第1章-电工技术基础

电工技术基础第一章电路模型及电路定律§1.1电路及基本物理量一、电路的组成及功能： 1．电路的组成：电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。

由电源、负载和中间环节3部分组成。

2．电路的主要功能：①进行能量的转换、传输和分配。

②实现信号的传递、存储和处理。

二、电流：的电流方向称为电流的参考方向。

如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。

三、电压、电位和电动势：1．电压：单位正电荷由a 点移至b 点电场力所做的功称为a 、b 点两点间的电压。

电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。

与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向。

例：当ua =3V ，ub = 2V 时u1 =1V ， u2 =－1V最后求得的u 为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。

对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。

如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。

如果采用非关联方向，则必须全部标示。

2.电位：单位正电荷由电路中某点移至参考点电场力所做的功，称为该点电位。

电路中a 、b 点两点间的电压等于a 、b 两点的电位差。

3．电动势：外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。

电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。

电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。

四、电功率：电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。

p ＞0时吸收功率，p ＜0时放出功率。

功率与电流、电压的关系： 关联方向时：p =ui 非关联方向时：p =－ui正值I负值(a)(b)+ u 1 －ab－ u 2 +ab+ u －(a) 关联方向ab－ u +(b) 非关联方向abba ab V V U -=例：求图示各元件的功率.（a ）关联方向：P=UI=5×2=10W ，P>0，吸收10W 功率。

第1章电路的基本定律与分析方法【思1.1.1】(a) 图U ab＝IR＝5×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。

(b) 图U ab＝－IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。

(c) 图U ab＝IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。

(d) 图U ab＝－IR＝－(－5)×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。

【思1.1.2】根据KCL定律可得(1) I2＝－I1＝－1A。

(2) I2＝0，所以此时U CD＝0，但V A和V B不一定相等，所以U AB不一定等于零。

【思1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。

【思1.1.4】(a) 图U AB＝U1＋U2＝－2V，各点的电位高低为V C＞V B＞V A。

(b) 图U AB＝U1－U2＝－10V，各点的电位高低为V B＞V C＞V A。

(c) 图U AB＝8－12－4×(－1)＝0，各点的电位高低为V D＞V B(V A＝V B)＞V C。

【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。

当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时，电位V C＝0；若将其滑动触点C右移，则V C降低。

【思1.1.6】(a) 当S闭合时，V B＝V C＝0，I＝0。

当S断开时，I＝1233+＝2mA，V B＝V C＝2×3＝6V。

(b) 当S闭合时，I＝－63＝－2A，V B＝－321+×2＝－2V。

当S断开时，I＝0，V B＝6－321+×2＝4V。

【思1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。

当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。

《电工技术基础与技能》教案迁安职教中心机电工程系
第一部分：导课
图1-1电能与生活
…………………………………………
第一课时
图1-3电能的生产
由于资源分布不平衡，电能产生后一般都要经过远距离传输才能输送到用电能传输网络简称电网。

目前我国电网按地域分为华北电网、
华中电网、华东电网、西北电网和南方电网。

我国西部地区能源丰富而用电较少，电力消费相对集中在经济发达的东部沿海地区。

为了解决这个问题，我国
图1-4电能的输送
从发电站出发的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。

根据
图1-5台式电工实训台网孔板式安装实训室。

二、知识、技能学习、态度养成训练
1.1电能与生产生活
1.1.1电能的产生
1.产生电能的常见形式
2.新型绿色能源介绍
1.1.2电能的输送
1.通过多媒体，学习电能的输送过程。

2.学生讨论、总结。

3.教师总结：
1.1.3常见的供电电源
1.交流电源
2.直流电源
1.1.4认识实训室
1.电工实训室简介
（1）电工实训室操作规程
（2）电工实训室电源配置
结合实验台讲解。

（3）常用电工工具和仪器仪表
1）常用电工工具
常用电工工具指的是一般的电工岗位都要使用的工具，有试电笔、偏口钳、尖嘴钳、剥线钳、电工刀、螺钉旋具、活动扳手等,见图 1-6 所示。

图1-6 常用电工工具
2）常用仪器仪表
认识常用电工仪器仪表，介绍其用途。

主要有：万用表、钳形电流表、电压表、电流表、兆欧表、电能表、直流稳压电源、示波器等。

2.用试电笔测试实验台
1）试电笔结构、使用方法
试电笔的测量操作十分简单，用手握住试电笔顶端的金属部位，将试电笔前端的探头触碰带电体，使带电体、试电笔、人体和大地构成通路。

带电体电压达到一定值，试电笔氖管就发光。

2）测试实验台
用试电笔测试实验台上各电压输出端，首先测试三相五线制（或三相四线制）端子是否带电，然后提问：是否所有带电的地方用试电笔来试都会亮？
学生以小组为单位探究、试验，教师最后总结。

第1章电路的基本知识一、填空题1.电荷间存在相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

2.真空中有两个点电荷，电荷量均为2×10－6C，相距0.2 m，则它们之间的作用力为0.9N ，且为斥力。

3.电荷周围存在的特殊物质叫电场。

4.电荷的定向移动形成的电子流叫做电流。

我们规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向。

在金属导体中电流方向与电子的运动方向相反。

5.通过一个导体的电流是5A，经过2min时间，通过这个电阻横截面的电荷量是600C。

导体中的电流为1A，在0.4min时间内，通过导体横截面的电荷量为24C。

6.衡量电场力做功大小的物理量叫电压，其定义式为U AB=W AB/q。

7.电位是相对值，它的大小与参考点选择有关；电压是不变值，它的大小与参考点选择无关。

8.电压的正方向为高电位指向低电位，电动势的正方向为电源负极指向正极。

9.衡量电源力做功大小的物理量叫电动势，其定义式为E=W/q。

10.有二根同种材料的电阻丝，长度之比为1：2，横截面积之比为2：3，则它们的电阻之比是3：4 。

11.一段导线的电阻值为R，若将其对折合并成一条新导线，其阻值为R/4 。

12.部分电路欧姆定律告诉我们，在某段纯电阻电路中，电路中的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比，其表达式为I=U/R 。

13.全电路欧姆定律告诉我们，闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比，其表达式为 I=E/(R+r)。

14.电源电动势E=4.5 V，内阻r=0.5Ω,负载电阻R=4Ω，则电路中的电流I＝1A ，路端电压U＝4V 。

15.电流在单位时间内所做的功叫做电功率。

电源电动势所供给的功率，等于电源内阻和负载电阻所消耗的功率之和。

16.额定值为“220V 40W”的白炽灯，灯丝的热态电阻为1210Ω。

如果把它接到110 V的电源上，它实际消耗的功率为10W。

17.有一只标有“1kΩ10W”的电阻，允许通过的最大电流是0.1A，允许加在它两端的最大电压是100V 。

《电工技术基础》同步练习册第一章电路的基本概念和基本定律第一、二节电路·电流一.填空1．电路就是所经过的路径。

一般电路是由、、和、四部分组成的。

2．从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路称，电源内部的通路称为。

3．电源是将能转换成能的装置。

4．电荷的定向移动形成。

我们规定电荷移动的方向为电流的方向。

在金属导体中电流方向与电子的运动方向。

5．电流的大小用来衡量，其定义式是。

6．单位换算：= mA；500μA= mA；0.4 A= mA；0.25A= μA7．在导体中产生电流有两个条件,一是,二是。

二.选择１．通过导线的电流强度为１安培，说明１分钟内通过导线横截面的电量是（）。

①１库仑；②６０库仑；③３６００库仑。

２．在导线中，5分钟内流过横截面的电量是库仑，则导线中的电流强度为（）。

①；②3A；③。

三.计算1.如果在５S内通过某灯泡灯丝的电量是２０C，试求通过灯丝的电流强度。

2.已知通过某负载的电流是0.2A，则10S内通过负载的电量是多少库仑3.按大小和方向随时间的变化规律，可将电流分为那几种4.如图所示，通过电阻的电流强度I= -2A，表示什么意思5.连接以下元件，使成为一个电路。

第一章电路的基本概念和基本定律第三节电阻一、填空1、导体对电流的叫电阻。

电阻大，说明导体导电能力;电阻小,说明导体导电能力。

2、导体的电阻是由它本身的决定的。

3、金属导体的电阻是由它的、、的性质和决定的。

电阻定律的计算公式是。

4、一般情况下，金属导体的电阻随温度的升高而。

5、根据物质导电能力的强弱，一般可分为、和。

6、电阻用字母表示。

其单位有、等。

二、选择1、电阻大的导体，电阻率（）。

①一定大；②一定小；③不一定大。

2、一根电阻丝电阻为100Ω，分成相同的两段，每段的电阻是（）。

①50Ω；②200Ω；③100Ω。

3、一段导线其阻值为100Ω，若将其从中间对折合并成一条新导线，其阻值为（）。

①50Ω；②25Ω③Ω。

《电工技术基础》同步练习册第一章电路的基本概念和基本定律第一、二节电路·电流一.填空1．电路就是所经过的路径。

一般电路是由、、和、四部分组成的。

2．从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路称，电源内部的通路称为。

3．电源是将能转换成能的装置。

4．电荷的定向移动形成。

我们规定电荷移动的方向为电流的方向。

在金属导体中电流方向与电子的运动方向。

5．电流的大小用来衡量，其定义式是。

6．单位换算：0.05A= mA；500µA= mA；0.4 A= mA；0.25A= µA7．在导体中产生电流有两个条件,一是, 二是。

二.选择１．通过导线的电流强度为１安培，说明１分钟内通过导线横截面的电量是（）。

①１库仑；②６０库仑；③３６００库仑。

２．在导线中，5分钟内流过横截面的电量是0.6库仑，则导线中的电流强度为（）。

①0.12A；②3A；③0.002A。

三.计算1.如果在５S内通过某灯泡灯丝的电量是２０C，试求通过灯丝的电流强度。

2.已知通过某负载的电流是0.2A，则10S内通过负载的电量是多少库仑？3.按大小和方向随时间的变化规律，可将电流分为那几种？4.如图所示，通过电阻的电流强度I= -2A，表示什么意思？5.连接以下元件，使成为一个电路。

第一章电路的基本概念和基本定律第三节电阻一、填空1、导体对电流的叫电阻。

电阻大，说明导体导电能力;电阻小,说明导体导电能力。

2、导体的电阻是由它本身的决定的。

3、金属导体的电阻是由它的、、的性质和决定的。

电阻定律的计算公式是。

4、一般情况下，金属导体的电阻随温度的升高而。

5、根据物质导电能力的强弱，一般可分为、和。

6、电阻用字母表示。

其单位有、等。

二、选择1、电阻大的导体，电阻率（）。

①一定大；②一定小；③不一定大。

2、一根电阻丝电阻为100Ω，分成相同的两段，每段的电阻是（）。

①50Ω；②200Ω；③100Ω。

3、一段导线其阻值为100Ω，若将其从中间对折合并成一条新导线，其阻值为（）。

第1章安全用电一、是非题1。

电流通常有直流和交流两大类,直流用字母“AC”表示，交流用字母“DC"表示。

（) 2. 任何电气设备内部未经验明无电时，一律视为有电，不准用手触及。

（）3. 任何接、拆线都必须切断电源后才可进行. ( ）4。

电气设备安装检修后,可立即使用。

( ）5。

若家中没有三孔插座，可把电气设备的三孔插脚改成两孔插脚使用。

（)6. 通常规定36V及以下电压为安全电压。

（）7. 遇到雷雨天,可在大树底下避雨. （）8. 两相触电要比单相触电危险得多。

（)9. 对于临时装设的电气设备，可以使金属外壳不接地. （）二、选择题1. 当通过人体的电流超过（)时，便会引起死亡。

A. 30mAB. 50 mAC. 80 mAD. 100 mA2．当皮肤出汗，有导电液或导电尘埃时,人体电阻将（）.A。

下降 B. 不变 C. 增大 D. 不确定3。

当人体触碰到掉落在地上的某根带电导线时，会发生（）.A. 单相触电B。

两相触电C。

跨步电压触电 D. 以上都不对4. 当发现有人触电，必须尽快（)。

A. 拨打120电话B。

人工呼吸C。

使触电者脱离电源 D. 以上都不对5。

关于电气火灾的防范与补救,以下说法不正确的是（）。

A。

在制造和安装电气设备时，应减少易燃物B. 电气火灾一旦发生,首先要切断电源,进行补救，并及时报警C. 带电灭火时，可使用泡沫灭火剂D. 一定要按防火要求设计和选用电气产品三、简答题1. 电工实验实训室通常有哪些电源配置？2。

电工仪器仪表和常用电工工具有哪些？3。

请简述实验实训室安全操作规程.4。

常见的触电类型有哪些？四、实践与应用题1。

遇到雷雨天,一般不能在大树下躲雨，你知道这是为什么吗？2。

家庭中为防止触电事故的发生，通常采用哪几种触电防范措施？第2章直流电路一、是非题1。

电路中允许电源短路。

（）2。

导体中电流的方向与电子流的方向一致. （）3. 电流表必须串接在被测电路中。

第一章电工技术基础第一节电路一、电路:用导线、电器、开关、电源等组成的电流电路。

1、电源:提供电能的装置。

如:干电池、蓄电池、发电机等。

2、负载:用电装置(把电能转化为其它形式能)。

3、开关:控制电路通断。

4、导线:传输电能。

5、电路图:用规定的元件符号表示电路连接情况的图。

二、电路状态通路:处处连通的电路。

开路:某处断开。

短路:电源未经过用电器,直接构成回路(严禁)。

上述状态一般可用万用表测量判断。

第二节基本物理量1、电流①概念:电荷定向运动形成电流。

②计算:I= q / t I-A q-c t-s③单位及换算:A、mA、uA;1A=103mA、1mA=103uA④电流方向:规定正电荷运动方向。

2、电压①作用:使电荷定向移动形成电流。

②单位：伏特（V）3、电能W=uq W=UIt单位:度(千瓦时)、焦1kwh=3.6×106J4、电功率电流1秒钟内所做的功。

P=w/ t=UI单位:瓦、千瓦、毫瓦1kw=103w,1w=103mw5、欧姆定律I=U/R(部分电路)①式中I-安、U-伏、R-欧②有I必定有U（超导物质除外）③有U 不一定有I第三节直流电路一、串联电路I=I1=I2=…=I nU=U1+U2+…U nR=R1+R2+…R n在串联电路中,电压与电阻成正比。

二、并联电路U=U1=U2=…=U nI=I1+I2+…+I n1/R=1/R1+1/R2+…+1/R n三、混联电路电路既不是单纯的串联也不是单纯的并联。

这种电路应先化简后再进行运算。

第四节交流电路一、交流电大小与方向均随时间变化的电流(电压)叫交流电。

二、交流电有三相交流电、单相交流电之分1、三相交流电：如高压电线路、三相电动机用电。

2、单相交流电：如家庭用电(市电)、220V(电压)、50HZ(频率)。

三、三相电的输送1、高压输电线路（1）升压成高压传送的目的： ①降低损耗 ②节省成本 ③方便架线等（2）常见高压有10万V 、几十万V 。