第1章电工基础知识
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P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识,这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。
主要内容包括:直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。
第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的,它为电流的流通提供了路径。
根据电路中电流的性质不同,电路可分为直流电路和交流电路。
电路中,电流的大小及方向都不随时间变化的电路,称为直流电路;电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。
电路的种类很多,不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。
1. 电源电路中,供给电路能源的装置称为电源,如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。
2。
负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷,如电灯泡、电炉等。
负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。
3。
中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。
导线也叫电线,是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来,通过负载再送回电源,构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。
电路由外电路和内电路两部分组成。
外电路:图1-1中,由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。
内电路:电源本身电流的通路为内电路。
在图1-1中,指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。
电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极,而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后,电流才能产生。
如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了,电流就不能流通了,此时称电路为断路或开路状态。
二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子,通常都处在不规则的运动状态,因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消,即导体内没有电流流过。
当导体内的自由电子受到电场力的作用后,电子就以一定方向移动。
在这种情况下,导体的任何截面(在任一瞬间),将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。
第一章电工基础知识第一节电路的基本概念1、电路电路就是电流通过的路径。
电路是由电源、负载、连接导线和开关组成。
图1-1为简单手电筒电路,其中干电池为电源、灯泡为负载,用连接导线将电源、开关、负载连接成电路。
在实际用中通常按国家统一规定的图形符号表示电路图。
如图1-2所示就是图1-1手电筒电路图。
电路通常有三种状态(1)通路:电路中的开关闭合,负载(电路)中有电流通过,这种状态一般称为正常工作状态。
(2)开路:也称为断路,是指电路中某处断开或电路中开关打开,负载(电路)中无电流通过。
(3)短路:电源两端的导线由于某种事故,而直接相连,使负载中无电流通过。
短路时,电源向导线提供的电源比正常时大几十至几百倍,因而不允许短路。
2、电流与电流强度在电路中,把电荷的定向运动叫做电流。
规定:以正电荷移动的方向作为电流的正方向。
在闭合电路中,电流的方向为:电流从电源正极流出,通过导线、开关流入负载后回到电源的负极。
电流分成直流和交流电源两大类:直流电流:是指电流的方向不随时间变化的电流,如图1-3所示交流电流:是指电流的大小和方向和方向随时间作周期性变化。
如图1-4最常见的是正弦交流电。
电流强度:由于电流所产生的效果具有不同的程度,这样就形成电流强度的概念。
电流强度也简称为电流,它是用在单位时间内通过导体横截面的电量多少来度量的。
QI=t式中I-表示电流强度,单位:安培(A)。
Q-表示t时间内,通守导体横截面电荷电量,单位:库仑(C)。
T-表示时间,单位:秒(s)。
在国际单位制中,电流强度的单位是安培,(A),简称安。
计算微小电流时以毫安(mA)或微安(μA)为单位,它们的关系是:1A=103mA 1mA=103μA3、电压与电动势(1)电压图1-5A和B表示负载两端,电流的方向由A流向B,负载灯泡发光,说明电流通过灯线时产生热和发光。
为了表示电流强度与做功的本领,引入一物理量—电压(电位差)U AB:WU AB=QQ-由A端移动到B端的电荷电量,单位:库仑。