1、第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓1 電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓2深刻理解電流、電壓、電位、電動勢電阻等物理量。 理解電路的組成及各部分的作用；理解電路的狀態；理解電阻串并聯的特點。 深刻理解基爾霍夫兩定律。 電磁感應產生的條件、方向判斷、大小的計算及依據。理解交流電概念、表示方法；理解純負載電路的特點；理解提高功率因數的意義及方法。理解三相負載的連接方法及特點。理解二極管、三極管、場效應管的特性及參數。第第1 1章章 電工與電子基礎電工與電子基礎

2、第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓3第第1 1章章 電工與電子基礎電工與電子基礎1.1 電的基本概念電的基本概念1.2 直流電路直流電路1.3 電磁感應電磁感應1.4 單相交流電路單相交流電路1.5 三相交流電路三相交流電路1.6 晶體管與晶閘管晶體管與晶閘管第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓41.1 電的基本概念電的基本概念一、物質結構一、物質結構物質物質分子分子原子原子原子核原子核核外電子核外電子質子質子中子中子+1氫原子氫原子+13鋁原子鋁原子 當物體由于某種原因使得核外電子數目增多或減少時，物體內部

3、的正負電當物體由于某種原因使得核外電子數目增多或減少時，物體內部的正負電荷數量不再相等，顯示出帶電性來荷數量不再相等，顯示出帶電性來物體帶電。物體帶電。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓51.1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量二、電流二、電流1.1.定義：定義：電荷有規則的定向移動。電荷有規則的定向移動。2.2.大?。捍笮。河秒娏鲝姸葋砗饬?。用電流強度來衡量。即：單位時間內通過導體橫截面的電量。即：單位時間內通過導體橫截面的電量。TQI 電流的單位：電流的單位：A（安培）、（安培）、kA（千安）、（千安）、mA(毫安）、毫安）、A（微安）（微安

4、）AAA , mAA , kA-6331011011013.3.電流方向：電流方向：正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向4.4.電流種類：電流種類：交流和直流交流和直流第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓61.1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量三、電壓三、電壓1.1.定義：定義：（又稱電位差）衡量電場力做功本領大小的物理量。（又稱電位差）衡量電場力做功本領大小的物理量。QWUABAB電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。單位：單位：V（伏特）、（伏特）、kV（千

5、伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）VVV , mVV , kV-6331011011012 2方向：方向：實際方向：高電位實際方向：高電位 低電位低電位第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓71.1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量四、電位四、電位1.定義：定義：:電場力把單位正電荷從一點移到參考點所做的功。電場力把單位正電荷從一點移到參考點所做的功。單位：單位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）方向：無方向：無(1)電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中各點的電位也將隨之電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中各點的

6、電位也將隨之改變；改變；2.電位與電壓的異同：電位與電壓的異同：第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓81.1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量五、電動勢五、電動勢 1.定義：定義：電源力把單位正電荷從電源力把單位正電荷從 “-” 極板經電源內部移到極板經電源內部移到 “+” 極板所極板所做的功。做的功。 2.大小：大?。篞WE 單位：單位：伏特（同電壓）伏特（同電壓） 3.方向：方向：實際方向（低電位實際方向（低電位 高電位）高電位）參考方向（任選）參考方向（任選）第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓91.

7、1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量六、電阻六、電阻 RY型金屬氧化膜電阻器型金屬氧化膜電阻器 廣泛應用于彩色電視機，計算機顯廣泛應用于彩色電視機，計算機顯示器、新電源和其他家用電器等高溫示器、新電源和其他家用電器等高溫條件下要求穩定性高的電路中條件下要求穩定性高的電路中 特點：小型、優質、阻燃、低噪音、特點：小型、優質、阻燃、低噪音、質量一致、長期穩定質量一致、長期穩定RX27/RY27瓷殼瓷殼型水泥固定電阻型水泥固定電阻器器特點：高可靠性、耐高溫特點：高可靠性、耐高溫、耐電脈沖擊、抗浪涌能、耐電脈沖擊、抗浪涌能力強、阻燃性好。力強、阻燃性好。RX21涂覆型線繞涂覆型線繞固定電阻器固定電

8、阻器特點：高可靠性、功特點：高可靠性、功率范圍大、耐潮濕、率范圍大、耐潮濕、絕緣性好、抗浪涌能絕緣性好、抗浪涌能力強、阻燃性好。力強、阻燃性好。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓101.1 電路及其基本物理量電路及其基本物理量六、電阻六、電阻 1.定義：定義：導體對電流的阻礙作用。導體對電流的阻礙作用。 2.大?。捍笮。篠LR電阻定律。電阻定律。 單位：單位：歐姆歐姆()，千歐千歐(K)，兆歐兆歐(M)， K M , k33101101第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓11 1.電路：由電氣器件或設備，按一

9、定方式連接起來，完成能量的傳輸、轉換電路：由電氣器件或設備，按一定方式連接起來，完成能量的傳輸、轉換或信息的處理、傳遞。或信息的處理、傳遞。1.2 直流電路直流電路一、電路一、電路2.組成：電源、負載和中間環節。組成：電源、負載和中間環節。220V開關開關S鎮流器鎮流器L啟輝器啟輝器Q日光燈管日光燈管R日光燈實際電路日光燈實際電路 電容器電容器C外電路外電路內電路內電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓121.2 直流電路直流電路一、電路一、電路Q0Q1Q2Q3C11DFF0C11DFF1C11DFF2C11DFF3Di000000001011100

10、0000001111000000010110000011011000001010000010000001000003.電路的主要功能電路的主要功能(1)進行能量的轉換、傳輸和分配進行能量的轉換、傳輸和分配Rp +uouiRFR1i1ifiuRRu1Fo(2)實現信號的傳遞、存儲和處理實現信號的傳遞、存儲和處理強電強電弱電弱電第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓131.2 直流電路直流電路二、電路的歐姆定律二、電路的歐姆定律注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明參考方向！注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明參考方向！第一章第一章 電工基礎知識電

11、工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓141.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能 電場力在單位時間內所做的功稱為電功率，簡稱功率。電場力在單位時間內所做的功稱為電功率，簡稱功率。UIP 功率的單位：功率的單位：W（瓦）、（瓦）、kW（千瓦）（千瓦） 1.電功率電功率RI2RU22.電能：電能：UItPtWP0P0，即，即W0W0，說明元件吸收功率（能量）；否則釋放。，說明元件吸收功率（能量）；否則釋放。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓15 有有220V, 100 W燈泡一個燈泡一個, 其燈絲電阻是多少？每天用其燈絲電阻

12、是多少？每天用5h, 一個月（按一個月（按30天計算）消耗的電能是多少度？天計算）消耗的電能是多少度？解：燈泡燈絲電阻為：解：燈泡燈絲電阻為：1.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能例：例：48410022022PUR一個月消耗的電能為：一個月消耗的電能為：度5115305101003hkWPtW第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓161.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能電流的熱效應：電流的熱效應：3.焦耳焦耳楞次定律楞次定律tRUtRIWPtQ22 如果電阻元件把接受的電能轉換成熱能如果電阻元件把接受的電能轉換成熱

13、能, 則從則從t0到到t時間內。電阻元時間內。電阻元件的熱量件的熱量 Q, 也就是這段時間內接受的電能也就是這段時間內接受的電能W為：為：焦耳焦耳Rt24I. 02卡卡第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓171.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能4.電阻的串聯電路電阻的串聯電路 兩個電阻首尾相聯，各電阻流過同一電兩個電阻首尾相聯，各電阻流過同一電流的連接方式，稱為流的連接方式，稱為電阻的串聯電阻的串聯。（1 1）串聯的各電阻的電流相等，即：）串聯的各電阻的電流相等，即： 123IIIInI（3 3）串聯電路的總電阻等于各電阻的阻值之和

14、）串聯電路的總電阻等于各電阻的阻值之和. .（2 2）串聯電路的總電壓等于各電阻的電壓之和。）串聯電路的總電壓等于各電阻的電壓之和。123UUUUnU1232 3nRRRRR總（4）串聯電路中各電阻的電壓與其阻值成正比：即）串聯電路中各電阻的電壓與其阻值成正比：即11(1,2,3)kkuRknuR第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓181.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能4.電阻的串聯電路電阻的串聯電路 應用：應用： 分壓；分壓；限流限流 開關開關例例: :兩只額定電壓都為兩只額定電壓都為220V220V的白熾燈，額定功率分別為的白

15、熾燈，額定功率分別為100W100W和和15W15W，串聯在照明，串聯在照明電路中。求兩燈實際的功率比為多少？電路中。求兩燈實際的功率比為多少？ 解解 額定功率為額定功率為100W100W、額定電壓為、額定電壓為220V220V的白熾燈的電阻為：的白熾燈的電阻為：15W15W、220V220V的白熾燈的電阻為：的白熾燈的電阻為：由于串聯，所以，串聯后的等效電阻為：由于串聯，所以，串聯后的等效電阻為：通過兩燈的電流通過兩燈的電流22111220484100URP222222203226 715URP123710 7RRR總 2200 063710 7UIAR總的的為：為：2 2的功率為：的功率為

16、： 1201 5PP2221 16PIRW21117PIRW第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓191.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能5.電阻的并聯電路電阻的并聯電路（a） （b） 兩個二端電阻首尾分別相聯，各電阻兩個二端電阻首尾分別相聯，各電阻處于同一電壓下的連接方式，稱為處于同一電壓下的連接方式，稱為電阻的電阻的并聯并聯。（）并聯的各電阻的電壓相等，即：（）并聯的各電阻的電壓相等，即： 123nUUUUU（）并聯電路的總電流等于各電阻的電流之和（）并聯電路的總電流等于各電阻的電流之和（）并聯電路的總電導等于各電阻的電導之和，即

17、：（）并聯電路的總電導等于各電阻的電導之和，即：123nIIIII1111111kkRRRRRR123n總（）并聯電路的各電阻的電流與其阻值成反比（）并聯電路的各電阻的電流與其阻值成反比11 k=1,2,3,kkIRnIR第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓201.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能5.電阻的并聯電路電阻的并聯電路 例：兩只額定電壓都為例：兩只額定電壓都為220V220V的白熾燈，電阻值分別為的白熾燈，電阻值分別為484484和和3226.73226.7，并，并聯在照明電路中。求兩燈實際的功率比為多少？聯在照明電路中。

18、求兩燈實際的功率比為多少？12213226.76.7484PRPR 解解 因為兩個燈泡在電路中并聯，有：因為兩個燈泡在電路中并聯，有：第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓211.2 直流電路直流電路三、電路的功與能三、電路的功與能5.電阻的并聯電路電阻的并聯電路例：在圖（）中，例：在圖（）中， 求、求、端口的總電阻端口的總電阻 。127345683060RRRRRRRR，ABR 解解 第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓22 +us1 i1R1i2i3R2R3 + us2 abcde四、基爾霍夫定律四、基爾霍夫

19、定律支路：通以相同的電流無分支的一段電路叫支路。支路：通以相同的電流無分支的一段電路叫支路。節點：三條或三條以上支路的連接點稱為節點。節點：三條或三條以上支路的連接點稱為節點?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑稱為回路。回路：電路中任一閉合路徑稱為回路。網孔：不含交叉支路的回路稱為網孔。網孔：不含交叉支路的回路稱為網孔。3條支路條支路2個節點個節點3個回路個回路2個網孔個網孔1.有關電路結構的一些名詞有關電路結構的一些名詞1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓23四、基爾霍夫定律四、基爾霍夫定律1.有關電路結構的一些名詞有關電路結構的一些名

20、詞支路：支路：ab、ad、 .（共（共6條）條）回路：回路：abda、bcdb .（共（共7 個）個）節點：節點：a 、 b、c 、d (共共4個）個）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網孔：網孔：abdca、bcda .（共（共3 個）個）練習練習:試判斷下列電路圖有幾條支路試判斷下列電路圖有幾條支路?幾個結點幾個結點?幾幾 個回路個回路?幾個網孔幾個網孔? 1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓24四、基爾霍夫定律四、基爾霍夫定律2.基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律

21、（KCL） 內容為內容為: :對于電路中任何一個節點，在任一瞬間流入節點的電流等于由節點流出的電對于電路中任何一個節點，在任一瞬間流入節點的電流等于由節點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間流入流?；蛘哒f，在任一瞬間流入( (或流出或流出) )該節點的電流的代數和恒為該節點的電流的代數和恒為0 0。 0i出入ii或或定律的依據：電流連續性原理定律的依據：電流連續性原理 電荷守恒法則電荷守恒法則I1I2I3I4例例4231IIII或：或：04231IIII（基爾霍夫第一定律（基爾霍夫第一定律)1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓25四、

22、基爾霍夫定律四、基爾霍夫定律2.基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律（KVL）（基爾霍夫第二定律（基爾霍夫第二定律) 內容為內容為: :對于電路中的任一回路對于電路中的任一回路, ,在任一瞬時在任一瞬時, ,沿任意循行方向轉一周，各段電壓沿任意循行方向轉一周，各段電壓的代數和為的代數和為 0 0。0u例如：回路例如：回路a-d-c-aa-d-c-a33435544RIEERIRI電位升電位升電位降電位降033435544RIEERIRI34335544EERIRIRI電位降電位降電位升電位升基爾霍夫電壓定律（另敘）基爾霍夫電壓定律（另敘）對于電路中的任一回路對于電路中的任一

23、回路, ,在任一瞬時在任一瞬時, ,沿任意循行沿任意循行方向轉一周，所有電位升高恒等于電位降落。方向轉一周，所有電位升高恒等于電位降落。任一回路任一回路, , 任一瞬時任一瞬時, ,沿任意循行方向轉一周，電阻上的沿任意循行方向轉一周，電阻上的電壓和恒等于電源電動勢和。電壓和恒等于電源電動勢和。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-降升uuEIR1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓26四、基爾霍夫定律四、基爾霍夫定律例：例：對網孔對網孔abda：對網孔對網孔acba：對網孔對網孔bcdb：I6 R

24、6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 = E對回路對回路 adbca，沿逆時針方向循行：，沿逆時針方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0應用應用 IR= E列方程列方程對回路對回路 cadc，沿逆時針方向循行：，沿逆時針方向循行： I2 R2 I1 R1 = - ER6adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓27四、基爾霍夫定律四、基爾霍夫定律例例3：12102030510SSRR

25、IAUV3、R、。求圖示電路中求圖示電路中R R3 3的端電壓的端電壓U U3 3和功率。和功率。已知：已知：解：選定電流解：選定電流I I1 1、I I2 2、I I3 3的參的參考方向如圖。考方向如圖。 對于對于B B節點，根據節點，根據KCLKCL有：有： I I1 1+I+I2 2-I-I3 3-I-IS S=0=0 因為因為R R1 1、R R2 2為并聯關系，有：為并聯關系，有： U U2 2=I=I1 1R R1 1=I=I2 2R R2 2 選定回路選定回路1 1的繞行方向及的繞行方向及U U2 2的參考方向如圖，的參考方向如圖，對回路對回路1 1根據根據KVLKVL得到得到

26、I I2 2R R2 2+I+I3 3R R3 3=U=US S I1I2I3U3=30I3=-30VP P3 3=I=I3 3U U3 3=30W=30W（吸收功率）（吸收功率）解得解得:I3=-1A1.2 直流電路直流電路第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓281.3 電磁感應電磁感應一、直導體產生的感生電動勢一、直導體產生的感生電動勢產生感生電動勢的條件：產生感生電動勢的條件：導體作切割磁力線的運動。導體作切割磁力線的運動。感生電動勢的大?。焊猩妱觿莸拇笮。簊inBvle 垂直切割時，感生電勢達到最大值：垂直切割時，感生電勢達到最大值：Bvle

27、 感生電動勢的方向：感生電動勢的方向：右手定則判斷右手定則判斷 即：平伸右手，拇指與四指垂直，即：平伸右手，拇指與四指垂直，磁力線穿過手心，拇指指向運動磁力線穿過手心，拇指指向運動方向，其余四指為感生電動勢的方向，其余四指為感生電動勢的方向。方向。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓291.3 電磁感應電磁感應二、閉合線圈中的感生電動勢二、閉合線圈中的感生電動勢產生感生電動勢的條件：產生感生電動勢的條件：線圈中的磁通量發生變化。線圈中的磁通量發生變化。閉合線圈中感生電動勢的方向判斷：閉合線圈中感生電動勢的方向判斷：楞次定律。楞次定律。楞次定律：感生磁場

28、總是阻礙原磁場的變化。楞次定律：感生磁場總是阻礙原磁場的變化。用楞次定律判斷感生磁場的步驟：用楞次定律判斷感生磁場的步驟：首先判斷原磁通的方向及其變化趨勢；首先判斷原磁通的方向及其變化趨勢；根據感生電流的磁場方向永遠和原磁通變化趨勢相反的原則確定感生電流根據感生電流的磁場方向永遠和原磁通變化趨勢相反的原則確定感生電流的磁場方向；的磁場方向；根據感生電流磁場的方向，用安培定則判斷出感生電流的方向。根據感生電流磁場的方向，用安培定則判斷出感生電流的方向。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓301.3 電磁感應電磁感應三、法拉第電磁感應定律三、法拉第電磁感應

29、定律tNe計算感生電動勢的大小計算感生電動勢的大小四、自感四、自感由于流過線圈本身的電流發生變化而引起的電磁感應。由于流過線圈本身的電流發生變化而引起的電磁感應。 電感量：線圈中每通過單位電流所產生的自感磁通數稱作自感系數，也電感量：線圈中每通過單位電流所產生的自感磁通數稱作自感系數，也稱電感量，簡稱電感。稱電感量，簡稱電感。iLLitieL 自感電動勢的方向是：流過線圈的外電流自感電動勢的方向是：流過線圈的外電流i i增大增大時，感生電流時，感生電流i iL L的方向與的方向與i i的方向相反；反之相同。的方向相反；反之相同。 渦流是電磁感應的另一種特殊形式。渦流是電磁感應的另一種特殊形式。

30、第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓311.3 電磁感應電磁感應五、互感五、互感 由一個線圈中的電流發生變化在另一個線圈中產生的電磁感應叫互感現由一個線圈中的電流發生變化在另一個線圈中產生的電磁感應叫互感現象，簡稱互感。由互感產生的電動勢稱互感電動勢。象，簡稱互感。由互感產生的電動勢稱互感電動勢。 互感電動勢的大小：正比于另一個線圈中電流的變化率（較復雜）?；ジ须妱觿莸拇笮。赫扔诹硪粋€線圈中電流的變化率（較復雜）。 當第一個線圈的磁通全部穿過第二個線圈時，互感電動勢最大；當兩個線當第一個線圈的磁通全部穿過第二個線圈時，互感電動勢最大；當兩個線圈互相垂

31、直時，互感電動勢最小。圈互相垂直時，互感電動勢最小。 互感的應用：變壓器、電動機等?；ジ械膽茫鹤儔浩鳌㈦妱訖C等。 互感的危害：電子線路中，若線圈的位置安放不當，各線圈產生的磁場會互感的危害：電子線路中，若線圈的位置安放不當，各線圈產生的磁場會相互干擾，嚴重時會使整個電路無法正常工作（解決辦法：線圈的間距拉大相互干擾，嚴重時會使整個電路無法正常工作（解決辦法：線圈的間距拉大或將兩個線圈垂直安放，有時還進行磁屏蔽）?；驅蓚€線圈垂直安放，有時還進行磁屏蔽）。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓321.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概

32、念 1. 1.交流電概念交流電概念交流電交流電: 大小和方向都周期性變化、在一個周期上的平均值為零。大小和方向都周期性變化、在一個周期上的平均值為零。正弦交流電正弦交流電: : 按正弦規律變化的交流電。按正弦規律變化的交流電。Tut第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓331.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 2. 2.正弦交流電動勢的產生正弦交流電動勢的產生交流發電機的工作原理交流發電機的工作原理.swf.swfabcdKLABabcdK LBAabcdkLABabcdkLABabcdkABL0e t2232Em第一章第一章 電

33、工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓341.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 2. 2.正弦交流電動勢的產生正弦交流電動勢的產生 線圈相對磁極作切割磁感線轉動，產生感生電動勢。線圈相對磁極作切割磁感線轉動，產生感生電動勢。sinmBB sinsinmmEvlNBe第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓351.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 2. 2.正弦交流電動勢的產生正弦交流電動勢的產生 線圈相對磁極作切割磁感線轉動，產生感生電動勢。線圈相對磁極作切割磁感線轉動，產生感生電動勢

34、。sinmBB sinsinmmEvlNBe第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓361.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量瞬時值瞬時值最大值最大值初相位初相位最大值最大值角頻率角頻率初相位初相位 i = Imsin(t +)角頻率角頻率ImOit正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素正弦交流電表達式為：正弦交流電表達式為：)sin(umtUu)sin(imtIi)sin(emtEe正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術

35、培訓電工作業安全技術培訓371.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素周期周期T T：變化一周所需要的時間（：變化一周所需要的時間（s s）。）。it頻率頻率f f ：1s 1s 內變化的周數（內變化的周數（HzHz）。）。 T2角頻率角頻率：正弦量：正弦量 1s 1s 內變化的弧度數。內變化的弧度數。T1f =2(rad/s)T交流電的周期、頻率、角頻率（變化快慢）交流電的周期、頻率、角頻率（變化快慢） = 2fO第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工

36、作業安全技術培訓381.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量常見的頻率值常見的頻率值有線通信頻率：有線通信頻率：300 5 000 Hz；無線通訊頻率：無線通訊頻率：30 kHz 3104 MHz高頻加熱設備頻率：高頻加熱設備頻率：200 kHz 300 kHz。 中國中國 和歐洲國家和歐洲國家 50 Hz，美國，美國 、日本、日本 60 Hz各國電網頻率：各國電網頻率： 例我國和大多數國家的電力標準頻率是例我國和大多數國家的電力標準頻率是50Hz（工頻），試求其周期和角頻率。（工頻），試求其周期和角頻率。解解

37、 = 2 f =2 3.14 50=314rad/sS02.01 fT第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓391.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素如果熱效應相當如果熱效應相當 Wd = Wa 則則 I 是是 i 的有效值。的有效值。I =Im2U =Um2E =Em2正弦電量的有效值：正弦電量的有效值：RIRiWd = RI 2TWa = R i 2 dtT0e、i、uEm、Im、UmE、I、U瞬時值瞬時值最大值最大值有效值有效值

38、瞬時值、最大值、有效值瞬時值、最大值、有效值（變化大?。ㄗ兓笮。﹖RiTRITd022 TtiTI02d1第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓401.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素i = 10 sin（1 000 t +30）Au = 311sin（314 t60）V相位相位: t +初相位初相位: t=0時的相位時的相位相位相位初相位初相位相位、初相位、相位差（變化進程）相位、初相位、相位差（變化進程）i i=30=30,

39、 ,u u= =6060第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓411.4 單相交流電路單相交流電路一、交流電概念一、交流電概念 3. 3.正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的幾個基本物理量正弦交流電的三要素正弦交流電的三要素相位差相位差:同頻率的正弦電量的初相位之差。同頻率的正弦電量的初相位之差。 i = 100 sin（314 t +30）A u = 311sin（314 t60）V =u i = 60O 30= 900tii1Imsint(a)tii2Imsin(t )(b)22tii3Imsin(t )(c)66tii4Imsin(t )(d)6

40、6000第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓421.4 單相交流電路單相交流電路二、正弦交流電的四種表示方法二、正弦交流電的四種表示方法 1. 1.解析法解析法用三角函數式表示正弦交流量的方法。用三角函數式表示正弦交流量的方法。)sin(umtUu)sin(imtIi)sin(emtEe2.2.曲線法曲線法用正弦曲線表示交流電的方法。用正弦曲線表示交流電的方法。ImOit第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓)(sinmtUu 設正弦量設正弦量: 若若: :有向線段長度有向線段長度 = mU有向線段以速度有向線段

41、以速度 按逆時針方向旋轉按逆時針方向旋轉則則: :該旋轉有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應時刻正弦量的瞬時值。該旋轉有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應時刻正弦量的瞬時值。有向線段與橫軸夾角有向線段與橫軸夾角 = 初相位初相位1tu01uxyOmUut O1.4 單相交流電路單相交流電路3.3.旋轉矢量法旋轉矢量法 用一個在直角坐標中繞原點作逆時針方向不斷旋轉的矢量來表示正弦交流用一個在直角坐標中繞原點作逆時針方向不斷旋轉的矢量來表示正弦交流電的方法。電的方法。4343;.;.第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓441.4 單相交流電路單相交

42、流電路二、正弦交流電的四種表示方法二、正弦交流電的四種表示方法4.4.相量法相量法用復數表示正弦交流電的方法。用復數表示正弦交流電的方法。)sin(tU2)(sinmtUu設正弦量設正弦量:相量表示相量表示:相量的模相量的模=正弦量的有效值正弦量的有效值 相量輻角相量輻角=正弦量的初相角正弦量的初相角UUeUj相量的模相量的模=正弦量的最大值正弦量的最大值 相量輻角相量輻角=正弦量的初相角正弦量的初相角mjmmUeUU或：或：相量的兩種表示形式相量的兩種表示形式: 相量圖相量圖: 把相量表示在復平面的圖形把相量表示在復平面的圖形)jsincos(jUUUUe相量式相量式:IU第一章第一章 電工

43、基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓451.4 單相交流電路單相交流電路二、正弦交流電的四種表示方法二、正弦交流電的四種表示方法4.4.相量法相量法用復數表示正弦交流電的方法。用復數表示正弦交流電的方法。 u1 落后于落后于u2 25解解: (1) 相量式相量式(2) 相量圖相量圖例例: 將將 u1、u2 用相量表示，并判斷二者相位關系。用相量表示，并判斷二者相位關系。V)45(sin21102tuV,)20(sin22201tuV202201 UV451102 U1U 202U 45+1+j 25452021 第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓

44、電工作業安全技術培訓461.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路電阻元件電阻元件1.純電阻電路純電阻電路SlR金屬導體：金屬導體：線性電阻：線性電阻：當當u uR R與與i i取關聯參考方向時取關聯參考方向時iRuR第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓471.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路1.純電阻電路純電阻電路U電壓、電流的關系電壓、電流的關系a. 頻率：同頻率：同c. 大小關系：大小關系： U = R I , Um = R ImI如如 ： U =U0 則：則： I = I

45、0 U = R IuitOiuuRiRiu ,sin2tsinmtIIi 設設tRIusinm則)sin( tUmb. 相位：同相位：同d. 相量表示：相量表示：第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓481.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路1.純電阻電路純電阻電路b. 平均功率平均功率 (有功功率有功功率):Oi、u、ptP= U I (1cos2t) p dtP =T10T= U I (W)a. 瞬時功率瞬時功率: p = ui =Um sint Im sint = Um Im sin2t 功率關系功率關系p0

46、耗能元件。耗能元件。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓491.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路2.純電感電路純電感電路a.頻率關系頻率關系: 同同b.數量關系數量關系: Um =L Im U =L I 感抗感抗 : XL=L () U = XLIc.相位關系相位關系: =u i = 90 d.相量表示：相量表示：U = j XL I電壓、電流的關系電壓、電流的關系Lui純電感電路純電感電路tiLudd ,sin2tsinmtIIi 設設tLIucosm則UUUIIIj900 )2sin(mtLI第一章第一章 電

47、工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓501.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路2.純電感電路純電感電路f.相量圖：相量圖：iue.波形圖波形圖:IU如如 I = I 0 則則 U =U 9090w tOui,sin2tIi)2sin(mtLIu第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓511.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路2.純電感電路純電感電路瞬時功率瞬時功率:功率關系功率關系p 0ui+-ui+-ui+-ui+-+p 0p 0p 0p 0ptouio

48、tu,i瞬時功率瞬時功率:功率關系功率關系 p0 電容儲存電場能量電容儲存電場能量 (電能電能電場能量電場能量) p0 電容釋放電場能量電容釋放電場能量 (電場能量電場能量電能電能) b.平均功率平均功率(有功功率有功功率):0d)(2sind10ttUIT1tpTPT0Tp = ui = U I sin2t第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓561.4 單相交流電路單相交流電路三、單一參數的交流電路三、單一參數的交流電路3.純電容電路純電容電路功率關系功率關系c.無功功率：無功功率：無功功率等于瞬時功率達到的最大值。無功功率等于瞬時功率達到的最大值。

49、 描述電容與電源之間的雙向能量交換，衡量能量交換的規模。描述電容與電源之間的雙向能量交換，衡量能量交換的規模。C2C2XUXIUIQ 單位：單位：varCCXUXIUIQ22tUIpsin2 所所以以為了同電感電路的無功功率相比較，設為了同電感電路的無功功率相比較，設tIisin2)90(sin2 tUu則：則：第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓571.4 單相交流電路單相交流電路四、電阻、電感、電容串聯電路四、電阻、電感、電容串聯電路+L+uiRCuCuLuR+1.電壓與電流間的關系電壓與電流間的關系tIisin2設：設：tIRuRsin2則則)9

50、0(sin)(2tLIuL)90(sin)1(2tCIuCU = UR + UL +UC= UR+UXURUCLUU XU第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓581.4 單相交流電路單相交流電路四、電阻、電感、電容串聯電路四、電阻、電感、電容串聯電路2.電路的功率及功率因數電路的功率及功率因數PQS 視在功率視在功率UIS sinUIQ 無功功率無功功率cosUIP 有功功率有功功率功率因數：有功功率與視在功率的比值功率因數：有功功率與視在功率的比值 SPcos22QPS第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓59

51、1.4 單相交流電路單相交流電路四、電阻、電感、電容串聯電路四、電阻、電感、電容串聯電路2.電路的功率及功率因數電路的功率及功率因數例：一臺單相電動機由例：一臺單相電動機由220V電源供電，電路中電流是電源供電，電路中電流是11A，cos=0.83，試求電動機，試求電動機的實在功率、有功功率和無功功率。的實在功率、有功功率和無功功率。解：解：視在功率為：視在功率為：VAVAUIS42. 2242011220有功功率為：有功功率為： KWWSP2200883. 02420cos560sin34830cos.，.可求知：由無功功率為：無功功率為：KVarVarSQ355. 1135556. 024

52、20sin第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓601.4 單相交流電路單相交流電路五、并聯電路與功率因數的提高五、并聯電路與功率因數的提高很多負載為感性的，如等日光燈電路、電動機，無功功率多。很多負載為感性的，如等日光燈電路、電動機，無功功率多。1.造成功率因數低的原因造成功率因數低的原因2.提高功率因數的意義提高功率因數的意義提高輸電效率提高輸電效率提高負載對供電設備的利用率提高負載對供電設備的利用率3.提高功率因數的方法：并聯補償法提高功率因數的方法：并聯補償法uiRLRuLuCRLICIILU第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術

53、培訓電工作業安全技術培訓611.5 三相交流電路三相交流電路一、三相交流電一、三相交流電1.1.三相制三相制 由三個幅值相等、頻率相同彼此之間相位互差由三個幅值相等、頻率相同彼此之間相位互差120o的正弦電壓所組成的供電相的正弦電壓所組成的供電相系統。系統。 前面講的交流電路，實際是三相電路的一相，因而稱前面講的交流電路，實際是三相電路的一相，因而稱。 另一方面，三相電路也可看作按一定規律組成的復雜交流電路，因而前面討論另一方面，三相電路也可看作按一定規律組成的復雜交流電路，因而前面討論的交流電路的一般規律和計算方法，在此仍然適用。的交流電路的一般規律和計算方法，在此仍然適用。第一章第一章 電

54、工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓621.5 三相交流電路三相交流電路一、三相交流電一、三相交流電2.2.三相制供電比單相制供電優越三相制供電比單相制供電優越 在發電方面：三相交流發電機比相同尺寸的單相交流發電機容量大。在發電方面：三相交流發電機比相同尺寸的單相交流發電機容量大。 在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣距離，三相在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣距離，三相輸電線比單相輸電線節省材料。輸電線比單相輸電線節省材料。 在用電設備方面：三相交流電動機比單相電動機結構簡單、體積小、運在用電設備方面：三相交流電動機比單相電動機結構

55、簡單、體積小、運行特性好等等。行特性好等等。 因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓631.5 三相交流電路三相交流電路一、三相交流電一、三相交流電3.3.三相交流電的產生三相交流電的產生三相交流發電機三相交流發電機tUeAsinm)120sin(mtUeB)120sin()240sin(mmtUtUeC120120U UA A U UC C U UB B 120120120120uAuBuCu第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓64

56、1.5 三相交流電路三相交流電路一、三相交流電一、三相交流電3.3.三相交流電的產生三相交流電的產生三相交流發電機三相交流發電機120120U UA A U UC C U UB B 120120120120uAuBuCu對稱正弦量特點為：對稱正弦量特點為：0 CBAUUU0 CBAuuu4.正弦量的相序正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。 上述的三相電源的相序為上述的三相電源的相序為ABC。在電力系統中一般用在電力系統中一般用區別區別A A、B B、C C 三相。三相。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術

57、培訓651.5 三相交流電路三相交流電路二、三相電源的接法二、三相電源的接法1.1.電源的星形連接電源的星形連接N N中點中點或零點或零點N NABCAUBUCUABUBCUCAU火線火線中線或零線中線或零線火線火線火線火線線電壓線電壓相電壓相電壓我國供電系統線電壓我國供電系統線電壓 380V，相電壓，相電壓220V。 三相四線制三相四線制p3UUl 線電壓超前于對應的相電壓線電壓超前于對應的相電壓30度。度。 第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓661.5 三相交流電路三相交流電路二、三相電源的接法二、三相電源的接法2.2.電源的三角形連接電源的三角

58、形連接ABCpUUl 問題：實際上電源內部有環流，加速電源繞組的老化；如果一相接反，問題：實際上電源內部有環流，加速電源繞組的老化；如果一相接反，環流會很大，燒毀電源。環流會很大，燒毀電源。一般不用一般不用第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓671.5 三相交流電路三相交流電路三、三相負載的連接三、三相負載的連接1.1.三相負載的星形連接三相負載的星形連接i iB Bi iC Ci iN Ni iA AN N AZBZCZABCAUBUCUN N第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓681.5 三相交流電路三相交

59、流電路三、三相負載的連接三、三相負載的連接1.1.三相負載的星形連接三相負載的星形連接i iB Bi iC Ci iN Ni iA AN N AZBZCZABCAUBUCUN N相線II相線UU3對稱三相負載：對稱三相負載：CBAZZZ三個相電流對稱三個相電流對稱0CBANiiii三相不對稱負載：三相不對稱負載：中線不能去掉，這樣才能保證各中線不能去掉，這樣才能保證各項負載正常工作。項負載正常工作。三個相電流不對稱三個相電流不對稱中線的作用在于使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保安全，其中線的作用在于使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保安全，其上不允許接保險絲也不允許接

60、刀閘。上不允許接保險絲也不允許接刀閘。第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識電工作業安全技術培訓電工作業安全技術培訓691.5 三相交流電路三相交流電路三、三相負載的連接三、三相負載的連接1.1.三相負載的星形連接三相負載的星形連接例：有一臺三相異步電動機為星形接線。接到線電壓為例：有一臺三相異步電動機為星形接線。接到線電壓為380V的三相對稱電源的三相對稱電源上。當電動機在額定負載下運行時，他的每相等效電阻為上。當電動機在額定負載下運行時，他的每相等效電阻為8歐，等效電抗為歐，等效電抗為6歐，試求電動機的電流和功率因數。歐，試求電動機的電流和功率因數。解：解：因負載和電源都是對稱的，可以按一