1电工基础知识.ppt

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1、 电 工 证 考 试 内 容 操作证考核内容: 1. 笔试内容: 安全规程 2. 实际操作: 电力拖动 每科分别满60分为合格。 等级证考核内容: 1. 笔试内容: 电工基础 2: 实际操作: 电力拖动 电子实操 其中、两项合起来满120分为合格。 考 证 介 绍上岗证两个实操相加满120分 笔试笔试电子实操电拖实操实操基础知识电拖实操安全规程证工电等级证操作证 电 工 考 证 学 习 内 容 电工基础知识电工基础知识 电工安全规程电工安全规程 电力拖动实际操作（电动机控制）电力拖动实际操作（电动机控制） 电子实际操作电子实际操作 表面上看，只考操作证者可以连电工基础知识也不学，但实际上如果没

2、有电工基础知识，对安全规程知识的大部分内容是理解不了的。 数 学 知 识 补 习 学习电工知识之前，我们先来学习一些今后我们要用到的数学知识，以后我们将不会就这些知识一一进行讲述了。先看看三角函数： 1 3/2 2/2 1/2 0 0 1/2 2 / 2 3 / 2 1CosSin00 3 00 4 50 6 00 9 00常 用 三 角 函 数 值 ：tg Cos Sin 边 长 如 图 所 示 ：cba右 图 所 示 的 直 角 三 角 形 中 CBA 数 学 知 识 补 习 指数运算： 106 = 10*10*10*10*10*10-3 = 1103a-1 =1 a13 * 3 = 31

3、2 * 312 = 31 = 3212 * 212 = 21 = 22 * 2 = 23 = 3122 = 212a3 = a*a*a 、ax * ay = ax+ya0 = 1 、a1 = a 、a2 = a*a 电 路 和 电 路 图 观察下图电路：电池电池灯泡灯泡EIRU+_K1。1 。1 电 路 和 电 路 图有用电器用电器工作的的地方，都必须构成了一个完整的电路，用电器用电器才能工作。 由于用电器用电器种类繁多，今后我们在电工学上把所有的用电器统称为负载负载。 大家注意观察我们周围的电路，不难发现他们的基基本构成本构成有：负载负载、 连接导线连接导线、 开关开关、连接导线连到哪里呢？

4、连到电源电源上去了。 简单的电路，我们一看就知道他们的连接方式。但许多时候，我们把很多的负载连接的时候，电路就会变得复杂。为了把电路的连接表示出来，或者有的时候要把我们设想的连接方式表示出来，这就需要在图上把它画出来。由于许多负载的实物图是很难画的，我们就用一些大家公认的规定的符号规定的符号来表示。而得到用规定的符用规定的符号表示电路连接方式的图号表示电路连接方式的图，就是电路图电路图。这些符号今后我们将慢慢学到。 1。1。2 电 路 的 组 成1。1。1 电路的基本组成： （1） 电源电源： 它是输出电能的装置，在工作时，它们分别将机械能、化学能、光能等其他形式的能转化为电能电能。如发电机、

5、蓄电池、干电池、光电池等。 （2） 负载负载：它是使用电能的装置，将电源所产生的电能电能转换为光能、热能、机械能等。如电灯、电炉、电动机等。 （3）联结导线联结导线：用来传输和分配电能。 另外，还有一些附属设备，如：开关、熔丝、仪表等，作为控制、保护之用。1。1。2 电路图： 为表示电路的连接状态，我们用统一、规定统一、规定的图形符号来表示出来，叫电路图。1。2。1 原 子 结 构1。3。1 原子结构：如图所示。（1）原子核：含质子和中子，很小但集中了原子的大部分质量，质子带正电，中子不带电。（2） 核外电子：质量很小，带负电，在各自的轨道上绕核做圆周运动。 1。3。2 在一般情况下，核外电子

6、由于受原子核的引力作用，是不能离开原子的，但有的材料的原子外层电子，由于离核距离较远，受到的作用力很小，可以离开原子而成为自由电子自由电子。1。3。3 金属导体就是这种外层电子可以成为自由电子的物质，因此金属导体中有大量自由电子自由电子。1。2。2 电 场 1。电荷间的相互作用：电荷间存在一种“同性相互排斥，异性相互吸引的现象。 2。在现实生活中，力的作用是要物体相互接触才能发生的，磁铁与小铁块不用接触就能发生力的作用，是因为磁铁周围存在磁场。同样，电荷与电荷间不用接触而能发生力的作用，是因为电荷周围存在电场电场。 1。2。3 电 流 的 形 成 1。前面我们知道：金属导体中存在大量的自由电子

7、。因此，当导体两端接上电源时，如图，我们可以理解电源的正极带正电荷，负极带着负电荷，接在导体两端后，正、负电荷就在导体内产生一个电场。由于这个电场的出现，导体内的自由电子就受到朝同一个方向的电场力作用并朝同一个方向同一个方向运动，形成电流。（物质中的带电粒子有规则的有规则的定向定向移动） 2。同一个电源，连接不同的负载时，产生的电流是不相同的。那么我们如何来区分这不同的电流呢：电流既然是电荷定向移动形成的，那么就可以用参与定向移动的电荷数量电荷数量来衡量电流的大小。用单位时间内通过导体截面的电荷量电荷量描述电流的大小。1。2。3 电 流 的 大 小 1 。如果一段时间 t 内有 q 电荷量通过

8、截面，则通过导体的电流 I 大小为：I = q / t ，q 的单位为库仑， t 的单位为秒，I 单位为库仑/ 秒，因为该式子最先由安培得出，所以电流的单位又为安培，符号为 A 。 2。 电流的方向规定为正正电荷移动的方向，正电荷从电源的正极流出，负极流回。在复杂电路中，事先难以确定电流方向时，可以先假定一个正向，结果为正时，电流方向与假定方向同向。为负时，与假定方向相反。 1。2。4 电 流 的 单 位 直流直流：当电流的大小和方向都不随时间变化时, 称为直流电流, 简称直流。 直流电流常用英文大写字母 I 表示。 交流交流：大小和方向随着时间按周期性变化的电流, 称为交流电流,简称交流。常

9、用英文小写字母 i 表示。 单位单位：安培, 符号为 A 。 常用的单位有千安（kA）, 毫安（mA）, 微安（A）等。 1 A = 103 mA = 106 A 1KA = 1000 A = 103 A 1。2。5 电 流 的 方 向 在分析与计算电路时, 常可任意假定任意假定某一方向作为电流的参考方向。(a)(b)(c)(d)i参考方向实际方向ia babi参考方向实际方向ib aba图图1.2 1.2 电流的参考方电流的参考方向向1。2。6 电 压 电压是推动电荷运动的原因： 电路中A、 B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能。 UAB = WAB / q

10、 伏特 （V） 电压的实际方向：是使正正电荷电能减少的方向。 常用的单位：千伏（kV）、毫伏（mV）、 微伏（V）等。 1 V = 103 mV = 106 V 1。2。7 电 压 的 方 向 量值量值和方向都不随时间变化的直流电压直流电压, 用大写字母U表示。交流电压交流电压, 用小写字母 u 表示。 若电压的参考方向与实际方向一致，电压为正。 若电压的参考方向与实际方向相反，电压为负。 分析电路时，首先应该规定电流电压的参考方向(a)(b)uuABBA图1.3 电压的参考方向1。2。8 电 位 在电路中任选一点, 叫做参考点, 则某点的电位就是由该点到参考点的电压。 Va = U ao 如

11、果已知a、 b两点的电位各为 Va 、Vb , 则此两点间的电压为Ua b = Va V b 越近越低越近越高靠近负电荷的地方电位低靠近正电荷的地方电位高dcbacba1。2。9 电 位 EDCBA8V6V4V2V0V- 6V- 4V- 2V2V0V注意：无论哪一点作参考点，指定的两点间的电压如果D为 参考点，则A、B、C、E各点电位上图右侧当A为参考点时B、C、D、E各点电位如上图左侧所示1。2。10 电 动 势 E = W/q2。有一条能够导电的闭合路径。形成持续电流的条件：1。要有电源。F：非电场力，化学能推动电荷做功的力E: 电源的内电场FE1。2。11 电 动 势 （1） 电源电源：

12、 它是输出电能的装置，在工作时，它们将机械能、化学能、光能等其他形式的能转化为电能电能。如发电机、蓄电池、干电池、光电池等。 （2） 负载负载：它是使用电能的装置，将电源所产生的电能电能转换为光能、热能、机械能等。 （3） 电动势的方向：电源移动正电荷的方向。由负极指向正极。 如果我们是一个电子， 电源电源就象我们的家，负载负载就像工地，我们从家里吃饱出来，工地干活消耗消耗我们的能量能量，累了回到家里吃饱（补充能量补充能量），出来又可以再干。电压、电位、电动势的比较 1。电压电压：电路中两点间移动每库仑电量所移动每库仑电量所做的功。做的功。 2。电位电位：某点到参考点之间移动每库仑电量移动每库

13、仑电量所做的功。所做的功。 3。电动势电动势：从电源的正极到负极移动每库仑移动每库仑电量所做的功。电量所做的功。1。3。1 电 阻 与 电 导 电流是电荷定向移动形成的，电荷定向移动经过负载时，由于负载的结构与一般导体的不相同，定向移动的电荷会与其他没有参与定向移动的电荷发生碰撞。 碰撞的结果： (1) 定向移动的电荷定向移动的电荷碰撞后，能量减少。-消耗电能。 (2)非定向移动的电荷非定向移动的电荷被碰撞后，能量增加，并转化成其他形式的能。 我们把导体对电流的阻碍作用把导体对电流的阻碍作用称为电阻电阻。用R表示或 r 表示（一般 r 表示电源的内电阻）。 R = * L / S 欧姆 ：材料

14、的电阻率，单位：*mm2 / m 。 1兆欧（M）=106欧（） =103千欧（K）电 阻色码棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银数字12345678905%10%通用电阻色码与数字的对应表通用电阻色码与数字的对应表例如：某一电阻色标为例如：某一电阻色标为“棕黑橙金棕黑橙金”，则其标称值为，则其标称值为10k10k ，误差为，误差为5%5%。五 环 电 阻 颜 色 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 金 银 无 对应数值1234567890 对应的10n1234567890 误差值1 12 2 0.50.50.250.250.10.1 5 510102020阻值误差乘以10n阻值大小的有效数字含 义5

15、4321色环次序阻值误差乘以10n阻值大小的有效数字含 义4321色环次序1。3。2 电 导 对电阻来说：导体电阻越大大，其导电性能越差差；电阻越小小，导电性能越好好。 如果我们定义一个与电阻相反的量，这个量则可以直接代表导体的导电性能。 电导电导：G = 1/R 则G的值越小，导体的导电性能越差；G的值越大，导体的导电性能越好。 电导：G = 1/R 姆欧姆欧 、 西门子、 1/ 。 符号： 超导：金属导体的电阻与温度成正比，温度越高，电阻越大；温度越低，电阻越小。当导体温度低到一定程度时，导体的电阻可降为0。GR1。3。3 欧 姆 定 律 电阻元件是一个二端元件, 它的电流电流和电压电压的

16、的方向方向总是一致的, 它的电流和电压的大小成正比关系。 I = U / R （部分电路欧姆定律，不含电源。） U = I * R R = U / I （不能说R和U成正比，和I成反比，因为I和U成正比，而R不变不变。） 如果电路含电源，则： I = R+rEIKRUE1。3。4 闭合电路欧姆定律 当电路中包括电源以后，电源是电路的动力（提供电能），电流除了要克服负载电阻的阻碍以外，还要克服电源内部的阻碍（电荷由电源负极向正极运动所遇上的阻碍） 因此，这时电路中电流与电压的关系为： R + rEI = r1。3。5 电路的三种状态 1。通路状态：通路状态： E = IR + Ir 路端电压：路端电压：U = IR = E Ir 电源输出电压比电源电动势电源输出电压比电源电动势E要小。要小。 2。短路状态：短路状态： 负载电阻负载电阻R=0，I = E / r 。 由于由于 r 一般比较小，所以一般比较小，所以I很大，易很大，易 使线路、设备瞬间产生高热而烧毁使线路、设备瞬间产生高热而烧毁 设备。设备。 3。 断（开）路状态：断（开）路状态： R I = 0 U = E I r = E