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1、电工基础知识讲座第一章 电力生产概况概 况请预览后下载！我们大家都知道，自然界中存在的能量是有许多种，例如常见的机械能、热能、光能、水能、化学能等等，根据能量守恒与转换定律得知，各种能量之间在一定的条件下是可以互相转换的。并且能量既不能创造，也不能消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。能量的总和保持不变。例如，发电厂和电网就是一个多种能量相互转换的系统。在火电厂的锅炉中燃烧着的煤炭通过化学反应，使水获得热能变成高压蒸汽（高温高压），高压蒸汽推动汽轮机转动，将它所具有的能量转换为机械能，汽轮机带动发电机转动又将机械能转换成了电能。而水力发电站则是将具有一定势能的水冲动水轮机转动，水轮机再带动发电
2、机转动，最后将机械能转换成了电能。电能再经过升压站、降压站和输电线等设备送到用户，又转换成各种形式的能量为人们的生活和各种生产活动服务。例如电动机可以将电能转换成机械能；电灯可以将电能转换成光能；电炉可以将电能转换成热能等等。下面我们就围绕“电”的概念，从几个方面的课件展开，一起学习关于电的相关知识及其应用。第二章 电工常用名词、定义及符号21电路的概念一、电路电路就是电流所流经的路径，它是由电源、负载（负荷）、连接导线和开关等几个基本部分组成。二、三相交流电路在磁场中放置三个匝数相同彼此在空间相距120的线圈。当转子由原动机带动，并以匀速按顺时针方向转动时，则每相绕组依次被磁力线切割，请预览
3、后下载！就会在三个线圈中分别产生频率相同、幅值相等的正弦交流电动势e、e、e，三者在相位上彼此相差120，再用导线和负载连接起来就构成了三相交流电路。 22 常用名词、定义及符号一、电压在电场中两点间的电位差就叫做电压。电压的符号用“U”表示，电压的单位为伏特（简称伏）、用符号“V”表示。在需要测量很低的电压时，是用毫伏（mV）或者微伏（uV）做单位；在需要测量很高的电压时，则是用伏特（V）或者千伏（kV）做单位。请预览后下载！换算关系为：1千伏（kV）=1000伏（V）=103伏1伏（V）=1000毫伏（mV）=103毫伏1毫伏（mV）=1000微伏（uV）=103微伏。二、电流金属导体中的
4、自由电子在电场力的作用下，会向电场强度的反方向移动。电荷的有规则的定向运动就形成了电流。通常规定是以正电荷运动的方向为电流的方向。单位时间（每秒钟）内通过导线某一截面的电荷量（电量）的多少来衡量电流的强弱，叫做电流强度（简称电流），电流的符号用“I”表示，电流的单位为安培（简称安），用符号“A”表示。在需要测量很小的电流时，是用毫安（mA）或者微安（uA）做单位；当需要测量很大的电流时，则是用安培（A）或者千安（kA）做单位。 换算关系为：1千安（kA）=1000安培（A）=103安培1安培（A）=1000毫安（mA）=103毫安1毫安（mA）=1000微安（uA）=103微安。三、电阻当把不
5、同的负载接到电源上去的时候，就会发现负载中通过的大小是不相同的。例如，在一根铜棒的两端和一根铁棒的两端加上同样的电压，在这两棒中的电流将会相差很大，这是因为不同的导体材料对于电流具有不同阻力的缘故。我们就把加在导体两端的电压和通过导体的电流的比值叫做电阻。请预览后下载！衡量电阻大小的单位是欧姆（简称欧），用符号“”表示。如果在导体两端加上1伏的电压，通过导体的电流是1安，那么，这个导体的电阻就是1欧姆，即 1欧姆1伏特/1安培在实际生产中有时嫌欧姆这个单位太小，则可以用千欧（k）和兆欧（M）做单位，换算关系如下：1兆欧（M）=1000千欧（k）=10（k）1千欧（k）=1000欧姆（）=10（
6、）请大家注意的是，导体的电阻不仅和导体的材料种类有关，而且还和导体的截面积有关，由实践证明，同一材料导体的电阻和导体的截面积成反比，而和导体的长度成正比。即导体的截面积愈大，电阻就愈小；导体愈长，电阻就愈大。用公式表示就是R（LS）式中 L导线长度，单位是米； S导线截面积，单位是平方毫米； 比例常数，叫做导体的电阻率，单位是：欧毫米/米。电阻率是长1米，截面为1平方毫米导体的电阻值。例如常用材料中银的电阻率0.0165欧-毫米/米， 铜的电阻率0.00175欧-毫米/米，铝的电阻率0.0283欧-毫米/米。四、电流的热效应当电流通过电阻时，电阻的温度会逐渐升高。这是因为电阻所吸收的电能转换成
7、了热能的缘故，这种现象就叫做电流的热效应。例如，电炉，电烙铁等电热设备就是利用这种性能来生产我们所需要的热量；在白炽灯中，由于钨丝温度升得很高，达到白热的程度又将一部分热能转化为光能而发出亮光。但是，从另外一方面分析，在电机、变压器等电气设备中，电流通过绕组时所产生的热量，对于这些设备是很不利的。请预览后下载！为什么？因为这些热量如果不设法从电机及变压器内部散发出去，经过长时间运行后，就后会使设备的温度升得很高，绝缘损坏，严重时甚至烧坏设备。所以，我们必须加以严密的监视和控制。人们经过长期的实践和实验，发现当电流通过导体时所产生的热量和电流值的平方、导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。这
8、种关系就是楞次-焦耳定律，用公式表达就是Q=0.24IRt （2-1）式中 Q 电流在电阻上产生的热量，单位是卡； I 通过导体的电流，单位是安； R 导体的电阻，单位是欧； t 电流通过的时间，单位是秒； 0.24 热功当量，它相当于电阻为1欧姆的导体中通过1安电流时，每秒钟产生的热量。问题1：在输电线路中如果出现导线发热好不好？是什么原因所导致？我们应该怎样避免？导线的选择原则：为了避免设备过度发热，根据绝缘材料的允许温度，对于各种导线规定了不同截面下的最大允许电流（即安全电流），例如下表所示：500伏单芯(多芯)橡皮、塑料绝缘导线明线敷设允许载流量（安）截 面（）BX、BLX、BXF、B
9、LXF、BXR型橡皮线允许载流量（安）BV、BLV、BVR型塑料线允许载流量（安）请预览后下载！铜 芯铝 芯铜 芯铝 芯0.7518161.021191.5271924182.53527322544535423265845554210856575591611085105802514511013810535180138170130502301752151657028522026520595345265325250由表中可以看出：由于导线的电阻和它的截面积成反比，所以，导线愈粗，允许通过的电流也就愈大；周围空气温度愈高，愈不利于散热，所以允许通过的电流愈小。五、电功率是指在单位时间内电源力所做的功
10、。它们之间的关系是： WPt 且 PUI （2-2）请预览后下载！电功率是用瓦特表测量。电功率的单位是“瓦特”（简称瓦W），用“P”表示，大的单位还有千瓦（kw）。它们的换算关系如下：1千瓦（kw）1000瓦（W）声 母 表 b （玻） r （日）六、电 能是指在一段时间内电源力所做的功。电能是用瓦时表测量。电能的单位是用千瓦时（kwh）表示，简称度。问题2：电能和电功率的概念是否一样？在计算上有什么区别？（例2-1）在220伏的电源上，接入一个电炉，已知通过电炉的电流是4.55安，问在3个小时内，该电炉消耗的电能是多少？解：电炉的功率是 PUI2204.551 kw3个小时中电炉消耗的电能是
11、WPt133 kwh即消耗了3度电。七、功率因素功率因素又称“力率”，它是指有功功率与视在功率的比值，通常用符号cos表示，即 cos有功功率（kw）/视在功率（kvA）功率因素的大小与电路的负载性质有关。例如呈电阻性负载的白炽灯、电阻炉等电热设备，其功率因素为1，说明它们只消耗有功功率；对具有电感的电器设备如日光灯、电动机等，其功率因素小于1请预览后下载！（一般只有0.5-0.8左右），说明它们需要一定数量的无功功率，如当电动机输出功率很低时，所消耗的有功功率减少，但所需要的无功功率确基本不变，无功功率所占的比例增大，所以电动机的cos就更低。从功率三角形的图中，运用数学的三角函数关系可以得
12、出如下表达公式：有功功率PUIcos 式中的cos即为功率因素。问题3：引起功率因素下降的因素有哪些？会产生哪些危害？一是在负载中有电感性的负载增多；二是负载自身的功率因素过低。功率因素的降低，说明在电路中用于交变磁场吞吐转换的无功功率增大，而有功功率下降，并且这部分无功功率在电源和负载之间送过来又送回去不做功。因此，（1）、从而降低了电源设备的利用率；（2）、在线路上将引起电压降增大、会使得用户端的电压降低，影响了用户负载的正常工作；（3）线路的功率损失增加就会造成电能的损失。八、线电压、相电压试画图举例说明：在星形连接的电路中（指三相对称电路），每相线圈两端的电压就做相电压，通常是用符号U
13、、U、U分别表示。端线与端线之间的电压则叫做线电压，一般是用符号UAB、UB、UA 表示。线电压与相电压的关系：因为 UABU UB3 U UA3U 而且 UUUUXg UABUBUAUX所以线电压与相电压的关系可概括为 请预览后下载！ UX3 UXg （2-3）即星形连接的电路中，线电压等于相电压的3倍。九、相电流、线电流在星形连接的电路中（指三相对称电路），当每相线圈两端的电压知道后，就可以逐一计算出每相的电流，这个电流是在各相负载中流过的，所以叫做相电流，而且，它们的有效值是IU/Z IU/Z IU/Z条件 ： tg/R tg/R tg/R如果 RRRR 则称为三相对称电路， IIIIXg 因此，在各端线中流过的电流则叫做线电流（试画图举例说明），用符号“I-”表示，对星形连接的电路来说，线电流就等于相电流，即 IIXg （2-4）十、中性线（零线）三相三线制只是三相交流电源供电的一种连接方式。假如我们从三个线圈的首端分别引出三根导线，再将三个线圈的尾端连在一起，就形成了三相三线制的星形连接。如果在三相三线制星形连接的基础上，我们再从三个线圈尾端的连接点（称为星点）上再引出一根导线，就变成了由四根导线供电的三相四线制供电系统。那么，由三个线圈尾端的连接点（称为星点）上引出的这根导线我们就叫做中性线（零线）。中性线的作用：请预览后下载！就在
