電工基礎(chǔ)(第五版)第一章電路基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)11 電路和電路圖12 電流和電壓13 電阻14 電功和電功率第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)1111電路和電路圖電路和電路圖1.了解電路的基本組成和基本功能。2.了解電路圖的基本類型。3.能說出電路圖中常用電氣元件圖形符號(hào)的含義。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)一、一、電路的基本組成電路的基本組成手電筒電路 電風(fēng)扇電路電路的組成電路電路由電源電源、負(fù)載負(fù)載、控制裝置控制裝置及導(dǎo)線導(dǎo)線組成。電路的組成電路的組成第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí) 電源電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。 負(fù)載負(fù)載是消耗電能的裝置, 也稱為用電器。負(fù)載的作

2、用是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。 控制裝置控制裝置及導(dǎo)線導(dǎo)線用于連接電源和負(fù)載,使它們構(gòu)成電流的通路,把電源的能量輸送給負(fù)載,并根據(jù)需要控制電路的通、斷。 保護(hù)裝置保護(hù)裝置保證電路的安全運(yùn)行。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電路的基本功能有兩大類。一是進(jìn)行能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換進(jìn)行能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。二、二、電路的基本功能電路的基本功能電能傳輸示意圖第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)二是進(jìn)行信息的傳遞和處理進(jìn)行信息的傳遞和處理。擴(kuò)音器電路示意圖電路在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用電路在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)三、電路圖三、電路圖 用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖稱為

3、電路原理圖電路原理圖,簡稱電路圖或原理圖。它主要反映電路中各元件之間的連接關(guān)系,并不考慮各元件的實(shí)際大小和相互之間的位置關(guān)系。1.電路原理圖電路原理圖手電筒電路原理圖 電風(fēng)扇電路原理圖第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)原理框圖原理框圖也簡稱框圖,它是一種用矩形框、箭頭和直線等來表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖?？驁D主要用來體現(xiàn)電路的大致組成情況和工作流程,更多應(yīng)用于描述較為復(fù)雜的電氣系統(tǒng)。2.2.原理框圖原理框圖框圖第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)由于電路板的制作一般先要用印刷油漆的方法將需要保留銅箔處覆蓋,所以這種電路元件的安裝圖稱為印制電路圖印制電路圖。3.3.印制電路圖印制電

4、路圖印制電路圖第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)在一定條件下對(duì)實(shí)際電氣元件加以理想化,只考慮其中起主要作用的某些性能時(shí),稱其為理想元件理想元件。一個(gè)實(shí)際電路由一些理想元件連接而成,成為實(shí)際電路的電路模型電路模型。四、電路原理圖常用圖形符號(hào)四、電路原理圖常用圖形符號(hào)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)常用圖形符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)1212電路和電路圖電路和電路圖1.了解穩(wěn)恒直流電、脈動(dòng)直流電和交變電流的特點(diǎn)。2.理解電壓、電位和電動(dòng)勢的概念。3.理解電流、電壓的參考方向和實(shí)際方向的概念。4.能用萬用表正確測

5、量電流和電壓。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電荷的定向移動(dòng)形成電流電流,移動(dòng)的電荷又稱載流子載流子。一、電流一、電流1.1.電流的方向電流的方向 金屬導(dǎo)體中 電解液中電流的形成習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较蛘姾梢苿?dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，因此電流的方向?qū)嶋H上與自由電子移動(dòng)的方向相反。電流的方向電流的方向第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電流的大小稱為電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度，簡稱電流電流，是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,即:式中,I、Q、t的單位分別為安培(A)、庫侖(C)、秒(s)。常用的電流單位還有毫安(mA)和微安(A)。2.2.電流的大小電流的大小第一章第一章 電工基礎(chǔ)

6、知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)單位詞頭第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)若電流的方向不隨時(shí)間的變化而變化，則稱其為直流電直流電流流,簡稱直流直流，用符號(hào)DC表示。其中，電流大小和方向都不隨時(shí)間變化而變化的電流，稱為穩(wěn)恒直流電穩(wěn)恒直流電；電流大小隨時(shí)間的變化而變化，但方向不變的電流，稱為脈動(dòng)直流電脈動(dòng)直流電。若電流的大小和方向都隨時(shí)間而變化，則稱其為交變電交變電流流，簡稱交流交流，用符號(hào)AC表示。3.3.直流和交流直流和交流第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)穩(wěn)恒直流電 脈動(dòng)直流電 交流電電流的分類電流的分類第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)小燈泡電路是由直流電源(干電池)供電的，稱為直流電路；電風(fēng)

7、扇電路是由交流電源供電的，稱為交流電路交流電路。直流電路交流電路第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)可先任意假定一個(gè)電流的參考方向參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。電流的參考方向和實(shí)際方向第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)4.4.電流的測量電流的測量電流表的接法第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電場力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓電壓，用Uab表示。電壓單位的名稱是伏特，簡稱伏，用V 表示。二、電壓、電位和電動(dòng)勢二、電壓、電位和電動(dòng)勢1.1.電壓電壓水壓與水流 電壓與電流電路和水路電路和水路第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電壓的實(shí)際方向即為

8、正電荷在電場中的受力方向。已知電流參考方向，則電壓參考方向最好選擇與電流一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。電壓的參考方向有3種表示方法。箭頭表示 極性符號(hào) 雙下標(biāo)表示 參考方向由正指向負(fù) 參考方向由a指向b表示 第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)通常規(guī)定交流36V 以下及直流48V 以下為安全電壓，在潮濕、高溫、有導(dǎo)電塵埃的環(huán)境中應(yīng)使用12V 電壓。在電路中任意選定一點(diǎn)作為參考點(diǎn)(即零電位點(diǎn))，則電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即為該點(diǎn)的電位。電位的單位是伏特(V)。通常用V 或 表示。2.2.電位電位電路符號(hào)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間

9、的電壓,即Uab=Ua-Ub,故電壓電壓又稱電位差電位差。電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電位差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)3. 3. 電動(dòng)勢電動(dòng)勢電源力將單位正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功稱為電源的電動(dòng)勢電動(dòng)勢，用E 表示，單位為伏特(V)。電源的電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。電動(dòng)勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。外力克服電場力做功直流電動(dòng)勢的方向第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)4.4.電壓的測量電壓的測量直流電壓表的接法第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)1313 電電 阻阻1.了解電阻率的概念和電阻

10、的計(jì)算式。2.了解常用電阻器的主要參數(shù)及部分敏感電阻器的特點(diǎn)。3.能用萬用表正確測量電阻,并能用兆歐表正確測量絕緣電阻。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)一、電阻和電阻率一、電阻和電阻率當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，由于作定向移動(dòng)的電荷會(huì)和導(dǎo)體內(nèi)的帶電粒子發(fā)生碰撞，所以導(dǎo)體在通過電流的同時(shí)也對(duì)電流起著阻礙作用，這種對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻電阻。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積，計(jì)算公式:式中的比例常數(shù) 稱為材料的電阻率電阻率，單位名稱為歐姆米,簡稱歐米，用符號(hào)m 表示；l、S 的單位分別為m、m2。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)

11、電能力。電阻率很小、容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體導(dǎo)體；電阻率很大、幾乎不能導(dǎo)電的物體稱為絕緣體絕緣體。典型物質(zhì)的電阻率第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)有一類導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體，它們的導(dǎo)電性能受外界條件的影響很大，溫度的變化、光照的變化、摻入微量其他物質(zhì)等都可能使其導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化，這類物體稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體。禁止用濕手去拔插頭或扳動(dòng)電氣開關(guān)，也不要用濕毛巾去擦拭帶電的電氣設(shè)備等，以免觸電。一旦發(fā)生電線或電氣設(shè)備起火，在帶電狀態(tài)下，決不能用水或泡沫滅火器滅火，應(yīng)迅速切斷電源，使用不導(dǎo)電的干粉滅火器等進(jìn)行滅火。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電導(dǎo)率電導(dǎo)率電阻率的倒數(shù)稱為電

12、導(dǎo)率，用符號(hào) 表示，單位為西門子/米(S/m)，它表示電流通過的難易程度，其數(shù)值越大，表示電流越容易通過。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)二、常用電阻器二、常用電阻器 1. 1.常用電阻器的外形和符號(hào)常用電阻器的外形和符號(hào)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)（1）標(biāo)稱阻值標(biāo)稱阻值即電阻器的標(biāo)準(zhǔn)電阻值。（2）允許偏差允許偏差是指電阻真實(shí)值與標(biāo)稱值之間的誤差值。（3）額定功率額定功率也稱標(biāo)稱功率，是指在一定的條件下，電阻器長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。2.2.電阻器的主要參數(shù)電阻器的主要參數(shù)電阻器的標(biāo)注方法電阻器的標(biāo)注方法第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)

13、電工基礎(chǔ)知識(shí)敏感電阻器敏感電阻器是指電阻值隨溫度、電壓、濕度、光照程度、氣體環(huán)境、磁場強(qiáng)度、壓力等狀態(tài)的變化而顯著變化的電阻器，如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻等。三、敏感電阻器三、敏感電阻器部分敏感電阻器的外形和符號(hào)第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)接觸電阻和絕緣電阻接觸電阻和絕緣電阻1. 接觸電阻通常在分析電路時(shí),都認(rèn)為閉合的開關(guān)電阻為零，其實(shí)在開關(guān)接觸部分總會(huì)存在一定的電阻，稱為接觸電阻。2. 絕緣電阻絕緣體并非絕對(duì)不導(dǎo)電，只不過它的電阻率很大，可以認(rèn)為幾乎不通過電流。但當(dāng)溫度和濕度上升、工作電壓增大時(shí)，絕緣體的電阻會(huì)減小，漏電流會(huì)增大。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)

14、1414 電功和電功率電功和電功率1.理解電功、電功率的概念。2.掌握電功、電功率和焦耳熱的計(jì)算方法。3.能正確識(shí)讀電氣設(shè)備所標(biāo)額定值的含義。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電流做功的過程，實(shí)質(zhì)上就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。一、電功一、電功電流所做的功，稱為電功電功，用字母W 表示。電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U 、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積,即:電功的常用單位是千瓦時(shí)，用符號(hào)kWh表示，即通常所說的1 1度電度電，它和焦耳的換算關(guān)系為:第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)用來測量電流做功多少(也就是電路消耗電能多少)的儀表稱為電能表電能表。機(jī)械式電

15、能表 電子式電能表 預(yù)付費(fèi)IC卡式 智能電表 電能表第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)二、電功率二、電功率電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，用字母P 表示，單位是瓦特，簡稱瓦，用符號(hào)W 表示，其計(jì)算式為上式還可以寫為第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)（1）只有在U 和I 為關(guān)聯(lián)參考方向的情況下，才能應(yīng)用P =UI 來計(jì)算電功率，否則應(yīng)添加一個(gè)負(fù)號(hào),即P = -UI。（2）公式選定后，U 和I 的代入值應(yīng)包括其正、負(fù)號(hào)。（3）無論應(yīng)用哪個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果，只要P 為正值，就表明元件吸收功率，處于負(fù)載狀態(tài)；若P 為負(fù)值，則表明元件發(fā)出功率，處于電源狀態(tài)。第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知

16、識(shí)電流通過導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。也就是說，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)，電流與它流過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系可用下式表示Q 的單位是焦耳（J），這種熱也稱焦耳熱焦耳熱。三、電流的熱效應(yīng)三、電流的熱效應(yīng)焦耳定律焦耳定律第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)【例】 某電烤箱電阻是5，工作電壓是220V，將其看作純電阻負(fù)載，通電15min能放出多少能量? 消耗的電能是多少度?解:熱量電能第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電氣設(shè)備長期安全工作時(shí)各個(gè)參數(shù)所允許的最大值稱為額定值額定值。常見的額定值有額定電流、額定電壓、額定功率等。電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀

17、態(tài)稱為額定工作狀態(tài)額定工作狀態(tài),也稱滿載滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過載過載或超載超載。四、負(fù)載的額定值四、負(fù)載的額定值第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)電動(dòng)機(jī)的額定值通常標(biāo)在其外殼的銘牌上，故其額定值也稱銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)。電燈泡額定值的標(biāo)志 電動(dòng)機(jī)的銘牌第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)【例】 額定值為100/1W 的電阻,兩端允許加的最大直流電壓為多少? 允許流過的直流電流又是多少?解:根據(jù)式 可得,電阻兩端允許加的最大直流電壓為電阻允許流過的最大直流電流為第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)本章小結(jié)本章小結(jié)1.1.電路的主要物理量電路的主要物理量第一章第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)本章小結(jié)本章小結(jié)2.形成電流必須具備兩個(gè)條件:要有能自由移動(dòng)的電荷載流子；導(dǎo)體兩端必須保持一定的電壓,電路必須閉合。3.電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓,故電壓又稱電位差。電位是相對(duì)的數(shù)值,隨參考點(diǎn)的改