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1、 本文由l i z e m i a n 186011贡献p d f 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机 查看。电气基础培训资料 本文章的内容主要是介绍关于电气的一些基础知识，内容包括静电知识，交流电 ， 直流电，电压，电流，电阻，电容，电磁感应，逻辑门电路等等及万用表的一些基 本 使用方法 武汉美能达办公机器有限公司 技术服务部 教育科1电气的基础复印机的技术包括机械,电气,光学,化学等各个不同类型的技术领域,因为电是看 不 见的而且也无法直接触摸的,因此有许多人并不了解什么是电.但是,电的应用对于 人 类来说是至关重要的.同时,要了解复印机的原理也必须了
2、解电的基础知识,因为电 是 所有电气产品的所必需的能源. 电是什么 通常我们在日常生活中经常使用一些提 供电的能量的产品,例如:电源插座,干电池 等等.而且,我们也经常在自然界看到象闪 电这样的自然现象,但是我们并不仔细考虑 电的本质.什么是电是我们在以下的内容中 所要讲诉的.静电 人们知道物体可以分为两类,一类是能够导电的导体,例如金属.另一类是不 能导电 的绝缘体,例如玻璃.事实上,任何两个不同质料的物体相互摩擦后,都能带电, 但由于 绝缘体不能导电,所以容易出现带电现象.此种电我们称为静电,此种带电现象 称为静 电现象.人们又从实验中确定了电只有两种:当毛巾和玻璃互相摩擦后,就分别 带上
3、不 同性质的电,凡和玻璃在这种情况下所带的性质相同的电称为正电,和毛巾在这 种情 况下所带的性质相同的电称为负电. 摩擦带电后,两个物体所带的正负带电量相 等.带 电的物体所持的电量是以库仑为单位.两个带同种电荷的物体相互排斥,带异种 电荷 的物体相互吸引. 以下是不同介质摩擦带电的示意图.正毛 皮 璃 玻 棉 纸 绸 木 材 属 胶 金 橡负硬 质 橡 胶如图所示,在上图中所例出的物质相互摩擦时,左边的物体会失去电子带正电,右 边 的物体会得到电子带负电.2静电感应 绝缘的导体引入外电场后,所发生的电荷重新分布的现象称为静电感应 .如下图所 示,外电场是由一个均匀带正电的导体球 A所产生的,
4、电场的力线是对称配 置的.当绝 缘导体 B 刚引入时,导体 B上的自由电子就因为受了电场的力而开始在导 体内移动, 其方向是趋向于导体 A 的.这时导体 B上的电荷分布发生了变化,形成局部 带电.导 体 A 上的电荷分布也因为 B 的局部带电而发生变化,直到导体 A 和 B 都达 到静电平 衡状态时(两个导体内部的场强为零,表面上的场强处处垂直于导体表面)为 止.金属导体的特征是具有带负电的自由电子.当导体不带电时,自由电子的负电荷和结晶点阵的正电荷互相平衡,因此导体呈现中性.如果自由电子增多,则导体带负电:3反之,如果自由电子减少,则导体带正电.当导体的内部和表面上任何一部分都没 有宏 观的
5、电荷运动时,我们就说这导体处于静电平衡状态. 备注: 1. 1 电子=1.6021 9 10-19 库仑 2. 1 库仑大约为 0.624 1019 个电子 3. 质子和中子的质量大约为电 子的 1840 倍 电压与电流 电流的定义:大量的电荷有规则的移动形成电流.电流可分 成两类:传导电流和对流 电流.微观的电荷(电子,离子)相对于导体作有规则移动所形 成的电流,称为传导电流; 宏观的带电物体作机械运动所形成的电流,称为对流电流.我 们规定正电荷移动的方 向为电流的方向,即电流的方向是从高电位流向低电位. 电压 的定义:两点间的电压在数值上等于电场力把单位正电荷从高电位点移到低 电位点所 作
6、的功. 电压与电流的单位: m V V k V MV 电压 V 6 1V 1 10 3 V 1 103 V 1 106 V 1 10 V m A A k A MA 电流 A 3 3 6 1A 1 10 A 1 10 A 1 106 A 1 10 A 交流电与直流p a g e 1电 直流电(Di r e c t c u r r e n t ) 如下图所示,周期电流在任一瞬时数值(即瞬时值)的 极性保持不变,这样的电流称 为直流电.直流电4交流电 如下图所示,周期电流随时间按函数规律周期性交变的电流,称为交流电一个周期交流电交流电变化一周的时间称为周期 T,也就是波峰与波峰,波谷与波谷之间的时间
7、, 单 位是 S.交流电在每秒时间内重复出现的次数称为频率 f ,单位是赫兹,用 Hz 表示.根据实际的需要,频率的高低可以分别用千赫(k Hz )和兆赫(MHz )度量,它们之间的 关 系为: 10k Hz =103 Hz 1MHz =106 Hz 周期和频率之间的关系是: f =1/T 我国的电力系统 的频率采用 50Hz ,有些国家(如美国,日本)采用 60Hz 电阻 电阻就是电流流过导体时 所遇到的阻力,通常我们用符号 R表示.导体的电阻和所 加的电位差及电流强度无关 ,而和导体材料性质及材料大小和形状有关系. 经过研究,我们确定了横截面为 S,长度 为 l 的一段导体的电阻等于: R
8、= l /S5其中 是一个仅与导体材料有关系的物理量 叫做该材料的电阻率 数值上等于 把 该材料做成一个长为 厘米 ，截面积为 （厘米 ）的直拄体，使电流沿着它的 轴 线方向通过时的电阻电阻率的倒数 称为电导率 电阻的单位 电 阻 m k M 6 3 3 1 10 1 10 1 1 10 1 106 闭合回路 如图所示,电源(干电池)以外 的导体所组成的部分为外电路,在外电路中正电荷从 高电位流到低电位 .电源里面的 电路称为内电路 .电源的作用是把正电荷从低电位经 过内电路送到高电位.内电路和 外电路连接而称为闭合电路.欧姆定律 当电流通过一段均匀的导体而其温度保持不变时,电流强度 I 和其
9、两 端的电压 V 成正比,这就是一段电路的欧姆定律.可以用以下公式表示: V=I R; I=V/ R; R=V/I 如果将 n 个导体串联起来,则组合后的等值电阻 R之值,等于各个导体的电阻 之和. R=R1+R2 +R3 +Rn6V=电源电压 V1=电阻 R1 的电压降 V2=电阻 R2 的电压降 I=回路电流 根据欧姆 定律 V=I(R1 +R2) V=V1 +V2 如果将 n 个导体并联起来,则组合后的等值电阻的倒数 1/R,等于各个导体电阻的 倒数的总和.1/R=1/R1 +1/R2 +1/R3+1/Rn V=电源电压 I=总电流 I1 =支路 1 电流 I2=支路 2 电流 根据欧姆
10、定律 1/R=1/R1 +1/R2 I=I1 +I2 I=V(1/R1 +1/R2 )7备注:常用可变电阻的结构电流的功和功率 设有一段导线,两端的电位差为 V,通过的电流强度为 I.我们知 道,电荷之所以能在 导体内作有规则的移动,是因为受了导体内电场的力.因此,有电流 通过的时候,电场就 做了功.在静电学中,已知当电荷 q 从高电位移到低电位时,电力 所作的功为: A=q V 这个关系对电流仍然是正确的.设导体两端有电位差,由于外电源的 维持而可以不变, 则在 t 时间内,从导体一端移动到另一端的电荷 q =It ,电力所作的 功为: A=IVt 或者应用欧姆定律 ,可得到不同的表达式:8
11、A=I2 Rt 这个功叫做电流的功.每电位时间内电流的功称为电流的功率,以 P表示 .显然,电流 的功率 P 可写成下式: P=IV=V2 /R=I2 R 在实用系单位中,功的单位是 焦耳,等于 1安培的电流通过两端电位差为 1伏特的 导体时在 1秒内的功. 1 焦耳=1安培 1伏特 1 秒 功率的单位是瓦特 导体的电容 对于任何一个不受 外界影响的导体来说,导体所带的电荷 q 和它相对应的电位 V 之比,是一个和导体所带 的电荷无关的量,这个量称为孤立导体的电容 C: C=q /V 电容的单位称为法拉.如某 导体所带的电荷为 1库仑时,它的电位为 1伏特,则该 导体的电容是 1法拉.由 于法
12、拉这一单位是非常大的,常用微法拉( F)或微微法 拉( ）等较小的单 位： F=10-6 F 1 电容元件p a g e 2的基本特点是能储存电荷，而且两极板储存的电荷数量相等，极性相异， 由此建立均 匀电场电容元件的主要物理现象是充电及放电过程电容充电过程就是 极板上电荷 逐渐积累，伴随着电场逐渐增强，端电压增大的过程放电则是极板上电 荷逐渐释放 ，伴随者电场逐渐消失，端电压减小的过程 Vc 随时间的变化 充 电 电 流Vc 随时间的变化9电容器的连接 电容器互相连接的方法主要有两种，串联和并联 电容器的并联如下图所示 这里，每个电容器的一个极板都连接在同一点 ，另一极板都连接在另一点 接上
13、电 源后，每一个电容器两极板的电位差都等于 ，各电容器的电荷分别为 ， ， ， 对每个电容器来说： （ ） 电容器的串联如下图所示 每个电容器的每一个极板都只和另一个电容器的一个极板相连接把电源接到这 个 组合体两端的两个极板上，电源将使两端的极板上分别带正负电荷 和负 同时， 其它各极板上则产生感生电荷，其值也为 ，正负符号如图所示因为电容 器的电容 不受外界影响，串联后每一个电容器的电容都和单独存在时一样，所以 即 10磁学 历史上磁学的建立是由研究磁铁的磁性开始的，在相当长的一段时 期里，人们曾认 为电和磁是两类截然分开的，互不相关的，孤立的现象直到十九世 纪奥斯特，安培等 科学家先后发
14、现了电流的磁场和磁场对电流的作用后，人们才逐渐 认识到磁现象和 电现象的本质及它们之间的联系到二十世纪初，由于科学技术的进 步和原则结构理 论的建立和发展，人们进一步认识到磁现象起源于运动电荷，这就指 出了磁现象的电 本质 磁场对电流作用力（左手法则） 磁铁与磁铁之 间，电流与磁铁之间都存在着相互作用放在磁铁或通有电流的导线 周围的磁针，会 产生偏转，必然是受到力的作用的结果，这种力称为磁力并且，同种 磁性相互排斥 ，异种磁性相互吸引 我们知道电荷的之间的相互作用是通过场进行的，这种场称为电场，同样，电流 与 电流之间的相互作用也是通过场来进行的，这种场称为磁场如图所示，把一段直 导 线放在蹄
15、型磁铁的磁场中，使导线与磁场方向垂直，若通以电流，它便从静止开始 运动，这表明磁场对电流会产生力的作用改变电流方向，或把图中 ， 极的 位置对调， 可以看到导体的运动方向也随之改变，这表明磁场对通电导体的作用力的 方向既和 导体中电流方向有关，又和磁场方向有关 实验表明：磁场方向， 电流方向和导体受力方向三者之间的关系可以用左手法则判 定：伸开左手，使拇指跟 其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面里，把左手放在磁场 中，让磁力线进入手心 （即手心对着 极），并使四拇指指向电流方向，这时拇指所指 的就是磁场对电流 作用力的方向 11右手螺旋法则 如图所示，当电流穿过某一平面时，所产生的磁场方向用 右手螺旋法则判定：将右 手握成拳状，拇指翘起，和其余四指垂直，将拇指的方向指 向电流的方向，弯曲的四指 所指的方向就是磁场的方向 如图所示，螺旋线圈所产生的磁场也可用右手螺旋法则判定： 将右手握成拳 状，拇 指翘起，和其余四指垂直，将弯曲的四指指向电流的方向，拇指所指的方向就 是磁场 的方向 12半导体 自 年第一个晶体管问世以来，半
