电工基础磁场全解

第一章 磁路和电路基础知识电路是由电气元件和设备组成的总体。

它提供了电流通过的途径，进行能量的转换、 电能的传输和分配，以及信号的处理等。

例如，发电机将机械能转换为电能：电动机将电 能转换成机械能：变压器和配电线路把电能分配给各用电设备：电子放大器或磁放大器可 把所施加的信号经过处理后输出。

一台大型工程机械的电路是由若干简单电路组成的。

因此，掌握简单电路的规律、特 点和分析方法是学懂整机电路并指导实践的必要基础。

为了满足初学电工者的要求和节省 查阅参考书的时间，本章对大型工程机械电路中必要的磁路和电路基础知识有重点地作了 介绍。

1.1 磁路和磁化电和磁是紧密相关的，电流能产生磁场，而变动的磁场或导体切割磁力线又会产生电 动势。

初学电工者往往只注意电而不重视磁。

其实在很多情况下没有磁路知识是不可能学 懂电路的，例如电机、变压器、互感器、接触器和磁放大器等的工作原理都与磁密切相关。

图1.1是一个均匀密绕的空心环形线圈，匝数为 。

当电流I 通过线圈时，在环形线圈内就产生磁场。

环内磁力线是一些以o 为圆心的同心圆，其方向可用右手螺旋定则确定。

磁力线通过的路径称为磁路，环形线圈的磁路是线圈所包围的圆环。

图1.1 环形线圈(一)磁感应强度描述某点磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度。

它不但有大小而且有方向，是一个矢量。

它的方向与该点的磁力线方向一致。

环形线圈内中心线上P 点的磁感应强度lIw r Iw B μπμ==2 （1.1） 式中 μ --表征磁路介质对磁场影响的 物理量，叫做导磁率： r --P 点到圆心的距离：l --磁路的平均长度。

（二）磁通为了描述磁路某一截面上的磁场情况，把该截面上的磁感应强度平均值与垂直于磁感应强度方向的面积s 的乘积称为通过这块面积的磁通，即Bs =φ （1.2）（三）磁场强度为了排除介质对磁场的影响，使计算更加方便，引入磁场强度这个物理量，其定义是μB H =（1.3）环形线圈中P 点的磁场强度为 lIw BH ==μ （1.4） （四）磁势环形线圈中的磁通是因为在w 匝的线圈中通过电流I 而产生的，所以仿照电路中电势的意义把w 与I 的乘积称为磁势[]Iw F = （1.5）(五)磁阻描述磁路对磁通阻碍作用大小的物理量称为磁阻。

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。

电⼯基础知识电⼯必备基础知识⼤全 电⼯共分五个级别。

技能鉴定为：初级技能(5级资格)、中级技能(4级资格)、⾼级技能(3级资格)、技师(2级资格)、⾼级技师(1级资格)。

今天⼩编要讲的是电⼯必备基础知识⼤全，欢迎⼤家阅读。

、 电⼯基础知识 1、左零右⽕。

2、三相五线制⽤颜⾊黄、绿、红、淡蓝⾊分别表⽰U、V、W、N保护接地线双颜⾊(PE)。

3、变压器在运⾏中，变压器各相电流不应超过额定电流;最⼤不平衡电流不得超过额定电流的25%。

变压器投⼊运⾏后应定期进⾏检修。

4、同⼀台变压器供电的系统中，不宜保护接地和保护接零混⽤。

5、电压互感器⼆次线圈的额定电压⼀般为100V。

6、电压互感器的⼆次侧在⼯作时不得短路。

因短路时将产⽣很⼤的短路电流，有可能烧坏互感器，为此电压互感器的⼀次，⼆次侧都装设熔断器进⾏保护。

7、电压互感器的⼆次侧有⼀端必须接地。

这是为了防⽌⼀，⼆次线圈绝缘击穿时，⼀次⾼压窜⼊⼆次侧，危及⼈⾝及设备的安全。

8、电流互感器在⼯作时⼆次侧接近于短路状况。

⼆次线圈的额定电流⼀般为5A 9、电流互感器的⼆次侧在⼯作时决不允许开路， 10、电流互感器的⼆次侧有⼀端必须接地，防⽌其⼀、⼆次线圈绝缘击穿时，⼀次侧⾼压窜⼊⼆次侧。

11、电流互感器在联接时，要注意其⼀、⼆次线圈的极性，我国互感器采⽤减极性的标号法。

12、安装时⼀定要注意接线正确可靠，并且⼆次侧不允许接熔断器或开关。

即使因为某种原因要拆除⼆次侧的仪表或其他装置时，也必须先将⼆次侧短路，然后再进⾏拆除。

13、低压开关是指1KV以下的隔离开关、断路器、熔断器等等 14、低压配电装置所控制的负荷，必须分路清楚，严禁⼀闸多控和混淆。

15、低压配电装置与⾃备发电机设备的联锁装置应动作可靠。

严禁⾃备发电设备与电⽹私⾃并联运⾏。

16、低压配电装置前后左右操作维护的通道上应铺设绝缘垫，同时严禁在通道上堆放其他物品。

17、接设备时：先接设备，后接电源。

《电工基础知识综合性概述》一、引言电，作为现代社会不可或缺的能源形式，已经深入到人们生活的方方面面。

从家庭照明到工业生产，从通信技术到交通运输，电的应用无处不在。

而电工基础知识则是理解、应用和管理电力的基石。

本文将全面深入地介绍电工基础知识，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势，为读者提供一个系统且深入的理解框架。

二、电工基础知识的基本概念1. 电的本质电是一种自然现象，是由电荷的存在和运动产生的。

电荷分为正电荷和负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

当电荷在导体中定向移动时，就形成了电流。

2. 电路的组成电路是电流通过的路径，由电源、负载、导线和开关等组成。

电源是提供电能的装置，如电池、发电机等；负载是消耗电能的装置，如灯泡、电动机等；导线是连接电源和负载的导体；开关用于控制电路的通断。

3. 电压、电流和电阻电压是衡量电场力对电荷做功能力的物理量，单位为伏特（V）。

电流是电荷在导体中的定向移动，单位为安培（A）。

电阻是导体对电流的阻碍作用，单位为欧姆（Ω）。

它们之间的关系可以用欧姆定律来表示：I = U/R，即电流等于电压除以电阻。

4. 电功率电功率是表示电能转化为其他形式能量快慢的物理量，单位为瓦特（W）。

电功率可以用公式 P = UI 来计算，即功率等于电压乘以电流。

三、电工基础知识的核心理论1. 电磁学理论电磁学是研究电和磁相互关系的学科。

麦克斯韦方程组是电磁学的核心理论，它描述了电场、磁场的产生、变化和相互作用。

电磁感应现象是电磁学中的重要发现，即当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势。

2. 电路理论电路理论主要研究电路的分析和设计方法。

基尔霍夫定律是电路理论的重要基础，包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。

KCL 指出，在任何一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和；KVL 指出，在任何一个闭合回路中，电压升之和等于电压降之和。

《电工基础》教案课题：项目四第一讲磁路的基本知识教学目的:1、理解磁路中磁势磁阻的概念以及磁路的欧姆定律。

2、全电流定律及其应用。

教学重点:磁路中的欧姆定律和全电流定律的应用教学难点：磁势和磁阻的概念教学方法：启发式综合教学法教学课时：4课时教学过程时间分配新课讲授：导入：磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。

并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。

图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。

图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。

图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。

图中实（或虚）线表示磁通的路径。

(a) (b) (c)图1—1 几种常用电器的典型磁路(a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路1、磁感应强度（磁通密度）B描述磁场强弱及方向的物理量称为磁感应强度B。

为了形象地描绘磁场，往往采用磁感应线，常称为磁力线，磁力线是无头无尾的闭合曲线。

图1—3中画出了直线电流及螺线管电流产生的磁力线。

(a) (b)图1—3 电流磁场中的磁力线150’(a) 直线电流； (b) 螺线管电流磁力线的方向与产生它的电流方向满足右手螺旋关系，如图1—3(a)所示。

在国际单位制中，磁感应强度B 的单位为特（特斯拉），单位符号为T ，即211/T Wb m = （韦伯/米2）。

2、磁通Φ穿过某一截面S 的磁感应强度B 的通量，即穿过截面S 的磁力线根数称为磁感应通量，简称磁通。

用Φ表示。

即⎰⋅=ΦsdS B （1—1）图1—4 均匀磁场中的磁通在均匀磁场中，如果截面S 与B 垂直，如图1—4所示，则上式变为BS Φ= 或 B SΦ= （1—2） 式中，B 为磁通密度，简称磁密，S 为面积。

二 常用电工仪表和测试的认识及应用1. 电工仪表的基本原理磁电式仪表用符号 ‘∩’表示.其工作原理为：可动线圈通电时，线圈和永久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力，从而形成转动力矩，使指针偏转．电磁式仪表用符号 ‘ ‘表示,分为吸引型和排斥型两种.吸引型电磁式仪表工作原理：线圈通电后,铁片被磁化,无论在那种情况下都能使时钟顺时方向转动.排斥型电磁式仪表工作原理：线圈通电后,动定铁片被磁化, 动定铁片的同极相对,互相排斥,使动铁片转动.电动式仪表用符号 ‘ ‘表示. 其工作原理为：固定线圈产生磁场,可动线圈有电流通过时受到安培力作用,使指针顺时针转动.2. 常用的测量仪表电工测量项目：电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素等.电流表和电压表 电流测量电流测量的条件：电流表须与被测电路串联；电流流量不超过量程．a 图电流表直接接入式负载 适用:交直流小电流测量b 图 直流电流表与分流器接入 适用:扩大仪表量程RfL 的确定：1. 测出R 表;2.定出量程范围例:假定A 表的量程为A 1(1A,1m)解:因U 表=RfL,则A 1 x R 表 = (A 2 – A 1) x RfL 1 x 0.1 = (10 – 1) x RfL 即RfL =91.0= 901m c 图 交流电流表通过电流互感器接入 适用:交流大电流测量互感器的选用：1) 选用穿互感器的匝数必须满足母线电流,小于允许电流; 2) 购买配套仪表:例如选用1匝150/5,则选用150/5仪表电压测量电压测量条件：电压表必须与被测电流并联,电压值不得超出量程.电压测量方法：a 图 直接接入法适用:交直流低压测量b 图 通过附加电阻加入适用:扩大仪表量程,一般不超过2000V c 图 通过电流互感器接入功率表的选用：功率表大都采用电动式.因为要反映电压、电流要素,要使实际电压小于电压线圈耐压,实际电流小于电流线圈额定电流. 接线守则：符号 ‘*’,端接电源.电流端钮与电路串联,电压端钮与电路并联. 接线图：I 负载单相功率及三相功率测量接线： a 图 A 的功率B CC 用电总功率 b 图 U Z C注: 直流电P=UI,交流电P=UICos ø 电能有单相与三相两种电能测量。

目录第一章直流电路................................................................ §1—1电学的基本物理量........................................................一、电量......................................................................二、电流......................................................................三、电压......................................................................四、电动势、电源..............................................................五、电阻......................................................................六、电功、电功率..............................................................七、电流的热效应.............................................................. §1—2电路 ..................................................................一、电路的组成和作用..........................................................二、电路图....................................................................三、电路的三种状态............................................................ §1—3欧姆定律................................................................一、一段电阻电路的欧姆定律....................................................二、全电路欧姆定律............................................................ §1—4电阻的串联、并联电路....................................................一、电阻的串联电路............................................................二、电阻的并联电路............................................................ §1—5电工测量基本知识...................................... 错误！未定义书签。