電氣基礎(chǔ)培訓(xùn)資料1

1、電氣基礎(chǔ)培訓(xùn)資料本文章的內(nèi)容主要是介紹關(guān)于電氣的一些基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容包括靜電知識(shí)，交流電，直流電，電壓，電流，電阻，電容，電磁感應(yīng)，邏輯門電路等等及萬用表的一 些基本使用方法.MINODA武漢美能達(dá)辦公機(jī)器有限公司技術(shù)服務(wù)部教育科電氣的基礎(chǔ)復(fù)印機(jī)的技術(shù)包括機(jī)械，電氣，光學(xué)，化學(xué)等各個(gè)不同類型的技術(shù)領(lǐng)域，因?yàn)殡娛?看不 見的而且也無法直接觸摸的，因此有許多人并不了解什么是電.但是，電的應(yīng) 用對(duì)于人 類來說是至關(guān)重要的.同時(shí)，要了解復(fù)印機(jī)的原理也必須了解電的基礎(chǔ) 知識(shí)用為電是 所有電氣產(chǎn)品的所必需的能源.電是什么通常我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常使用一些提供電的能量的產(chǎn)品，例如：電源插座，干電池 等等.而且，

2、我們也經(jīng)常在自然界看到象閃電這樣的自然現(xiàn)象 ，但是我們并不仔 細(xì)考慮 電的本質(zhì).什么是電是我們?cè)谝韵碌膬?nèi)容中所要講訴的.靜電人們知道物體可以分為兩類，一類是能夠?qū)щ姷膶?dǎo)體，例如金屬.另一類是不能導(dǎo) 電的絕緣體，例如玻璃.事實(shí)上，任何兩個(gè)不同質(zhì)料的物體相互摩擦后，都能帶電，但 由于 絕緣體不能導(dǎo)電，所以容易出現(xiàn)帶電現(xiàn)象.此種電我們稱為靜電，此種帶電現(xiàn) 象稱為靜 電現(xiàn)象.人們又從實(shí)驗(yàn)中確定了電只有兩種：當(dāng)毛巾和玻璃互相摩擦后， 就分別帶上不 同性質(zhì)的電，凡和玻璃在這種情況下所帶的性質(zhì)相同的電稱為正電 和毛巾在這種情 況下所帶的性質(zhì)相同的電稱為負(fù)電.摩擦帶電后，兩個(gè)物體所帶 的正負(fù)帶電量相等.帶電的

3、物體所持的電量是以庫(kù)侖為單位.兩個(gè)帶同種電荷的 物體相互排斥，帶異種電荷的物體相互吸引.以下是不同介質(zhì)摩擦帶電的示意圖.4147小?心切第焊理聲帶列上呼比九百心力4方曷。玻璃 v<力SS硬.質(zhì)橡膠橡膠.一金屬如圖所示，在上圖中所例出的物質(zhì)相互摩擦?xí)r，左邊的物體會(huì)失去電子帶正電，右 邊 的物體會(huì)得到電子帶負(fù)電.)+(-5靜電感應(yīng)絕緣的導(dǎo)體引入外電場(chǎng)后，所發(fā)生的電荷重新分布的現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng) .如下圖所 示, 外電場(chǎng)是由一個(gè)均勻帶正電的導(dǎo)體球 A所產(chǎn)生的，電場(chǎng)的力線是對(duì)稱配置的.當(dāng)絕 緣導(dǎo) 體B剛引入時(shí)，導(dǎo)體B上的自由電子就因?yàn)槭芰穗妶?chǎng)的力而開始在導(dǎo)體內(nèi)移動(dòng) ，其方向 是趨向于導(dǎo)體 A的.這

4、時(shí)導(dǎo)體B上的電荷分布發(fā)生了變化，形成局部帶電.導(dǎo)體A上的 電荷分布也因?yàn)?B的局部帶電而發(fā)生變化，直到導(dǎo)體 A和B都達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí) （兩個(gè)導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，表面上的場(chǎng)強(qiáng)處處垂直于導(dǎo)體表面）為止.帶量體A埠體R群母體A 醇體B金屬導(dǎo)體的特征是具有帶負(fù)電的自由電子.當(dāng)導(dǎo)體不帶電時(shí)，自由電子的負(fù)電荷和結(jié)晶點(diǎn)陣的正電荷互相平衡，因此導(dǎo)體呈現(xiàn)中性.如果自由電子增多，則導(dǎo)體帶負(fù)電：反之，如果自由電子減少，則導(dǎo)體帶正電.當(dāng)導(dǎo)體的內(nèi)部和表面上任何一部分都沒有 宏 觀的電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們就說這導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài).備注：.一-19 -1. 1 電子=1.60219乂 10庫(kù)侖192. 1庫(kù)侖大約為0.624

5、* 10 9個(gè)電子3. 質(zhì)子和中子的質(zhì)量大約為電子的1840倍電壓與電流電流的定義：大量的電荷有規(guī)則的移動(dòng)形成電流.電流可分成兩類：傳導(dǎo)電流和對(duì) 流 電流.微觀的電荷（電子，離子）相對(duì)于導(dǎo)體作有規(guī)則移動(dòng)所形成的電流，稱為傳導(dǎo) 電流；宏觀的帶電物體作機(jī)械運(yùn)動(dòng)所形成的電流 ，稱為對(duì)流電流.我們規(guī)定正電荷 移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，即電流的方向是從高電位流向低電?電壓的定義：兩點(diǎn)間的電壓在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從高電位點(diǎn)移到 低電位點(diǎn)所作的功.電壓與電流的單位：電壓11V儼 10 6VmV1* 10 3VV1VkV1* 103 VMV產(chǎn) 106 V電流A AmAAkAMA 件 10 6A儼 1

6、0 3A1A它 103A儼 106A交流電與直流電直流電（Direct current）如下圖所示，周期電流在任一瞬時(shí)數(shù)值（即瞬時(shí)值）的極性保持不變，這樣的電流 稱為直流電.交流電 如下圖所示，周期電流隨時(shí)間按函數(shù)規(guī)律周期性交變的電流，稱為 交流電交流電變化一周的時(shí)間稱為周期T,也就是波峰與波峰，波谷與波谷之間的時(shí)間單位是S.交流電在每秒時(shí)間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)稱為頻率 f,單位是赫茲，用Hz 表示.根據(jù)實(shí)際的需要，頻率的高低可以分別用千赫（kHz）和兆赫（MHz）度量，它 們之間的關(guān)系為：10kHz=103Hz1MHz=10 6Hz周期和頻率之間的關(guān)系是：f=1/T我國(guó)的電力系統(tǒng)的頻率采用50H

7、z,有些國(guó)家（如美國(guó)，日本）采用60Hz電阻電阻就是電流流過導(dǎo)體時(shí)所遇到的阻力，通常我們用符號(hào) R表示.導(dǎo)體的電阻和 所 加的電位差及電流強(qiáng)度無關(guān)，而和導(dǎo)體材料性質(zhì)及材料大小和形狀有關(guān)系.經(jīng)過研究，我們確定了橫截面為 S,長(zhǎng)度為l的一段導(dǎo)體的電阻等于：R= l/S甯流1 cm其中。是一個(gè)僅與導(dǎo)體材料有關(guān)系的物理量.叫做該材料的電阻率.數(shù)值上 等于 把該材料做成一個(gè)長(zhǎng)為1 1厘米），截面積為1（厘米2）的直拄體，使電流 沿著它的軸 線方向通過時(shí)的電阻.電阻率的倒數(shù)T =1/P稱為電導(dǎo)率.電阻的單位：電阻U c 1 io 6>m>儼 io 3 ckP1 *103 ©MO.1

8、*106 G閉合回路如圖所示，電源（干電池）以外的導(dǎo)體所組成的部分為外電路，在外電路中正電荷 從 高電位流到低電位.電源里面的電路稱為內(nèi)電路.電源的作用是把正電荷從低 電位經(jīng) 過內(nèi)電路送到高電位.內(nèi)電路和外電路連接而稱為閉合電路.J VR（抵抗歐姆定律當(dāng)電流通過一段均勻的導(dǎo)體而其溫度保持不變時(shí)，電流強(qiáng)度I和其兩端的電壓V成正比，這就是一段電路的歐姆定律.可以用以下公式表示：V=I R;I=V/R;R=V/I如果將n個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來，則組合后的等值電阻 R之值,等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻之和.R=Ri +R2+R3+RnVI- I K 1V2= I R 2V=電源電壓丫1 =電阻R1的電壓降V2二電阻R2

9、的電壓降1=回路電流根據(jù)歐女!定律 V=I(R1+R2)V=V 1+V2如果將n個(gè)導(dǎo)體并聯(lián)起來，則組合后的等值電阻的倒數(shù)1/R,等于各個(gè)導(dǎo)體電阻的倒數(shù)的總和.V=電源電壓1=總電流Ii二支路1電流I2二支路2電流根據(jù)歐姆定律 1/R=1/R1+1/R2I = I 1+I2I=V(1/R 1+1/R2)備注:常用可變電阻的結(jié)構(gòu)電流的功和功率設(shè)有一段導(dǎo)線，兩端的電位差為 V,通過的電流強(qiáng)度為I.我們知道，電荷之所以能在 導(dǎo)體內(nèi)作有規(guī)則的移動(dòng)，是因?yàn)槭芰藢?dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)的力.因此，有電流通過的時(shí)候，電場(chǎng)就 做了功.在靜電學(xué)中，已知當(dāng)電荷q從高電位移到低電位時(shí)，電力所作的功為：A=qV這個(gè)關(guān)系對(duì)電流仍然是正

10、確的.設(shè)導(dǎo)體兩端有電位差，由于外電源的維持而可以不變，則在t時(shí)間內(nèi)，從導(dǎo)體一端移動(dòng)到另一端的電荷q=It,電力所作的功為：A=IVt或者應(yīng)用歐姆定律，可得到不同的表達(dá)式：A=I Rt這個(gè)功叫做電流的功.每電位時(shí)間內(nèi)電流的功稱為電流的功率，以P表示.顯然，電流的功率P可寫成下式：P=IV=V 2/R=I2R在實(shí)用系單位中，功的單位是焦耳，等于1安培的電流通過兩端電位差為1伏特的 導(dǎo)體時(shí)在1秒內(nèi)的功.1焦耳=1安培乂1伏特x1秒功率的單位是瓦特 導(dǎo)體的電容對(duì)于任何一個(gè)不受外界影響的導(dǎo)體來說，導(dǎo)體所帶的電荷q和它相對(duì)應(yīng)的電位V之比,是一個(gè)和導(dǎo)體所帶的電荷無關(guān)的量，這個(gè)量稱為孤立導(dǎo)體的電容C:C=q/

11、V電容的單位稱為法拉.如某導(dǎo)體所帶的電荷為1庫(kù)侖時(shí)，它的電位為1伏特，則 該 導(dǎo)體的電容是1法拉.由于法拉這一單位是非常大的，常用微法拉(U F)或微微法拉(F F F)等較小的單位：1 F=10-6F1 口 F F=1012F電容元件的基本特點(diǎn)是能儲(chǔ)存電荷，而且兩極板儲(chǔ)存的電荷數(shù)量相等，極性相異，由此建立均勻電場(chǎng).電容元件的主要物理現(xiàn)象是充電及放電過程 .電容充電過程 就是 極板上電荷逐漸積累，伴隨著電場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，端電壓增大的過程.放電則是 極板上電 荷逐漸釋放，伴隨者電場(chǎng)逐漸消失，端電壓減小的過程.Vc隨時(shí)間的變化O-電容器的連接電容器互相連接的方法主要有兩種,串聯(lián)和并聯(lián).電容器的并聯(lián)如下

12、圖所示這里，每個(gè)電容器的一個(gè)極板都連接在同一點(diǎn)A,另一極板都連接在另一點(diǎn)B.接上電 源后，每一個(gè)電容器兩極板的電位差都等于U,各電容器的電荷分別為+ Q, +Q, +Q,對(duì)每個(gè)電容器來說：G=Q/VQ=Q/VQ=Q/VC = ( Qi + Q2 + Q3 )/V= C 1 + C 2 + C 3電容器的串聯(lián)如下圖所示.每個(gè)電容器的每一個(gè)極板都只和另一個(gè)電容器的一個(gè)極板相連接.把電源接到這個(gè)組合體兩端的兩個(gè)極板上，電源將使兩端的極板上分別帶正負(fù)電荷 +Q和負(fù)Q.同時(shí), 其它各極板上則產(chǎn)生感生電荷，其值也為Q,正負(fù)符號(hào)如圖所示.因?yàn)殡娙萜鞯碾娙?不受外界影響，串聯(lián)后每一個(gè)電容器的電容都和單獨(dú)存在時(shí)

13、一樣，所以V=Q/C=Q/G+Q/C2+Q/Q即 1/C=1/C 1+I/C2+I/C310磁學(xué)歷史上磁學(xué)的建立是由研究磁鐵的磁性開始的，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期里，人們?cè)J(rèn)為電和磁是兩類截然分開的，互不相關(guān)的，孤立的現(xiàn)象.直到十九世紀(jì)奧斯特，安培等 科學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)了電流的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電流的作用后，人們才逐漸認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象和 電現(xiàn)象的本質(zhì)及它們之間的聯(lián)系.到二十世紀(jì)初，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和原則結(jié)構(gòu)理 論的建立和發(fā)展，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象起源于運(yùn)動(dòng)電荷，這就指出了磁現(xiàn)象的電本質(zhì).磁場(chǎng)對(duì)電流作用力（左手法則）磁鐵與磁鐵之間，電流與磁鐵之間都存在著相互 作用.放在磁鐵或通有電流的導(dǎo)線周圍的磁針，會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)

14、，必然是受到力的作用的結(jié)果，這種力稱為磁力.并且，同 種磁性相互排斥，異種磁性相互吸引.我們知道電荷的之間的相互作用是通過場(chǎng)進(jìn)行的 ，這種場(chǎng)稱為電場(chǎng)，同樣，電流與 電流之間的相互作用也是通過場(chǎng)來進(jìn)行的 ，這種場(chǎng)稱為磁場(chǎng).如圖所示，把一段直導(dǎo) 線放在蹄型磁鐵的磁場(chǎng)中，使導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，若通以電流，它便從靜止開始運(yùn)動(dòng)，這表明磁場(chǎng)對(duì)電流會(huì)產(chǎn)生力的作用.改變電流方向，或把圖中N,S極的位置對(duì)調(diào)，可以看到導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向也隨之改變，這表明磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力的 方向既和 導(dǎo)體中電流方向有關(guān)，又和磁場(chǎng)方向有關(guān).實(shí)驗(yàn)表明：磁場(chǎng)方向，電流方向和導(dǎo)體受力方向三者之間的關(guān)系可以用左手法則判定：伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面里，把左手放在 磁場(chǎng) 中，讓磁力線進(jìn)入手心（