川氣東送-電工基礎(chǔ)知識(shí)

2011.7第五章電工基礎(chǔ)知識(shí)講授框架資料：中國石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心編（職業(yè)技能培訓(xùn)教程與鑒定試題集）輸氣工

第五章電工基礎(chǔ)知識(shí)基本要求:1.掌握電工技術(shù)中電的概念，直流電、交流電的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)；掌握電路中的基本物理量（電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)及其功率）；3.理解電工技術(shù)中的器件和設(shè)備（變壓器、電動(dòng)機(jī)等）;

4.理解電子技術(shù)中的半導(dǎo)體基礎(chǔ)和電子元件（二極管、三極管、晶閘管）基本結(jié)構(gòu)和特性；5.熟悉供電電路及保護(hù)和安全用電。

5.1電工基本概念.5.2簡(jiǎn)單電路知識(shí)及計(jì)算.5.3直流電與交流電的特性.5.4電工常用的元件及設(shè)備.5.5安全用電常識(shí).

第1節(jié)電工基本概念本節(jié)的要求:1.理解電的功能；2.理解電路的基本作用和組成；3.理解電壓與電流參考方向的意義；4.電路中的電阻和電路電阻的計(jì)算。

1.0電的本質(zhì)：

原子里潛藏著電，任何物體都是由原子分子組成。原子是直徑大約為一百億分之一米的粒子，它是由置于中心的原子核和繞其中心旋轉(zhuǎn)的電子組成。原子核內(nèi)有質(zhì)子和中子。質(zhì)子、中子和電子都具有質(zhì)量，質(zhì)子和電子除此之外還具有叫電荷的電量。

第1節(jié)電工基本概念

物體上有了電叫做帶電，帶了電的物體叫做帶電體，帶電的多少叫電量，并把它規(guī)定為電荷。電荷便把電的概念定量化具體化了。第1節(jié)電工基本概念

電子-e原子核8e10-15m（原子核）10-10m（原子）陽子中子原子核8e1.0電的本質(zhì)1.6×10-19C氧（O）原子

原子里潛藏著電，任何物體都是由原子分子組成。原子是直徑大約為一百億分之一米的粒子，它是由置于中心的原子核和繞其中心旋轉(zhuǎn)的電子組成。原子核內(nèi)有質(zhì)子和中子。質(zhì)子、中子和電子都具有質(zhì)量，質(zhì)子和電子除此之外還具有叫電荷的電量。

第1節(jié)電工基本概念1.0電的本質(zhì)：電子-e原子核8e氧（O）原子10-15m原子核10-10m原子

1.0.1

電荷的運(yùn)動(dòng)稱為電流。

實(shí)際上運(yùn)動(dòng)的電荷有正、負(fù)雙方，既有電子、空穴、陽離子、陰離子的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，也有它們組合在一起的運(yùn)動(dòng)。例如，金屬導(dǎo)體內(nèi)或真空管內(nèi)的電流只由電子產(chǎn)生，熒光燈內(nèi)的電流是電子和陽離子及陰離子共同產(chǎn)生的，此外，電解液中的電流是陽離子和陰離子產(chǎn)生的。

i型(intrinsictype)半導(dǎo)體(semiconductor)中是電子和電子離去后留下的空位，帶正電荷的空穴和帶負(fù)電荷的電子擔(dān)當(dāng)電流，P型(positivetype)半導(dǎo)體中主要是空穴、N型(negativetype)半導(dǎo)體中主要是電子擔(dān)當(dāng)電流。電流的方向規(guī)定為正電荷的運(yùn)動(dòng)方向,該方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反。

電流的大小可用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷表示，單位以1秒鐘內(nèi)流過1庫倫（C）的電荷計(jì)，叫做1安培(A)。

1.0.2電流及產(chǎn)生電流的條件

1800年伏打（A.V.volta,意大利）發(fā)明的伏打電池是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，稀硫酸H2SO4分解形成2H+

和SO42-離子狀態(tài)，叫做電離，在稀硫酸中放入銅板和鋅板做電極。鋅的電離比銅的電離趨勢(shì)大，銅原子向H+提供電子形成氫氣，鋅原子失去電子成為離子Zn2+,與SO42-離子結(jié)合形成鹽ZnSO4，電子就從鋅板（負(fù)極）經(jīng)過電阻負(fù)載不斷地流向銅板（正極），形成電流。

根據(jù)電流的流動(dòng)方式機(jī)理分為傳導(dǎo)電流、對(duì)流電流、位移電流。（正、負(fù)離子運(yùn)動(dòng)）（介質(zhì)被極化形成偶極子）

由伏打電池發(fā)展起來的電池叫干電池，圖示為錳干電池的構(gòu)造。金屬中是自由電子不斷運(yùn)動(dòng)形成傳導(dǎo)電流。正極負(fù)極鋅筒二氧化錳和石墨粉氯化銨電解液

液體或氣體中是正、負(fù)離子反方向運(yùn)動(dòng)形成對(duì)流電流。伏打電池

＋－鋅板為負(fù)極銅板為正極電流電子銅原子向H+提供電子形成氫氣鋅原子失去電子成為離子Zn2+

對(duì)流電流是陰極射線管中，從電子槍發(fā)出的電子束流向熒光屏的電流。

電容器的極板之間因絕緣而沒有真實(shí)電流。但是，當(dāng)極板上積聚的電荷量隨時(shí)間變化時(shí)，可認(rèn)為極板間有電流通過，把這種假想電流叫做位移電流。

可考慮位移電流不是由電荷移動(dòng)產(chǎn)生的，而是由于兩個(gè)極板上電荷的增減產(chǎn)生的電流。電流Ｉ→←電子＋Ｑ－Ｑ←電流Ｉ電子→位移電流Ｅ開關(guān)

電容器中的介質(zhì)被極化而感應(yīng)形成位移電流。

關(guān)于位移電流的意義，麥克斯韋認(rèn)為，“位移電流產(chǎn)生與真實(shí)電流完全一樣的磁場(chǎng)”，在描述電磁波傳播的麥克斯韋方程組中，位移電流假設(shè)是建立電磁波傳播理論的基礎(chǔ)。這樣電流的連續(xù)性也成立了。第一方程是全電流定律；第二方程是電磁感應(yīng)定律；第三方程是磁通連續(xù)性原理；第四方程是高斯定律。積分形式微分形式

根據(jù)電流的流動(dòng)方式機(jī)理分為傳導(dǎo)電流、對(duì)流電流、位移電流。（正、負(fù)離子運(yùn)動(dòng)）（介質(zhì)被極化形成偶極子）

傳導(dǎo)電流是在電線等導(dǎo)體中，像電子那樣的帶電粒子慢慢地移動(dòng)所形成的電流，也是通常我們所說的電流。

對(duì)流電流是陰極射線管中，從電子槍發(fā)出的電子束流向熒光屏的電流?；螂娊庖褐姓?、負(fù)離子向極性相反的電極的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。傳導(dǎo)電流和對(duì)流電流都是由電荷移動(dòng)產(chǎn)生的，因而被稱為真實(shí)電流。

位移電流是極板之間因絕緣而沒有真實(shí)電流，當(dāng)極板上積聚的電荷量隨時(shí)間變化時(shí)，可認(rèn)為極板間有電流通過。這是一種假想電流。

1，帶了電的物體叫做帶電體,帶電的多少叫電量,并把它規(guī)定為電荷(electriccharge)。2，實(shí)際上運(yùn)動(dòng)的電荷有正、負(fù)雙方，既有電子、空穴、陽離子、陰離子的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，也有它們組合在一起的運(yùn)動(dòng)。3，在i（intristicsemiconductor）型半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的是帶正電荷的空穴（hole)和帶負(fù)電荷的電子(electron)擔(dān)當(dāng)電流；p(positive)型半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的主要是空穴；n(negative)型半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的主要是電子。

4，電流的方向規(guī)定為正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，該方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反。電流的大小可用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷表示，單位以1秒鐘內(nèi)流過1庫倫（Ccoml）的電荷計(jì)，叫做1安培(Aampere)。5，根據(jù)電流的流動(dòng)方式機(jī)理分為傳導(dǎo)電流、對(duì)流電流、位移電流，并說明各電流是如何形成的。

第1節(jié)電工基本概念I(lǐng)R0R+

-EU+

-I1.1電路中的電流產(chǎn)生條件：有電源和負(fù)載，并構(gòu)成回路

開關(guān)S閉合,接通了電源與負(fù)載連接的電路回路,電路中有電流產(chǎn)生。①電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU。Ｓ(switching)

Q國家標(biāo)準(zhǔn)GB4728—85《電氣圖用圖形符號(hào)》及GB7159—87《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)》

10.刀開關(guān)(Q)

20.組合開關(guān)組合開關(guān)(又稱轉(zhuǎn)換開關(guān))常用來作為電源引入開關(guān)，組合開關(guān)的種類很多，常用的有HZlO等系列，組合開關(guān)有單極、雙極、三極和四極幾種，額定持續(xù)電流有10，25，60和1OOA等。Q

用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖

30,

自動(dòng)空氣斷路器自動(dòng)空氣斷路器也叫自動(dòng)開關(guān)，是常用的一種低壓保護(hù)電器，可實(shí)現(xiàn)短路、過載和失壓保護(hù)。

主觸點(diǎn)通常是由手動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)來閉合的。開關(guān)的脫扣機(jī)構(gòu)是一套連桿裝置。當(dāng)主觸點(diǎn)閉合后就被鎖鉤鎖住。

如果電路中發(fā)生故障，脫扣機(jī)構(gòu)就在有關(guān)脫扣器的作用下將鎖鉤脫開，于是主觸點(diǎn)在釋放彈簧的作用下迅速分?jǐn)?。脫扣器有過流脫扣器和欠壓脫扣器等，它們都是電磁鐵。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，必須重新合閘后才能工作，實(shí)現(xiàn)了失壓保護(hù)。自動(dòng)空氣斷路器有DZ，DW和引進(jìn)的ME，AE，3WE等系列

40.熔斷器(FU)

熔斷器是最簡(jiǎn)便的而且是有效的短路保護(hù)電器。熔斷器中的熔片或熔絲用電阻率較高的易熔合金制成，例如鉛錫合金等；或用截面積甚小的良導(dǎo)體制成，例如，銅、銀等。線路在正常工作情況下，熔斷器中的熔絲或熔片不應(yīng)熔斷。一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔斷器中的熔絲或熔片應(yīng)立即熔斷。常用的三種熔斷器的結(jié)構(gòu)圖。(a)管式熔斷器(b)插式熔斷器(c)螺旋式熔斷器

1.1.1電路的作用與組成

電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。1.電路的作用(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線

電的效應(yīng)：電爐發(fā)熱、電燈發(fā)光等是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，是電的熱效應(yīng)；電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)等是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是電的電動(dòng)力效應(yīng)；電磁鐵線圈通電后產(chǎn)生電磁和電磁力，如電磁剎車，繼電器的銜鐵動(dòng)作后接通或斷開觸頭等稱為電的磁效應(yīng)。

(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒

電解使液體產(chǎn)生化學(xué)變化稱為電的化學(xué)效應(yīng)。

電是一種能量，具有作功的能力。可稱為電力。

直流電源直流電源:

提供能源信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號(hào)源:

提供信息(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒

電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。2.

電路的組成（模型電路）手電筒的電路模型

將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)

理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)

電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；

燈泡具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，是無電阻的理想導(dǎo)體。

開關(guān)用來控制電路的通斷。

電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。1.2

電壓、電動(dòng)勢(shì)和電流的參考方向

物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向

1.電路基本物理量的實(shí)際方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(2)參考方向的表示方法電流：Uab

雙下標(biāo)電壓：

(1)參考方向IE+_

在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。Iab

雙下標(biāo)2.電路中電壓、電流的參考方向aRb箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。(3)

實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系注意：

在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。

若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實(shí)際方向從b指向a。1.3

電源有載工作、開路與短路開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U=IR特征:1.3.1電源有載工作IR0R+

-EU+

-I①

電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU?；騏=E–IR0電源的外特性EUI0當(dāng)

R0<<R時(shí)，則UE

，表明當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電源的端電壓變化不大，即帶負(fù)載能力強(qiáng)。開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載。負(fù)載端電壓U=IR特征:1.3.1電源有載工作①

電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU。或U=E–IRoUI=EI–I2RoP=PE

–P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③電源輸出的功率由負(fù)載決定。負(fù)載大小的概念:

負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加(電壓一定)。IR0R+

-EU+

-I電源與負(fù)載的判別U、I參考方向不同，P=UI

0，電源；

P=UI

0，負(fù)載。U、I參考方向相同，P=UI0，負(fù)載；

P=UI

0，電源。

1.

根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別2.

根據(jù)U、I的參考方向判別電源：

U、I實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出，（發(fā)出功率）；負(fù)載：

U、I實(shí)際方向相同，即電流從“-”端流出。

（吸收功率）。電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì))

過載(超載)：

I>IN

，P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：I=IN

，P=PN

(經(jīng)濟(jì)合理安全可靠)

1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

特征:開關(guān)斷開1.3.2

電源開路I=0電源端電壓

(開路電壓)負(fù)載功率U

=U0=EP

=01.開路處的電流等于零；

I

=02.開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時(shí)的特征:I+–U有源電路IRoR+

-EU0+

-電源外部端子被短接1.3.3

電源短路特征:電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PE=P=I2R0P

=01.

短路處的電壓等于零；

U

=02.短路處的電流I視電路情況而定。電路中某處短路時(shí)的特征:I+–U有源電路IR0R+

-EU0+

-

1，電流產(chǎn)生的條件：有電源和負(fù)載，并由連接電源與負(fù)載的導(dǎo)線，及開關(guān)、保護(hù)電器構(gòu)成回路2，電路的作用(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理3，將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。4，電路中電壓的實(shí)際正極性、參考極性和電流的實(shí)際正方向、參考方向。

5，在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。6，流過5Ω電阻元件的電流為I=-2A，求電阻兩端的電壓值和實(shí)際的正負(fù)極性。abRI

1.3導(dǎo)體中的電阻和電阻的計(jì)算

從電場(chǎng)中自由電子的運(yùn)動(dòng)來考察電阻發(fā)生的原因。圖

(a)給長(zhǎng)度為距L[m]、截面積為S[m2]的導(dǎo)體兩端加電壓U[V]，則在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)E=V／L[V／m]由陽極指向陰極。導(dǎo)體中的自由電子因受到指向陽極方向的電場(chǎng)力eE，而以加速度eE／m運(yùn)動(dòng)。圖

(b)電子在導(dǎo)體中一邊互相碰撞、與處于熱振動(dòng)的陽離子或雜質(zhì)原子碰撞，一邊不斷地減速加速向陽極運(yùn)動(dòng)。

(b)(a)E陰極-陽極+UE（+）（-）金屬導(dǎo)體熱振動(dòng)的陽離子或雜質(zhì)原子1.3.0金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生電阻的原因eE描述消耗電能的性質(zhì)

金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)為：表明電能全部消耗在電阻上，轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)。電阻的能量Ru+_

R是由導(dǎo)線的長(zhǎng)短和粗細(xì)及溫度決定的常數(shù)。因R越大越妨礙電流的通過，因此稱為電阻。

［Ω］1.3.1電阻

電阻R是依存導(dǎo)體形狀的，導(dǎo)線越粗越短流過的電荷越多。因此，設(shè)導(dǎo)線截面積為S[m2]，長(zhǎng)度為L(zhǎng)[m]，則電阻可表示為：

電阻與導(dǎo)線的截面積S成反比，與長(zhǎng)度?成正比，與電阻率ρ成正比

。

ρ是比例系數(shù)，表示物質(zhì)固有的電性質(zhì)。金屬的電阻率隨溫度的上升而增加，若在純金屬中混入其它金屬原子，則電阻率變大。ρ的單位是歐姆米(Ω·m,或者Ω·mm2/m)。電阻率ρ值在10-4Ω·m以下的物質(zhì)為導(dǎo)體，在108Ω·m以上的物質(zhì)是絕緣體，介于它們之間的稱為半導(dǎo)體。ρ的倒數(shù)叫電導(dǎo)率γ。百

幾種物質(zhì)的電阻率ρ

ρ=108Ω·m→絕緣體→ρ=10-4Ω·m導(dǎo)體ρ=10-2

→104Ω·m半導(dǎo)體百

幾種物質(zhì)的電阻率ρ

ρ=108Ω·m→絕緣體→ρ=10-4Ω·m導(dǎo)體ρ=10-2

→104Ω·m半導(dǎo)體銅的電阻率=1.724×10-8Ω·m鋁的電阻率=2.864×10-8Ω·m百

1、電阻器

（一）電阻器的作用及電路圖形符號(hào)電阻器主要用來控制電壓和電流，即起降壓、分壓、限流、分流、隔離、濾波（與電容器配合）、匹配和信號(hào)幅度調(diào)節(jié)等作用。電阻器用字母“R”來表示，電路圖形符號(hào)見圖R百

（二）電阻器的分類電阻器有多種分類方法。通?？煞譃楣潭娮杵?、可變電阻器、敏感電阻器、熔斷電阻器和排電阻器等。

1）．固定電阻器固定電阻器的種類比較多，主要有薄膜電阻器和線繞電阻器。

薄膜電阻——是在一根陶瓷管或棒上鍍上一層薄導(dǎo)電膜，為了保護(hù)鍍膜和防止潮濕的影響，需在鍍層上涂上一層漆，在兩端加上引線制成。電阻值可通過改變鍍膜的厚度和使用刻槽的方法來獲得。百

常用的薄膜電阻有碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器等。金屬膜電阻器與碳膜電阻器相比，其噪聲低、穩(wěn)定性好、但成本相對(duì)要高。金屬氧化膜電阻器與金屬膜電阻器相比，具有阻燃、導(dǎo)電膜層均勻、膜與瓷棒基本結(jié)合牢固、抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是阻值范圍?。ㄍǔＴ?00ｋΩ以下）。

線繞電阻器——是用高阻值的合金線（即電阻絲，采用鎳鉻絲、康銅絲、錳銅絲等材料制成）纏繞在絕緣基棒上制成的。它具有阻值范圍大（0.1Ω～5MΩ）、噪聲小、電阻溫度系數(shù)小、耐高溫、承受負(fù)載功率大（最高可達(dá)500W）等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是高頻特性差。百

金屬膜電阻金屬氧化膜電阻色環(huán)電阻色環(huán)電阻繞線電阻百

2）．可變電阻器可變電阻器又稱可調(diào)電阻器，通常用在需要經(jīng)常調(diào)節(jié)（即阻值需要頻繁變動(dòng)）的電路中，起調(diào)整電壓、調(diào)整電流或信號(hào)控制等作用。

3）．敏感電阻器一些電阻器的電阻值會(huì)隨著物理環(huán)境的改變而發(fā)生明顯的變化，這類電阻器被稱為敏感電阻器。常用的敏感電阻器有熱敏電阻器、光敏電阻器、壓敏電阻器、濕敏電阻器、磁敏電阻器、氣敏電阻器、力敏電阻器等。利用敏感電阻器的不同特性可以制成各種傳感器。百

4）．熔斷電阻器熔斷電阻器在電路工作正常時(shí)起固定電阻器的作用，當(dāng)其工作電流超過額定值時(shí)，熔斷電阻器將會(huì)像熔斷器一樣熔斷，對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。熔斷電阻器可分為可恢復(fù)式熔斷電阻器和一次性熔斷電阻器兩種。5）．排電阻器排電阻器也稱集成電阻器或電阻器網(wǎng)絡(luò)。它是將若干個(gè)相同阻值的電阻封裝在一起，一個(gè)公共引出端，每個(gè)電阻有一個(gè)引出端。如9腳的電阻排中有8個(gè)電阻，如圖1-1-3所示。百

（三）電阻器的型號(hào)在選擇電阻器時(shí)，需要查手冊(cè)，尋找符合自己要求的型號(hào)。電阻器的型號(hào)是由一組字母和數(shù)字排列而成的。因此，要想正確地運(yùn)用電阻器，就必須對(duì)它們型號(hào)的命名方法有所了解。例如一個(gè)標(biāo)有RJ710.1255.1KI的電阻器。其每部分的具體意義為：

RJ710.1255.1KI第一部分第二部分第三部分序號(hào)功率標(biāo)稱阻值允許誤差名稱材料分類1/8W5.1KΩI級(jí)±5％電阻器金屬膜精密上面的例子可以看出，RJ710.1255.1KI這種型號(hào)的電阻器，是金屬膜、精密電阻，額定功率為1/8W，阻值為5.1KΩ，允許誤差為一級(jí)±5％。表1-1-1列出了第一到第四部分字母和數(shù)字代表的意義。百

（四）電阻器的主要參數(shù)電阻器的主要參數(shù)有：標(biāo)稱阻值、允許誤差、標(biāo)稱功率、最大工作電壓、溫度系數(shù)、噪聲等。

標(biāo)稱阻值——是指某一范圍內(nèi)有多少個(gè)標(biāo)值（如從100～1000范圍內(nèi)）。標(biāo)稱值是標(biāo)注在電阻體上的名義阻值，分別有E6、E12、E24、E48、E96、E192六個(gè)系列。電阻器總是按某一系列生產(chǎn)，在每一允許誤差下，某一系列的標(biāo)稱阻值基本上覆蓋所有的實(shí)際阻值。但不是任何阻值的電阻都能夠在市場(chǎng)上買到。標(biāo)稱值必須符合表中的數(shù)值或所列數(shù)值乘以10n，其中n為正整數(shù)或負(fù)整數(shù)。

電阻器標(biāo)稱阻值系列一、E24系列允許誤差±5%

1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1二、E12系列允許誤差±10%

1.01.21.52.22.73.33.94.75.66.88.2三、E6系列允許誤差±20%1.01.52.23.34.76.8電阻器的標(biāo)稱阻值應(yīng)符合上表所列數(shù)值之一，或表列數(shù)值再乘以10n，n為整數(shù)。百

2．允許誤差電阻器的允許誤差用電阻的標(biāo)稱值與實(shí)際阻值的偏差來表示，常用百分?jǐn)?shù)表示。允許誤差分為六個(gè)等級(jí)，如下表所示，往往標(biāo)注在電阻器的最后一位數(shù)字上。如果是色環(huán)電阻，則最后一道色環(huán)表示允許誤差。電阻器允許誤差等級(jí)

誤差等級(jí)

005010ⅠⅡⅢ允許誤差字母表示色環(huán)表示

±0.5％D綠

±1％F棕

±2％G紅±5％J金

±10％K銀±20％本色

百

3．電阻器的額定功率

電阻器長(zhǎng)期工作而不改變其性能的允許功率，稱為額定功率。選擇電阻器的額定功率時(shí)，必須等于或大于電阻實(shí)際消耗的功率，否則長(zhǎng)期工作就會(huì)改變電阻的性能或者燒毀。所以，設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)先計(jì)算出電阻實(shí)際消耗的功率，從而選取適當(dāng)額定功率的電阻并留有一定余量。在電路中電阻器的故障是開路。在電源電路中，限流電阻常采用保險(xiǎn)電阻（水泥電阻），當(dāng)電流過大時(shí)，電阻外部不會(huì)引起燒壞冒煙，內(nèi)部燒斷起到保護(hù)作用。百

4．電阻器的參數(shù)標(biāo)注方法電阻器的參數(shù)標(biāo)注方法有直標(biāo)法、文字符號(hào)法、色標(biāo)法和數(shù)碼法。（1）直標(biāo)法采用直標(biāo)法的電阻器，其電阻值用阿拉伯?dāng)?shù)字、允許誤差用百分?jǐn)?shù)直接標(biāo)注在電阻器的表面上。額定功率較大的電阻器，將額定功率也直接標(biāo)注在電阻器上。直標(biāo)法電阻值的單位有歐姆（Ω）、千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）。例如，2.2kΩ±5％，5W4.7Ω±10％等。百

（2）文字符號(hào)法采用文字符號(hào)法標(biāo)注參數(shù)的電阻器，其電阻值用數(shù)字與符號(hào)組合在一起表示。

文字符號(hào)Ω、K、M前面的數(shù)字表示整數(shù)電阻值，文字符號(hào)后面的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后面的小數(shù)阻值。允許誤差用符號(hào)表示。例如，3R3K表示電阻器的電阻值為3.3Ω，允許誤差為±10％；4K7J表示電阻器的電阻值為4.7KΩ，允許誤差為±5％。

（3）色標(biāo)法標(biāo)注阻值

色標(biāo)法是按規(guī)定的一種顏色代表一個(gè)數(shù)字，用標(biāo)在電阻器上的不同顏色的色環(huán)來標(biāo)注電阻值和允許誤差的。

色環(huán)電阻器分為四色環(huán)和五色環(huán)兩種，如附圖

所示?？拷娮璧囊欢水嬘兴沫h(huán)（五環(huán)），第1、2（3）色環(huán)表示電阻值的前兩位（三位）有效數(shù)字，第3（4）色環(huán)表示有效數(shù)乘以10的冪次數(shù)，第4（5）色環(huán)表示允許誤差。附表列出了色環(huán)所代表的數(shù)字大小。

四色環(huán)五色環(huán)紅黃橙

金橙棕紅金棕

顏色所代表的數(shù)字顏色黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白金銀對(duì)應(yīng)數(shù)字00112233445566778899-1-1-2-2

誤差的標(biāo)注誤差等級(jí)005010ⅠⅡⅢ允許誤差±0.1％±0.25％±0.5％±1％±2％±5％±10％±20％字母表示DFGJK色環(huán)表示紫紫藍(lán)藍(lán)綠綠棕棕紅紅金金銀銀本色

電阻器標(biāo)稱阻值系列一、E24系列允許誤差±5%

1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1二、E12系列允許誤差±10%

1.01.21.52.22.73.33.94.75.66.88.2三、E6系列允許誤差±20%1.01.52.23.34.76.8電阻器的標(biāo)稱阻值應(yīng)符合上表所列數(shù)值之一，或表列數(shù)值再乘以10n，n為整數(shù)。

2、電位器

電位器是可變電阻器的一種，通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，其主要作用是調(diào)節(jié)電壓（包括直流電壓與信號(hào)電壓等）和電流。圖1-1-5是常用電位器的外形。

電位器有多種分類方法。按調(diào)節(jié)方式可分為旋轉(zhuǎn)式電位器、推拉式電位器、直滑式電位器等種類。電位器按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為單圈、多圈、單聯(lián)、雙聯(lián)、多聯(lián)、抽頭式、帶開關(guān)、鎖緊型、非鎖緊型和貼片式等種類。旋轉(zhuǎn)式電位器的阻值隨旋轉(zhuǎn)角度的變化形式有三種，其變化規(guī)律曲線如圖所示。10080604020

020406080100

標(biāo)稱阻值％XDZ

直線式（X）：阻值隨轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)作均勻變化，并與旋轉(zhuǎn)角度成正比。此類電位器適于作分壓、偏流的調(diào)節(jié)等。

指數(shù)式（Z）：阻值隨轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)作指數(shù)規(guī)律變化。也就是說阻值的變化一開始比較緩慢，而后隨旋轉(zhuǎn)角度的加大阻值變化逐漸加快。這種電位器適于作音量控制。10080604020

020406080100

標(biāo)稱阻值％XDZ

對(duì)數(shù)式（D）：阻值隨轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)作對(duì)數(shù)關(guān)系的變化。也就是說阻值變化開始較大，而后變化逐漸減慢。這種電位器適宜作音調(diào)控制和黑白對(duì)比度調(diào)整。

普通電位器的誤差一般為±10％和±20％，所以按E12和E6標(biāo)稱值生產(chǎn)，線繞電位器的誤差為±5％，有的可達(dá)±2％，多圈電位器的誤差為2％或±1％。電位器型號(hào)的書寫方法如下：

WH5-1A—0.25W—100KΩ—X—16-—ZS-3—

型號(hào)品種

功率

標(biāo)稱值

線性軸長(zhǎng)軸端形式

××××××技術(shù)條件代號(hào)

77

1，電流產(chǎn)生的條件：有電源和負(fù)載，并構(gòu)成回路2，電路的作用(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理3，電的效應(yīng)：電的熱效應(yīng)；電的電動(dòng)力效應(yīng)；電的磁效應(yīng)；電的化學(xué)效應(yīng)。4，將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。

5，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)為：電阻與導(dǎo)線的截面積S成反比，與長(zhǎng)度?成正比，與電阻率ρ

。6,

ρ值在10-4Ω·m以下的物質(zhì)為導(dǎo)體，在108Ω·m以上的物質(zhì)是絕緣體，介于它們之間的ρ=10-2

~104Ω·m稱為半導(dǎo)體。ρ的倒數(shù)叫電導(dǎo)率。

紅黃橙

金橙棕紅金棕紅黃橙金橙棕紅金棕7,請(qǐng)標(biāo)出下列色環(huán)電阻的數(shù)值和誤差。橙棕紅金棕黃紫黑紅綠棕紅橙棕藍(lán)紅黑黑銀

黑綠棕銀金白棕橙藍(lán)綠紫黑金綠橙藍(lán)黑金黑綠黑銀綠紅黃金紅

1.3.2

電流的熱效應(yīng)

具有電阻的導(dǎo)體，當(dāng)有電流通過時(shí)將產(chǎn)生熱。電熱器、白熾燈、電熨斗，電爐等，都是利用電流的放熱作用為熱源的家用電器。

1840年焦耳(J．P．Joule，1818～1889，英國)發(fā)現(xiàn)了電阻、電流及產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。當(dāng)給電阻R[Ω]加電壓V[V]，t{秒}時(shí)間流過電流Ｉ[A]時(shí)，放出的熱量Q[Ｊ]可表示為

把1秒鐘內(nèi)所用的電能，叫做電功率。

P=W/t=IU[J/s]

使用歐姆定律可表示為

[J/s]

電功率的單位是以機(jī)械技術(shù)家瓦特(J．Watt，1736～1819，英國)的名字命名的：1[W]=1[J/s]

例如，400W的電熱器，每秒消耗電能400J，發(fā)出與之等量的熱能。能定義為電功率P與使用時(shí)間t秒的乘積。

電能kＷh（千小時(shí)，度）

把1秒鐘內(nèi)所用的電能，叫做電功率。

P=W/t=IU[J/s]

使用歐姆定律可表示為

[J/s]

電功率的單位是以機(jī)械技術(shù)家瓦特(J．Watt，1736～1819，英國)的名字命名的：1[W]=1[J/s]

電流通過電阻時(shí)放出的熱量與電流的平方和電阻的乘積成正比，與流過電流的時(shí)間成正比。這個(gè)關(guān)系叫做焦耳定律，所放出的熱叫焦耳熱。

在白熾燈玻璃球內(nèi)封人少量的氮和氬的混合氣體。在白熾燈泡內(nèi)，消耗的電功率轉(zhuǎn)換成可見光能量的發(fā)光功率為

6％～12％鎢燈絲氬氣

大部分為紅外線輻射，或者變成熱能使玻璃燈泡溫度升高。鎢的熔點(diǎn)非常高，大約在3400℃，盡管燈絲在2500℃的高溫白熾也足夠耐用。鎢燈絲氬氣

材額定電壓為100V功率為l00W的白熾燈泡，在燈絲內(nèi)流動(dòng)的電流是1A，則根據(jù)歐姆定律，燈絲的電阻為100Ω。鎢的白熾狀態(tài)的電阻率為，ρ≈70×10-8Ω·m，即100=70×10-8L/S，求出L/S=1.4×108m-1。極細(xì)的鎢線做成螺旋狀的燈絲，L/S的值要按設(shè)計(jì)值去做，能提高燈絲的放熱效率。

例如：

應(yīng)用:日光燈的發(fā)光原理：電能轉(zhuǎn)換為光能汞原子電子熒光材料紫外線可見光燈絲

(2)參考方向的表示方法電流：Uab

雙下標(biāo)電壓：

(1)參考方向IE+_

在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。Iab

雙下標(biāo)1.3.3電路中電壓、電流的參考方向aRb箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。(3)

實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系注意：

在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。

若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實(shí)際方向從b指向a。

1，把1秒鐘內(nèi)所用的電能，叫做電功率。

P=W/t=IU[J/s]

電功率的單位是Watt：1[W]=1[J/s]2，電路中電壓的實(shí)際正極性和電流的實(shí)際正方向、參考方向。3，在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。4，白熾燈消耗的電功率轉(zhuǎn)換成可見光能量的發(fā)光功率為6％～12％。5，流過5Ω電阻元件的電流abRI為I=-2A，求電阻兩端的電壓和極性。

6，兩只白熾燈額定電壓為220V，功率分別為25W和40W，現(xiàn)將它們串聯(lián)后接到220V電源上，問哪一只更亮，或是兩只一樣亮。7，流過電阻元件R=10Ω的電流為I=-2A，求該電阻消耗的電功率。8，電阻元件R=20Ω兩端的電壓為Uab=-10V，求該電阻消耗的電功率。abRI

第2節(jié)簡(jiǎn)單電路知識(shí)及計(jì)算

最簡(jiǎn)單的電路是單一回路，或者可以通過電路的等效變換為一個(gè)單一回路的多回路電路，不能化簡(jiǎn)成單一回路的叫多回路電路。

單一回路可以直接用歐姆定律(Ohm′sLaw)計(jì)算，復(fù)雜電路可以用基爾霍夫定律（Kirchhoff′s

Laws)求解。2.1

歐姆定律U、I參考方向相同時(shí)，U、I參考方向相反時(shí)，RU+–IRU+–I

表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：①式前的正負(fù)號(hào)由U、I

參考方向的關(guān)系確定；②

U、I

值本身的正負(fù)則說明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。

通常取

U、I

參考方向相同，稱關(guān)聯(lián)方向。U=RI

U=–RI解：對(duì)圖(a)有,U=IR例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。

遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：

線性電阻的伏安特性是一條過原點(diǎn)的直線。2.2

電阻串聯(lián)與并聯(lián)2.2.1

電阻的串聯(lián)特點(diǎn):1)各電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相聯(lián)；兩電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式：R=R1+R23)等效電阻等于各電阻之和；4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–2)各電阻中通過同一電流；應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。2.2.2電阻的并聯(lián)

兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式：(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點(diǎn):(1)各電阻聯(lián)接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間；RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各電阻兩端的電壓相同；

應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。三個(gè)電阻的串聯(lián)、并聯(lián)計(jì)算R=R1+R2+R3

2.3

基爾霍夫定律(Kirchhoff′slaw)支路(branch)：電路中的每一個(gè)分支。一條支路流過一個(gè)電流，稱為支路電流。結(jié)點(diǎn)(node)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。網(wǎng)孔(mesh)：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1123例：支路：ab、bc、ca、…（共6條）回路：abda、abca、adbca…

（共7個(gè)）結(jié)點(diǎn)：a、b、c、d

(共4個(gè)）網(wǎng)孔：abd、

abc、bcd

（共3個(gè)）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I2.3.1

基爾霍夫電流定律(KCL定律)1．定律

即:Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。實(shí)質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；?Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對(duì)結(jié)點(diǎn)a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(jié)點(diǎn)處各支路電流間相互制約的關(guān)系。Kirchhoff′scurrentlaw在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。2.3.2

基爾霍夫電壓定律（KVL定律)1．定律即：U=0在任一瞬間，從回路中任一點(diǎn)出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個(gè)方向上電位升之和等于電位降之和。對(duì)回路1：對(duì)回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基爾霍夫電壓定律（KVL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。Kirchhoff′svoltagelaw

1，單一回路可以直接用歐姆定理計(jì)算，復(fù)雜電路可以用基爾霍夫定律求解。2，通常取

U、I

參考方向相同，稱關(guān)聯(lián)方向。3，線性電阻：線性電阻的伏安特性是一條過原點(diǎn)的直線。4，電阻的功率計(jì)算：P=UI=RI2=U2/R。已知電阻的額定功率為PN=0.5W，電阻值為430Ω，求允許流過的最大電流值；電阻兩端能接的最大電壓。

練習(xí)一：三個(gè)電阻R1＝60、R2＝40

、R3＝10相串聯(lián)，接于220V的電壓上，請(qǐng)計(jì)算各個(gè)電阻上的電壓值。

練習(xí)二:

已知電阻R1=20KΩ，R2=40KΩ，R3=60KΩ。請(qǐng)計(jì)算ab兩端的等效電阻Rab=?

練習(xí)三:

已知電阻Uab=60V,R1=30KΩ，R2=18KΩ，R3=20KΩ。請(qǐng)計(jì)算電流I1，I2的值。

練習(xí)四:

已知電阻Uab=-20V,R1=20KΩ，R2=10KΩ，R3=30KΩ，R4=60KΩ。請(qǐng)計(jì)算流過電阻R3的電流值和方向、電阻R1兩端的電壓值和極性。練習(xí)五:

已知電阻Uab=-25V,R1=8KΩ，R2=24KΩ，R3=10KΩ，R4=9KΩ。請(qǐng)計(jì)算流過電阻R2的電流值和方向、電阻R4兩端的電壓值和極性。

練習(xí)六:

已知電阻

R1=20KΩ，R2=10KΩ，R3=30KΩ，R4=60KΩ。流過電阻R2的電流I2=2mA,請(qǐng)計(jì)算電流I的值。

12110.40.40.82練習(xí)七：計(jì)算12兩點(diǎn)之間的等效電阻值。練習(xí)八：計(jì)算ab兩點(diǎn)之間的Uab電壓值。111

第三節(jié)直流電與交流電本節(jié)的要求:1.直流電的概念2.交流電的概念3.正弦交流電壓與電流：?jiǎn)蜗?；三相?，三相電源的星形與三角形的聯(lián)結(jié)線電壓與相電壓，三相負(fù)載星形與三角形的聯(lián)結(jié)線電流與相電流，三相功率計(jì)算。

第三節(jié)直流電與交流電3.1直流電直流電的概念:

只要電流的方向不隨時(shí)間變化的電流統(tǒng)稱為直流電流，常用“DC”(directcurrent)表示。它一般可分為兩種：一種是方向與大小都不隨時(shí)間變化的叫“恒穩(wěn)直流”；另一種是方向不變，但大小卻隨時(shí)間變化的叫“脈動(dòng)直流”。直流電流可以由蓄電池或直流發(fā)電機(jī)等直流電源得到，也可以由交流電源經(jīng)過整流器整流獲得。

直流電流：方向不變，大小可變；恒定直流：方向不變，大小不變。

恒穩(wěn)直流脈動(dòng)直流

脈動(dòng)直流

3.2交流電交流電的概念

大小和方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化的電流稱為交流電，簡(jiǎn)稱“交流”，常用“AC”(alternatingcurrent)表示。一般交流發(fā)電機(jī)所發(fā)出的均為正弦交流電。交變電流中有瞬時(shí)電流和按一定時(shí)間周期變化的周期電流。瞬時(shí)電流是接通開關(guān)和關(guān)閉開關(guān)時(shí)，瞬間流過的電流。周期電流是其大小和方向按規(guī)律周期性變化的交流電流。

三角波（交流）矩形波（交流）iu正弦波（交流）在交流中，根據(jù)隨時(shí)間變化的規(guī)律常用的有正弦波、三角波、矩形波等。

3.2.1

單相正弦交流電正弦量：

隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期變化的量。Ru+___iu+_正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換便于運(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行；

.....正半周負(fù)半周Ru+_3.2.1.1

正弦交流電壓與電流正弦交流電流的波形和三角函數(shù)表示：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置Im-ψ2-ψTiO1.頻率與周期周期T：變化一周所需的時(shí)間（s）角頻率ω：（rad/s）頻率f：（Hz）T*

無線通信頻率：

30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國

50Hz

，美國

、日本

60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000HziO2.幅值與有效值有效值：與交流熱效應(yīng)相等的直流定義為交流電的有效值。幅值：Im、Um、Em則有交流直流幅值必須大寫,下標(biāo)加m。同理：有效值必須大寫

給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。3.初相位與相位差

相位：注意：交流電壓、電流表測(cè)量數(shù)據(jù)為有效值交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值初相位：

表示正弦量在t=0時(shí)的相角。

反映正弦量變化的進(jìn)程。iOΨ:如：若電壓超前電流

兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差

：uiuiωtO|ψ2φψ1∣∣電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtuiOuiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiO∣φ∣∣②不同頻率的正弦量比較無意義。

①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計(jì)時(shí)的選擇起點(diǎn)無關(guān)。tO注意兩點(diǎn):3.2.1.2

正弦量的相量表示法瞬時(shí)值表達(dá)式前兩種不便于運(yùn)算，重點(diǎn)介紹相量表示法。波形圖

１.正弦量的表示方法必須小寫相量uO2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示ω設(shè)正弦量:若:有向線段長(zhǎng)度

=ω有向線段以速度

按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時(shí)在縱軸上的投影即表示相應(yīng)時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。有向線段與橫軸夾角

=初相位u0xyOO+j+1Abar03.正弦量的相量表示復(fù)數(shù)表示形式設(shè)A為復(fù)數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的輻角實(shí)質(zhì)：用復(fù)數(shù)表示正弦量式中:(2)三角式由歐拉公式:(3)指數(shù)式

可得:

設(shè)正弦量:相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量電壓的有效值相量(4)極坐標(biāo)式相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相角？正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45?？最大值？？負(fù)號(hào)2.已知：4.已知：1.電阻元件(resistanc)描述消耗電能的性質(zhì)根據(jù)歐姆定律:即電阻元件上的電壓與通過的電流成線性關(guān)系線性電阻

金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)，表達(dá)式為：表明電能全部消耗在電阻上，轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)。電阻的能量Ru+_3.2.1.3

電阻元件、電感元件與電容元件

描述線圈通有電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)、儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的性質(zhì)。(1).物理意義電感:(H、mH)線性電感:L為常數(shù);非線性電感:L不為常數(shù)2.電感元件電流通過N匝線圈產(chǎn)生(磁鏈)電流通過一匝線圈產(chǎn)生(磁通)u+-線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附近的介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。自感電動(dòng)勢(shì)：(2).自感電動(dòng)勢(shì)方向的判定1)自感電動(dòng)勢(shì)的參考方向規(guī)定:自感電動(dòng)勢(shì)的參考方向與電流參考方向相同,

或與磁通的參考方向符合右手螺旋定則。+-eL+-L電感元件的符號(hào)S—線圈橫截面積（m2）

l—線圈長(zhǎng)度（m）N—線圈匝數(shù)

μ—介質(zhì)的磁導(dǎo)率（H/m）2)自感電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)極性的判別

0<eL與參考方向相反eL具有阻礙電流變化的性質(zhì)eL實(shí)+-eLu+-+-eL實(shí)-+0eLu+-+-eL與參考方向相同

0>

0(3)電感元件儲(chǔ)能根據(jù)基爾霍夫定律可得：將上式兩邊同乘上

i

，并積分，則得：即電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能儲(chǔ)存在線圈中，當(dāng)電流增大時(shí)，磁場(chǎng)能增大，電感元件從電源取用電能；當(dāng)電流減小時(shí)，磁場(chǎng)能減小，電感元件向電源放還能量。磁場(chǎng)能3.電容元件描述電容兩端加電源后，其兩個(gè)極板上分別聚集起等量異號(hào)的電荷，在介質(zhì)中建立起電場(chǎng)，并儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的性質(zhì)。電容：uiC+_電容元件電容器的電容與極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)等關(guān)。S—極板面積（m2）d—板間距離（m）ε—介電常數(shù)（F/m）當(dāng)電壓u變化時(shí)，在電路中產(chǎn)生電流:1F=106μFcapacitor電容元件儲(chǔ)能將上式兩邊同乘上u，并積分，則得：即電容將電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容中，當(dāng)電壓增大時(shí)，電場(chǎng)能增大，電容元件從電源取用電能；當(dāng)電壓減小時(shí)，電場(chǎng)能減小，電容元件向電源放還能量。電場(chǎng)能根據(jù)：1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)②大小關(guān)系：③相位關(guān)系：u、i

相位相同根據(jù)歐姆定律:①頻率相同相位差：相量圖3.2.1.4

電阻元件的交流電路Ru+_相量式：2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率

p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積小寫結(jié)論:

（耗能元件）,且隨時(shí)間變化。piωtuOωtpOiu瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值大寫(2)平均功率(有功功率)P單位:瓦（W）PRu+_ppωtO注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測(cè)量的功率均指有功功率。

基本關(guān)系式：①頻率相同②U=IL

③電壓超前電流90相位差1.電壓與電流的關(guān)系3.2.1.5

電感元件的交流電路設(shè)：+-eL+-LuωtuiiOinductanc或則:

感抗(Ω)電感L具有通直阻交的作用直流：f=0,XL=0，電感L視為短路定義：有效值:交流：fXL感抗XL是頻率的函數(shù)可得相量式：電感電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律相量圖根據(jù)：則：O2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率(2)平均功率

L是非耗能元件儲(chǔ)能p<0+p>0分析：瞬時(shí)功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0p<0放能儲(chǔ)能