2009年电气培训讲义第一讲 电工基础

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电气技术培训讲义

电工基础上海雷诺尔成套技术部2009年8月

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第一章

电路的基本概念与基本定律

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第一节一、电路的基本组成 1.什么是电路

电

路

电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。

图1-1 简单的直流电路

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第一节2.电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分：

电

路

(1)电源(供能元件):为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机 等)。 (2)负载(耗能元件):使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。 (3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 (4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝 电缆线等)。

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第一节3.电路的状态

电

路

(1) 通路(闭路):电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获 得一定的电压和电功率，进行能量转换。 (2) 开路(断路):电路中没有电流通过，又称为空载状态。 (3) 短路(捷路):电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于 严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在 电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不 良后果。

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第一节

电

路图1-2 手电筒的电路原理图

二、电路模型(电路图) 由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路 模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称 为电路图。例如，图1-2所示的手电筒电路。 理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器 件组成的，为了便于使用数学方法对电路进 行分析，可将电路实体中的各种电器设备和 元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的 理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的 结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。

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第一节表1-1常用理想元件及符号

电

路

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i(t )

q t

第二节

电流和电压

一、电流的基本概念 电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流， 其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的 反方向),其大小等于在单位时间内通过导体横截 面的电量，称为电流强度(简称电流),用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。 电流的国际单位制为安培(A)。常用的电流单位还 有毫安mA、微安 A、千安kA等，它们与安培的换 算关系为 1mA = 10-3A; 1 A = 10-6 A; 1kA = 103 A

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第二节

电流和电压

二、直流电流 如果电流的大小及方向都不随时间变化，即 在单位时间内通过导体横截面的电量相等， 则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流 ，记为DC或dc,直流电流要用大写字母I表 示。 直流电流I与时间t的关系在I-t

坐标系 中为一条与时间轴平行的直线。

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第二节

电流和电压

三、交流电流 如果电流的大小及方向均随时间变化， 则称为变动电流。对电路分析来说，一种最 为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小 及方向均随时间按正弦规律作周期性变化， 将之简称为交流，记为AC或ac,交流电流的 瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。

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第二节

电流和电压

四、电压 1.电压的基本概念 电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称 为电压),其大小等于单位正电荷因受电场力作用 从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高 电位指向低电位的方向。 电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还 有毫伏(mV)、微伏( V)、千伏(kV)等，它们与伏特 的换算关系为 1mV=10 3 V; 1 V=10 6 V; 1kV=103 V

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第二节

电流和电压

2.直流电压与交流电压 如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称 之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大 写字母U表示。 如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变 动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电 压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向 均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬 时值要用小写字母u或u(t)表示。

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l

第三节一、电阻元件

电 阻

电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例 如灯泡、电热炉等电器。

电阻定律： ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · ( · ; 米 m)L ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m); S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2) ; R ——电阻值，国际单位制为欧姆( )。 经常用的电阻单位还有千欧(k )、兆欧(M ),它们与 的换算关系 为1k = 103 ; 1 M = 106 l

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第四节

电功率和电能

一、电功率 电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或 设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为 U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二 端网络)的功率大小为 P = UI 功率的国际单位制单位为瓦特(W),常用的单位还 有毫瓦(mW)、千瓦(kW),它们与W的换算关系是1mW =10 3 W; 1kW = 103 W

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第四节

电功率和电能

二、电能 电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发 出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦尔 (J),电能的计算公式为 W = P ·t = UIt 通常电能用千瓦小时(kW ·h)来表示大小，也叫做 度(电):1度(电) = 1 kW ·h = 3.6 106 J。即 功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间 内所发出或消耗的电能量为1度。

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第四节

电功率和电能

三、电气设备的额定值 为了保证电气设备和电路元件能够长期

安全地正常工作，规定了额定电压、 额定电流、额定功率等铭牌数据。 额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。 额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。 额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。 额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。 轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备 不能得到充分利用或根本无法正常工作。 过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电 气设备很容易被烧坏或造成严重事故。 轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。

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第四节

电功率和电能

三、电气设备的额定值 为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、 额定电流、额定功率等铭牌数据。 …… 此处隐藏：1749字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……