电气基础知识课件

电路的基本概念 和简单电路
电 电是一种自然现象，是一种能量。电是像电子和质子这样的亚 原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。电或电荷有两种： 我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。通过实验我们发现带电物 体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。 电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现 象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有 一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。 电与人类生活 电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使 人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生 活的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。 电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源源 不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气， 如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。
电源的正极出发，依次经过开关、灯泡， 最后接到电源的负极.
连接特点
依次逐个相连，无分支. 各用电器工作有关联： 任意一点断开，用电器 均停止工作.
串 联 电 路
工作特点
开关的 控制特点
一只开关可控制各用 电器工作，且与开关 的位置无关.
并联电路 把若干个电阻或电池相互并排地联接起来,也 可以说将电气设备的头和头、尾和尾各自相互连 在一起,使电流同时有几个通路叫并联。 特点 （1）电路中各个支路上所承受的电压相同。 （2）电路中的总电流等与各支路中电流之和。 （3）电路中的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数 之和
1.5
1
0.5
0 0 -0.5 2 4 6 8
-1
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三相交流电源 三相交流电源是由三相交流发电机产生的频率相同、幅 值相等、相位互差120°的三相对称正弦电压。工业上用的三 相交流电，有的直接来自三相交流发电机，但大多数还是来 自三相变压器，对于负载来说，它们都是三相交流电源。 Um u1 u2 u3 三相交流电压出 现正幅值（或相应零 值）的顺序称为 相 序。在此相序为1-23-1称为顺相序。 在电力系统中一 般用黄、绿、红区别 1、2、3三相。
把发电机三相绕组的末端 L L3 联接成一点。 1 L2 而把始端 L1 L 2 L 3 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联接。
中性点 或零点 N
Y形联接
L1 火线
1 U 2 U 3 U
线电压
电流和电流强度
电流 电荷的定向移动形成电流（电荷是自由电荷）。对金 属来讲是自由电子定向移动形成电流；对酸、碱、盐的水 溶液来讲，正负离子定向移动形成电流。 电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。 在电源外部，电流的方向从电源的正极到负极。 电流强度 电流强度在数值上等于1秒钟内通过导线截面的电量 的大小,通常用“安培”作为电流强度的单位。安培简称 “安”,用字母”A”表示。 电流的实用单位除了安培（A）以外还有千安（KA）、 毫安（mA）和微安（μA） 1千安=1000安 1安=1000毫安 1毫安=1000微安
功率因数：有功功率与视在功率的比值。用符号COSФ 表 示。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数.它是交 流电路中有功功率与视在功率的比值。 频率：交流电在1s内电流方向改变的次数。用字母f表示，
单位是HZ。我国规定的工频为50HZ。
交流电 是指大小和方向 都随着时间做周期 性变化的电动势 （电压或电流）也 就是说交流电是交 变电动势、交变电 压和交变电流的总 称。交流电可以分 为正弦交流电和非 正弦交流电两大类。 （右上为正弦交流 电波形，右下为非 正弦交流电波形）
简单的并联电路
实物图： S L1 S1
S2 L2
电路图：
如左图装一个开关. 像这样把元件 并列地连接起 来的电路，称 并联电路.
连接特点
各用电器（包括跟用电 器相连的开关）各自接 在电路两点之间. 某一条支路断开时，其 他支路上的用电器照常 工作. 干路上的开关可以控制 所有用电器，而支路上 的开关只能控制所在支 路上的用电器.
并 联 电 路
工作特点
开关的 控制特点
并联电路在我们生活中有 哪些应用？
并联电路的应用：家庭电路
交流电的基础知识
欧姆定律： 是反映电阻元件两端的电压和通过该元件的电 流与电阻三者之间的关系的定律，是电工学中最 基本的定律之一。表达式为I=U/R表示通过该导体 的电流为导体两端的电压除以导体的电阻。 电能： 表达式为W=P×t表示功率乘以时间。电能的单 位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是kW· h。
电气工程 电气工程（Electrical Engineering简称EE）是现代科技 领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关 键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为 基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式。 传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有 关学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速 发展，电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学 教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的 工程行为。本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至 重新构造电气工程的学科方向、课程设臵及其内容，以便使电气 工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和 动态的科研环境。
电气基础知识
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主要内容
电气及电气工程的含义 电路的基本概念和基本电路
交流电基础知识
电力系统简介及高压电气设备简介
低压控制电器及基本的交流控制电路
变频器、软启动、PLC简介
电气及电气工程
电气的定义 电气（electrical，electrical power and equipment）是电能的生产、传输、分配、使用 和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以 电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持 与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的 转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用 技术、设施设备等 。 （是一个宏观的抽象的概念）
各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能力， 这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物体的 导电性能。 导电性能好的物体叫做导体。例如：银、铜、 铝是良导体； 导电性能差的物体叫做绝缘体。例如：陶瓷、 云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、干燥的棉 纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体 （也叫电介质）。 导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半 导体。例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。
电路
电路是电流的通路,它是为了某种需要由某些 电工设备或元件按一定方式组合起来,它也是电流 流经的基本途径。 最简单的电路是由电源E(发电机、电池等)、 负载R(用电设备如电灯、电动机等)、连接导线 (金属导线)和电气辅助设备(开关K、仪表等)组成 的闭合回路。
电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。
电子技术
电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造 某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技 术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog （模 拟） 电子技术和 Digital （数字） 电子技术。电子技术是 对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、 放大、滤波、转换。 电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术， 就是使用电力电子器件（如晶闸管）对电能进行变换和控制的 技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至 GW，也可以小到数W甚至1W以下，主要用于电力变换。
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三相四线制 即TN-C系统，三相交流电源的三个线圈采用星形（Y 形）接法，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成 为三个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母 O表示。供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中 性线或零线；从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、 B线、C线，统称为相线或火线。在星形接线中，如果中点 与大地相连，中线也称为地线。我们常见的三相四线制供 电设备中引出的四根线，就是三根火线一根地线。 星形联接的三相四线制,可以同时提供两种电压值,即 线电压和相电压。既可提供三相动力负载使用,又可提供 单相照明使用。例如常用的低压电压380/220伏,就可提供 需要电源电压380伏的三相交流电动机使用,又可同时提供 单相220伏的电源。 相电压：三相电路中，相线与中性线之间的电压。 线电压：三相电路中，相线与相线之间的电压。
具有持续电流的条件： （1）电路中有电源 （2）电路为通路 电流的三种效应： （1）电流的热效应。如电炉，电饭锅等。 （2）电流的磁效应，如电铃，接触器线圈等。 （3）电流的化学效应，如电解、电镀等。
电压 也叫电动势、电位差，是衡量单位电荷在静电场中由 于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称 作电压，用符号“U”表示 ，在物理学术研究常用电位差 。 它的国际标准单位是伏特（V）。常用的单位有千伏 （KV），毫伏（mV）和微伏（μV）。 1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV 负载 即用电设备，其作用是把电能转换为其它形式的能量。 如电动机是把电能转换为机械能；电炉是把电能转换为热 能；灯泡是把电能转换为光能等等。
有功功率：正弦交流电路的瞬时功率在一个周期的平均值。 用符号P表示，单位为W或者KW。P=UI 无功功率：只与电源进行能量交换而没有消耗能量叫无功 功率。用符号Q表示，单位为W或者KW。 视在功率： S² =P² +Q² 视在功率不用瓦特（W）为单位，而用
伏安（VA）或千伏安（KVA）
通常说的电的形式分为：直流电、交流电和静电。 直流电 是指任何时间电流都是从导体的一端流向另一端，电流 的方向是唯一的（电流方向是正极流向负极，用符号“—” 表示，缩写为DC） 。我们常用的直流电有电池、电瓶等。 交流电 是指电流随时间的改变流动的方向也改变。我们常用的 交流电有民用的220V电源，生产上的380V生产用电等（用 符号“~”表示，缩写为AC） 。 静电 原子失去电子显示正电，得到电子显示负电的现象，造 成不平衡的电子分布，使物体显示带电。（摩擦起电)