电气电工基本知识

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1、E_mail:,电工技术,制作：龚贵华 2012年6月30月,,12.1 电路的组成及其基本分析方法,电路就是电流所经过的路径，电路为一闭合回路。电路由电源、中间环节和负载组成，如图12-1（a）所示。 1电源电源，即电能的源泉，是推动电路中电流流动的原动力。电源是指电路中供给电能的设备，如图12-1（a）中的电池，它的作用是将非电形式的能量转换为电能。如电池将化学能转换为电能，发电机将机械能转换为电能等。,,2中间环节中间环节主要包括连接导线和一些控制、保护电器等，它们将电源和负载连接成一个闭合回路，在电路中起传输、分配电能以及保护等作用。 3负载负载是指用电设备，即电路中消耗电能的设备，它

2、的作用是将电能转换为其他形式的能量。如电灯将电能转换为光能，电炉将电能转换为热能，电动机将电能转换为机械能等。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,12.1 电路的组成及其基本分析方法,图12-1电路的组成及电路模型 (a) 电路的组成;（b） 电路模型（电路图）,,将实际器件抽象成理想化的模型，用一些规定的图形符号来表示，绘制成电路模型，即电路图。如图12-1（a）所示的实际电路就可以用图12-1（b）所示的电路模型表示，其中电池用电动势E和内电阻R0表示，灯泡用负载电阻RL表示，开关用无接触电阻的理想开关K表示。由于金属导线的电阻相对于负载电阻来说很小，一般可以忽略不计，即认为它是理想

3、导线。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,12.1 电路的组成及其基本分析方法,图12-1电路的组成及电路模型 (a) 电路的组成;（b） 电路模型（电路图）,,1电流电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力的作用，形成有规则的定向运动，称为电流。电流的大小是用单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量来度量的，称为电流强度，简称电流。电流的正方向规定为正电荷的移动方向。大小和方向均不随时间变化的电流称为直流电流，电流强度的符号用I表示，即I=Q/t。在国际单位制中，电流强度的单位为安培，简称安（A）。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,2电位电位表示电场中某一点所具有的电位能。一

4、般指定电路中一点为参考点（在电力系统中指定大地为参考点），且规定该参考点的电位为零。电场力将单位正电荷从A点沿任意路径移到参考点所做的功称为A点的电位或电势，用VA表示，单位为伏特，简称伏（V）。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,3电压电场力把单位正电荷从电场的A点移到B点所做的功，称为AB两点间的电压，用UAB表示，即UAB=WAB/Q。显然，电路中某两点间的电位差等于该两点间的电压，即VA-VB=UAB。当然，电压的单位也为伏特。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,4电动势在电源内部，非电场力将单位正电荷从电源的低电位端（负极）移到高电位端（正极）所做的功，称为电源的电动势，

5、用符号E表示，电动势的单位也是伏特。 5电阻导体阻碍电流通过的能力，称为电阻，用R表示，单位为欧姆，简称欧（）。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,6电功率单位时间内电流所做的功称为电功率，简称功率，用符号P表示，单位为瓦特，简称瓦（W）。根据电流、电压、功率的定义，P=W/t= UI,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,1欧姆定律当电阻两端加上电压时，电阻中就会有电流通过。实验证明：在一段没有电动势而只有电阻的电路中，电流的大小与电阻两端的电压高低成正比，与电阻的大小成反比。这一规律称为欧姆定律，用公式表示如下：I=U/R,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,电的本质是：物质由

6、分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和绕原子核旋转的电子组成的。原子核带正电荷，电子带负电荷。这就是电的由来。利用机械能或化学能或辐射能(核辐射、太阳能)产生电势，这个电势就是电力势能，它使得电荷由高电势流向低电势，在闭合回路里就产生运动的电荷，就是电流 直流电也就是所称的“恒稳电流”，即电流的大小、方向在一定时间内保持不变。如日常所见的干电池、蓄电池、直流稳压电源，都是直流电源。 电流的大小、方向时时在变化的，称作交流电。如果不作特别指明，交流电就是泛指电流按正弦规律变化的电流。如我国的供电电源就是频率为50Hz、有效值为220V的交流电源。 另外，音频电流、广播频率、微波也是不同

7、频率、按正弦规律变化的“交流信号”，一般不称为“交流电”。,电的本质是,,一度电的意义,在公司的内网上竟然看到了这样一篇文章 让我想起小时候学的课文 （第一册一年级）第八课 电灯 电话 电扇 电车 有了电，多方便。电的用处说不完。 1度电，25瓦的灯泡能连续点亮40小时，家用冰箱能运行一天，普通电风扇能连续运行15小时，电视机能开10小时，能将8千克的水烧开，能用吸尘器把房间打扫5遍，能使电动自行车跑上80公里,,导线的种类 1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500平方毫米。 另外：如 VV4X16MM2是聚氯

8、乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯电缆 ，4芯，每芯16平方。 BV1X95MM是聚氯乙烯绝缘铜芯线，截面为95平方。 RVV3X2.5MM2-一般R加在后面代表“多芯软线”，加在前面的一般是“ZR”，代表阻燃。 VV是聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套电缆， BV是扁状聚氯乙烯护套电缆， RVV是聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套软电缆。 后面代表是几根铜线极其截面积。,导线的种类,,【10下五，100上二，16、25四，35、50三，70、95两倍半。 穿管、温度八、九折，裸线加一半。铜线升级算。 口诀中的阿拉伯数字与倍数的排列关系如下： 对于1.5、2.5、4、6、10m的导线可将其截面积数乘以5倍。 对于16

9、、25m的导线可将其截面积数乘以4倍。 对于35、50m的导线可将其截面积数乘以3倍。 对于70、95m 的导线可将其截面积数乘以2.5倍。 对于120、150、185m的导线可将其截面积数乘以2倍。 解释如下：10mm（含10mm）以下的线以导线截面积乘以5就是该截面积导线的载流量，相应的截面积100mm以上乘以乘以2，16mm、25mm乘以4，35mm、50mm乘以3，70mm、95mm乘以2.5。如果导线穿管乘以系数0.8（穿管导线总截面积不超过管截面积的百分之四十），高温场所使用乘以系数0.9（85摄氏度以内），裸线（如架空裸线）截面积乘以相应倍率后再乘以2（如16mm导线：16*4*

10、2），以上是按铝线截面积计算。铜线升级算是指1.5mm铜线载流量等于2.5mm铝线载流量，依次类推。根据以上计算得出的数据与查表数据误差不大,导线的估算,,,,,（2如在我们最常用的三相380伏系统中，任意两火线间的电压都是380伏，是线电压。任一火线与零线间的电压都 是220伏，220伏就是相电压，。线电压值等于相电压的1.732倍。220*1.732=380。 相电压：三相线中任一相线与零线的电压。线电压：三相线中的线与线的电压。关系：U相=U线/1.732。2相电流：相线与零线负载的电流。线电流：三相负载的线与线间的电流。关系：I相=P/U相/功率因数，I线=P/1.732/U相/功率因

11、数 【摘要】相电压与线电压的区别和计算 从三相绕组的三个端头引出的三根导线叫做相线； 从星形接法的三相绕组的中性点N引出的导线叫做中性线； 相线与相线间的电压称为线电压。 每相线圈两端的电压叫做相电压。通常用UA、UB、UC分别表示。 端线与端线之间的电压称为线电压。一般用UAB、UBC、UCA表示。 相电压与线电压的换算如下：相电压1.732（根号3）线电压。由于矢量关系，可以用相电压1.732 即可得出结果 凡流过每一相线圈的电流叫相电流，流过端线的电流叫线电流。,相电压线电压法,,W1,uW,L3,L2,L1,N,uV,uU,（黄）,（绿）,（淡蓝）,（红）,三相四线制电源,U1,U,V

12、,W,V1,N,eU,eV,eW,相电压 uU = eU uV = eV uW = eW,线电压 uUV = uU - uV uVW = uV - uW uWU = uW - uU,相线（线）,中性线（零线）,,【星形连接(丫连接) 如图1所示： 图1图中UAB、UBC、UCA为线电压，UAN、UBN、UCN为相电压；N为电源中性点，N为负载中性点，NN连线称为中线。,12.1 电路的组成及其基本分析方法,,电气五防,电气五防为:1、防止带负荷、合隔离开关。 2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。 3、防止带接地线（开关）合断路器（隔离开关）。 4、防止带电挂（合）接地线（开关）。 5、

13、防止误入带电间隔。,,【例12-4】一单相220V、1000W的电炉，接在50Hz、220V的交流电源上，试求电炉的电阻、电流和使用8h消耗的电能是多少度? 【解】电炉的电阻R=U2/P=2202/1000=48.4()电炉的电流I=P/U=1000/220=4.55(A)消耗的电能W=Pt=10008=8(kWh),12.2 单相交流电路,,安全电压,根据生产和作业场所的特点，采用相应等级的安全电压，是防止发生触电伤亡事故的根本性措施。国家标准安全电压（GB380583）规定我国安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V和6V，应根据作业场所、操作员条件、使用方式、供电方式、线路状

14、况等因素选用。,,安全电压,安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 人体允许电流: 30mA,,安全电压,安全电压，是指不致使人直接致死或致残的电压。 一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是50V。 1、人体对电流的反映: 电流(mA) 50Hz交流电 直 流 电 0.61.5 手指开始感觉发麻 无感觉 23 手指感受觉强烈发麻 无感觉 57 手指肌肉感觉痉挛 手指感灼热和刺痛 810 手指关节与手掌感觉痛， 手已难与脱离电源,但尚能摆脱电源 感灼热增加 2025 手指感觉剧

15、痛，迅速麻痹， 不能摆脱电源，呼吸困难 灼热更增，手的肌肉开始痉挛 5080 呼吸麻痹，心房开始震颤 强烈灼痛，手的肌肉痉挛，呼吸困难 90100 呼吸麻痹，持续3min后或更长时间后， 心脏麻痹或心房停止跳动 呼吸麻痹,,发生触电事故的主要原因是什么,5、 发生触电事故的主要原因是什么？ 统计资料表明，发生触电事故的主要原因有以下几种： （1） 缺乏电气安全知识，在高压线附近放风筝，爬上高压电杆掏鸟巢；低压架空线路断线后不停电用手去拾火线；黑夜带电接线手摸带电体；用手摸破损的胶盖刀闸。 （2） 违反操作规程，带电连接线路或电气设备而又未采取必要的安全措施；触及破坏的设备或导线；误登带电设备；带电接照明灯具；带电修理电动工具；带电移动电气设备；用湿手拧灯泡等。 （3） 设备不合格，安全距离不够；二线一地制接地电阻过大；接地线不合格或接地线断开；绝缘破坏导线裸露在外等。 （4） 设备失修，大风刮断线路或刮倒电杆未及时修理；胶盖刀闸的胶木损坏未及时更改；电动机导线破损，使外壳长期带电；瓷瓶破坏，使相线与拉线短接，设备外壳带电。 （5） 其他偶然原因，夜间行走触碰断落在地面的带电导线。,