電工基礎(chǔ)知識講座

1、電工基礎(chǔ)知識講座第一章電力生產(chǎn)概況概況自然界中存在的能量有很多種類，如常見的機械能、熱能、光能、水能、化學(xué)能等，可根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律，在一定的條件下，在各種能量之間相互轉(zhuǎn)換。 能量既不能創(chuàng)造也不能消滅，只能從一種形態(tài)變成另一種形態(tài)。 能量的總和不變。例如，發(fā)電站和電網(wǎng)是多個能量相互轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。 火力發(fā)電廠鍋爐中燃燒的煤通過化學(xué)反應(yīng)，水得到熱能變成高壓蒸汽(高溫高壓)，高壓蒸汽使蒸汽輪機旋轉(zhuǎn)，其所具有的能量變成機械能，蒸汽輪機使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，機械能變成電能水電站使具有一定勢能的水沖擊式水輪機旋轉(zhuǎn)，水輪機使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，最后將機械能轉(zhuǎn)化為電能。電能經(jīng)升壓站、降壓站、輸電線等設(shè)備輸送給用戶，轉(zhuǎn)化為各

2、種形式的能源，為人們的生活和各種生產(chǎn)活動服務(wù)。 例如，電動機可以將電能轉(zhuǎn)化為機械能電燈可以將電能轉(zhuǎn)化為光能電爐可以將電能轉(zhuǎn)化為熱能等。以下，圍繞“電”的概念，從幾個方面的課件開展，一起學(xué)習(xí)有關(guān)電的知識及其應(yīng)用。第二章電工常用名詞、定義及符號2-1回路的概念一、電路電路是電流流動的路徑，由電源、負(fù)載(負(fù)載)、連接線、開關(guān)等幾個基本部分組成。二、三相交流電路在磁場中放置3個相同匝數(shù)的相互空間上相距120的線圈。 轉(zhuǎn)子被原動機驅(qū)動，等速地順時針旋轉(zhuǎn)時，各相的繞組依次被磁力切斷，在3個線圈中分別產(chǎn)生頻率相同、振幅相等的正弦交流電動勢e、e、e o，三者相互相位相差120，通過導(dǎo)線和負(fù)載連接構(gòu)成三相交流

3、電路。22常用名詞、定義及符號一、電壓電場中兩點之間的電位差稱為電壓。 電壓的符號用“u”表示，電壓的單位用螺栓(簡稱螺栓)，符號用“v”表示。如果需要測量低電壓，則以毫伏(mV )或微伏(uV )為單位；如果需要測量高電壓，則以伏(v )或千伏(kV )為單位。換算關(guān)系如下所示1千伏(kV)=1000伏(V)=103伏1伏(V)=1000毫伏(mV)=103毫伏1毫伏(mV)=1000微伏(uV)=103微伏。二、電流金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下向電場強度的反方向移動。 電荷的規(guī)則取向運動形成電流。 通常將正電荷移動的方向作為電流的方向。在單位時間(每秒)內(nèi)，由有導(dǎo)線的斷面的電荷量(

4、電量)的多少來測量電流的強弱。 電流強度(簡稱為電流)，電流的符號用“I”表示，電流的單位用安培(簡稱為安)，符號用“a”表示。如果需要測量小電流，則以毫安(mA )或微安(uA )為單位；如果需要測量大電流，則以安(a )或千安(kA )為單位。換算關(guān)系如下所示1千安(kA)=1000安(A)=103安1安培(A)=1000毫安(mA)=103毫安1毫安(mA)=1000微安(uA)=103微安。三、抵抗如果將不同的負(fù)載連接到電源上，則可知負(fù)載中通過的大小不同。 例如，如果在一個銅棒的兩端和一個鐵棒的兩端施加相同的電壓，這兩個棒上的電流就會大不相同。 這是因為不同的導(dǎo)體材料對電流的電阻不同。

5、 加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流之比稱為電阻。測量電阻大小的單位是歐姆(簡稱：歐姆)，用符號“”表示。 如果在導(dǎo)體的兩端施加1伏特的電壓，并且通過導(dǎo)體的電流為1a，則該導(dǎo)體的電阻為1歐姆，即一歐姆=一伏特/一安培在實際生產(chǎn)中有時歐姆這個單位太小，可以以千歐(k)和兆歐(m)為單位，換算關(guān)系如下1兆歐姆(M)=1000千歐姆(k)=10(k)一千歐(k)=一千歐姆()=十()請注意。 導(dǎo)體的電阻不僅與導(dǎo)體的材料種類有關(guān)，也與導(dǎo)體的截面積有關(guān)，同一材料的導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的截面積成反比，與導(dǎo)體的長度成正比。 即導(dǎo)體的截面積越大，電阻越小，導(dǎo)體越長，電阻越大。 用公式表示的話R=(LS )式中的l

6、-導(dǎo)線長度，單位為米s-導(dǎo)線截面積，單位為平方毫米-比例常數(shù)稱為導(dǎo)體的電阻率，單位為歐毫米/米。電阻率是長1米、截面1平方毫米的導(dǎo)體的電阻值。 例如，常用材料中銀的電阻率=0.0165歐姆-毫米/米，銅的電阻率=0.00175歐姆-毫米/米，鋁的電阻率=0.0283歐姆-毫米/米。四、電流的熱效應(yīng)當(dāng)電流通過電阻時，電阻的溫度逐漸上升。 這是因為電阻吸收的電能轉(zhuǎn)換為熱能，這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。例如電爐、烙鐵等電熱設(shè)備，利用這種性能產(chǎn)生我們需要的熱量。 白熾燈中，鎢絲的溫度上升很高，所以達到白熾的程度，將一部分熱能轉(zhuǎn)換為光能發(fā)光。 但是，另一方面分析，在電動機、變壓器等電氣設(shè)備中，線圈中流過電

7、流時產(chǎn)生的熱量對這些設(shè)備不利。 為什么？ 因為這些熱量如果不從馬達和變壓器的內(nèi)部放出，長時間運轉(zhuǎn)的話，設(shè)備的溫度會變高，絕緣會被破壞，變得嚴(yán)重，設(shè)備會被燒壞。 所以，我們必須進行嚴(yán)密的監(jiān)視和控制。人們經(jīng)過長期的實踐和實驗發(fā)現(xiàn)，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量和電流值的平方，導(dǎo)體自身的電阻值和電流通過的時間成正比。 這種關(guān)系是盧內(nèi)維爾定律，用公式表示的話q=0. 24英里(2-1)式中的q-電流為電阻產(chǎn)生的熱量，單位為卡片通過I-導(dǎo)體的電流，單位是r-導(dǎo)體的電阻，單位是歐洲t-電流流動的時間(單位為秒)0.24 相當(dāng)于電阻為1歐姆的導(dǎo)體中流過1a電流時每秒產(chǎn)生的熱量的熱功當(dāng)量。問題1 :在輸電線上引出導(dǎo)

8、線的發(fā)熱好嗎？ 為什么呢？ 怎樣才能避免呢？導(dǎo)線的選擇原則：為了避免機器的過度發(fā)熱，根據(jù)絕緣材料的容許溫度，對各種導(dǎo)線規(guī)定了不同斷面的最大容許電流(即安全電流)。 例如下表所示。500伏單芯(多芯)橡膠、塑料絕緣導(dǎo)線敷設(shè)容許容積載流量(安)截面()BX、BLX、BXF、BLXF、BXR型橡膠線容許容積載量(安)BV、BLV、BVR型塑料線容許容積載量(安)銅芯鋁芯銅芯鋁芯0.7518161.021191.5271924182.5352732254453542326584555421085657559161108510580251451101381053518013817013050230175

9、2151657028522026520595345265325250由表可知，導(dǎo)線的電阻與其截面積成反比，導(dǎo)線越粗，能夠通過的電流也越大，周圍的空氣溫度越高，對散熱越不利，因此能夠通過的電流越小。五、電力單位時間的電源功率的工作。 這些關(guān)系如下：W=Pt且P=UI (2-2)用瓦特計測量電力。 電力的單位是“瓦”(簡稱瓦w )，用“p”表示，大的單位也有千瓦(kw )。 這些換算關(guān)系如下：1千瓦(kw)=1000瓦(w )聲母時訂b (玻璃化轉(zhuǎn)變點)日期六、電力是指一定期間內(nèi)電源能力進行的工作。 用瓦特計測量了電能。 電能單位以千瓦小時(kwh )表示，簡稱度。問2 :電力和電力的概念是一樣的

10、嗎？ 訂正算法有什么不同？(例2-1 )已知在220伏的電源上連接電爐，通過電爐的電流為4.55安培，但3小時以內(nèi)這電爐消耗的電能是多少？解：電爐的功率是多少？p=ui=2204.55-1千瓦三個小時內(nèi)電爐消耗的電能w=pt=13=3千瓦時即消耗3度的電力。七、電力要素功率元件也稱為“功率因數(shù)”，是指有效功率與視在功率之比，通常用符號cos表示有效功率(kw)/視在功率(kvA )功率因素的大小取決于電路的負(fù)載特性。 例如呈現(xiàn)電阻性負(fù)載的白熾燈、電阻爐等電熱設(shè)備，其電力要素為1，對于具有表示它們僅消耗有效電力的電感的電氣設(shè)備，例如熒光燈、電動機等，其電力要素小于1 (一般僅為0.5-0.8左右

11、)， 它們需要一定數(shù)量的無功功率，例如在電動機的輸出功率低時，消耗的有功功率減少，但必要的無功功率確實幾乎沒有變化，無功功率所占的比例增大，因此根據(jù)電動機的cos進一步變大的功率三角形的圖，能夠使用數(shù)學(xué)的三角函數(shù)關(guān)系得到以下的表現(xiàn)式有效功率P=UIcos式中的cos是功率因素。問題3 :引起功率因素下降的因素是什么？ 會發(fā)生什么樣的危害？一是負(fù)載有感應(yīng)性的負(fù)載變多，二是負(fù)載自身的功率因素過低。 功率要素的降低說明了在電路中用于交變磁場的吞吐變換的無效功率增大、有效功率降低，并且這部分的無效功率在電源和負(fù)載之間被送來不工作。 因此，(1)降低電源設(shè)備的利用率；(2)在線路上引起電壓降的增大，降低

12、用戶側(cè)的電壓，影響用戶負(fù)載的正常工作；(3)線路的功率損耗增加會導(dǎo)致功率損耗。八、線電壓、相電壓在星形連接的電路(指三相對稱電路)中，各相線圈的兩端的電壓為相電壓，通常分別用符號u、u、u o表示。 端線與端線之間的電壓稱為線電壓，一般用符號UAB、ubo、uoa表示。線電壓與相電壓的關(guān)系：UAB=uubo=而且，u=u=u=uxgUAB等于ub等于UX因此，線電壓和相電壓的關(guān)系UX=3 UXg (2-3)即，在星形連接的電路中，線路間電壓等于相電壓的3倍。九、相電流、線電流在星形連接的電路(指三相對稱電路)中，如果知道各相線圈兩端的電壓，則可以逐一校正各相的電流。 由于該電流流過各相的負(fù)載，

13、因此稱為相電流，并且它們的有效值接口服務(wù)器/接口服務(wù)器/接口服務(wù)器/接口服務(wù)器/接口服務(wù)器條件：分別地，分別地，分別地。如果=每個=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個r=每個三相對稱電路因此，流過各端線的電流稱為線電流(試制例說明)，用符號“I-_-_”表示，對于連接成星形的電路而言，線電流等于相電流即，I=IXg (2-4)十、中性線(零線)三相三線制只是三相交流電源供電的連接方式之一。 從3個線圈的始端分別引出3根導(dǎo)線，連接3個線圈的終端，形成三相三線式的星形連接。 在三相三線式星形連接的基礎(chǔ)上，從三個線圈末端的連接點(稱為星點)引出另一根

14、導(dǎo)線，就形成了由四根導(dǎo)線供電的三相四線式供電系統(tǒng)。 因此，從3個線圈末端的連接點(稱為星點)引出的該導(dǎo)線稱為中性線(零線)。中性線的作用：保持星形連接的非對稱負(fù)載的相電壓對稱，消除三相負(fù)載非對稱引起的中性線點位移，避免負(fù)載電壓過高導(dǎo)致的機器破損，負(fù)載電壓過低導(dǎo)致機器無法正常工作。q4:在三相4線式供電系統(tǒng)中，中性線點位移(或斷線)時，會產(chǎn)生什么結(jié)果？十一、相序相序是指三相交流的相位順序。從三相交流的波形圖(試制例說明)可知，三相交流量(電壓或電流)達到最大值(或零值)的時間總是先行，例如稱為a相超前b相、b相超前c相、相超前c相。 因此，將ABC、BCA以及CAB稱為電壓的相位順序(正相順序)

15、。 在我們的日常工作中使用的是正相順序，在修正量修正(例如多功能修正)的配線中必須特別注意相順序。 不那樣的話，會導(dǎo)致電力補正測量上的不正確。q5:請列舉哪個相序是反相序。怎么測量？第三章電路及其修正3-1歐姆定律一、定義在電阻電路中，電流的大小與電阻兩端電壓的高低成正比，與電阻的電氣值成反比。 這就是歐姆定律，也是電路的重要基本定律。二、式用符號u表示電壓，用I表示電流，用r表示電阻，歐姆定律可以用簡單的公式表示I=U/R因為這個公式表示電路中的電壓、電流和電阻之間的相關(guān)關(guān)系，所以可以從任何兩個已知數(shù)字中獲得另一個未知數(shù)字(應(yīng)用公式速記法)。 也就是說1 .已知的電壓、電阻要求電流I=U/R (3-1)2 .已知的電流和電阻求出電壓U=IR (3-2)3 .已知的電壓、電流求出電阻R=U/I (3-3)問6 :歐姆定律除了上述公式以外還有什么表達？(例3-1)1臺直流電動機的勵磁線圈為220伏的電壓，通過線圈的電流為0.427。 求繞組的電阻是多少？已知：電壓=220V，電流=0.427A電阻R=？解：據(jù)題意R=U/I=22