电工理论基础知识

电工理论基础知识（汇编）
一、应知应解定律、定义
1、欧姆定律：在一段不含电动势只有电阻的电路中，流过电阻R的电流I与电阻两端电压U成正比，与电阻成反比，这个结论叫做部分电路欧姆定律，用公式表示为I=U/R或U=IR，欧姆定律揭示了电路中的电压、电流和电阻三个基本物理量之间的关系，实际应用中，只要知道其中任意两个量，就可以通过欧姆定律计算出第三个量，需要特别提出，欧姆定律是电工学、电子学中最基本的定律，也是最重要的定律，是维修电工必须熟练掌握的知识点，应用欧姆定律，通过电压、电流、电阻三个物理量状态来分析电路，解决维修电工在实际操作中遇到的问题，具有特别重要的指导意义。

2、电功：在负载两端接上电源，电场力使电荷移动形成电流，电场力做了功，也叫电流做功，这就是电功。

电流做功的过程就是电能转变成其他形式能量的过程，例如电流通过灯泡将电能转换成光能、热能；电流通过电动机，将电能转制成机械能等等。

如果负载电阻两端所加电压为U，在时间t内通过负载电阻的电量为Q，产生的电流为I，根据电压定义式U=W/Q则有W=QU，又因为Q=It，所以，W=UIt，式中，U的单位为伏（V），I的单位为安（A），t的单位为秒（s），电功W的单位为焦（J）。

3、电功率：电流在单位时间内所做的功叫电功率。

如果在时间t内，电流通过负载所做的功为W，则电功率P=W/t，若负载电阻值为R，加在其两端的电压为U，通过的电流为I，可得P=UI=I2R=U2/R。

式中，U的单位为伏（V），I的单位为安（A），R的单位为欧（Ω），电功率P的单位为瓦（W）。

功率的单位还
有毫瓦（mW）和千瓦（kw），它们之间的换算关系是1W=1000mW；1kW=1000W，在电力工程中常用的电功率单位叫做度（kWh）,1度等于1千瓦小时，即：1度=1千瓦·小时=1000W×3600s=3.6×106J。

4、焦耳-楞次定律。

电流通过电阻时做功，电阻会发热，将电能转制成热能，这种现象叫做电流的热效应。

电流通过导体时产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，这就是焦耳-楞次定律，可用下式表示：Q=I2·R·t，式中，电流的单位为安，电阻的单位为欧，时间的单位为秒，Q表示热量，单位为焦，实际应用中，热量Q用“卡”作单位，
1焦=0.24卡即：Q=0.24 I2R t（卡）。

需要注意的是，焦耳-楞次定律只适用于纯电阻电路，即只适用电能全部转换热能的情况。

5、基尔霍夫第一定律：电路中任一流入节点电流必等于流出节点的电流。

其中，节点指三条或三条以上支路的连接点。

6、基尔霍夫第二定律：又称回路电压定律，电路中任一回路各段电压的代数和恒等于零。

即沿一任回路所升高的电位总和必等于沿此回路降低的电位总和。

7、电磁感应：在一定条件下，利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势，产生的电流称为感生电流。

8、交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压叫做交流电。

可分为正弦交流电和非正弦交流电，
9、正弦交流电：电流或电压随时间按正弦规律变化的交流电。

按相数可分为单相正弦交流电和三相正弦交流电。

交流电变化一周所用的时间称为周期，用字母Τ表示，单位是秒（s），交流电每秒内变化的周期叫做频率，用字母ƒ表示，单位为赫兹（Hz），简称赫。

周期与频率的关系为：Τ=1/ƒ，我国交流供电的标
准频率为50Hz，称为工频。

10、交流电的功率:交流电在某一时刻，电路上所消耗的电功率称作瞬时功率，在实际应用中，瞬时功率在一周期内的平均值，称为平均功率，也叫有功功率，用大写字母P表示，公式P=UI；无功功率是指在纯电感电路或纯电容电路中，其电能和磁场能周期性转换的最大速率用无功功率来表示，用字母Q表示无功功率，单位是乏尔，简称乏，用符号Var表示。

11、功率因数：通常，正弦交流电的有功功率P用下式表示P=UIcosφ，功率因数cosφ为电路中有功功率与视在功率的比值。

12、三相正弦交流电：是由三个单相正弦交流电按一定方式进行的组合，这三个单相正弦交流电的频率相同，最大值相等，相位互差120度。

13、星形连接：将三相单个绕组的末端X、Y、Z连接在一起，成为一点，该点叫中点或零点，用“O”表示。

由这一点及A、B、C三个始端向外引出连接线，这种连接方式叫做星形连接，用符号“Y”表示。

绕组连成星形时，可以输出两种电压，相线与中线之间的电压称为相电压，而相线之间的电压叫做线电压。

14、三角形连接：将三相绕组中的一个绕组的末端与相邻另一绕组的始端依次相连，就构成一个三角形的闭合回路。

从三个连接点A、B、C引出三根相线向外送电，这种连接方式叫做三角形连接，用符号“△”表示。

二、工具、材料及元件
15、试电笔：简称电表，用于检查低压线路和电气设备是否带电。

（1）使用前要在有电的电源上检查试电笔氖管能否发光，正常后方可使用；（2）应遮光检测；（3）试电笔尖只能承受很小扭矩。

16、高压验电器：又称高压测电器，用来检查高压供电线路是否有电。

（1）使
用前试测验电器正常方可使用（2）使用时不得超过护环（3）检测时操作人员必须戴符合耐压要求的绝缘手套，身旁要有人监护，不可一人单独操作，人体与带电体应保持足够安全距离，检测10KV电压时安全距离为0.7米以上（4）检测时，验电器应逐渐靠近被测线路，不得与线路直接接触（5）气候条件差及湿度较大时不得使用，以防发生危险。

17、绝缘材料：又称是介质，它在外加电压的作用下，只有微小的电流通过，即常说的不导电物质。

按其形态可分为气体绝缘材料、液体绝缘材料、固体绝缘材料三大类，绝缘品质主要从耐热性、绝缘强度、机械性能进行选择。

18、断路器：可以自动切断故障线路的保护电器。

即当线路发生短路、过载、失压等不正常现象时，能自动切断电路，保护电路和用电设备的安全。

根据其结构和功能分为小型及家用断路器、塑壳式断路器、万能式断路器和漏电保护断路器四类。

19、低压熔断器：是一种简单而且有效的保护电器，熔断器串联在电路中，当电路或电器设备发生过载和短路故障时，有很大的过载和短路电流通过熔断器，使熔断器的熔体迅速熔断，切断电源，从而起到保护线路及电器设备的作用。

20、主令电器：用来接通和切断控制电路，以发布指令或信号，达到对电力传动系统的控制或实现程序控制。

常见的有按钮开关、万能转换开关、主令控制器、位置开关及信号灯等。

21、交流接触器：接触器是电气控制设备中的主要电器，它是利用电磁机构代替手动操作的一种自动开关，利用接触器可以实现各种自动控制。

根据通过接触器主触点电流的种类，分为交流接触器和直流接触器。

22、继电器：根据电学量（电压、电流）或其他物理量（如温度、时间、转速、
压力）的变化，接通或断开控制电路的一种自动电器，用于控制小电流电路，可以在电量的作用下实现电路的通、断，也可以在非电量如温度、压力的作用下实现对电路的控制。

常见的有电磁式电流继电器、电压继电器、中间继电器、热继电器、时间继电器和速度继电器。

23、万用表：以测量电流、电压和电阻为主，习惯称三用表，按其测量指示分指针式和数字式。

（使用方法参照学习《维修电工技术（第三版）》146-149页）。

24、摇表：用来测量大电阻值和绝缘电阻，它的标尺单位是“兆欧”用“MΩ”表示，也称兆殴表或高阻表。

（使用方法参照学习《维修电工技术（第三版）》151页）。

25、电度表：用来测量某一段时间内用电负载所消耗电能的仪表，电能以千瓦小时为单位，所以电度表又叫“千瓦时表”，平时1度电就是1千瓦时间的电能。

按结构及工作原理分为电解式、电子数字式和电气机械式三大类。

26、变压器：具有变压、变流和变阻抗等多种功能，按用途分电力输送和分配电力变压器；提供不同电压的电源变压器；实验用调压变压器，测量用特殊变压器，按相数分为单相和三相变压器。

27、电流互感器：将大电流变成小电流，以实现电力系统对大电流的测量。

电流互感器的额定电流值应大于被测电流值，运行中副绕组不得开路。

28、电压互感器：实际上是一个降压变压器，将高电压变成低电压，以实现电力系统对高电压的测量。

其额定电压大于被测电路额定电压，副绕组不得短路。

29、三相异步电动机：主要由定子和转子两大部分组成，根据电磁感应和磁场对载流导体产生电磁力的作用，实现电能和机械能的转换。

可通过改变电源频率、定子绕组的磁极对数、转差率、电磁来实现电动机调速。