电工培训基础知识课件讲义.ppt
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1、2023-5-11第一章 电工基础知识2023-5-12n一、交直流电路基本知识1、电路的概念:电流能通过的路径称为电路。2、电路的形式:a 进行能量的转换、传输和处理;b 进行信息处理3、电路的三种状态:通路、断路和短路4、按电路中流过的电流的种类,电路可分为直流电路和交流电路。2023-5-13二、电路的基本概念n1、电容,电阻和电感(1)电阻反映导体对电流起阻碍作用的物理量。符号:R 单位:欧姆()或千欧(K)公式:R=L/S导体的电阻除与上述物理量相关外还与温度有关。(2)电容用绝缘物隔开的两个导体的组合就构成一个电容。它具有存储电荷的性能。电容器存储电荷的能力用电容来表示。2023-
2、5-14公式1:C=Q/Un公式2:C=s/d 单位:法拉(F)1F=10-6F1pF=10-12F(3)电感导体中电流的变化,会在导体周围产生磁场,磁场的大小与流过导体的电流、导体的形状及周围的介质有关,我们把导体周围产生的磁场与导体中流过的电流之比叫电感。单位:H(亨利)2023-5-15单位换算:1mH=10-3H 1H=10-6H n2、电流金属到体内会有大量的自由电荷(自由电子),在电场力的作用下,自由电子会作有规则的运动,这就是电流。用电流强度来衡量。表示 字母 A。公式:I=Q/t电流的方向规定为正电荷的移动方向。2023-5-16为了研究问题方便,我们常以一个方向为参考方向,此
3、方向可任意选定。n比如:I参考方向2023-5-173、电压、电位、电动势n(1)电压电荷在电场力的作用下移动时,电场力对电荷作了功。我们把电场力所作的功与移动电荷的数值之比称作电压。用符号U表示,单位为伏,V。(2)电位(用符号表示,单位为伏)在电场中指定某一点为参考点,电场中任意一点与它之间的电压,成为此点的电位。2023-5-18(3)电动势n电动势与电压的定义相仿,但二者有本质的区别。n电压是电场力做的功,电动势是非电场力做的功。n在电场力的作用下,正电荷由电位高的地方向低的地方移动;而在电动势的作用下相反。n电压的正方向是正极指向负极,高电位指向低电位;电压存在于电源外部,而电动势存
4、在于电源内部。2023-5-19二、电路的基本定律n1、欧姆定律(1)部分电路的欧姆定律 U=IR(2)全电路的欧姆定律 =I*(R+r)RrIU2023-5-1102、基尔霍夫定律n基尔霍夫第一定律又称节点电流定律。内容:流入节点的电流之和恒等于流出节点的电流之和。I1I3I2I4I4+I3=I1+I22023-5-111基尔霍夫第二定律,又称回路电压定律。其内容是:在任一闭合回路中,沿一定方向绕行一周,电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和。即:E=IR注意:在列回路电压方程时,必须考虑电压的正负,确定步骤如下:1)假定各支路电流的方向。2)假定回路绕行方向。3)凡流过电阻的电流参考方向
5、与绕行方向一致,则电阻上的压降为正,否则为负。4)凡电动势方向与绕行方向一致该电动势取正,反之取负。2023-5-112例题:n列出下图的回路方程为:E1-E2=I1R1-I2R2-I3R3+I4R4R1I1I4R4 I3R3R2I2E1E2n也可列回路方程如下:E2-E1+I1R1-I2R2-I3R3+I4R4=02023-5-1133、电路的连接关系及计算n电阻的串、并联n电阻的混联n电表的改装RxIG=80微安RGI=250mA2023-5-114电路中各点的电位分析计算n电路中电位的计算实际上是电位差的计算。4、交流电1)基本概念:大小及方向均随时间变化的电流(电压)称作交流电。交流电
6、压、电流大多是按一定规律变化的,这种交流电我们叫它周期性交流电。应用最广的是正弦交流电。2023-5-1152)正弦交流电的三要素:n代表交流电瞬间大小与方向的数值叫瞬时值。表达式是:u=Umsin(wt+)i=Imsin(wt+)tu/iT2023-5-116表达式 u=Umsin(wt+)的描述n上式中,u表示电压的瞬时值。n Um表示电压的最大值。n w 表示角频率。n 表示初相位。Um(Im)、w三个量表示正弦交流电的三要素。n我们把1秒钟内交流电 重复变化的次数称为频率,用字母f表示,单位赫兹(Hz)。nT=1/f w=2/T=2 f 2023-5-117 对于直流电对于直流电f=0
7、。nwt+称为相位。T=0时的相位叫初相位。n3)正弦交流电的几个参数的计算 有效值、平均值、最大值 有效值的定义:-a)有效值与最大值的关系:I=Im/1.414 U=Um/1.414 b)平均值不常用,其定义为:半个周期内交流电的平均值。经计算有:Ip=2Im/Up=2Um/2023-5-1184)三相交流电的概述n三个频率相同,最大值相同,相位上依次差120的交流电,我们称之为三相交流电。n三相发电机可产生三相交流电。2023-5-119三、半导体管电路常识n1、半导体二极管、三极管型号,主要参数及特点1)型号含义2)半导体二极管的主要参数及特点A 最大正向电流B 反向击穿电压C 最高反
8、向击穿电压D 反向电流E 正向压降2023-5-120二极管的图形符号n半导体三极管的主要参数及特点图形符号:v负极正极NPN型PNP型2023-5-121三极管的直流参数n共发射极放大倍数。n集电极-基极反向截止电流。n集电极-发射极反向截止电流。三极管的交流参数共发射极交流放大倍数。共基极交流放大倍数。2023-5-122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。2023-5-
9、123半导体管的整流电路n将交流电变为直流电的过程称为整流。实现整流过程的电路叫整流电路。整流电路的形式有:单相半波、单相桥式、三相半波和三相桥式。1)单相半波整流电路 Ud=0.45 Uv负极正极UduRd2023-5-1242)单相桥式 Ud=0.9 UuUdRdwtu2023-5-1253)三相桥式UdRdUVw波形图略2023-5-126习题n1、一个一个220伏,伏,800瓦的电炉,接入瓦的电炉,接入220伏伏的电源使用一小时,问的电源使用一小时,问(1)通过电炉丝的)通过电炉丝的电流是多少?电流是多少?(2)电炉丝的电阻值)电炉丝的电阻值是多少?是多少?(3)电炉丝释放的热量)电炉
10、丝释放的热量是多少?(是多少?(4)电炉)电炉消耗了多少电能?消耗了多少电能?2023-5-1272、n有电路如下:已知有电路如下:已知I I=1/2A,电源内阻为电源内阻为2欧,求电源电动势。欧,求电源电动势。5欧10欧8欧4欧4欧5欧5欧2欧I2023-5-1283、n如下图,已知如下图,已知R1=4欧,欧,R2=8欧,电压欧,电压U不不变,当变,当K断开时,安培表的读数为断开时,安培表的读数为2安,当安,当K闭合时,安培表的读数为闭合时,安培表的读数为3安,问安,问R3的阻值的阻值是多少?是多少?AR1R2R3UK2023-5-1294、n如下图,如下图,C1=40微法,微法,C2=C3
11、=20微微法,它们的耐压值均为法,它们的耐压值均为300伏,求等伏,求等效电容及最大安全电压。效电容及最大安全电压。UC1C2C32023-5-1305、n如下图,已知如下图,已知U=10伏,计算电容器两端的电伏,计算电容器两端的电压是多少?极板上的电荷量是多少压是多少?极板上的电荷量是多少?UR1 40欧R2 60欧C 0.5微法2023-5-1316、n在电压是在电压是u=311sin(314t+u=311sin(314t+/6)V)V的电源上,接有一的电源上,接有一只只100100欧的电阻,求电阻电流的瞬时值表达式。欧的电阻,求电阻电流的瞬时值表达式。n7 7、若上述的电阻换成一个、若上
12、述的电阻换成一个4 4毫亨的电感,结果会怎毫亨的电感,结果会怎样?(提示:样?(提示:X XL L=WL,=WL,纯电感电压超前电流纯电感电压超前电流9090)2023-5-1328、n在电压是在电压是u=311sin(314t+u=311sin(314t+/4)V)V的电源上,接的电源上,接有一只电容器,其容量有一只电容器,其容量C=20C=20微法,求(微法,求(1 1)电)电容电流容电流Ic,(2)Ic,(2)电容器的无功功率电容器的无功功率Qc Qc。提示:Xc=1/wcIc=U/XcQc=U*U/Xc2023-5-1339、n一对称三相感性负载,接于线电压为一对称三相感性负载,接于线
13、电压为220(或或380)伏的伏的三相电源上,线电流为三相电源上,线电流为5A,负载的功率因数为,负载的功率因数为0.8,求,求有功功率有功功率,无功功率及视在功率。无功功率及视在功率。P=1.732U 线I线COS sin=?Q=1.732U 线I线Sin 2023-5-13410、n下面的电路中,如果交流电源电压的有效值下面的电路中,如果交流电源电压的有效值不变,仅仅是其频率降低,三个灯泡的明暗不变,仅仅是其频率降低,三个灯泡的明暗变化将是怎样的?变化将是怎样的?2023-5-13511、仪表改装仪表改装n某表头的量程某表头的量程I Ig=100微安,内阻微安,内阻Rg=1000欧,欧,如
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