电工基础知识培训教材1
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第一课 简单电路和电力系统一、 电路的基本构成简单电路:电源、开关、用电器、导线电力网:二、 简单电路的构成和计算(以手电筒为例)基本概念:1、电源电动势: 代表符号:E2、电压:代表符号:U单位:V(伏特,简称伏); KV(千伏)1KV=1000V3、电阻:电源内阻、负载电阻。
代表符号:R单位:Ω(欧姆) ; KΩ(千欧); MΩ(兆欧)1M=1000K 1K=1000Ω4、电流:代表符号:I,单位:A(安培) ; KA(千安); mA(毫安)1KA=1000A 1A=1000ma5、功率(有功功率)代号:P单位:W(瓦特) ; KW(千瓦); MW(兆瓦)1MW=1000KW 1KW=1000W欧姆定律:电工学最基本的定律。
原则上说,任何复杂的电路,包括直流电路,交流电路,简单电路,复杂电路,只要是线性电路,都可以用此定律公式来计算。
欧姆定律公式:I=U/R 或U=IR 或R=U/I功率公式:P=UI以手电筒为例来作如下计算,以加深以上基本概念的理解。
假设:电动势=3V(两节电池,每节1.5V)内阻=0.01Ω(每节电池内阻0.005Ω)负载电阻(灯泡)=4.99Ω(灯泡冷态电阻小,热态电阻大)。
电流(A)=电压(V)/电阻(Ω)即I=U/(r+R)=3V/(0.01Ω+4.99Ω)=0.6A灯泡两端的电压U R=0.6×4.99=2.994V(大部分的电压作用在负载上)内阻电压U r=0.6×0.01=0.006V(很小的电压作用在内阻上)灯泡消耗的功率P1=2.994V×0.6A=1.7964W内阻消耗的功率P2=0.006V×0.6A=0.0036W合计消耗功率=1.794W+0.0036W=1.8W正好等于3V×0.6A=1.8W。
电能大部分电力发了光,小部分电力消耗在内阻上(以上是新电池刚使用的情况,随着使用时间的延长,电池电动势逐渐下降,内阻r逐渐升高,U R逐渐下降,灯光变暗,以致以后不再亮了)。
目录第一章直流电路 (5)§1—1电学的基本物理量 (5)一、电量 (5)二、电流 (5)三、电压 (6)四、电动势、电源 (7)五、电阻 (8)六、电功、电功率 (9)七、电流的热效应 (10)§1—2电路 (11)一、电路的组成和作用 (11)二、电路图 (12)三、电路的三种状态 (12)§1—3欧姆定律 (13)一、一段电阻电路的欧姆定律 (13)二、全电路欧姆定律 (13)§1—4电阻的串联、并联电路 (15)一、电阻的串联电路 (15)二、电阻的并联电路 (17)§1—5电工测量基本知识 (18)一、万用表的外形及基本组成 (19)二、万用表的使用步骤 (21)三、万用表的使用注意事项 (21)习题 (22)第二章电磁的基本知识 (23)§2—1磁的基本知识 (23)一、磁现象 (23)二、磁场、磁感应线 (24)三、磁通、磁感应强度 (24)四、磁导率 (25)§2—2电流的磁场 (26)一、通电直导线的磁场 (26)二、通电螺线管的磁场 (27)三、磁场对载流直导线的作用 (28)四、磁场对通电线圈的作用 (29)§2—3电磁感应 (29)一、电磁感应现象 (29)二、法拉第定律 (31)三、楞次定律 (31)四、电磁感应定律 (33)§2—4自感、互感 (33)一、自感 (33)二、互感 (35)习题 (35)第三章正弦交流电路 (37)§3—1正弦交流电的产生 (37)一、正弦交流电的特点种 (37)二、正弦交流电的产生 (38)§3—2正弦交流电的三要素 (40)一、周期、频率、角频率 (40)二、瞬时值、最大值、有效值 (41)三、相位、初相和相位差 (41)§3—3正弦交流电的表示法 (43)一、三角函数式法 (43)一、纯电阻电路 (45)二、纯电感电路 (45)三、纯电容电路 (47)§3—5三相交流电路 (49)一、三相电动势的产生 (49)二、三相电源绕组的联结 (50)三、三相交流电路负载的联结 (51)§3—6常用电气照明电路 (53)一、白炽灯照明电路 (53)二、节能灯照明电路 (54)三、日光灯照明电路 (55)习题............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
电工基础知识培训教材1绪言现代工业、农业、交通、通信、国防以及日常生活中电的应用广泛。
但总的来说,电的应用有两大方面:一是作为一种能量——电能来应用;另一是作为一种信息——电信号来应用。
(通常把电压、电流等电量的变化统称为电信号)电的应用极其广泛的缘故,是由于它具有下列一些重要特点:1、转换容易。
作为能量,电能能够专门方便地由水能、热能、化学能、原子核能等转而来,成为廉价的动力来源;而且电能又专门容易转换成人们需要的其它各种形式的能量,如机械能、热能、化学能、光能等。
作为信息,电信号与各种非电信号(温度、压力、流量等的变化)之间的相互转换也容易实现。
2、传输方便。
作为能量,高电压远距离输送电能时,缺失小、效率高;同时容易分配到各个用电设备上去。
作为电信号,不但可在线路中迅速、稳固、准确地传输,而且可用电磁波的形式在空间传播。
3、便于操纵和测量。
电能或电信号的有关量值便于准确而迅速地进行操纵和测量,利用电信号还可对电量以及各种非电量进行遥控和遥测,这些都为自动化生产提供了必要的有得条件。
随着电的日益广泛的应用,现代电工设备不但种类繁多,而且日新月异不断进展。
然而目前绝大多数的设备仍是由各式各样的电路所组成。
不论电路的结构如何复杂,它们和最简单的电路之间依旧具有许多最差不多的共性,而且遵循着相同的运动规律。
因此本章要紧内容将着重于电工基础,介绍电路的组成、电气参数的物理意义以及其中的差不多规律、电磁知识和常见的电气设备及元件的原理、电路的测量和分析运算等,以使大伙儿对电建立起一个较完整的差不多概念和理论,为以后的进一步学习打下基础。
本次学习的内容多,时刻短,要在四天的时刻内完全把握有一定的困难,需要在以后的工作中,连续学习加深和巩固。
由于自身的知识水平和业务能力有限,不可幸免的存在一些的错误和不足,诚恳的期望大伙儿给予批判和指正。
§1 电路的差不多概念§1.1 电路的组成在电的实际应用中,从最简单的手电筒的到复杂的电子运算机的运算,都由电路来完成的。
电工基础知识培训内容1。
电工基础知识(1)直流电路(2)电磁和电磁感应(3)单相交流电路(4)三相交流电路2.低压电器及成套装置(1)刀开关(2)转换开关(3)自动开关(框架断路器及塑壳断路器以及微型断路器)(4)熔断器(5)接触器(6)热继电器(7)电容器(8)测量仪表(电流电压电度功率等表计)(9)配电设备产品3.电气线路(1)电缆(型号规格载流量)(2)母线(型号规格载流量)4.电气安全技术(1)触电防护(2)电气作业的安全措施(3)漏电保护器(4)电气安全用具2018—12—11 一.电工基础知识(一)1.电路的组成,合闸,分闸的定义2.电流的定义,电流强度I=Q/T,电流的单位,电位及电压的定义及单位,电动势,电阻等3欧姆定律I=U/R,4电路的连接;有串联,并联,混联的定义及公式5电功及电功率A=UIt,P=A/t=UI,单位是焦耳及瓦特J及,功率同马力的关系,1马力=736W,1KW=1。
36马力6.电流的热效应,电与热的转换关系,什么叫短路,短路的危害;(二)1。
磁的基本知识,定义,磁性材料等2。
电流的磁效应,磁场方向的判定3。
电磁感应,感应出的电动势大小的计算公式4.自感,互感和涡流的定义及计算公式(三)1.交流电的定义及表达式2。
交流电的基本物理量,瞬时值,最大值,周期频率,相位,有效值3.交流电的解析式,波形图,旋转相量法4。
纯电阻电路的简介及功率与电压电流等的关系以及表示符号5。
纯电感电路,电感量的计算公式,符号,它的特性6。
纯电容电路,电容量的计算公式及其特性及表示符号(四)1。
三相交流电的定义,产生,表达式,波形图,相量图及相序2.三相电源及负载的连接—星形连接三角形连接它们的接法及其特点3.三相功率的计算(无功及有功)4。
半导体材料及其特性(N,P型半导体),PN结的单相导电性,晶体二极管的结构伏安特性及其使用,晶体三极管的基本知识,电流放大作用,特性曲线和主要参数二.低压电器及成套装置(一)简单介绍1.低压电器的慨述2.低压电器的定义与分类,低压配电电器及低压控制电器3.低压电器型号含义及表示方法4.低压电器的正确选用,1:安全原则2:经济原则5.低压电器的安装类别,共分四类6.低压电器产品的污染等级,分为四级,每个的具体含义(二)刀开关1.刀开关的用处2。
引言概述:正文内容:
一、基础知识
1.电流、电压和电阻的基本概念
2.电流电压的单位及其计算方法
3.基础电路图的理解与分析
4.基础电气元件的作用与连接方法
5.电线的种类及其特点
二、安全操作
1.电气安全的重要性及其意义
2.安全操作规程与操作流程
3.电气事故的常见原因与预防措施
4.佩戴个人防护装备的方法与注意事项
5.应急情况下的应对措施与电气救援技能
三、电气设备维护
1.电气设备的日常检查与维护方法
2.电气设备的清洁与保养
3.电气设备的故障诊断与维修方法
4.电气设备的定期维护计划制定与实施
5.电气设备的性能测试与质量控制标准
四、故障排除
1.故障排除的基本流程与方法
2.故障排除中的常见故障原因与解决方案
3.使用示波器与万用表进行故障排除的技巧与注意事项
4.故障排除的记录与报告编写
5.故障排除后的安全检查与验证措施
五、系统改进
1.电气系统的结构与组成部分
2.对电气系统进行改进的目的与意义
3.改进电气系统的方法与步骤
4.改进电气系统的效果与评估
5.电气系统改进案例研究与实践分享
总结:。
初级电工基础知识培训教程第一章:电的基础知识1.1电的定义与特性电是一种物质微粒-电子在导体中的移动形成的现象。
电具有电量、电压、电流等特性。
电的运动形式可以是直流或交流。
1.2电路电路是指导体中电流的路径,包括电源、导线、元件等。
电路可以分为串联电路和并联电路。
1.3电压、电流和电阻电压是电势差,表示单位电荷在电场中所具有的能量差异。
电流是单位时间内通过导体的电荷量。
电阻是导体对电流流动的阻碍程度。
第二章:电工工具与设备2.1常用电工工具电工工具包括螺丝刀、扳手、钳子、剥线钳、万用表等。
这些工具用于电路的组装、接线、测量等工作。
2.2常用电工设备常用电工设备包括电压表、电流表、绝缘电阻测试仪、电钳、电焊机等。
这些设备用于测量电路参数、检测电路故障、实施电路维修等。
第三章:电路基本知识3.1电路元件电路元件包括电源、开关、导线、电阻、电容、电感等。
电源提供电压,开关控制电流的通断,导线传输电流,电阻控制电路的电阻,电容储存电荷,电感储存电能。
3.2串联电路与并联电路串联电路是指电流依次通过多个元件,电压相加,电阻相加。
并联电路是指电流分流通过多个元件,电压相同,电阻按平行计算。
第四章:电路连接与安装4.1连接方法电路连接方法包括焊接、螺纹连接、插接等。
焊接是将导线与元件通过熔化的焊条相连接,螺纹连接是通过螺纹将元件与导线紧固在一起,插接是将导线插入插座中。
4.2安装要求电路安装要求包括导线的规格、绝缘材料的选择、开关和插座的安装位置等。
导线规格需要根据电流大小选择合适的导线截面积,绝缘材料应具备良好的绝缘性能,开关和插座的安装位置应便于使用。
第五章:电路故障排除与维修5.1故障排除的基本方法电路故障排除的基本方法包括逐级排查、检测电路参数、测量电路波形等。
逐级排查是从电源开始逐一检查每个元件的工作情况,检测电路参数可通过仪器测量电压、电流等,测量电路波形可通过示波器获取电路信号的波形。
5.2常见电路故障与处理方法常见电路故障包括开路、短路、过载等。
电工技能培训资料(完整版)(一)引言概述电工技能培训资料是为了提高电工技能水平而设计的综合性培训工具。
本文档的目的是为电工提供一份完整的培训资料,包含了电工技能培训的各个方面。
通过这份资料,电工可以学习并提高自己的技能,为工作做好充分准备。
正文内容一、电工基础知识培训1.电工行业介绍2.电工的角色和责任3.电工的基本工具和设备4.电工安全操作规范5.电工应急处理常识二、电路基础知识培训1.电路的基本组成和原理2.电压、电流、电阻的概念和测量方法3.电源的分类和使用4.电路故障排除技巧5.电路维护和保养方法三、电器设备安装和维修培训1.电器设备安装的流程和步骤2.电线和插座的安装方法3.电器设备常见故障的诊断和修复4.电器设备维护和保养技巧5.电器设备的安全操作和防护措施四、电工工作实践技能培训1.电工工作中的常见操作技巧2.电工工作中的安全注意事项3.电工工作的组织和协调能力培养4.电工工作中的问题解决和决策能力培养5.电工工作的质量控制和检验方法五、电工职业发展和学习计划培训1.电工职业发展的机会和前景展望2.电工职业发展的路径规划和学习要求3.电工技能的进一步学习和提高方法4.电工技能认证和培训机构介绍5.电工职业发展资讯和学习资源推荐总结通过电工技能培训资料的学习,电工可以全面掌握电工基础知识、电路原理和维修技能,提高自己的工作技能水平。
同时,本文档也提供了电工职业发展和学习计划的指导,帮助电工规划自己的职业发展道路。
希望本文档能够成为电工们的宝贵工具,助力他们在电工行业取得更大的成功。
初级电工人员培训教程第一章:电工基础知识介绍(300字)1.1电工概述-电工的工作职责和责任-电工的工作环境和安全要求1.2电工工具和设备-常用电工工具介绍及使用方法-常见电工设备的功能和使用方法1.3电工电路知识-电流、电压和电阻的基本概念-电路的基本组成和连接方式-电工常见电路问题的排查和处理方法第二章:安全操作规范(400字)2.1电气安全知识-电电感触电事故的危害和防范措施-电工个人防护用品的使用和保护-安全接地和接地保护装置的使用2.2电工作业安全-电工作业前的准备工作-安全作业流程和注意事项-紧急情况下的应急措施2.3现场安全管理-工地安全规定的了解和遵守-火灾和爆炸风险的防范措施-安全意识的培养和维护第三章:电工常用技巧和操作(400字)3.1电线的剥皮和连接-剥皮工具的选择和使用方法-电线接线端子的选择和固定方法3.2电器设备的安装和调试-常见电器设备的安装方法和注意事项-电器设备的电源接线和电流检测3.3电路故障排查与维修-电路故障的排查和定位方法-常见故障的快速修复和预防措施第四章:电工岗位职责和发展(100字)4.1电工的工作岗位和职责-电工在建筑、工厂、住宅等领域中的应用-电工在项目实施和维护中的角色和职责4.2电工发展和学习的方向-电工行业的发展趋势和前景-电工进修和继续教育的选择总结:通过本培训教程,初级电工人员可以学习到电工基础知识、安全操作规范、电工常用技巧和操作,以及电工岗位职责和发展方向。
这些知识和技能将帮助初级电工人员提高工作效率、保障工作安全,并在电工职业生涯中有更好的发展。
电工基础知识1。
电是什么?答:有负荷存在和电荷变化的现象。
电是一种和重要的能源.2。
什么叫电场?答:带电体形成的场,能传递带电体之间的相互作用。
3。
什么叫电荷?答:物体或构成物体的质点所带的正电或负电.4.什么叫电位?答:单位正电荷在某点具有的能量,叫做该点的电位.5。
:什么叫电压?它的基本单位和常用单位是什么?答:电路中两点之间的电位差称为电压.它的基本单位是伏特。
简称伏,符号v,常用单位千伏(kv),毫伏(mv) .6。
什么叫电流?答:电荷在电场力作用下的定向运动叫作电流。
7.什么叫电阻? 它的基本单位和常用单位是什么?答:电流在导体中流动时,要受到一定的阻力,,这种阻力称之为导体的电阻.它的基本单位是欧姆,简称欧,符号表示为Ώ,常用的单位还有千欧( kΏ),兆欧(mΏ ) 8。
什么是导体?绝缘体和半导体?答:很容易传导电流的物体称为导体。
在常态下几乎不能传导电流的物体称之为绝缘体。
导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称之为半导体。
9.什么叫电容?它的基本单位和常用单位是什么?答:电容器在一定电压下储存电荷能力的大小叫做电容。
它的基本单位是法拉,符号为F,常用符号还有微法(MF),微微法拉(PF),1F=106MF=1012MMf(PF) 。
10。
什么叫电容器?答:储存电荷和电能(电位能)的容器的电路元件.11。
什么是电感? 它的基本单位和常用单位是什么?答:在通过一定数量变化电流的情况下,线圈产生自感电势的能力,称为线圈的电感量.简称为电感。
它的常用单位为毫利,符号表示为H,常用单位还有毫亨(MH) 。
1H=103MH12.电感有什么作用?答:电感在直流电路中不起什么作用,对突变负载和交流电路起抗拒电流变化的作用。
13.什么是容抗?什么是感抗?什么是电抗?什么是阻抗?他们的基本单位是什么?答:电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗。
电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。
电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
电工基础知识培训教材绪言现代工业、农业、交通、通信、国防以及日常生活中电的应用广泛。
但总的来说,电的应用有两大方面:一是作为一种能量——电能来应用;另一是作为一种信息——电信号来应用。
(通常把电压、电流等电量的变化统称为电信号)电的应用极其广泛的原因,是由于它具有下列一些重要特点:1、转换容易。
作为能量,电能可以很方便地由水能、热能、化学能、原子核能等转而来,成为廉价的动力来源;而且电能又很容易转换成人们需要的其它各种形式的能量,如机械能、热能、化学能、光能等。
作为信息,电信号与各种非电信号(温度、压力、流量等的变化)之间的相互转换也容易实现。
2、传输方便。
作为能量,高电压远距离输送电能时,损失小、效率高;并且容易分配到各个用电设备上去。
作为电信号,不但可在线路中迅速、稳定、准确地传输,而且可用电磁波的形式在空间传播。
3、便于控制和测量。
电能或电信号的有关量值便于准确而迅速地进行控制和测量,利用电信号还可对电量以及各种非电量进行遥控和遥测,这些都为自动化生产提供了必要的有得条件。
随着电的日益广泛的应用,现代电工设备不但种类繁多,而且日新月异不断发展。
但是目前绝大多数的设备仍是由各式各样的电路所组成。
不论电路的结构如何复杂,它们和最简单的电路之间还是具有许多最基本的共性,而且遵循着相同的运动规律。
因此本章主要容将着重于电工基础,介绍电路的组成、电气参数的物理意义以及其中的基本规律、电磁知识和常见的电气设备及元件的原理、电路的测量和分析计算等,以使大家对电建立起一个较完整的基本概念和理论,为以后的进一步学习打下基础。
本次学习的容多,时间短,要在四天的时间完全掌握有一定的困难,需要在以后的工作中,继续学习加深和巩固。
由于自身的知识水平和业务能力有限,不可避免的存在一些的错误和不足,恳切的希望大家给予批评和指正。
§1 电路的基本概念§1.1 电路的组成在电的实际应用中,从最简单的手电筒的到复杂的电子计算机的运算,都由电路来完成的。
1、电路的组成及电路元件的作用电路就是电流所流经的路径,它由电路元件组成。
当合上电动机的刀闸开关时,电动机立即就转动起来,这是因为电动机通过导线经过开头与电源接成电流通路,并将电能转换为机械能。
电动机、电源等叫做电路元件,电路元件大体可分为四类:(1)电源:即发电设备,其作用是将其它形式的能量转换为电能。
如电池是将化学能转换为电能,而发电机是将机械能转换为电能。
(2)负载:即发电机设备,其作用是把电能转换为其它形式的能。
如电炉是将电能转换为热能,电动机则是把电能转换为机械能。
(3)控制电器和保护电器:在电路中起控制和保护作用。
如开关、熔断器、接触器等。
(4)导线:由导线材料制成,其作用就是把电源、负载和控制电器连接成一个电路,并将电源的电能传输给负载。
由此可见,电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。
图1-1就是最简单的电路。
2、电路图在实际工作中,为便于分析、研究电路,通常将电路的实际元件用图形符号表示在电路图中,称为电路原理图,也叫电路图。
图1-1a 电路元件图,1-1b 为1-1a的的原理电路图。
(介绍电气参数,引出后面电流、电压、电阻等的讲解)§1.2 电流一、物质的电结构1、构成物质的分子与原子世界上尽管有千万种的物质,例如铜、铁、玻璃、塑料、空气和水等,它们的性质各有不同中,但这些物质都由该物质的分子构成的。
分子是最细小但不失原物质性质的颗粒。
分子是是由更小的物质微粒——原子组成。
有些物质的分子比较简单,只有一种原子组成,例如常见的铜或铁等金属。
水的分子是由两个氢原子和一个氧原子化合而成。
塑料和其它有机化合物的分子结构都比较复杂。
原子是由原子核以及核外的电子所构成。
不同的原子,其原子核外面的电子数目也不相同。
例如氢原子在它的核外只有一个原子,而銅的原子则具有29个电子。
原子核一般由质子和中子所组成。
质子的数目总是等于核外的电子数。
中子不带电,质子和电子都带电的粒子。
质子带正电荷,电子带负电荷。
在同一个原子中质子与电子所带的正、负电荷必定相等,因此就整个原子来说,正、负电荷的作用恰好完全抵消,所以物体平时不显示带电现象。
见图1—2图1—2 原子结构图2、物体的带电、电荷量如果由于两种不同的物质相互摩擦或其它原因,使一块物体上的电子转移到了另一块物体上,这样就使失去电子的这块物体带了正电荷,而获得了电子的那块物体带了相同数量的负电荷。
物体失去或获得的电子越多,那么这块物体所带的正电荷或负电荷量也就越多。
电荷量是以库仑(简称库)为单位计量。
据实验测定,一个电子具有的负电荷量约等于1.6×10-19库,也就是在1库的负电荷中约包含有625亿亿个电子。
带电的物体在其周围存在着电场,电场也是物质存在的一种形式。
实践证明,带异号电荷的两物体之间有互相吸引的力,反之,带同号电荷的两物体之间有互相排斥的力,这种相互的吸力或斥力就是电场的作用力。
见图1—3图1—3 电场力的相互作用3、库仑定律(了解)库仑定义:当流过某曲面的电流1 安培时,每秒钟所通过的电量。
1 库仑(C)= 1 安培·秒(A · S)库仑定律是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
库仑定律公式:F = k×(q1×q2)/r2公式1—1r ——两者之间的距离(从 q1到 q2方向的矢径)≈9.0×109 N·m2·C-2 k ——库仑常数 k=1/4πε——真空介电系数,约为8.85 ×10-12 C2·N-1·m-2ε(1) 库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力,非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。
(2) 应用库仑定律求点电荷间相互作用力时,不用把表示正,负电荷的"+","-"符号代入公式中计算过程中可用绝对值计算,其结果可根据电荷的正,负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。
库仑定律成立的条件:处在真空中,必须是点电荷。
注:计算时不一定要求静止是因为在平时的出题和提升中,很大一部分不考虑点电荷是否静止。
图1—4 点电荷的作用库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律由公式1—1可知电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。
二、电流1、电流:电荷有规则的运动。
导体的电流是由于导体部的自由电子在电场的作用下有规则的运动而形成的。
此外,在有些液体或气体中由于存在带正、负电荷的离子,它们在电场作用下分别朝着一定的方向运动,因此也能形成电流。
电流的大小取决于一定的时间以通过的导体截面的电荷量的多少。
i=qD/t (I=Q/T) 公式1—2公式1—2指出:电流的大小等于单位时间通过导体横截面的电荷量。
为简单起见我们把电流的大小简称为电流。
习惯上我们把正电荷流动的方向作为电流的实际方向,即外电路中电流从电源的正极流向负极。
但在导线中,电流实际上是带负电荷的电子流动所形成的,但其效果与等量正电荷反方向流动完全相同,因此其电流方向是与电子流的方向相反。
如图图1—4 电流方向与负电荷流动的方向简单电路中电流实际方向容易按电源极性来判定。
在比较复杂的电路中,电流的方向难于直观判断。
为了分析计算电路的需要,我们引入了参考正方向的概念。
电流在导体中流动的实际方向有两种可能,任意选取其中一个方向作为参考方向,称之为参考正方向,简称正方向。
设电路某一未知电流的正方向已经选定,如果求得此电流为正值,说明电流的实际方向与选定的正方向一致;若求得此电流值为负值,说明电流的实际方向与选定的正方向相反。
关联参考方向:如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端,即两者的参考方向一致,则把电流和电压的这种方向称为关联参考方向。
当两不一致时,称为非关联参考方向。
2、直流电流与交流电流电流的大小和方向都不随着时间变化(即保持不变)的电流称为直流电流。
电流的大小和方向随着时间按一定的规律变化的电流称为交流电流。
电流的大小和方向随着时间按正弦的规律变化的电流称为正弦交流电流。
i it tI0 0图1—5 a)直流电流 b)正弦交流电流4、电流的单位电流电流的大小以安培为单位计量,简称安,用字母A表示。
1安的电流即等于在1秒钟有1库的电荷量通过导线的截面。
1A=1×103mA=1×106μA§1.3 电阻一、导体、绝缘体与半导体我们知道,象铜、铁或这样的一些物质是很容易导电的,我们叫做导体;而象玻璃、云母、瓷之类的物质就很不容易导电,被称为绝缘体。
这是因为,在导体中存在着不少与原子核的联系很松弛的电子,它们很容易摆脱原子核的束缚而在原子之间自由运动,被称为“自由电子”。
各种金属部都在不同程度上存在着大量的自由电子,它们在外电场的作用下,能很快地使电荷量从一处移到另一处,所以金属是导体。
相反地,在绝缘体部自由电子很少,所以几乎不能导电,因而可以用来做隔电的材料。
但是要指出,绝缘体并不是绝对不导电的,只是它的导电能力与导体相比相差得非常悬殊而已。
象硅与锗这些物质,它们的导电能力介于导体与绝缘体之间,称为半导体。
半导体有很多特殊的性能,尤其是当在纯硅、纯锗中间掺入适量的其他杂质之后,其导电能力将会成百万倍地增加。
二、电阻和电阻率导体的带电质点的过程中不断地相互碰撞,并且与导体的分子相互碰撞,因此,导体对于它所通过的电流呈现有一定的阻力,这种阻力称为电阻。
由于导体的长度、截面积以及本身的材料不同,就具有不同的电阻。
电阻小说明电流容易通过,反之,电流则不易通过。
绝缘体之所以能做隔电材料,就是因为它有很大的电阻,使电流很难在其过。
电阻的单位是欧姆,简称为欧,用符号Ω表示。
1MΩ=1×103 KΩ=1×106ΩR=ρL /S 公式1—3ρ——由导体材料的导电性能确定的常数(可查表得),叫做电阻率;常用的铜电阻率为0.0172 Ω·mm2 /m;铝为0.029 Ω·mm2 /m。
L ——导体的长度,单位为m。
S ——导体的横截面积,单位为mm2。
S =πd2/4 =0.785 d2(d 是导线的直径,通常用来表示各种不同粗细的导线规格,如95线、120线等)。
公式1—3表明了导线的电阻与它的长度成正比,与横截面积也就是线径的平方成反比。
也就是说,导线越长,电子与分子碰撞次数增多,电子所遇到的阻力越大就不容易通过;导线横截面越大,电子通路宽敞,阻力越小,就越容易通过。