电工基础知识.ppt课件.ppt

1、 电工基础知识授课：河南经济贸易技师学院丁家辉维修电工培训维修电工培训n一、电工作业和电工作业人员一、电工作业和电工作业人员n 电工作业指从事电气装置的安装、运行、检电工作业指从事电气装置的安装、运行、检修、试验等工作的作业修、试验等工作的作业n 电工作业包括低压运行维修、高压运行维修电工作业包括低压运行维修、高压运行维修及行业专业性电工作业。及行业专业性电工作业。 关于高压与低压的划分存在着不同的说法关于高压与低压的划分存在着不同的说法 。电业安全规程电业安全规程和和电工作业人员安全考核标准电工作业人员安全考核标准按照设备对地电压，按照设备对地电压，250V 250V （工频（工频50Hz5

2、0Hz）及以下）及以下者划定为低压。者划定为低压。 将将250V250V以上者划定为高压。以上者划定为高压。低压电器基本标准低压电器基本标准等国家标准将等国家标准将1200V1200V及以下的及以下的电器列为低压电器。电器列为低压电器。民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范等等更多标准将更多标准将1000V1000V以下划为低压配电范围。以下划为低压配电范围。1000V1000V一一下常见的只有配电电压下常见的只有配电电压0.23/0.4kV0.23/0.4kV（相应的用电电（相应的用电电压压220/380V220/380V）的系统。其对地电压一般不超过）的系统。其对地电压一般不超过250V

3、250V。因此，标准的不协调尚不致对高、低压电工。因此，标准的不协调尚不致对高、低压电工作业造成误解。作业造成误解。 电工作业人员指直接从事电工作业的人员。电工电工作业人员指直接从事电工作业的人员。电工作业人员必须年满作业人员必须年满1818岁，必须具备初中以上文化程岁，必须具备初中以上文化程度，不得有妨碍从事电工作业的病症和生理缺陷。度，不得有妨碍从事电工作业的病症和生理缺陷。从技术上考虑，电工作业人员必须具备必要的电气从技术上考虑，电工作业人员必须具备必要的电气专业知识和电气安全技术知识；按其职务和工作性专业知识和电气安全技术知识；按其职务和工作性质，应熟悉有关安全规程；应学会必要的操作技

4、能质，应熟悉有关安全规程；应学会必要的操作技能和触电急救方法。和触电急救方法。 电工人员必须经过安全技术培训，并经过考电工人员必须经过安全技术培训，并经过考试合格后方可从事电工作业。新参加电气工作的试合格后方可从事电工作业。新参加电气工作的人员、实习人员和临时参加劳动的人员，必须经人员、实习人员和临时参加劳动的人员，必须经过安全知识教育后，方可参加制定的工作，但不过安全知识教育后，方可参加制定的工作，但不得单独工作。对外单位派来支援的电气工作人员得单独工作。对外单位派来支援的电气工作人员，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安全措施。全措施。 电工人

5、员必须经过安全技术培训，并经过考电工人员必须经过安全技术培训，并经过考试合格后方可从事电工作业。新参加电气工作的试合格后方可从事电工作业。新参加电气工作的人员、实习人员和临时参加劳动的人员，必须经人员、实习人员和临时参加劳动的人员，必须经过安全知识教育后，方可参加制定的工作，但不过安全知识教育后，方可参加制定的工作，但不得单独工作。对外单位派来支援的电气工作人员得单独工作。对外单位派来支援的电气工作人员，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安全措施。全措施。 电工是特殊工种、又是危险工种。首先电工是特殊工种、又是危险工种。首先，其作业过程和工作质量不

6、但关联着自身的，其作业过程和工作质量不但关联着自身的安全，而且关联着他人和周围设备设施的安安全，而且关联着他人和周围设备设施的安全；其次，专业电工工作点分散、工作性质全；其次，专业电工工作点分散、工作性质不专一，不便于跟班检查和追踪检查。因此不专一，不便于跟班检查和追踪检查。因此，专业电工必须掌握必要的电气安全技能，专业电工必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气安全知识。必须具备良好的电气安全知识。二、电工作业人员的安全职责二、电工作业人员的安全职责 专业电工应当了解生产与安全的辩证统一，把生专业电工应当了解生产与安全的辩证统一，把生产和安全看作是一整体，充分理解产和安全看作是一整体，

7、充分理解“生产必须安生产必须安全，安全促进生产全，安全促进生产”的基本原则，不断提高安全的基本原则，不断提高安全意识。意识。 就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：几点： 就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：几点： （1 1）严格执行各项安全标准、法规、制度和）严格执行各项安全标准、法规、制度和规程。包括各种电气标准、电气安装规范和验规程。包括各种电气标准、电气安装规范和验收规范、电气运行管理规程、电气安全操作规收规范、电气运行管理规程、电气安全操作规程及其他有关规定程及其他有关规定。 （2 2）遵守劳动

8、纪律，终于职责，做好本职）遵守劳动纪律，终于职责，做好本职工作，认真执行电工岗位安全责任制。工作，认真执行电工岗位安全责任制。（3 3）正确使用各种工具和劳动保护用品，安全地完）正确使用各种工具和劳动保护用品，安全地完成各项生产任务。成各项生产任务。（4 4）努力学习安全规程、电气专业技术和电气安全）努力学习安全规程、电气专业技术和电气安全技术；参加各项有关的安全活动；宣传电气安全技术；参加各项有关的安全活动；宣传电气安全；参加安全检查，并提出意见和建议等。；参加安全检查，并提出意见和建议等。 专业电工应树立良好的职业道德。除前面提到专业电工应树立良好的职业道德。除前面提到的忠于职责、遵守纪律

9、、努力学习外、还应注意的忠于职责、遵守纪律、努力学习外、还应注意互相配合，共同完成生产任务。应特别注意杜绝互相配合，共同完成生产任务。应特别注意杜绝以以 电谋私、制造电气故障等违法行为。电谋私、制造电气故障等违法行为。 培训和考核是提高专业安全技术水平，使之获得培训和考核是提高专业安全技术水平，使之获得独立操作能力的基本途径。通过培训和考核，最独立操作能力的基本途径。通过培训和考核，最大限度地提高专业电工的技术水平和安全意识大限度地提高专业电工的技术水平和安全意识 自从自从19世纪以电力发明及其广泛应用为标志世纪以电力发明及其广泛应用为标志的第二次科技革命以来，人类生活进入了电气时的第二次科技

10、革命以来，人类生活进入了电气时代。代。 小至生活照明，大到现代化大工业生产小至生活照明，大到现代化大工业生产,电能在电能在现代工业、农业、科学技术以及国民经济等各个现代工业、农业、科学技术以及国民经济等各个领域有着广泛的应用。领域有着广泛的应用。 电能的广泛应用与其特点息息相关电能的广泛应用与其特点息息相关 。 直流电路 电工基础知识电能的应用：电能的应用： 电能应用在工业、农业及国民经济各部门，电能应用在工业、农业及国民经济各部门，在日常生活中也是不可缺少的。在日常生活中也是不可缺少的。1. 电能的优越性电能的优越性 ：（1）便于转换）便于转换 （2）便于传输）便于传输（3）便于控制）便于控

11、制 2. 2. 不足之处不足之处 ： 难于储存难于储存 电路：电路：由电源、负载、连接导线、控制和保护装置四部分由电源、负载、连接导线、控制和保护装置四部分 组成。组成。 一、电路一、电路电路：电流所通过的路径。是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。 在日常生活中，我们会广泛接触到各种电路。手电在日常生活中，我们会广泛接触到各种电路。手电筒就是一中非常简单的电路。筒就是一中非常简单的电路。2电路的基本组成电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分：电路的基本组成包括以下四个部分：( (1) )电源电源( (供能元件供能元件) )：为电路提供电能的设备和器件为电路提供电能的设备和器件(

12、 (如电池、发电机等如电池、发电机等) )。是电路工是电路工作的能源，电源的作用是将非电作的能源，电源的作用是将非电能转换成电能。能转换成电能。 图图1-20模拟手电筒电路模拟手电筒电路 图图1-20模拟手电筒电路模拟手电筒电路( (2) )负载负载( (耗能元件耗能元件):):使用使用( (消耗消耗) )电能的设备和器件电能的设备和器件( (如如灯泡等用电器灯泡等用电器) )。是电路中的主要是电路中的主要耗电器件。负载的作用是将电能转耗电器件。负载的作用是将电能转换成非电能。换成非电能。 控制电路工作状态的器件或设备控制电路工作状态的器件或设备( (如如开关等开关等) )。将电器设备和元器件

13、按一定方式连接将电器设备和元器件按一定方式连接起来起来( (如各种铜、铝电缆线等如各种铜、铝电缆线等) )。( (4) )控制器件：控制器件：(3)(3)连接导线：连接导线：电源电源负负载载实体电路实体电路中间环节中间环节 与实体电路相对应、由理想元件构成的与实体电路相对应、由理想元件构成的，称，称为实体电路的为实体电路的。电路模型电路模型负载负载电源电源开关开关连接导线连接导线SRL+ UIUS+_R0白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为： 实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取模型化处理可获得有意义的分析效果取模型化处理

14、可获得有意义的分析效果iR R L的的电电特性可用特性可用表征表征的电的电特性可用特性可用表征表征由于白炽灯中耗能由于白炽灯中耗能的因素大大于产生的因素大大于产生磁场的因素，因此磁场的因素，因此L 可以忽略。可以忽略。 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。电特性惟一、精确，可定量分析和计算。RC+ US只具耗能只具耗能的电特性的电特性只具有储只具有储存电能的存电能的电特性电特性L只具有储只具有储存磁能的存磁能的电特性电特性IS无源二端元件无源二端元件 有源二端元件有源二端元件 电力系统中：电力系统中：电子技

15、术中：电子技术中：原子核原子核 原子核中有质子和中原子核中有质子和中子，其中质子带正电，子，其中质子带正电，中子不带电。中子不带电。 绕原子核高速旋转绕原子核高速旋转的电子带负电。的电子带负电。自然界物质的电结构：自然界物质的电结构：电子电子原子核原子核 导体的外层电子数很少且距导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受原子核离原子核较远，因此受原子核的束缚力很弱，极易挣脱原子的束缚力很弱，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为自由核的束缚游离到空间成为自由电子，即导体的特点就是内部电子，即导体的特点就是内部具有大量的自由电子。具有大量的自由电子。原子核原子核 半导体的外层电半导体的外层电子数一

16、般为子数一般为4 4个，其个，其导电性界于导体和绝导电性界于导体和绝缘体之间。缘体之间。原子核原子核 绝缘体外层电子数通常为绝缘体外层电子数通常为8 8个，个，且距离原子核较近，因此受到原且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为我们把外层电子数为8 8个称为稳个称为稳定结构，这种结构中不存在自由定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。电子，因此不导电。 、电路的工作状态 （1）开（断）路状态 （2）额定工作状态 （3）短路状态 忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气图形符号表示所组成的电路，称为电路6/5/202

17、223电路的工作状态电路的工作状态电路有三种工作状态：电路有三种工作状态：开路开路、短路短路、额定工作额定工作状态状态。1、开路 UOCIRO+-Us开路时开路时I I=0=0，内阻，内阻R Ro o上电上电压降为零。压降为零。开路电压开路电压UOC= Us6/5/2022242、短路US -+b ISCROa U ab=0V 短路电流短路电流 ISC=US / RO 失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为用电量表示。其单位为C C（库或库仑）。库是很大

18、（库或库仑）。库是很大的单位，常用的电量单位是的单位，常用的电量单位是C C（微库或微库仑）（微库或微库仑）1C=101C=106 6CC。在电荷的周围存在着电场。引进电场。在电荷的周围存在着电场。引进电场中的电荷将受到力的作用，这个叫做电场力。中的电荷将受到力的作用，这个叫做电场力。 电荷和电场电荷和电场电荷间相互作用：电荷间相互作用： 同性相斥，异性相吸。同性相斥，异性相吸。 电场强度和电位是表征电场中各点性质电场强度和电位是表征电场中各点性质的两个基本物理量。电场中某点的电场强的两个基本物理量。电场中某点的电场强度即单位正电荷在该点所受到的电场力。度即单位正电荷在该点所受到的电场力。电场

19、强度的单位是电场强度的单位是v/mv/m（伏（伏/ /米）。如用米）。如用E E表表示电场强度，示电场强度，则则: E=F/Q : E=F/Q 式中式中 E E 电场强度，电场强度， v/m;v/m; F F 电场力，电场力， Q Q 电量，电量， C C。 电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位叁考点时电场力所做的功。电位从该点移至电位叁考点时电场力所做的功。电位的常用单位是伏（的常用单位是伏（V V），千伏（），千伏（KVKV）等。）等。 电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。

20、压或电压降。 电压的符号是电压的符号是U U、u u，其单位与电位差的单位相同。，其单位与电位差的单位相同。1KV=1000V 在由两个电极构成的均匀电场中，电极间电场在由两个电极构成的均匀电场中，电极间电场强度（强度（E E）与电极间电压（）与电极间电压（U U）的关系）的关系式中式中 d d 电极间的距离，电极间的距离，m.m.E=U/dE=U/d 不论所使用的是何种绝缘材料，其上电场强度不论所使用的是何种绝缘材料，其上电场强度达到某一限度时，其绝缘性能都将遇到破坏。这达到某一限度时，其绝缘性能都将遇到破坏。这电场强度称作该绝缘材料的击穿电场强度，简称电场强度称作该绝缘材料的击穿电场强度，

21、简称击穿强度。击穿强度。 当空气中电场强度超过当空气中电场强度超过2530kv/cm2530kv/cm时，即可能时，即可能发生击穿放电。发生击穿放电。二、电流二、电流1、电流的概念与分类带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。 IQ/t （取决于在一定时间内，通过导体横截面的电荷量） I 电流强度（A） Q 电荷量（C） t 时间（S） 2 2、电流的单位、电流的单位 安培（安培（A A）常用的电流单位还有毫安常用的电流单位还有毫安 （mA）、微安（、微安（ A）、千安、千安 （kA） 等等 电流单位换算1A103mA 1mA103

22、A， 1 kA103A3、电流的方向 规定：正电荷运动的方向为电流的实际方向。 假设的电流流向称为电流的参考方向。注意注意:电流的计算结果为电流的计算结果为 “+” 电流真实方向与参考方向电流真实方向与参考方向一致一致； “ ”电流真实方向与参考方向电流真实方向与参考方向相反相反。 电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动方向。运动方向。分析：当参考方向与实际方向相同时，则I0 当参考方向与实际方向相反时，则Ibo，+FFaboLaoLboLab+-电场方向电场方向参参考考点点Q QA AQ QA Ab bo ob ba ao oa a那么那

23、么a a点电位就比点电位就比b b点电位高。点电位高。 这里o点为参考点，参考，参考点可任意选择，不同的参考点，点可任意选择，不同的参考点，相对各点电位也不同相对各点电位也不同。由此看出，电场中某点电位与参考点有密切关系，通常选择参考点以方便计算为原则。参考点可视为零电位，低于参考点为负电位，高于参考点为正电位，等于参考点为同电位。 +FFaboLaoLboLab+-电场方向电场方向参参考考点点电位：某点与参考点之间的电压：用U（或）表示 单位V把参考点的位称为零电位。即如A点参考点则A 0V）通常选大地为参考点，把大地的电位作为零电位点。任意两点间的电位差：UABUA-UB或ABA-B 电压

24、与电位的异同点： 电位是某点对参考点的电压，电压是某两点间的电位差； 电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电压是绝对 量，不随参考点的改变而改变。电压电压是衡量电场力做功本领大小的物理量，电压是衡量电场力做功本领大小的物理量，在电场中在电场中两点间电位差两点间电位差称为电压。称为电压。 （1）电压是衡量电场力作功率领的大小 在电场中，电场力F的将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值。 UAB=WAB/Q 电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。aboR1R2abaobo导体两端具有电位差时，电子才有规则的定向运动而形成电流。可见，导体内产生

25、电流的条件是导体两端必须有电位差（电压）。电压单位与电位相同。 （2）电压的方向电压和电流一样，不但有大小，而且有方向。电压方向规定为由高电位指向低电位三种表示法：箭头表示 双下标表示 ：UAB习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。（3）电压的单位 伏特（V）1V103mV 1mV103V 1kV103V五、五、 电阻器电阻器1、电阻器的概念电阻是反映物体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。电阻是反映物体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。电阻这一物理量可衡量物体的导电能力，物体电阻小导电阻这一物理量可衡量物体的导电能力，物体电阻小导电能力就强，反之就弱。电能力就强，反之就弱。 在实际工作中，

26、我们不但用电阻去衡量物体的导电能在实际工作中，我们不但用电阻去衡量物体的导电能力，我们还将具有一定阻值物质制作成实体元件，称为电阻力，我们还将具有一定阻值物质制作成实体元件，称为电阻器。器。 电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小，简称电阻 “R（r）”符号表示。 RL/S L：导体长度（m）S：横截面积（MM的平方）：导体的电阻率（ M）物体的电阻是客观存在的，不随物体的电阻是客观存在的，不随电压的高低而变化。电压的高低而变化。：是与物体材料性质有关的物理量，称为电阻系：是与物体材料性质有关的物理量，称为电阻系数或电阻率。它是指长度数或电阻率。它是指长度1 1米，横截面米，横截面1 1平方毫米

27、的某种材平方毫米的某种材料的物体在料的物体在2 2时的电阻值。单位：时的电阻值。单位：m m。材料名称材料名称2时的电阻时的电阻 率率/ m m电阻温度系数电阻温度系数/ -1银银1.610-80.00361铜铜1.7210-80.0041金金2.210-80.00365铝铝2.910-80.00423钼钼4.7710-80.00478钨钨5.310-80.005铁铁9.7810-80.00625康铜（铜康铜（铜54%，镍镍46%）5010-80.00004 电阻元件电阻元件主要参数主要参数：电阻：电阻值、功率、允许偏差等。值、功率、允许偏差等。：在直流电在直流电路中，常用于分压、分流、阻路中

28、，常用于分压、分流、阻抗匹配等；交流电路中，电阻抗匹配等；交流电路中，电阻器常用于限流。器常用于限流。 电阻元件符号电阻元件符号： 电阻：电阻：可变电阻：可变电阻：电位器：电位器：2、单位：为欧姆（）1K=103 1M=1063、电阻器分类： 固定电阻 可变电阻 碳膜电阻 线绕 金属膜电阻iuR 由电阻的伏安特性曲线可得，任一瞬时，电阻元件上电由电阻的伏安特性曲线可得，任一瞬时，电阻元件上电压和电流的关系为压和电流的关系为关系，即：关系，即：因此，电阻元件称为即时元件。即时元件上的电压、电因此，电阻元件称为即时元件。即时元件上的电压、电流关系遵循欧姆定律。电阻元件通过电流就要发热，消流关系遵循

29、欧姆定律。电阻元件通过电流就要发热，消耗的能量为：耗的能量为：RiRuuiP220ui4、主要指标：标称阻值承受功率允许偏差 5、标志方法：色环法色标符号方法： 棕（偏差） 金（倍乘） 黄（第三位） 紫（第二位） 棕（第一位）黑黑0棕棕1红红2橙橙3黄黄4绿绿5蓝蓝6紫紫7灰灰8白白9银银10-2金金10-11、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律：（不含电源电路）内容：流过导体的电流与这段导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比 I=U/R式中R为电阻，单位为欧姆， 电阻一定时，电压愈高电流愈大； 电压一定，电阻愈大电流就愈小。六、六、 欧姆定律欧姆定律2、全电路欧姆定律全电路欧姆定律（含源电路）

30、内容：电路中电流与电源电动势成正比，与内外电阻之和成反比/（+）公式变形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0分析：由U=E-Ur=E-Ir可知： 当电阻R为无穷大，I=0 U=E（最高） 当电阻R变小，I 增大 U减小 当电阻R变大，I 减小 U增大七、七、 电路的连接电路的连接1 1、电路的串联、电路的串联 串联电路是把几个电路或其他电路元件的收尾端顺串联电路是把几个电路或其他电路元件的收尾端顺次连接起来，使电流只有一条通路的电路。在串联电次连接起来，使电流只有一条通路的电路。在串联电路中，电路的总电压等于各元件上的电压降之和。即路中，电路的总电压等于各元件上的电压降之和。即 U=UU=

31、U1 1+U+U2 2 R=R R=R1 1+ R+ R2 2 U U1 1/U/U2 2=R=R1 1/R/R2 2电路串联的特点： （1）电流相等 I I1=I2=In ； （2）总电压等于各个电压之和 U=U1+U2=IR1+IR2； （3）R=R1+R2-+Rn；总电阻等于各个电阻之和， （4）串联电阻有分压作用。 分压式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2 。2、电路路并联并联电路是把电阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相并联电路是把电阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相互连接起来，使电流同时有几条通路的电路。在并联电路中，互连接起来，使电流同时有几条通路的电路。

32、在并联电路中，各元件两端的电压为同一电压。电路的总电流等于各支路各元件两端的电压为同一电压。电路的总电流等于各支路电路电流的之和。即电路电流的之和。即 I=II=I1 1+I+I2 2 R=RR=R1 1R R2 2/R/R1 1+R+R2 2 I I1 1/I/I2 2=R=R2 2/R/R1 1电路并联的特点：（1）电压相同， U=U1=U2-=Un；（2）总电流等于各个电流之和， I=I1+I2-+In；（3）总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。 1/R=1/R1+1/R2-+1/Rn， 若只有两个电阻并联即R=R1并R2=R1R2/R1+R2；（4）电阻并联具有分流作用，分流式： I1=

33、R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2 八、八、 电功与电功率电功与电功率1、电功电能转化为其他形式能的过程称为电流做功，简称为电功 用字母W表示。 W=UIT 式中：W 电功 J；U 电压 V；I 电流 A； t 时间 S W=I2Rt=U2t/R实际中：电功的单位常用千瓦小时（KWh），俗称“度”常生活电能的计算：3.6106J=1KW.h=1度 电能的单位是电能的单位是J J（焦或焦耳）。电能表示电气设备在一（焦或焦耳）。电能表示电气设备在一般时间内所转换的能量，即般时间内所转换的能量，即 W=PtW=Pt式中式中 W W 电能，电能，J;J; P P 功率，功率，W W； t t

34、 持续时间，持续时间，s s。 实用中常用实用中常用Kw.hKw.h作为电能的单位，作为电能的单位， 1KW.h=3.6X101KW.h=3.6X106 6J.J.【例例】 有一个电饭锅，额定功率为750W，每天使用2小时；一台25吋电视机，功率为150W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？解：解：（0.75kW2 h0.15kW4h 0.12kW8h）30天 （1.5度 0.6度 0.96度）30 91.8度 答:每月耗电91.8度3、电流的热效应电流通过导体时，使导体发热的现象叫电流的热效应。焦耳楞定律 Q=I2Rt

35、=U2t/R=Uit 单位：Q-J, I-A, R-, t-S。 九、九、 电容器电容器2、电功率 电功率用以表示电气设备作功的能力，即电气设备单位时间内所做的功。电功率用以表示电气设备作功的能力，即电气设备单位时间内所做的功。功率的符号是功率的符号是P,P,单位是（单位是（W W）（瓦）、）（瓦）、kWkW（千瓦），（千瓦）， 1kW=1000W.1kW=1000W. 电功率与电压和电流的乘积成正比。在直流电路中，功率可以表示为：电功率与电压和电流的乘积成正比。在直流电路中，功率可以表示为： P=UI=IP=UI=I2 2R=UR=U2 2/R/R（瓦）（瓦）， P=W/t=IU=I2R=U

36、2/R式中：P 电功率 W； U 电压 V； I 电流 A；C电极极板介质 电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有绝缘材料构成，简称电容。1、电容器的概念0q qu 对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分也是微分(或积分或积分)的的关系，即：关系，即：dtduCiC电容元件的工作方式就是充放电。电容元件的工作方式就是充放电。2C21CuWC因此，只有电容元件的极间电压因此，只有电容元件的极间电压时，电容支路才有时，电容支路才有电流通过。电容元件也是动态元件，其储存的电场能量为：电流通过。电容元件也是动态元件，其储存

37、的电场能量为：电容量： C=Q/U 式中：C 电容 F； Q 电极上带的电荷 C； U 两极板间的电压 V； 电容是表示电容器存储电荷能力的物理量，是固有参数。有：C=S/d式中：S 平行板电容器的面积，m2； d 极板间的距离 m； 介质的介电常数 F/m； 电容的单位是：法拉（F） 其换算关系为：1F=106F 1F=1012pF 按结构分：固定电容器、可变电容器 半可变电容器 按介质分：空气电容器、纸介电容器、云母电容器、 电解电容器（有正负极）2、电容器的种类3、电容器的主要参数标称电容耐压值允许误差4、电容器的串联与并联特点：、Q1=Q2=Q3=Qn、U=U1+U2+U3+Un 、1

38、/C=1/C1+1/C2+1/C3+/Cn C=C1C2/C1+C2 （两个电容串联） C=C0/n（容量相等的电容并联） 两个或两个以上的电容器依次相连，只有一条通路的联结方式（中间无分支的连接方式） （1）电容器的串联特点：、 U=U1=U2=U3=Un 、 Q=Q1+Q2+Q3+Qn、 C=C1+C2+C3+Cn 两个或两个以上的电容器的一端连在电路中的一点，另一端也同时连在另一点，使各电容器承受相同电压。（2）电容器的并联2. 电感元件电感元件L0i 对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系为对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系为微分微分(或积分或积分)的的关系，即

39、：关系，即：dtdiLuL 显然，只有电感元件上的电流显然，只有电感元件上的电流221LiWL时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：4. 电源元件电源元件 任何电源都可以用两种电源任何电源都可以用两种电源模型来表示，输出电压比较稳模型来表示，输出电压比较稳定的，如发电机、干电池、蓄定的，如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型电池等通常用电压源模型(理想理想电压源和一个电阻元件相串联电压源和一个电阻元件相串联的形式的形式)表示；表示；柴油机组柴油机组汽油机

40、组汽油机组蓄电池蓄电池 输出电流较稳定的：如光电池或输出电流较稳定的：如光电池或晶体管的输出端等通常用电流源模型晶体管的输出端等通常用电流源模型(理想电流源和一个内阻相并联的形理想电流源和一个内阻相并联的形式式)表示。表示。US+_R0ISR0半导体半导体 半导体器件是电子技术的重要组成部分半导体器件是电子技术的重要组成部分。半导体是指导电能力介于导体和绝缘体。半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。硅、锗、硒及大多数金属化之间的材料。硅、锗、硒及大多数金属化物和硫化物属于半导体材料。其中，硅和物和硫化物属于半导体材料。其中，硅和锗是用得最多的半导体材料。锗是用得最多的半导体材料。 Si

41、 Si Si Si1、 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。半导体。价电子价电子共价健共价健这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。价电子价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚，成为成为自由电子自由电子（带负电），（带负电），同时共价键中留下一个空同时共价键中留下一个空位，称为位，称为空穴空穴（带正电）。（带正电）。空穴空穴 Si Si Si Si自由电子自由电子2、本征半导体的导电机理、本征半导体的导电机理自由电

42、子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。 自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流现两部分电流 (1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流 (2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流注意注意： (1) (1) 本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载

43、流子数目极少, , 其导电性其导电性能很差；能很差； (2) (2) 温度愈高，温度愈高， 载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的半导体的导电性能也就愈好。导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性所以，温度对半导体器件性能影响很大。能影响很大。二、半导体二极管二、半导体二极管1 1、 基本结构基本结构(a) 点接触型点接触型(b)面接触型面接触型 结面积结面积大、正向大、正向电流大、电流大、结电容大，结电容大，用于工频用于工频大电流整大电流整流电路。流电路。(c) (c) 平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PNPN结结面积可大可结结面积可大可小，用于高频整

44、流和开关电路中。小，用于高频整流和开关电路中。 结面积小、结面积小、结电容小、结电容小、正向电流小。正向电流小。用于检波和用于检波和变频等高频变频等高频电路。电路。图 1 12 半导体二极管的结构和符号 阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅( c ) 平面型金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳( a ) 点接触型铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线( b ) 面接触型二极管的结构示意图阴（负）极阴（负）极阳（阳（正正）极）极( d ) 符号符号D（v）2、 伏安特性硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管0 0.1V.1V。反向击穿反向击穿电压电压U(BR) 外加电压大于死区外

45、加电压大于死区电压二极管才能导通。电压二极管才能导通。 外加电压大于反向击外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。失去单向导电性。反向特性反向特性特点：非线性硅硅0.60.8V0.60.8V锗锗0.20.20.3V0.3VUI3、 主要参数二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2. 反向工作峰值电压URWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3. 反向峰值电流IRM指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受

46、温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。二极管二极管的单向导电性的单向导电性 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正极接正 ）时，）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。向电阻较大，反向电流很小。 3. 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。失去单向导电性。 4. 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。反向电流愈

47、大。 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负极接负 ）时，）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。向电阻较小，正向电流较大。极性判断负极极性标示色负极极性标示色环环负极极性标示色负极极性标示色环环二极管短脚负极，长脚正极负极引负极引脚脚负极极性标示色负极极性标示色环环负极极性负极极性标示色环标示色环n用万用表检测二极管的正、反向电阻值，判别其质量的好坏。（3）万用表判别 使用万用表R100或R1K挡；红黑表笔同时接二极管的两条引线，测出一组值；对调表笔重新测量，得出一组值；比较两组值

48、，值小的那次测量中，黑表笔二极管接正极，红笔表接二极管负极。（4）二极管的性能检测n单向导电性能的检测n检测工具：万用表n检测标准：检波二极管或小功率整流管 采用R100挡，其值为几百欧（锗）几千欧（硅）大功率整流二极管 采用R1挡，其值为十几或几十欧n检测反向电阻的标准：除大功率硅整流二极管，一般采用R1K挡，其值为几百千欧或二极管极性的判别二极管极性的判别五、五、 半导体三极管半导体三极管1 、 基本结构基本结构NNPBECIBIEICBECIBIEIC晶体三极管晶体三极管塑封小功率管塑封小功率管 金封小功率管金封小功率管 片状三极管片状三极管 塑封大功率管塑封大功率管 金封大功率管金封大

49、功率管 2022-6-582半导体三极管的主要特点：n三极管有三种工作状态：即放大状态、截止放大状态、截止状态、饱和状态。状态、饱和状态。n三极管的两大应用场合：放大电路和开关电路。n使三极管处于放大放大状态的原则原则是：发射结（e、b） 之间加正向电压，集电结（c、b）之间加反向电压。2三极管极性的判别用万用表的R10k档，一般正常的三极管有图的检测结果。（1）确定基极和管型由图可知，与基极有关的测量中有两次是阻值很小的，所以在随意的测量中，阻值很小的那一次中的两个引脚必有一个是基极，此时，记下这两个引脚，然后假定其中一个是基极，保持接此引脚的表笔不变，用另一只表笔接触余下的第三只引脚，如果

50、仍是阻值很小，则假定正确。否则假定不正确，基极是另外一只引脚。再根据两次阻值很小时，表笔和引脚的连接关系即可判断出管型，即黑表笔接P，红表笔接N时，阻值很小。如黑表笔接触其中一个引脚不动，红表笔分别接触另外两只引脚时，所测得的阻值均是很小，则是一“P”两“N”，NPN型。 三极管的万用表检测三极管的万用表检测 （2）确定发射极和集电极基极确定后，测另两只引脚对基极的反向电阻，即将红、黑表笔对调，阻值在十几k到几百k之间时即是发射极，剩余一只引脚为集电极。或者在基极和管型确定后，直接测除基极外另两只引脚的正反向电阻，当阻值在十几k到几百k之间时，黑表笔接的是的是NPN管的发射极，红表笔接PNP管