【正文】 電工企業(yè)內(nèi)部取證學(xué)習(xí)資料熱電三分公司培訓(xùn)科編制2012年9月第一章 電工基礎(chǔ)第一節(jié) 直流電路 一、直流電路的基本概念（一）電路 電路是電流的通路，它是為了某種需要由某些電氣設(shè)備或元件按一定方式組合起來的。它的作用是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，其中包括電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三個(gè)組成部分。電源它在電路中的作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。例如發(fā)電機(jī)和干電池都是電源，它們分別將機(jī)械能和化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。負(fù)載它在電路中的作用是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量，例如燈泡和電動(dòng)機(jī)等。燈泡將電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。導(dǎo)線（中間環(huán)節(jié)）導(dǎo)線是用來連接電源和負(fù)載，起著傳輸和分配電能的作用。（二）電流電流是指電荷在電場力的作用下定向移動(dòng)的現(xiàn)象。習(xí)慣上，規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉ｋ娏鞯拇笮∮脝挝粫r(shí)間內(nèi)在導(dǎo)線橫截面上通過的電荷量的多少來衡量，稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流，用字母I表示,電流的單位是安，用字母A表示。 （三）電壓與電位電壓 電壓與電位關(guān)系在電場力的作用下使電荷移動(dòng)，電場力就會(huì)對電荷做功，電壓就是用來衡量電場力移動(dòng)電荷做功的能力，如在電場力的作用下將單位正電荷從電場的某一點(diǎn)（a點(diǎn)）移到電場的另一點(diǎn)（b點(diǎn)），電場力所做的功，就稱為該兩點(diǎn)之間的電壓，電壓的單位是伏，用字母V表示。電壓的正方向，習(xí)慣規(guī)定電場力移動(dòng)正電荷的方向，即高電位到低電位的方向，也就是順電壓的方向電位在降低，所以電壓又叫電壓降。電位在電場力的作用下將單位正電荷從電場的某點(diǎn)（a點(diǎn)）移到參考點(diǎn)（0點(diǎn)）所做的功，稱為該點(diǎn)的電位，由此可見電位實(shí)際上也是電壓，是電路中某點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。 某點(diǎn)的電位比參考點(diǎn)的電位高的，該點(diǎn)電位為正，比參考點(diǎn)電位低的，該點(diǎn)電位為負(fù)。電位的單位與電壓的單位相同，也用V表示。電壓與電位的關(guān)系在電路中，任意兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)之間的電壓，（四）電動(dòng)勢為了維持電路中的電流，就必須維持電路兩端的電壓。電路中的電源就是起維持電路兩端電壓的作用，因?yàn)樵陔娫磧?nèi)部這種推動(dòng)電荷移動(dòng)的作用力稱為電源力，電動(dòng)勢就是用來衡量這種電源力做功的能力。在電源力的作用下，將單位正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功，稱為電源電動(dòng)勢，用字母E表示，電動(dòng)勢的單位與電壓相同，也用V表示。電動(dòng)勢的正向是從負(fù)極指向正極，也就是從電源的低電位指向高電位。順著電勢的方向是電位升高的方向，所以電動(dòng)勢又稱為電壓升。（五）電阻當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體對電流有阻礙作用，這種阻礙作用就是電阻，用字母R或r表示。電阻的單位為歐，用字母表示。 電阻電路圖金屬導(dǎo)體的電阻大小由實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體電阻值的大小與導(dǎo)體長度成正比，與導(dǎo)體截面成反比，還與導(dǎo)體的材料有關(guān)，用數(shù)學(xué)公式表示為 式中 ——導(dǎo)體長度（m） ——導(dǎo)體截面（） ——電阻率，它表示長1m，截面為1導(dǎo)體的電阻值（）。另外，導(dǎo)體的電阻值還與溫度有關(guān)。 （六）電功與電功率電流可以使電燈發(fā)光、電熨斗發(fā)熱、電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)器旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電能和光、熱、機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，這說明電流做了功。電流所做的功稱為電功，用字母A表示。電功常用的單位是千瓦時(shí)，用字母kWh表示。單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功稱為電功率，用字母表示，即 電功率常用的單位是瓦，用字母W表示。電功表示在時(shí)間t內(nèi)電場力移動(dòng)電荷所做的功，而電功率表示在1s時(shí)間內(nèi)電場力移動(dòng)電荷所做的功，前者反映做功的多少，后者反映做功的速度。二、電流的熱效應(yīng)我們所使用的電爐、電烙鐵、電熨斗等用電器都是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來制成的。但電流的熱效應(yīng)也有不利的一面，如發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備的繞組都是用導(dǎo)線繞制的，導(dǎo)線有電阻，當(dāng)電流流過繞組時(shí)，就會(huì)發(fā)熱。這樣，不但消耗了能量（因?yàn)闊崃渴怯呻娔苻D(zhuǎn)換的），而且會(huì)使上述設(shè)備的溫度升高，加速了絕緣材料（繞組的導(dǎo)線外面都包有絕緣）的老化變質(zhì)，影響設(shè)備的使用壽命。所以制造廠都規(guī)定了電氣設(shè)備的額定值（如額定功率、額定電流等），使用時(shí)務(wù)必注意。三、電阻的連接（一）電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)，就是把電路中的幾個(gè)電阻一個(gè)連著一個(gè)成串地連接起來。在這個(gè)電路的兩端加上電壓，流過電路的電流為。 (a) (b) 兩電阻串聯(lián)電路圖(a )兩電阻串聯(lián)。 (b) 等值電阻電阻串聯(lián)電路有下列特點(diǎn)：（1）流過每個(gè)電阻的電流都相等。（a）中，流過的電流是同一個(gè)電流，即都是。 （2）電路兩端的總電壓等于各個(gè)電阻上電壓之和。(a)中，總電壓為，電阻上的電壓為，電阻上的電壓為， （3）電路的等值電阻（總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和， （4）串聯(lián)電路中，每個(gè)電阻上的電壓與電阻成正比， 流過每個(gè)電阻的電流相等，電阻值大的，兩端電壓一定高；反之，則電壓低。 （5）串聯(lián)電路中，電阻大的消耗的功率大，電阻小的消耗的功率小。 （二）電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)，就是將幾個(gè)電阻的一端聯(lián)在一起，另一端也聯(lián)在一起。在這個(gè)電路兩端加上電壓，電路中總電流為。電阻并聯(lián)電路，有下列特點(diǎn)：（1）各并聯(lián)電阻兩端電壓相等。(a)中兩個(gè)并聯(lián)電阻與上的電壓都等于外加電壓。 (a) (b) 兩電阻并聯(lián)的電路圖(a)兩電阻并聯(lián)；（b）等值電阻（2）并聯(lián)電路的總電流等于流過各個(gè)并聯(lián)電阻的電流之和。(a)所示，電流關(guān)系如下 （3）并聯(lián)電路等值電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和， （4）并聯(lián)電路中，流過每個(gè)電阻的電流與各自的電阻成反比， 加在每個(gè)電阻兩端的電壓相等，電阻值大的，流過電阻的電流一定??；反之，則電流大。 （5）并聯(lián)電路消耗的總功率，等于各并聯(lián)電阻消耗的功率之和， 并聯(lián)電路中，電阻大的消耗功率小，電阻小的消耗功率大。 （三）電阻的混聯(lián)有串聯(lián)又有并聯(lián)所構(gòu)成的電路稱作電阻混聯(lián)電路。這時(shí)，可以根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路的計(jì)算方法，逐步把電路簡化，便可求出這個(gè)電路的等值電路。第二節(jié) 磁和電路一、電流與磁場（一）電流周圍的磁場磁場可以用磁力線來表示，磁力線的方向是從N極出發(fā)回到S極，在磁極內(nèi)部由S極到N極，形成閉合回路，磁力線的密和疏表示磁場的強(qiáng)和弱。也可以用磁通或磁通密度來表示磁場。通過某一截面的磁力線總根數(shù)叫做磁通，用字母表示。通過單位面積的磁力線根數(shù)叫做磁通密度，簡稱磁密或磁感應(yīng)強(qiáng)度，用字母表示。通過有電流的導(dǎo)線周圍和條形磁鐵的周圍都有磁場。導(dǎo)線周圍的磁場是由導(dǎo)線中通過的電流產(chǎn)生的，即電流可以產(chǎn)生磁場。（二）磁場對載流導(dǎo)體的作用 把自由懸掛的一根直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵的磁場中，并使導(dǎo)線與磁力線方向垂直。未通電時(shí)，導(dǎo)線靜止不動(dòng)；當(dāng)接通電源，電流方向是由時(shí)，就會(huì)看到導(dǎo)線向里面移動(dòng)，這說明導(dǎo)線受到一個(gè)向里面的力。這個(gè)力是磁鐵的磁場對通電導(dǎo)線的作用力，稱它為電磁力。如果改變導(dǎo)線中的電流方向，就會(huì)看到導(dǎo)線向外面移動(dòng)。如果不改變導(dǎo)線中的電流方向，而改變磁場方向（將磁鐵的N，S極位置倒換），也會(huì)看到導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向也隨之改變。由此可知，電磁力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，這個(gè)關(guān)系可用左手定則確定：將左手伸直展平，使拇指和其余四指垂直，手心對著磁力線方向，四指指向是電流方向，這時(shí)拇指所指的方向就是電磁力的方向。二、電磁感應(yīng)（一）直導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與磁場的方向、導(dǎo)線切割磁力線的方向有關(guān)，這個(gè)關(guān)系可由右手定則確定：右手伸直展平，拇指和其余四指垂直，手心對著磁力線方向，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢的方向。通過實(shí)驗(yàn)還證明，直導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長度以及導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。（二）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與穿過線圈磁通的變化量及線圈匝數(shù)成正比。當(dāng)磁通增加時(shí)，拇指指向與磁鐵方向相反（拇指向上指），四指的回繞方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢的方向。當(dāng)磁通減少時(shí)，拇指指向與磁鐵方向相同（拇指向下指），四指的回繞方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢的方向。結(jié)論是線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向總是企圖使它所產(chǎn)生的電流反抗原來磁通的變化（磁鐵的插入或拔出）。 （三）自感電動(dòng)勢當(dāng)變化的電流流過線圈時(shí)，便產(chǎn)生變化的磁通，變化的磁通穿過線圈，在線圈中便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱作自感應(yīng)，由此而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢稱作自感電動(dòng)勢。自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種，所以自感電動(dòng)勢的計(jì)算和感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算相同， 自感電動(dòng)勢是由于線圈本身的電流變化引起的，所以應(yīng)找出自感電動(dòng)勢與電流變化之間的關(guān)系。自感電動(dòng)勢的大小與通過線圈電流的變化率成正比，其比例系數(shù)叫自感系數(shù)，簡稱電感，用字母表示。電感的單位為亨，用字母H表示， 第三節(jié) 單相交流電路一、單相交流電的基本概念 （一）交流電的特點(diǎn) 在直流電路中，電動(dòng)勢、電壓、電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化。目前，正弦交流電得到了廣泛的應(yīng)用。在正弦交流電路中，電動(dòng)勢、電壓、電流的大小和方向都隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。正弦交流電是隨時(shí)間不斷變化的，用來表示交流電每一瞬間的數(shù)值，稱為交流電的瞬時(shí)值。瞬時(shí)值都用小寫字母表示，如分別表示電動(dòng)勢、電壓