电工基础第一章1、7
电工基础知识PPT课件_图文
三、单相交流电电路的功率
前面已经介绍过了纯电阻、纯电感、纯电容 电路的功率。在既有电阻又有电感电容单相电路 中，功率表示为
P= UIcosφ=I2R Q=UIsinφ=I2X 式中 P— 有功功率，W； Q—无功功率， var; I、U—电压、电流，V、A φ— 功率因数角。
如果令 S=UI，则可以用S表示在即有电阻，又有电抗 的电源设备所必须具备的供电能力。S 成为视在功率 。单位是 V.A。表达式为
3、电感电路中的功率
1. 瞬时功率 p ： i
u
L
4、 无功功率 Q
Q 的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用
以衡量电感电路中能量交换的规模。
则
Q 的单位：乏、千乏 (var、kvar)
3、纯电熔电路
基本关系式：
设：
i
+
u
C
_
则：
① 频率相同
② I =UC
相位差
③电流超前电压90
电流与电压 的变化率成 正比。
有效值 或
定义： 则:
ui
ui
容抗（Ω ）
直流：XC 交流：f
，电容C视为开路 XC
超前
所以电容C具有隔直通交的作用
由 ：
可得相量式
相量图
2 、 电容电路中的功率
1. 瞬时功率 p
i
+
u
-
2. 平均功率 P
p 放 P> 放
电
P<
0充
电
充
0
释 放
电
储 存
电
能 量
能 量
3. 无功功率 Q
瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）
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。
中职《电工基础》教案
中职《电工基础》教案第一章：电工基础概述教学目标：1. 了解电工基础的基本概念和电工元件。
2. 掌握电路的基本定律和电路的基本分析方法。
教学内容：1. 电工基本概念：电流、电压、电阻、电功率、电能等。
2. 电工元件：电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
3. 电路的基本定律：欧姆定律、基尔霍夫定律、电路的功率定律等。
4. 电路的基本分析方法：节点分析法、回路分析法、叠加原理、戴维南-纳恩定理等。
教学方法：1. 采用多媒体教学，通过动画和图片等形式直观展示电工元件和电路。
2. 结合实例进行讲解，让学生更好地理解和掌握电工知识。
3. 引导学生进行实验操作，增强实践能力。
教学评价：1. 课堂提问：了解学生对电工基础知识的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对电工知识的理解和应用能力。
第二章：直流电路教学目标：1. 掌握直流电路的基本概念和分析方法。
2. 学会使用万用表等工具进行直流电路的测量。
教学内容：1. 直流电路的基本概念：直流电源、直流电阻、直流电流等。
2. 直流电路的分析方法：基尔霍夫定律、欧姆定律等。
3. 直流电路的测量工具：万用表、示波器等。
4. 直流电路的测量方法：电压测量、电流测量、电阻测量等。
教学方法：1. 结合实物进行讲解，让学生更好地理解和掌握直流电路的知识。
2. 进行实验室实践，让学生亲自动手操作，提高实践能力。
3. 采用案例分析法，让学生解决实际问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
教学评价：1. 课堂提问：了解学生对直流电路的基本概念和分析方法的掌握情况。
2. 实验报告：评价学生在实验室实践中的表现和解决问题的能力。
第三章：交流电路教学目标：1. 了解交流电路的基本概念和特点。
2. 掌握交流电路的分析方法和测量技巧。
教学内容：1. 交流电路的基本概念：交流电源、交流电压、交流电流等。
2. 交流电路的特点：周期性、频率、相位等。
3. 交流电路的分析方法：基尔霍夫定律、欧姆定律等。
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图1-2 手电筒的电路原图
电路是由电特性相当复杂的器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析， 可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元 件(模型)来代替，而对它的实际结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。
理想元件
表 1-3 常用理想元件及符号
第二节 电流
第三节 电
阻
一、电阻元件 二、电阻与温度的关系
一、电阻元件 电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。 电阻定律
——制成电阻元件的材料电阻率，国际单位制单位为 ·m(欧·米) ；
l ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为m (米) ； S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为 m2 (平方米)；
一、电路的基本组成
1．什么是电路
电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来的总体，为电流的流 通提供了路径。
动画 M1-1
电路的状态
2．电路的基本组成
电路的基本组成包括以下四个部分： (1)电源(供能元件)： 为电路提供电能的设备和器件(如电池、发 电机等)。
图1-1 简单的直流电路
(2)负载(耗能元件):
如果设任一电阻元件在温度 t1 时的电阻值为 R1，当温度升高到 t2 时电阻值为 R2 ， 则该电阻在 t1 ~ t2 温度范围内的(平均)温度系数为
如果 R2 > R1 ，则 > 0，将 R 称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增 大；如果 R2 < R1，则 < 0，将 R 称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减 小。显然 的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。
二、线性电阻与非线性电阻
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第三节 电 阻
一、电阻元件 二、电阻与温度旳关系
一、电阻元件
电阻元件是对电流呈现阻碍作用旳耗能元件，例如灯泡、
电热炉等电器。
电阻定律
R l
S
——制成电阻旳材料电阻率，国际单位制为欧姆·米 ( ·m) ；
l ——绕制成电阻旳导线长度，国际单位制为米 (m) ；
S ——绕制成电阻旳导线横截面积，国际单位制为平方米 (m2) ；
四、电功率与电能
电功率是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出旳电能， P = UI 。
电能是指在一定旳时间内电路元件或设备吸收或发出旳电能 量，W = P ·t =UIt
1度(电) = 1 kW ·h = 3.6 106 J
为了确保电气设备和电路元件能够长久安全地正常工作，都 要求了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。
到 t2 时电阻值为 R2 ，则该电阻在 t1 ~ t2 温度范围内旳(平均)温度
系数为
R2 R1
R1( t2 t1 )
值伴随假温如度R2旳>升R高1 ，而则增大>；0假，如将
R R2
称为正温度系数电阻，即电阻
第一章电工基础知识
第一章电工基础知识1.1电 流一、电荷1、自然界中只有正、负电荷，电荷间作用力为“同性相斥，异性相吸”。
2、电量电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。
1个电子电量e =1.6×10－19C 。
任何带电物体所带电量等于电子（或质子）电量或者是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C 称为基元电荷。
二、电流1、定义：电荷的定向运动叫做电流。
电流是一个表示带电粒子定向运动的强弱的物理量，表征电流强弱的物理量为电流强度，它是一个矢量。
2、电流强度的定义：电流强度在量值上等于通过导体横截面的电荷量q 和通过这些电荷量所用时间t 的比值。
用公式表示为tq I = （定义式） 式中q ——电荷量，单位是库[仑]，符号为C ；t ——时间，单位是秒，符号为s ；I ——电流强度，单位是安[培]，符号为A 。
电流的常用单位还有毫安（mA ）和微安（A μ）：A mA A μ6310101==三、电流的方向1、方向规定正电荷定向运动的方向为电流方向。
在金属导体中，电流的方向与自由电子运动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子运动方向相同。
2、参考方向事先假定一个电流方向（假想的电流方向）。
用箭头在电路图中标明电流的参考方向，最后根据计算结果的符号判断电流真实方向。
结果为正，则电流实际方向与所设参考方向一致；结果为负，则电流实际方向与所设参考方向相反。
电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动方向。
3、按照电流的大小、方向变化与时间的关系，电流可以分为以下三类（1） 电流的大小和方向都不随时间变化，这样的电流叫直流电流或稳恒电流（2） 如果电流的大小随时间变化，但方向不随时间变化的电流叫脉动电流（3） 如果电流的大小和方向都时间变化，这样的电流叫交流电流1.2电压一、电压为了衡量电场力做功能力的大小，引入电压这个物理量。
1、定义：电场力把电荷由a 移动到b 所做的功W ，与被移动电荷电荷量q 的比值，可用下式表示：q W U ab ab （电压定义式） （式1-4）式中 q ——由a 点移动到b 点的电荷量，单位是库[仑]，符号为C ；W ab ——电场力将q 由a 移动b 所做的功，单位为焦[耳]，符号为J ；U ab ——a 、b 两点间的电压，单位是伏[特]，符号为V 。
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它不会释放出多于它所吸收或储存的能量，因 此它也是一种无源元件。
【例1-5】已知电感电流i=100e-0.02t mA，L=0.5 H， 求
（1）电压表达式；
（2）t=0时的电感电压；
（3）t=0时的磁场能量（u、i参考方向一致）。
解 （1）u、i参考方向一致时，有
d Li
dt
由于L上u、i 为动态关系，所以L 是动态元件。电流
变化越快，自感电压越大；电流变化越慢，自感电
压越小。当电流不随时间变化时，则自感电压为零
。所以，直流电路中，电感元件相当于短路。
1.7.3 电感元件的储能
在电感元件电压和电流关联参考方向下, 任一时刻电
感元件吸收的功率为
p ui iL di dt
u
L
di dt
0.5
d dt
100 e0.02t
e0.02t mV
（2）t=0时的电感电压为
u0 1mV
（3）t=0时的磁场能量为
WL
0
1 2
Li2
0
1 2
0.5 100e0.020
2
2.5103 J
小结:
作业:1-8，1-9
1.7.2 电感元件上的电压、电流关系
电感元件的电流变化时,其自感磁链也随之改
i
变,由电磁感应定律可知,在元件两端会产生自
感电压.若选择u、i的参考方向都和ΦL关联，
u
L
（如图1-15所示），则u、i的参考方向也彼
此关联。此时，自感磁链为
L Li
而自感电压
d L
dt
同电容一样，电感元件上的瞬时功率可正可负。当p>0 时,表明电感从电路吸收功率,储存磁场能量；当p<0,
表明电感向电路发出功率,释放磁场能量。电感元件不 消耗能量，是一种储能元件。
从t0到t时间内, 电感 元件吸收的电能为
t
t
it
WL
pdt
t0
t0
Li
di dt
dt
L
idi
it0
1 2
Li 2 t
1 2
Li 2 t0
讨论: 当电流︱i︱增加时，WL(t2)＞WL(t1), WL＞0,元 件吸收能量，并完全转换成磁场能量；当电流 ︱i︱减 小时，WL(t2)＜WL(t1),WL＜0, 元件释放 磁场能量。可见，电感元件并不是把吸收的能
量消耗掉，而是以磁场能量的形式储存在磁场