电工基础第一章
(完整版)电工理论基本知识
P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。
主要内容包括：直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。
第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。
根据电路中电流的性质不同，电路可分为直流电路和交流电路。
电路中，电流的大小及方向都不随时间变化的电路，称为直流电路；电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。
电路的种类很多，不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。
1. 电源电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。
2。
负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷，如电灯泡、电炉等。
负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。
3。
中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。
导线也叫电线，是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。
电路由外电路和内电路两部分组成。
外电路：图1－1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。
内电路：电源本身电流的通路为内电路。
在图1－1中，指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。
电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后，电流才能产生。
如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，此时称电路为断路或开路状态。
二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。
当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。
在这种情况下，导体的任何截面（在任一瞬间），将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。
电工基础全书知识点总结
电工基础全书知识点总结第一章电学基础知识1.1 电荷和电流电荷是原子中的一种基本粒子，带正电荷的叫正电荷，带负电荷的叫负电荷。
电流是单位时间内通过导体的电荷量，通常用符号I表示，单位是安培（A）。
1.2 电压和电阻电压是电场的强度，通常用符号U表示，单位是伏特（V）。
电阻是导体对电流的阻碍，通常用符号R表示，单位是欧姆（Ω）。
1.3 电路原理电路可以分为直流电路和交流电路，直流电路的电压和电流方向不变，而交流电路的电压和电流方向会周期性地变化。
电路中的电源、导线和负载是基本组成部分。
1.4 电路定律欧姆定律、基尔霍夫定律和功率公式是电路中的重要定律，可以用来分析和计算电路中的电压、电流和功率。
第二章电工安全知识2.1 电击伤害电击伤害是由于人体触碰电源或电路而导致电流通过人体产生的伤害，严重时甚至可致命。
预防电击伤害的方法包括正确使用绝缘工具、穿戴防护设备和加强对电气安全知识的培训。
2.2 火灾危险电器设备的故障可能导致火灾，因此电工需要定期检查和维护设备，及时发现并排除潜在的安全隐患。
此外，正确使用防火设施和工具也是预防火灾的重要措施。
2.3 包覆和固定电气设备的包覆和固定是保障电气安全的关键环节，包括各种绝缘材料的选择和使用、设备的安装和固定等，都需要符合相关标准和规定。
2.4 作业安全在进行电气设备安装、检修和维护时，要严格遵守作业规程和操作流程，避免违反操作规定和规程导致事故的发生。
第三章电气设备3.1 开关设备包括各种常用的电气开关，如手动开关、自动开关、接触器等，用于控制电路的通断和电器设备的启停。
3.2 电气保护设备包括过载保护器、短路保护器、漏电保护器等，用于保护电气设备和人身安全。
3.3 变压器可以实现电压变换和功率传递，是电力系统中重要的设备。
3.4 发电机和发电机组发电机是将机械能转换为电能的设备，发电机组则是将多台发电机连接成一个整体，用于供电系统。
3.5 电缆和线路电缆和线路是电能传输的重要通道，需要选择合适的规格和类型，保证电能的安全传输。
电工基础知识
第一章电工基础知识第一节电路的基本概念1、电路电路就是电流通过的路径。
电路是由电源、负载、连接导线和开关组成。
图1-1为简单手电筒电路，其中干电池为电源、灯泡为负载，用连接导线将电源、开关、负载连接成电路。
在实际用中通常按国家统一规定的图形符号表示电路图。
如图1-2所示就是图1-1手电筒电路图。
电路通常有三种状态（1）通路：电路中的开关闭合，负载（电路）中有电流通过，这种状态一般称为正常工作状态。
（2）开路：也称为断路，是指电路中某处断开或电路中开关打开，负载（电路）中无电流通过。
（3）短路：电源两端的导线由于某种事故，而直接相连，使负载中无电流通过。
短路时，电源向导线提供的电源比正常时大几十至几百倍，因而不允许短路。
2、电流与电流强度在电路中，把电荷的定向运动叫做电流。
规定：以正电荷移动的方向作为电流的正方向。
在闭合电路中，电流的方向为：电流从电源正极流出，通过导线、开关流入负载后回到电源的负极。
电流分成直流和交流电源两大类：直流电流：是指电流的方向不随时间变化的电流，如图1-3所示交流电流：是指电流的大小和方向和方向随时间作周期性变化。
如图1-4最常见的是正弦交流电。
电流强度：由于电流所产生的效果具有不同的程度，这样就形成电流强度的概念。
电流强度也简称为电流，它是用在单位时间内通过导体横截面的电量多少来度量的。
QI=t式中I-表示电流强度，单位：安培（A）。
Q-表示t时间内，通守导体横截面电荷电量，单位：库仑（C）。
T-表示时间，单位：秒（s）。
在国际单位制中，电流强度的单位是安培，（A），简称安。
计算微小电流时以毫安（mA）或微安（μA）为单位，它们的关系是：1A=103mA 1mA=103μA3、电压与电动势（1）电压图1-5A和B表示负载两端，电流的方向由A流向B，负载灯泡发光，说明电流通过灯线时产生热和发光。
为了表示电流强度与做功的本领，引入一物理量—电压（电位差）U AB：WU AB=QQ-由A端移动到B端的电荷电量，单位：库仑。
电工基础知识(电工必读资料)
电流 种类
～ ～ 或 3～
A
mA uA kV kW
测量 对象
V W
kW · h
V
f
Ω
MΩ
欧姆表、兆欧表
常用电工仪表的符号和意义
磁电式仪表 电磁式仪表 工作 原理 电动式仪表 整流式仪表 感应式仪表 准确度 等级 绝缘等级 工作 位置 1.0
1.5
电流、电压、电阻 电流、电压 电流、电压、电功率、功率因数、 电能量 电流、电压 电功率、电能量 以标尺量限的百分数表示 以指示值的百分数表示 表示仪表绝缘经过 2kV 耐压试验
电工技术
第一章 电工基础知识
• 1-1 常用低压供配电系统 • 1-2 电工安全的基本知识 • 1-3 常用仪表与测量
1.1.1电力系统概述
• • 电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称电力网 。 电力系统的运行必须满足下列基本要求: 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持续性的 要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。 一级负荷：如停止供电，将会危害生命、捐坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济 带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。 二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响。 三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。 • • •
电缆外皮 电缆芯 内层绝缘
E L G
MΩ
500V－ 50V－ 5V－ 50μ A 5mA 50mA －
+
（1）直流电流的测量。转换开关置于直流电流档，被测电流 从+、－两端接入，便构成直流电流测量电路。图中RAl、RA2、 RA3 是分流器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变分流器电阻，从而达到改变电流量程的目的。 （2）直流电压的测量。转换开关置于直流电压档，被测电压 接在+、－两端，便构成直流电压的测量电路。图中RVl、RV2、 RV3 是倍压器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变倍压器电阻，从而达到改变电压量程的目的。 （3）交流电压的测量。转换开关置于交流电压档，被测交流 电压接在+、－两端，便构成交流电压测量电路。测量交流时 必须加整流器，二极管D1和Dl组成半波整流电路，表盘刻度反 映的是交流电压的有效值。RVl'、RV2'、RV3'是倍压器电阻，电 压量程的改变与测量直流电压时相同。 （4）电阻的测量。转换开关置于电阻档，被测电阻接在+、－ 两端，便构成电阻测量电路。电阻自身不带电源，因此接入电 池E。电阻的刻度与电流、电压的刻度方向相反，且标度尺的 分度是不均匀的。
电工基础知识
2.呼吸、心跳情况的判断：在现场内，用看、听、试的方法判定伤员呼吸心跳情况。
3.心肺复苏法：①通畅气道。②口对口(鼻)人工呼吸：先连续大口吹气两次，每次1-1.5秒。如两次吹气后试测颈动脉仍无搏动，可判定心跳已经停止，要立即同时进行胸外按压。③胸外按压(人工循环)：每分钟80次左右，每次按压和放松的时间相等。
二、楞次定律
感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时，感生电流就要产生一个磁场去阻碍它增加；当线圈中的磁通要减少时，感生电流所产生的磁场将阻碍它减少。这个规律就称为楞次定律。 注：自感(感生电流产生的磁场极性与原磁场极性相反)。
三、法拉第电磁感应定律
2.电压：电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压。电压的单位是伏特(V)，电压也是指电场中某两点之间的电位差。
3.电动势：把正电荷从低电位移向高电位，这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力，叫做电动势，单位也是伏特(V)。 注:（电源空载时电压近似于电动势，但有负载时电压是永远小于电动势的，电压在电源外部而电动势在电源内部。电压是从正极流向负极而电动势是从负极流向正极）。
3.电烙印：是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。
4.机械性损伤：是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂等伤害。
5.电光眼：是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。
二、触电方式
触电可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。
2.辅助绝缘安全用具：高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘台、绝缘垫及绝缘鞋(靴)等。
电工基础第四版
电路中任意两点之间旳电位差就等于这 两点之间旳电压，即Uab = Ua－Ub，故电压 又称电位差。
注意
电路中某点旳电位与参照点旳选择有关， 但两点间旳电位差与参照点旳选择无关。
3．电动势
电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正 极旳能力用电动势表达，电动势旳符号为E，单 位为V。
电动势旳方向要求为在电源内部由负极指向 正极。
多，就表达流过该导体旳电流越强。若在t时间内 经过导体横截面旳电荷量是Q ，则电流I可用下式 表达：
IQ t
式中，I、Q 、t旳单位分别为A、C、s。
4．电流旳测量 （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旳电路中。 （3） 直流电流表表壳接线柱上标明旳“+”、
若无法估计，可先用电流表旳最大量程挡 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
旳功，称为a、b两点间旳电压，用Uab表达。 电压单位旳名称是伏特，简称伏，用V表达。 2 ．电位
电路中某一点与参照点之间旳电压即为 该点旳电位。
“－”记号，应和电路旳极性相一致，不能接错， 不然指针要反转，既影响正常测量，也轻易损坏电 流表。
动画
视频：万用表直流电流档旳使用
（4）要合理选择电流表旳量程。 每个电流表都有一定旳测量范围，称为电
流表旳量程。
一般被测电流旳数值在电流表量程旳二分 之一以上，读数较为精确。所以在测量之前应 先估计被测电流大小，以便选择合适量程旳电 流表。
为是不变旳常数。
假如不是直线，则称为非线性电阻。
二、 全电路欧姆定律
电工基础知识
九、 电容器
1、电容器的概念
电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有 绝缘材料构成，简称电容。
介质 电极
极板 C
电容量： C=Q/U
式中：C 电容 F； Q 电极上带的电荷 C； U 两极板间的电压 V；
电容是表示电容器存储电荷能力的物理量，是固有参数。有：
C=εS/d
式中：S 平行板电容器的面积，m2； d 极板间的距离 m； ε 介质的介电常数 F/m；
I
电 池
灯 泡
+ E RU
_
电源
2、电路的工作状态 （1）开路状态 （2）断路状态 （3）短路状态
忽略电路元器件的次要因素，将其理想化，并用规定的电气 图形符号表示所组成的电路，称为电路
二、电流
1、电流的概念与分类 带电粒子（电荷）的定向运动形成电流。 电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。
效
通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i
值 概
的有效值
念
在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数， 就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。
I _ Im 2
问题与讨论 若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上?
2.纯电感电路
（1）电压与电流的关系 交流负载中只有电感的交流电路。
u
i
i
U
uL
90
t I
电感线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，故电流的 变化总是滞后电压的变化。
设：i=Imsinωt
则通过分析有：
uL=ImωLsin(ωt+90o)=Umsin(ωt+90o)
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电工基础
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电工基础
目录 第一章 电路基础知识 第二章 直流电路 第三章 电容器 第四章 磁场与电磁感应 第五章 单相交流电路 第六章 三相交流电路
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电工基础
第一章 电路基础知识 1.1 电流和电压
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2. 独立回路的选择：
EU
#1 #2 #3
一般按网孔选择
4 解联立方程组
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32
根据未知数的正负决定电流的实际方向。
电工基支础 路电流法的优缺点
优点：支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据基尔霍夫定律 欧姆定律列方程，就能得出结果。
缺点：电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。
1. 叠加定理只适用于线性电路。
2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；
暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。
=
+
3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电
路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电
流的代数和。
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电工基础
(3)、通电线圈产生的磁场 【右手螺旋定则】
磁通
电感 L N
i
B H
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H N
l
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电工基础
4.3 磁场对电流的作用
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电工基础
1．电磁力的大小
磁场
电流
有效
强弱
大小
长度
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有一类导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，它们的导 电性能受外界条件的影响很大，温度的变化、光照的变化、掺 入微量其他物质等都可能使其导电性能发生显著的变化，这类 物体称为半导体。
禁止用湿手去拔插头或扳动电气开关，也不要用湿毛巾去 擦拭带电的电气设备等，以免触电。
一旦发生电线或电气设备起火，在带电状态下，决不能用 水或泡沫灭火器灭火，应迅速切断电源，使用不导电的干粉灭 火器等进行灭火。
电导率
电阻率的倒数称为电导率，用符号σ 表示，单位为西门
子/米(S/m)，它表示电流通过的难易程度，其数值越大，表 示电流越容易通过。
二、常用电阻器 1.常用电阻器的外形和符号
2.电阻器的主要参数
（1）标称阻值 标称阻值即电阻器的标准电阻值。 （2）允许偏差 允许偏差是指电阻真实值与标称值之间的误差值。 （3）额定功率 额定功率也称标称功率，是指在一定的条件下，电阻 器长期连续工作所允许消耗的最大功率。
极性符号
双下标表示
参考方向由正指向负 参考方向由a指向b表示
通常规定交流36V 以下及直流48V 以下为安全电压， 在潮湿、高温、有导电尘埃的环境中应使用12V 电压。
2.电位 在电路中任意选定一点作为参考点(即零电位点)，则 电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。电位
的单位是伏特(V)。通常用V 或φ 表示。
外力克服电场力做功
直流电动势的方向
4.电压的测量
直流电压表的接法
§1—3 电阻
1.了解电阻率的概念和电阻的计算式。 2.了解常用电阻器的主要参数及部分敏感电阻器的特点。 3.能用万用表正确测量电阻,并能用兆欧表正确测量绝缘电阻。
一、电阻和电阻率 当电流通过导体时，由于作定向移动的电荷会和导体
内的带电粒子发生碰撞，所以导体在通过电流的同时也对 电流起着阻碍作用，这种对电流的阻碍作用称为电阻。
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。
水压与水流
电压与电流
电压的实际方向即为正电荷在电场中的受力方向。 已知电流参考方向，则电压参考方向最好选择与电流一 致，称为关联参考方向。
电压的参考方向有3种表示方法。
箭头表示
一、电流 1.电流的方向
电荷的定向移动形成电流,移动的电荷又称载流子。
金属导体中
电解液中 电流的形成
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流
的方向实际上与自由电子移动的方向相反。
2.电流的大小 电流的大小称为电流强度，简称电流，是指单位时间内 通过导体横截面的电荷量,即:
式中,I、Q、t的单位分别为安培(A)、库仑(C)、秒(s)。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
2.原理框图 原理框图也简称框图,它是一种用矩形框、箭头和直线等 来表示电路工作原理和构成概况的电路图。
框图
框图主要用来体现电路的大致组成情况和工作流程,更多 应用于描述较为复杂的电气系统。
3.印制电路图 由于电路板的制作一般先要用印刷油漆的方法将需要保留 铜箔处覆盖,所以这种电路元件的安装图称为印制电路图。
电路符号
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。
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
电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所
做的功称为电源的电动势，用E 表示，单位为伏特(V)。
电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间 的电压。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。
二、电路的基本功能
电路的基本功能有两大类。 一是进行能量的传输、分配和转换。
电能传输示意图
二是进行信息的传递和处理。
扩音器电路示意图
三、电路图 1.电路原理图
用电气符号描述电路连接情况的图称为电路原理图,简 称电路图或原理图。它主要反映电路中各元件之间的连接关 系,并不考虑各元件的实际大小和相互之间的位置关系。
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，计算公式:
式中的比例常数ρ 称为材料的电阻率，单位名称为欧姆 米,简称欧米，用符号Ω·m 表示；l、S 的单位分别为m、m2。
电阻率的大小反映了物体的导电能力。电阻率很小、 容易导电的物体称为导体；电阻率很大、几乎不能导电 的物体称为绝缘体。
§1—1 电路和电路图 §1—2 电流和电压 §1—3 电阻
1.了解电路的基本组成和基本功能。 2.了解电路图的基本类型。 3.能说出电路图中常用电气元件图形符号的含义。
一、电路的基本组成
手电筒电路
电风扇电路
电路的组成
电路由电源、负载、控制装置及导线组成。
电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。 负载是消耗电能的装置, 也称为用电器。负载的作用是 把电能转换为其他形式的能量。 控制装置及导线用于连接电源和负载,使它们构成电流 的通路,把电源的能量输送给负载,并根据需要控制电路的通、 断。 保护装置保证电路的安由直流电源(干电池)供电的，称为直流电 路；电风扇电路是由交流电源供电的，称为交流电路。
直流电路
交流电路
可先任意假定一个电流的参考方向，然后根据电流的 参考方向列方程求解。
电流的参考方向和实际方向
4.电流的测量
电流表的接法
二、电压、电位和电动势 1.电压
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
单位词头
3.直流和交流 若电流的方向不随时间的变化而变化，则称其为直流电 流,简称直流，用符号DC表示。 其中，电流大小和方向都不随时间变化而变化的电流， 称为稳恒直流电；电流大小随时间的变化而变化，但方向不 变的电流，称为脉动直流电。 若电流的大小和方向都随时间而变化，则称其为交变电 流，简称交流，用符号AC表示。
印制电路图
四、电路原理图常用图形符号
在一定条件下对实际电气元件加以理想化,只考虑其 中起主要作用的某些性能时,称其为理想元件。
一个实际电路由一些理想元件连接而成,成为实际电 路的电路模型。
常用图形符号
§1—2 电路和电路图
1.了解稳恒直流电、脉动直流电和交变电流的特点。 2.理解电压、电位和电动势的概念。 3.理解电流、电压的参考方向和实际方向的概念。 4.能用万用表正确测量电流和电压。