电工基础

1 kW· h = 3.6×106 J
２、电功率
电流在单位时间内所作的功称为电功率，用 字母P表示，单位为W。 （ＫＷ，马力） １马力＝０.７３５千瓦
W p UI t
对于纯电阻电路，上式还可以写为
2 U P I 2 R或P R
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。 电流与它流过导体时所产生的热量之间 的关系可用下式表示： Q = I2Rt Q的单位是J，这种热也称焦耳热。。
电源端电压U与电源电动势E的关系为： U = E－Ir 可见，当电源电动势E和内阻r一定时， 电源端电压U将随负载电 流I的变化而变化。
电源端电压随负载电流变化的关系特性称为 电源的外特性，其关系特性曲线称为电源的外特 性曲线。
例：若Ｅ＝２Ｖ，r＝０.２，Ｒ＝９.８，求电路中的电流Ｉ 和内压降Ｕo及端电压Ｕ
E串 nE
串联电池组的总内阻
R串 nr
例:
四、并联电路
把多个元件并列地连接起来，由同一电压供 电，就组成了并联电路。
电阻并联电路的特点
（1）电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路 两端的电压。 （2）电路的总电流等于流过各电阻的电流之和， 即
I I1 I 2 I n
如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这 个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S’与B的 乘积来表示磁通。
当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多， 则磁通越大，磁感越强。 从φ=BS，可得
Φ B S
这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通， 所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单 位。
电阻并联电路的特点
（ 3 ）电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各 并联电阻的倒数之和，即 1 1 1 1 R R1 R2 Rn
电阻并联电路的特点
（4）电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反 比，即
IR I1R1 I 2 R2 I n Rn
上式表明，阻值越大的电阻所分配到的电流越小， 反之电流越大。
１、电功 电流所做的功，简称电功（即电能）， 用字母W表示。 电流在一段电路上所作的功等于这段电 路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间 t三者的乘积，即： W = UIt 式中W、U、I、t的单位分别用J、V、 A、s。
电能的另一个常用单位是千瓦时 （kW· h）,即通常所说的1度电，它和 焦耳的换算关系为
电路中任意两点之间的电位差就等于这 两点之间的电压，即Uab = Ua－Ub，故电压 又称电位差。
注意
电路中某点的电位与参考点的选择有关， 但两点间的电位差与参考点的选择无关。
3．电动势 电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正 极的能力用电动势表示，电动势的符号为E，单 位为V。 电动势的方向规定为在电源内部由负极指向 正极。 对于一个电源来说，既有电动势，又有端电 压。电动势只存在于电源内部；而端电压则是电 源加在外电两端的电压，其方向由正极指向负极。
利用磁感应强度的表达式B = F/Il，可 得电磁力的计算式为 F = BIl
磁场对通电线圈的作用
磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的 基本原理。
在均匀磁场中放入一 个线圈，当给线圈通入电 流时，它就会在电磁力的 作用下旋转起来。
电刷 换向器
六、电磁感应现象：用右手或楞次 定律来判断
１、右手定则（直导线切 割磁感线产生感应电动势）感 应电动势的方向可用右 手定则判断。平伸右手， 大拇指与其余四指垂直， 让磁感线穿入掌心，大 拇指指向导体运动方向， 则其余四指所指的方向 就是感应电动势的方向。
电阻串联电路的特点
（4）电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正 比，即
Байду номын сангаас
Un U1 U 2 R1 R2 Rn
上式表明，在串联电路中，阻值越大的电阻分配 到的电压越大；反之电压越小。
电池的串联
当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时， 可以将多个电池串联起来使用，称串联电池组。
设串联电池组是由n个电动势都是E， 内阻都是r的电池组成，则 串联电池组的总电动势
二、
全电路欧姆定律
全电路是含有电源的闭合电路。电源内部的 电路称为内电路。电源内部的电阻称为内电阻， 简称内阻。电源外部的电路称外电路，外电路中 的电阻称为外电阻。
内容： 闭合电路中的电流与电源的电动势成 正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电 路电阻之和）成反比。 公式：
E I Rr
电源的外特性
4. 电压的测量 （1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和 直流电压表测量。 （2）电压表必须并联在被测电路的两端。 （3）直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“－” 记号，应和被测两点 的电位相一致，即“+”端 接高电位，“－”端接低电位，不能接错，否则 指针要反转，并会损坏电压表。
（4）合理选择电压表的量程，其方法和电 流表相同。
实现信息的传递和处理
放大器 1 放大器 2 放大器 3
话筒
扩音机电路示意图
４、电路的状态
三种状态： １、通路 电路各组成部分连接成一个闭合回路，有电流通过。 ２、断路 也叫开路，电路中有断开点，无电流通过。 ３、短路 电源两端直接用导线相连，应避免。
二、电流 1．电流的形成 电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又 称载流子。
第二节
直流电路
一、部分电路欧姆定律
只含有负载而不包含电源的一段电路称为部 分电路。
内容： 导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与 导体的电阻成反比。 公式： 当电压与电流的参考方向关联时，
U I R
当电压与电流的参考方向非关联时，
U I R
如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画 出电阻的U/I关系曲线，即伏安特性曲线。 电阻元件的伏安特性曲线是直线时，称为线 性电阻，其电阻值可认为是不变的常数。 如果不是直线，则称为非线性电阻。
四、电流的磁场
不仅磁铁能产生磁场，电 流也能产生磁场，这种现象称 为电流的磁效应。
五、磁场对通电直导体的作用
通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁 力，也称安培力。 通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定 则来判断。
把一段通电导线放入磁场中，当电流 方向与磁场方向垂直时，电流所受的电磁 力最大。
例：有一个２２０Ｖ，４０Ｗ的白炽灯，接 在２２０Ｖ的供电线路上，求流过白炽灯 的电流。若该灯平均每天工作５小时，电 价是每度５角５分，每月（３０天）该灯 要消耗几度电，要付多少电费。 １度＝１千瓦.小时
第三节 电与磁
一、磁体及其性质
某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质 称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体分天 然磁体和人造磁体两大类。
2.首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍 率挡，然后调零，即将两支表笔相触，旋动调 零电位器，使指针指在零位。 3. 测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属 部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。 4．测量电路中某一电阻时，应将电阻的一 端断开。
四、电压、电位和电动势
1．电压 电场力将单位正电荷从a点移到b点所做 的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。 电压单位的名称是伏特，简称伏，用V表示。 2 ．电位 电路中某一点与参考点之间的电压即为 该点的电位。
磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水 平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指 南，另一个指北。指北的磁极称北极（N）；指 南的磁极称南极（S）。
任何磁体都具有两 个磁极，而且无论把 磁体怎样分割总保持 有两个异性磁极。
与电荷间的相互作用力相似，当两个磁 极靠近时，它们之间也会产生相互作用的 力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸 引。
２、电阻与温度的关系
各种材料的电阻率都随温度而变化。 利用某些材料对温度的敏感特性，可以制成 热敏电阻。 电阻值随温度升高而减小的热敏电阻称为负 温度系数的热敏电阻； 电阻值随温度升高而增大的热敏电阻称为正 温度系数的热敏电阻。
３、用万用表测量电阻
测量时注意以下几点：
1. 准备测量电路中的电阻时应先切断电源， 切不可带电测量。
4．电流的测量 （1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直 流电流表测量。 （2） 电流表必串接到被测量的电路中。 （3） 直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、 “－”记号，应和电路的极性相一致，不能接错， 否则指针要反转，既影响正常测量，也容易损坏电 流表。
（4）要合理选择电流表的量程。 每个电流表都有一定的测量范围，称为电 流表的量程。 一般被测电流的数值在电流表量程的一半 以上，读数较为准确。因此在测量之前应先估 计被测电流大小，以便选择适当量程的电流表。 若无法估计，可先用电流表的最大量程挡 测量，当指针偏转不到1/3刻度时，再改用较小 挡去测量，直到测得正确数值为止。
三、电阻
１、电阻与电阻率
导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定 于导体的材料、长度和横截面积，可按下式计算：
l R s
式中ρ称为材料的电阻率，电阻率的大小反映 了物体的导电能力。 电阻率小、容易导电的物体称为导体，电阻率 大，不容易导电的物体称为绝缘体，导电能力介于 导体和绝缘体之间的物体称为半导体 。
电阻并联电路的特点
若已知和两个电阻并联，并联电路的总电流 为I，可得分流公式如下：
电池的并联
有些用电器需要电池能输出较大的电流，这时 可用并联电池组。
设并联电池组是由n个电动势都是E，内阻都是r 的电池组成，则 并联电池组的总电动势
E并 E
并联电池组的总内阻
r r并 n
五、电功和电功率
第一节
电的基本概念
一、电路
1.电路及其组成 电路：电流流通的路径 电路的组成：电源、开关、负载和导线。
2.电路图 用电气符号描述电路连接情况的图， 称电路原理图，简称电路图。
实际电路