电工基础知识（课堂PPT）

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1、1,电工基础知识,2,第一节 基 本 知 识 第二节 常用低压电器 第三节 常用电工仪表及测量,3,第一节 基本知识,一、电路 1.定义 电流流过的途径 2.组成 电路由三部分组成: (1)电源:能将其它形式的能量转换成电能的设备 (2)负载:所有电器 (3)中间部分:控制及连接部分(如导线,开关等) 3. 基本作用: (1)实现电能的传输与转换 (2)传递和处理信号,4,4、电路的工作状态,电路有三种工作状态如下 图所示:,5,(a)电源与负载构成闭合回路,电源处于有载工作状态,电路中有电流流过。,(b)当a、b两点间用导线相连时,称电阻R1被短路。a、 b间导线称为短路线,短路线中的电流叫

2、短路电流。,注:短路可分为有用短路和故障短路,故障短路往往会造成电路中电流过大,使电路无法正常工作,严重的会产生事故。,(c)开关S断开或电路中某处断开,切断的电路中没有电流流过,此时的电路称为开路。开路又叫断路,断开的两点间的电压称为开路电压。,注:开路也分为正常开路和故障开路。如不需要电路工作时,把电源开关打开为正常开路;而灯丝烧断,导线断裂产生的开路为故障开路,它使电路不能正常工作。,6,二、电路的基本物理量 1、电流 (1)、定义:电荷的定向运动 (2)、电流是一个矢量既有大小又有方向 方向:正电荷运动的方向 大小:用电流强度来表示,电流强度是指单位时间 内通过导体横截 面的电荷量。电

3、流强度习惯 上又常被简称为电流。 (3)、根据电流的大小和方向随时间变化情况,电流基本分类: 3.1.恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流,简称直流。 简写作“DC”,用“I”表示。 3.2.交变电流在一个周期内,电流平均值为零的周期性变动电流称为交变电流,简称交流,简写作“AC”。,7,(4).电流的计算公式:,直流的计算公式:,交流的计算公式:,(5).电流的单位:安培(A)(国际单位制) 1安培表示1秒内通过截面的电荷量为1库仑。 常用单位还有千安kA,毫安mA,微安A,8,2、电压 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压. 电压的方向:

4、 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变. 电压的单位是 “伏特”,用字母 “V”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、 伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV) 1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV,9,3、电位 电位的定义:在电路中任选一点为参考点,则某点到参考点的电压就叫做这一点(相对与参考点)的电位。 电位的表示:参考点在电路图中用符号“”表示。 (在工程技术中则选择大地、机壳等作为参考点) 电位与电压的关系两点间的电压就是该两点电位之差,电压的实际方向是由高电位点指向低电位点,有时也将电压称为电压降。,10,4、电动势 (1)电动势的定义:

5、一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. (2)电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 E=A/ Q (该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A为外力所作的功,Q为电荷量,E为电动势. (3)电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位。,11,5、电阻,(1).电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻. (2).电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. (3).电阻的计算方式为: 其中l为导体长度,s为截面积, 为材料电阻率,例如:

6、铜=0.017,铝=0.028,12,三、欧姆定律,1. 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律. 2.部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 : U = IR,13,四、有功功率，无功功率，视在功率，功率因数,1. 有功功率（P）：电路从电源吸收的净功率, P=UIcos 三相对称交流电路中的有功功率用P =3UIcos 2、 无功功率（Q）：交流电网中，由于有阻抗和电抗 （感抗和容抗）的同时存在，电感和电容所储的电能 仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进 行交换，交换而不消耗，称为无功功率。Q=UI

7、sin 三相对称交流电路中的有功功率用P =3UIsin,14,3.视在功率（S）：在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做 视在功率。S=UIP2+Q2 三相对称交流电路中的视在功率S=3 UI。 4、功率因数（COS）：有功功率与视在功率的比值就是功率因 cos=P/S,15,五、 三相电源和三相负载的联结方法 ,电源的星形联结 图8.4 是三相电源的Y形联结方式。,三相电源的星形联结,16,下面介绍几个电路名词： 中点：联结

8、三相绕组末端的节点N称为中点。 中线：从中点引出的输电线称为中线，又称地线或零线。 端线：从始端引出的输电线称为端线，俗称火线。 线电压：端线之间的电压，参考方向习惯上规定为由先行相到后续相，且习惯上用下标字母的次序表示，分别记为uAB，uBC，uCA其有效值用Ul表示。 相电压：端线与中线之间的电压，也常用下标字母次序表示其参考方向，分别记为uAN，uBN、uCN，简记为uA、uB，uC，其有效值用UP表示。有中线的三相交流电路称为三相四线制电路，无中线的则称为三相三线制电路。,17,三相电源的形联结,. 三相电源的形联结 将三个电压源的首、 末端顺次序相连， 再从三个联结点引出三根端线、

9、、 。 这样就构成形联结 ， 如下图所示。,18,一、刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,第二节 常用低压电器,19,1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：,20,2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,21,二、低压断路器 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路

10、及失 压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,22,万能式低压断路器结构图,23,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,24,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,25,26,触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：电动力灭弧，灭弧栅片灭弧和磁吹灭弧,1结构,三、交流接触器,

11、用来频繁的接通和分断交流主回路和大容量的控制电路。,27,2、接触器的主要技术指标,28,交流接触器结构图,29,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,3、接触器的使用选择原则,30,作用：电动机的过载保护,四、热继电器,双金属片式热继电器,31,使用与选择,使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。 选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流； ed：电动机的额定电流。,32,作用：发送控制命令或信号的电器 分类：控制按钮、万能

12、转换开关、主令控制器、行程开关、接近开关,四、主令电器,33,控制按钮,34,万能转换开关,35,第三节 常用电工仪表及测量,一. 电流的测量 电流表是用来测量电路中的电流值，按所测 电流性质可分为直流电流表、 交流电流表和交直 流两用电流表。 就其测量范围而言， 电流表又分 为微安表、 毫安表和安培表。,36,使用电流表的注意事项。 在测量电路电流时， 一定要将电流表串联在被测电路中。 磁电式仪表一般只用于测量直流电流， 测量时要注意电流接线端的“+”、 “-”极性标记， 不可接错， 以免指针反打， 损坏仪表。 对于有两个量程的电流表， 它具有三个接线端， 使用时要看清楚接线端量程标记， 根

13、据被测电流大小选择合适的量程， 将公共接线端一个量程接线端串联在被测电路中。,37,二. 电压的测量 电压表是用来测量电路中的电压值的按 所测电压的性质分为直流电压表、 交流电压 表和交直两用电压表。 就其测量范围而言， 电压表又分为毫伏表、 伏特表。 电压表的选择 电压表的选择原则和方法与电流表的选择 相同， 主要从测量对象、 测量范围、 要求精 度和仪表价格等方面考虑。,38,电压表的选择和使用注意事项 1.电压表及其量程的选择方法与电流表相同， 量程和仪表的等级要合适。 2.电压表必须与被测电路并联。 直流电压表还要注意仪表的极性， 表头的“+”端接高电位， “-”端接低电位。 电压互感

14、器的二次侧绝对不允许短路； 二次侧必须接地。,39,三. 电能的测量 电度表是计量电能的仪表， 即能测量某一段时 间内所消耗的电能。 电度表按用途分为有功电度和 无功电度表两种， 它们分别计量有功功率和无功功 率； 按结构分为单相表和三相表两种。 电度表的接线 (1) 单相电度表的接线。 在低压小电流电路中， 电度表可直接接在线路 上， 如图（a）所示。在低压大电流电路中， 若 线路负载电流超过电度表的量程， 则须经电流互感 器将电流变小， 即将电度表间接连接到线路上, 接 线方法如图（b）所示。,40,单相电度表的接线方法 (a) 直接接入式； (b) 经电流互感器接入式,41,三相三元件电

15、度表的接线方法 (a) 直接接入； (b) 经电流互感器接入;(c) 经电流互感器、 电压互感器接入； (d) 三只单相电能表接入三相四线制接法,(2)三 相电度表的接线,42,四. 万用表 万用表又叫多用表、 复用电表， 它是一种可测 量多种电量的多量程便携式仪表。 由于它具有测量 种类多，测量范围宽， 使用和携带方便， 价格低等 优点， 因而常用来检验电源或仪器的好坏， 检查线 路的故障， 判别元器件的好坏及数值等， 应用十分 广泛。它可分为指针式、 数字式万用表 1） 指针式万用表 下面以电工测量中常用的500型万用表为例，说明 其工作原理及使用方法。 500型万用表的表头灵敏度 为40

16、 A， 表头内阻为3000 ，外形如图1所示，,43,图 1 500型万用表外形,图2 DT890D型数字式万用表的外形,44,指针式万用表的使用方法。 使用前的准备。 电流的测量。 电压的测量。 电阻的测量。 使用万用表有以下注意事项： 量程转换开关必须正确选择被测量电量的挡 位， 不能放错; 禁止带电转换量程开关; 切忌用 电流挡或电阻挡测量电压。 在测量电流或电压时， 如果对于被测量电流 、 电压的大小心中无数， 则应先选最大量程， 然后再换到合适的量程上测量。,45,测量直流电压或直流电流时， 必须注意极性。 测量电流时， 应特别注意必须把电路断开， 将表串接于电路之中。 测量电阻时不可带电测量， 必须将被测电阻与电路断开; 使用欧姆挡时换挡后要重新调零。 每次使用完后， 应将转换开关拨到空挡或交流电压最高挡， 以免造成仪表损坏; 长期不使用时， 应将万用表中的电池取出。,46,2） 数字式万用表 下面以DT890D型数字式万用表为例进行介 绍。 DT890D型数字式万用表属中低档普及型 万用表