的电压和它消耗的功率．如果在A的旁边再并联一个电阻相同的电炉B，这时电炉上的电压和每个电炉消耗的功率又各是多少？电流幅值（最大值）角频率（弧度/秒）初相角1、三要素:oi0第二章　正弦交流电路定义：特点：为正弦电流的最大值(幅值)①幅值与有效值在应用中常用有效值表示幅度*常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。电压220V，也是指供电电压的有效值。最大值电量名称必须大写,下标加m。如：Um、Im瞬时值表达式电量必须大写如：U、I有效值①周期T：变化一周所需的时间.单位秒(s)②周期与频率③角频率ω：每秒变化的弧度.单位弧度/秒(rad/s)②频率f：每秒变化的次数.单位赫兹(Hz）iT描述正弦量变化快慢的几种：*我国交流电网频率：Hz；交流电变化一周需s③初相位i——t=0时的相位，称为初相位或初相角。——正弦波的相位角或相位。例幅度：已知：频率：初相位：1）正弦交流电的三个基本要素是　　，　　　　　　　　　，　　　　　　　　　．2）我国工业及生活中使用的交流电频率为　　　　　　　　、周期为　　　　　　　　　　。3）已知正弦交流电压：它的最大值为　V，频率为　Hz,周期T=　　S，角频率ω=　rad/s，初相位为　　　。4）已知两个正弦交流电流：则i1和i2相位差为　　　，　　　超前　　　　。　关于正弦交流电，下列说法中正确的是(　)。A、如果正弦电流的最大值为5A，那么它的最小值为-5AB、用交流电流表或电压表测量正弦电流的电流和电压时，指针来回摆动。C、我国正弦交流电频率为50Hz，故电流变化的周期为0.02秒D、正弦交变电流的有效值为220v，它的最大值是311v交流电的有效值是根据(　)来规定的?A、电流的数值大小B、电压的数值大小C、电阻的数值大小D、电流的热效应两个同频率正弦量间的相位差(初相差)t2、正弦交流电的相位差uiC+_iuiu电流超前电压90+-LuωtuiiO电压超前电流90R+-iωtU、iO电压与电流同相纯电感电路结论：①电感两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即式中ＸＬ为感抗，与电阻R性质类似，单位也为Ω。但感抗与频率成正比，当f=0（直流）ＸＬ=0时，说明电感元件在直流电路中相当于短路；而当f→∞　ＸＬ→∞时，说明电感元件在高频线路中相当于开路；也就是说，电感线圈具有“通低频、阻高频”的特性。②电感两端的电压超前电流90°（关联时）。③电感电压与电流相量符合：纯电容电路结论：①电容两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即式中ＸＣ称为容抗，单位是Ω，与感抗相似，但容抗与角频率成反比。当f=0时ＸＣ→∞，说明电容元件在直流电路中相当于开路；而当f→∞时ＸＣ=0，说明电容元件在高频线路中相当于短路；也就是说，电容具有“隔直通交”作用。在电感元件电路中，在相位上电流比电压滞后（）。A．滞后90°B．滞后60°C．超前90°D．超前60°三相电动势瞬时表示式e0eAeBeC2120°240°360°第三章　三相交流电路①对称三相电源：由3个相同、相同、相位的正弦电压源构成。三角形联结(△)星形联结（Y）–++–+BAC–AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+②三相电源的联结方式③三相负载的联结方式星形负载三角形负载三相四线制电路三相三线制电路负载连成Y形，无中线三相电路简称：Y---Y方式负载连成Y形，有中线三相电路简称：Y---Y0方式负载连成△形，简称：Y---△方式123N´负载中性点N电源中性点+ZBZCZAN'N++–––ZABZBCZCAACB+++–––星形联结（Y）三角形联结(△)中性线的作用在于使（）不对称的相电压对称。A．三角形连接B．三角形连接和星形连接C．星形连接D．其他连接根据以下电压瞬时值表达式判断，对称三相交流电的表达式是(　)。A、UA=311sin314tUB=311sin（280t+120°）UC=311sin（140t–120°）B、UA=311sin314tUB=311sin（314t–120°）UC=311sin（314t–240°）C、UA=220sin314tUB=20sin（314t–120°）UC=220sin（314t+120°）D、UA=3420sin314tUB=3420sin（314t–120°)UC=3420sin（314t+120°)三相交流电路，相电压与线电压，相电流与线电流的关系，下列说法正确的是(　　)。A、在Δ型联接时，负载上的线电流等于相电流B、在Δ型联接时，负载上的线电压等于相电压C、在Y型联接时，负载上的线电流等于相电流D、在Y型联接时，负载上的线电压等于相电压第四章电磁场基础1.磁铁、磁极、磁场、磁力线2.电流的磁效应右手螺旋定则（判断磁力线方向和电流方向之间的关系)通电直导线的磁场通电线圈的磁场条形磁铁的磁感线4.磁场对载流导体的作用载流导体受到的磁场力的方向可由左手定则确定（磁场方向、电流方向和直导体受力方向三者的关系）5.电磁感应定律（1）感应电动势的产生（2）电磁感应定律（3）楞次定律——确定感应电动势的方向导线中感应电动势的方向亦可由右手定则确定电磁感应实验下列属于电磁感应现象的是(　)。A、通电导体周围产生磁场B、磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C、由于导体自身电流发生变化，导体周围磁场发生变化D、穿过闭合线圈的磁感应线条数发生变化，一定能产生感应电流第五章　常用电工工具一般工具：钢丝钳、尖嘴钳、电工刀、活动扳手、试电笔、螺丝刀电工安全用具1绝缘安全用具基本安全用具和辅助安全用具2电压电流指示器携带式电压指示器（低压验电器、高压验电器）携带式电流指示器（钳形电流表）安全带、绝缘手套、绝缘靴存放架安全帽、安全带、围栏网存放架绝缘杆、验电器存放架3登高作业安全用具4临时接地线、遮拦、标志牌等5护目眼睛等标式牌准确度等级被测电量外壳防护性能使用方式：安装式、便携式工作原理：磁电系(C)、电磁系(T)、电动系(D)、感应系(G)电工仪表的分类五、常用电工仪表按照被测量的种类分类序号被测量的种类仪表名称符号电流表毫安表电压表千伏表功率表千瓦表电度表相位表频率表欧姆表兆欧表1电流2电压3电功率4电能5相位差6频率7电阻AmAVkVWkWfMkWh电工测量仪表上的几种符号符号意义~~3~2kV或¬或直流交流交直流三相交流仪表绝缘试验电压2000V仪表垂直放置仪表水平放置