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1、电气基础知识 热烈欢迎各位领导 、 各位同事 的光临 主要内容 电气及电气工程的含义电气及电气工程的含义 电路的基本概念和基本电路电路的基本概念和基本电路 交流电基础知识交流电基础知识 电力系统简介及高压电气设备简介电力系统简介及高压电气设备简介 低压控制电器及基本的交流控制电路低压控制电器及基本的交流控制电路 变频器、软启动、变频器、软启动、PLCPLC简介简介 电气及电气工程 电气的定义电气的定义 电气（电气（electricalelectrical，electrical power and electrical power and equipmentequipment）是电能的生产、传输
2、、分配、使用和）是电能的生产、传输、分配、使用和 电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电 能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与 改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转 换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技 术、设施设备等术、设施设备等 。 （是一个宏观的抽象的概念）（是一个宏观的抽象的概念） 电气工程电气工程 电气工程（电气工程（Electrical EngineeringElectrical Enginee
3、ring简称简称EEEE）是现代科技领）是现代科技领 域中的核心学科之一，更是当今域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域高新技术领域中不可或缺的关键中不可或缺的关键 学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络计算机网络为基为基 础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式。础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式。 传统的电气工程定义为用于创造产生电气与传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统电子系统的有关的有关 学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术科学技术的飞速发的飞速发
4、展，电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，展，电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学斯坦福大学教教 授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工 程行为。本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重程行为。本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重 新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工 程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动 态的科研环境。态的科研环境。
5、（是一个宏观的抽象的概念）（是一个宏观的抽象的概念） 电器的定义电器的定义 电器（电器（electrical applianceelectrical appliance）泛指所有用电的）泛指所有用电的 器具，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接器具，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接 通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用 电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电 工装置、设备和工装置、设备和元件元件；从普通民众的角度来讲，主要；从普通民众的角度来讲，主要 是指家庭常用的一些为生
6、活提供便利的用电设备，如是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如 电视机、冰箱、洗衣机等等。电视机、冰箱、洗衣机等等。 从功能和用途等方面来讲，如接触器、负荷开关、避从功能和用途等方面来讲，如接触器、负荷开关、避 雷器等等。雷器等等。 （是实体、具体的形象）（是实体、具体的形象） 电子技术电子技术 电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造 某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技 术和术和电力电子技术电力电子技术两大分支。信息电子技术包括两大分支。信息电子技术包
7、括 Analog Analog （模（模 拟）拟） 电子技术和电子技术和 Digital Digital （数字）（数字） 电子技术。电子技术是对电子技术。电子技术是对 电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、 放大、滤波、转换。放大、滤波、转换。 电力电力电子技术电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，是一门新兴的应用于电力领域的电子技术， 就是使用电力电子器件（如晶闸管）对电能进行变换和控制的就是使用电力电子器件（如晶闸管）对电能进行变换和控制的 技术。电力电子技术所变换的技术。电力电子技术所变换的“电力电力”功率可
8、大到数百功率可大到数百MWMW甚至甚至 GWGW，也可以小到数，也可以小到数W W甚至甚至1W1W以下，主要用于电力变换。以下，主要用于电力变换。 电路的基本概念 和简单电路 电 电是一种自然现象，是一种能量。电是像电子和质子这样的亚 原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。电或电荷有两种 ：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。通过实验我们发现带电 物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。 电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现 象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有 一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。 电与人类生活 电的发现
9、和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使 人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生 活的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础 。电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源 源不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧 气，如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。 通常说的电的形式分为：直流电、交流电和静电通常说的电的形式分为：直流电、交流电和静电。 直流电直流电 是指任何时间电流都是从导体的一端流向另一端，电流 的方向是唯一的（电流方向是正极流向负极，用符号“” 表示，缩写为DC） 。我们常用的直流电有电池、电瓶等。 交流电
10、交流电 是指电流随时间的改变流动的方向也改变。我们常用的 交流电有民用的220V电源，生产上的380V生产用电等（用符 号“”表示，缩写为AC） 。 静电静电 原子失去电子显示正电，得到电子显示负电的现象，造 成不平衡的电子分布，使物体显示带电。（摩擦起电) 电流和电流强度 电流 电荷的定向移动形成电流（电荷是自由电荷）。 对金属来讲是自由电子定向移动形成电流；对酸、碱、 盐的水溶液来讲，正负离子定向移动形成电流。 电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。 在电源外部，电流的方向从电源的正极到负极。 电流强度 电流强度在数值上等于1秒钟内通过导线截面的 电量的大小,通常用“安培”作为电流
11、强度的单位。安培 简称“安”,用字母”A”表示。 电流的实用单位除了安培（A）以外还有千安（ KA）、毫安（mA）和微安（A） 1千安=1000安 1安=1000毫安 1毫安=1000微安 具有持续电流的条件： （1）电路中有电源 （2）电路为通路 电流的三种效应： （1）电流的热效应。如电炉，电饭锅等。 （2）电流的磁效应，如电铃，接触器线圈等 。 （3）电流的化学效应，如电解、电镀等。 电压 也叫电动势、电位差，是衡量单位电荷在静电场 中由于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中 一般称作电压，用符号“U”表示 ，在物理学术研究常 用电位差 。它的国际标准单位是伏特（V）。常用的单 位
12、有千伏（KV），毫伏（mV）和微伏（V）。 1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV 负载 即用电设备，其作用是把电能转换为其它形式的 能量。如电动机是把电能转换为机械能；电炉是把电能 转换为热能；灯泡是把电能转换为光能等等。 电源 把其他形式的能转换成电能的装置叫做 电源。例如发电机能把机械能转换成电能，干电 池能把化学能转换成电能。发电机、干电池等叫 做电源。通过变压器和整流器，把交流电变成直 流电的装置叫做整流电源。 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、热继电器等等。 导线 由导体材料制成，其作用就是把电源、 负载和控制电器等连接成
13、一个电路，并将电源的 能量传输给负载。 电阻 物质对电流的阻碍作用。国际标准单位是 欧姆（）。常用的单位千欧（K），兆欧（ M）。根据电阻的大小把物体分为导体、半导 体、绝缘体。 各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能 力，这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物 体的导电性能。 导电性能好的物体叫做导体。例如：银 、铜、铝是良导体； 导电性能差的物体叫做绝缘体。例如： 陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、干 燥的棉纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是 绝缘体（也叫电介质）。 导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫 做半导体。例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半 导体。 电路 电路是电流的通路,它是
14、为了某种需要由 某些电工设备或元件按一定方式组合起来,它也 是电流流经的基本途径。 最简单的电路是由电源E(发电机、电池等 )、负载R(用电设备如电灯、电动机等)、连接导 线(金属导线)和电气辅助设备(开关K、仪表等) 组成的闭合回路。 电路的作用是产生、分配、传输和使用电 能。 串联电路 把若干个电阻或电池一个接一个成串地联 接起来,使电流只有一个通路,也就是把电气设备 首尾相联叫串联。 特点 （1）每个支路电阻流过的电流相同。 （2）电路总电压等于各个支路个电阻上的电压 降之和。 （3）电路总电阻等于各个支路电阻阻值之和。 简单的串联电路 连接要点：在串联电路中，电流从 电源的正极出发，依
15、次经过开关、灯泡， 最后接到电源的负极. 实物图： 电路图： 串 联 电 路 连接特点 工作特点 开关的 控制特点 依次逐个相连，无分支. 各用电器工作有关联： 任意一点断开，用电器 均停止工作. 一只开关可控制各用 电器工作，且与开关 的位置无关. 并联电路 把若干个电阻或电池相互并排地联接起来 ,也可以说将电气设备的头和头、尾和尾各自相 互连在一起,使电流同时有几个通路叫并联。 特点 （1）电路中各个支路上所承受的电压相同。 （2）电路中的总电流等与各支路中电流之和。 （3）电路中的总电阻的倒数等于各支路电阻的 倒数之和 S S1 S2 L1 L2 如左图： 把两只灯泡并 列地接在电路 中，并各自安 装一个开关. 像这样把元件 并列地连接起 来的电路，称 并联电路. 简单的并联电路 实物图： 电路图： 工作特点 并联电路 连接特点 开关的 控制特点 各用电器（包括跟用电 器相连的开关）各自接 在电路两点之间. 某一条支路断开时，其 他支路上的用电器照常 工作. 干路上的开关可以控制 所有用电器，而支路上 的开关只能控制所在支 路上的用电器. 并联电路在我们生活中有 哪些应用？ 并联电路的应用：家庭电路 交流电的基础知识 欧姆定律：
