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1、电工基础培训,认识电学常用名词、物理量及单位,第一章,1、电路,由电源、导线、控制器、负载组成的闭合回路,实际电路,电路模型,2、电源,其它形式的能量转换为电能的装置称为电源。 如电池就是把化学能转换为电能,3、电源力或电场力,电源是电路中的能量来源，电源都有推动电荷做定向移动的能力，把这种力叫电源力或电场力,4、电流,电荷的定向移动形成电流，规定正电荷的移动方 向为电流的正方向,电流的大小 在单位时间内通过导体横截面的电量 ，称为电流强度，也就是电流的大小 电流的符号表示是：I 如：1S内通过导体横截面的电量（Q）是1C（库仑） 则表示电流强度为1A（安培） 简称“安” 电流的单位有：A、m
2、A、A,I,=,Q,t,公式：,在实际应用中感到这些 基本单位太大或太小时，可以加上表1-4中的国际单位制的词头，可以扩、缩单位。,例如 ：,5、电位、电压、电动势,电源有正、负极，电场力把电荷从正极（高电位）搬运到负极（低电位），所做的功，称为电源的电动势，单位是伏（V），符号是E,+,-,高电位,低电位,电路中，电场力把电荷从某点搬运到参考点（一般是负极，也称零电位点），所做的功，称为该点的电位，单位是伏（V），符号是U加下标,如Ua,Ua,Ub,零电位,R1,R2,a 、b两点间的电位差，就称为这两点间的电压，单位也是V，符号是U,U = Ua - Ub,5、电阻,电阻是电荷在物体中运动
3、所受到的阻力，是物质本身具有的导特性，一般可分为绝缘体、导体、半导体三类。单位是欧姆（）符号是R,公式：,R,=,L,S,一般情况下，金金属导体的电阻随温度的升高而增大, 表示电阻率 L 表示导体长度 S 表示导体横截面积,6、欧姆定律,表达了电流、电压、电阻三者之间的关系。,公式：,I,=,U,R,上式是部分电路欧姆定律的表达式，还有一种是全电路欧姆定律的表达式。,公式：,I,=,E,R+r0,用于分析包含电源的全电路，其中，r0 表示电源内阻,用于分析不包含电源的部分电路,7、电路的联结,串联电路：,把两个以上的电阻首尾相连接成一串，中间没有分支，称为电阻的串联电路。,特点：I=I1=I2
4、 R=R1+R2 U=U1+U2,I,I1,I2,并联电路：,把两个以上的电阻头接头尾接尾并列相连，称为电阻的并联电路。,特点：I=I1+I2 U=U1=U2,混联电路：,包含了串联和并联两种联接方式的电路。,R1,R2,R3,计算：u=10V R1=R2=R3=R4=R5=8欧 求流过R4的电流？,R1,R2,R3,R4,R5,U,1、电池可以串联或并联使用吗？,2、你能说上一两样串联电路或并联电路吗？,8、电路的三种状态,通路,断路,短路,9、电功、电功率,电功： 电流在某段电路上所做的功。等于这段电路两端的电压、通过电流与通过的时间的乘积。电功用字母W表示,W-电功,公式: W=UIt,
5、U-电压,t-时间,功的国际单位是J（焦耳） 另外还有：瓦*秒，千瓦*时（kw.h）,1千瓦时=3.61000000焦耳,注：1千瓦时就是我们所说的1度,电功率： 单位时间内电流所做的功叫电功率。用字母P表示,公式: P=W/t=UIt/t=UI,功率的单位有焦耳/秒，瓦特、千瓦、马力,注：1马力（HP）=736瓦,通常电器的容量就是指电器的额定功率。 如220V，100W的灯泡。,三相正弦交流电、电磁感应,第二章,正弦交流电,交流电是指电流或电压的大小和方向随时间 作周期性变化。我们平时用的交流电随时间 按正弦规律变化的，所以叫正弦交流电。,正弦交流电的电流一般表达式：,i-电流瞬时值 Im
6、-最大值,-角频率 t-时间,-初相角,频率和周期,正弦量变化一次所需要的时间（秒）称为周期（T）。每秒内变化的次数称为频率（ ），单位是赫兹（Hz）。,瞬时值、幅值、有效值,正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母表示，如 i、u、e 等。,瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值，用带下标m的大写字母表示，如Im、Um、Em等。,在工程应用中常用有效值表示交流电的幅度。一般所讲的 正弦交流电的大小，如交流电压380V或220V，指的都是有效值。,有效值是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流电流I 流过相同的电阻R，如果在交流电的一个周期内交流电和直流电产生的热量相等，则交流电流的有效值
7、就等于这个直流电的电流I。,正弦电流的有效值：,正弦电压和电动势的有效值：,有效值都用大写字母表示！,初相位,相位: 表示正弦量的变化进程，也称相位角。,初相位 t =0时的相位。,相位差,两个同频率的正弦量的相位之差或初相位之差称为相位差。,正弦交流电路中电压和电流的频率是相同的，但初相不一定相同，设电路中电压和电流为：,0,e,60o,三相正弦交流电,三相正弦交流电相位上彼此相差,1200,有功功率：,无功功率：,视在功率：,在三相负载对称的条件下：,三相功率,功率三角：,S2,Q2,P2,+,=,功率因数,在交流电路中，相电压与相电流相位差的余弦，叫功率因数 用cos表示,功率因数在数值
8、上是有功率与视在功率的比值。,功率因数的值在0-1之间,功率因数低则表示电力的利用率低。例如：一台电力变压器容量是1000KW，当功率因数是1时，可以送出1000KW的有功功率，当功率因数是0.7时，只能送出700KW的有功功率。 一般是由于用电系统中感性负载的存在所造成的。 提高功率因数的方法是在供电系统中并联电容组。,cos =P/S,感性负载： 含有电感分量的负载， 感性负载的电流相位滞后于电压相位 容性制裁： 含有电容分量的负， 容性负载的电流相相位超前于电压相位,电磁感应,1、磁场,（1）磁极：磁体上有两个磁性最强的端部，称为磁极，N（北极），S（南极） （2）磁力线：为了形象描述磁
9、场的强弱和方向，科学家虚构出一组曲线，叫磁 力线。 （3）磁力线的方向：在磁体外面，从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极 （4）电流产生磁场 电流越大，磁场越强，电流和磁场的方向用右手螺旋定则来确定。 右手螺旋定则：右手握拳，拇指伸直，四指表示弯曲量的方向，而拇指表示 直线量的方向。,2、电磁力,一根通电导体放在磁场中，会受到力的作用而移动，这种力叫电磁力。电磁力的方向可以用左手定则来确定。 左手定则：左手伸开，四指并拢，拇指与四指垂直，并在同一平面，掌心迎向磁力线，四指指向电流方向，则拇指表示电磁力方向。,3、电磁感应 （1）一根导体在磁场中，切割磁力线，导体中会产生感生电动势,电动势的
10、正方向，可以用右手定则来确定。 右手定则：右手伸开，四指并拢，拇指与四指垂直，燕在同一平面，掌心迎向磁力线，拇指指向导体运动方向，四指表示感生电动势方向，指端为“+”极。,（2）自感现象 通电线圈，当线圈中的电流变化时，线圈本身就产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。这种由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势，叫自感电动势。,自感的应用与危害: 应用：日光灯的镇流器。 危害：切断电闸产生的电弧 。,（3）互感现象 两个靠近的线圈，一个线圈通电，它产生的磁场成为另一个线圈中的磁场，如通电线圈中的磁场发生变化，不通电的线圈中的
11、磁场随之变化，这时，不通电线圈中也会产生感生电动势，这个现象叫做互感。,互感现象应用： 电力变压器、电流互感器、电压互感器、中周变压器 电源变压器。,变压器的一次侧与二次侧电压与电流的关系：,小常识,电流互感器,电压互感器,三相异步电动机原理及控制,第三章,电动机的分类：,异步电动机的优点,构造简单、价格便宜、工作可靠、使用维护方便 在全国电动机总容量中有85以上是三相异步电动机。,三相异步电动机的构造,笼型电机的各部件,铁心：由内周有槽的0.5mm厚硅钢片叠成。磁路的一部分,机座：铸铁或钢板焊接,支撑铁心和固定电机,硅钢片,装有三相绕组的定子,1、定子,定子绕组,接线盒,定子三相绕组的联接方
12、法。通常,Y 联结, 联结,2、转子,转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流,产生旋转力矩,转轴 转子铁心 转子绕组,0.5mm的硅钢片叠压,笼型转子,(2) 绕线式转子,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,三相转子绕组通常连接成星形，即三个末端连在一起，三个首端分别与转轴上的三个滑环（滑环与轴绝缘且滑环间相互绝缘）相连，通过滑环和电刷接到外部的变阻器上，以便改善电机的起动和调速性能。,绕线式转子绕组与外接变阻器的连接,三相异步电动机工作原理,旋转磁场的产生,规定,()电流出,()电流入,三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；（动画1，动画2）,
13、三相电流合成磁场 的分布情况,合成磁场方向向下,合成磁场旋转60,合成磁场旋转90,o,分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,取决于三相电流的相序,旋转磁场的旋转方向,结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。,任意调换两根电源进线,若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。,旋转磁场的极对数P,极对数,小常识,P=1，表示二极电机，P=2，表示四极电机,旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系,电动机转子转动方向与磁场旋转的方向是一致的，旋转磁场的同步转速和电动机转子转速会有一定停滞。根据转子
14、转速 n 与旋转磁场的转速n1之间的关系，可分为,=,例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,电动机的Y/联结,异步电动机的运行与控制,起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。,直接起动：
15、,后果：,起动方法,直接起动 7.5千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,（适用于笼型电动机）,降压起动,Y 换接起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,注： 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。,三相异步电动机的正、反转,方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。,电动机 正转,电动机 反转,继电控制电路,重点,系统组成：,主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的） 接触器主触点等电器元件组成。（电流大）,控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成（电流小）,任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体 的工艺要求对主电路进行控制。,常用控制电器,1、刀闸开关,控制对象： 3
16、80V，5.5kW 以下小电机,考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择： （3-5)倍异步电机额定电流,2、组合开关,又称转换开关,是一种转动式的闸刀开关,作用：用作电源引入开关,控制对象：380V、5.5kW 以下小电机,电路符号：,短片,3、按钮,(b) 结构,按钮常用于接通和断开控制电路。,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,动画,4、熔断器,符号：,熔断器额定电流IF的选择：,(1) 电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,用于低压线路中的短路保护。,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,(a) 外形,(b) 结构,5、交流接触器,动作过程,线圈通电,交流接触器,动画,交流接触器,构成：主要由电磁铁和触
