1、一 . 電工基礎知識1. 直流電路電路電路的定義 : 就是電流通過的途徑電路的組成 : 電路由電源、負載、導線、開關組成內電路 : 負載、導線、開關變.電壓的單位是“伏特 ”,用字母“U”表示 .常用單位有 : 千伏 (KV) 、伏(V) 、毫伏 (mV) 、微伏 (uV)1KV = 10 3 V1V = 10 3 mV1mV = 10 3 uV電阻電阻的定義 : 自由電子在物體中移動受到其它電子的阻礙 ,對于這種導電所表現的能力就叫電阻 .電阻的單位是“歐姆 ”,用字母“ R表”示 .外電路 : 電源內部的一段電路負載 : 所有電器電阻的計算方式為:Rls電源 : 能將其它形式的能量轉換成電

2、能的設備基本物理量電流電流的形成 : 導體中的自由電子在電場力的作用下作有規則的定向運動就形成電流 .電流具備的條件 : 一是有電位差 ,二是電路一定要閉合.電流強度 : 電流的大小用電流強度來表示,基數值等于單位時間內通過導體截面的電荷量Q,計算公式為 It其中 Q 為電荷量 (庫侖 ); t 為時間 (秒/s); I 為電流強度1.2.1.4電流強度的單位是“安”,用字母 “ A表”示 .常用單位有 : 千安其中 l 為導體長度 ,s 為截面積 , 為材料電阻率銅 =0.017 鋁 =0.028歐姆定律歐姆定律是表示電壓、電流、電阻三者關系的基本定律.部分電路歐姆定律 : 電路中通過電阻的

3、電流，與電阻兩端所加的電壓成正比 ,與電阻成反比 ,稱為部分歐姆定律 .計算公式為 I URUR U=IRI全電路歐姆定律 : 在閉合電路中 (包括電源 ),電路中的電流與電源的電動勢成正比 ,與電路中負載電阻及電源內阻之和成反比 ,稱全電路(KA) 、安 (A) 、毫安 (mA) 、微安 (uA)歐姆定律 .計算公式為IE1KA = 10 3A1A = 10 3 mA1mA = 10 3uA直流電流 (恒定電流 )的大小和方向不隨時間的變化而變化,用大寫字母“表I”示 ,簡稱直流電 .電壓電壓的形成 : 物體帶電后具有一定的電位 ,在電路中任意兩點之間的電位差 ,稱為該兩點的電壓 .電壓的方

4、向 : 一是高電位指向低電位; 二是電位隨參考點不同而改Rr0其中 R 為外電阻 ,r0 為內電阻 ,E 為電動勢電路的連接 (串連、并連、混連 )串聯電路1.4.1.1電阻串聯將電阻首尾依次相連 ,但電流只有一條通路的連接方法 .1.4.1.2電路串聯的特點為電流與總電流相等,即I=I1=I2=I3總電壓等于各電阻上電壓之和 ,即 U = U 1 + U 2 + U 3總電阻等于負載電阻之和 ,即 R=R 1 +R2 +R3各電阻上電壓降之比等于其電阻比,即 U1R1 ,U 2R2U 1R1 ,U 3R3電源串聯 : 將前一個電源的負極和后一個電源的正極依次連接起來 .特點 : 可以獲得較大

5、的電壓與電源 .計算公式為 E = E 1 + E 2 + E 3 + + E nr0 = r 01 + r02 + r 03 + r0nE1E2E3.EnIr02r 03.r0 nr011.4.2并聯電路1.4.2.1電阻的并聯 : 將電路中若干個電阻并列連接起來的接法,稱為電阻并聯 .1.4.2.2并聯電路的特點 : 各電阻兩端的電壓均相等,即U1=U2=U3= U n; 電路的總電流等于電路中各支路電流之總和,即I=I1+I2+I3 + In; 電路總電阻 R 的倒數等于各支路電阻倒數之和,即1 111.1.并聯負載愈多 ,總電阻愈小 ,供應電R R1R2R3Rn流愈大 ,負荷愈重 .1

6、.4.2.3通過各支路的電流與各自電阻成反比,即 I1R1電源的并聯： 把所有電源的正極連接起來作為電源的正極，把所有電源的負極連接起來作為電源的負極， 然后接到電路中， 稱為電源并聯并聯電源的條件：一是電源的電勢相等；二是每個電源的內電阻相同并聯電源的特點：能獲得較大的電流，即外電路的電流等于流過各電源的電流之和短路定義 : 電源通向負載的兩根導線,不以過負載而相互直接接通.該現象稱之為短路 .短路分析 : 電阻 (R) 變小 ,電流 (I)加大 ,用公式表示為EIR r0短路的危害 : 溫度升高 ,燒毀設備 ,發生火災 ;產生很大的動力 ,燒毀電源 , 電網破裂 .保護措施 : 安裝自動開

7、關 ;安裝熔斷器 .2. 交流電路 ;單相交流電路定義 : 所謂交流電即指其電動勢、電壓及電流的大小和方向都隨時間按一定規律作周期性的變化 ,又叫正磁交流電 .單相交流電的產生 : 線圈在磁場中運動旋轉 ,旋轉方向切割磁力線 ,產生感應電動勢 .I2R2單相交流發電機 : 只有一個線圈在磁場中運動旋轉 ,電路里只能產生一個交變電動勢 ,叫單相交流發電機 .由單相交流發電機發出的電簡稱為單相交流電 .交流電與直流電的比較: 輸送方便、使用安全，價格便宜。交流電的基本物理量瞬時值與最大值電動勢、電流、電壓每瞬時的值稱為瞬時值 .符號分別是 : 電動勢 “ E”, 電壓 “U”,電流 “I ”.瞬時

8、值中最大值 ,叫做交流電動最大值.也叫振幅 .符號分別是 : Em, Im,Um.周期、頻率和角頻率周期 : 交流電每交變一次 (或一周 )所需時間 .用符號 “ T表”示 ;單位為 “秒 ”, 用字母 “s表”示 ; T = 0.02sI0tT = 0.02s(China 中國 )頻率 : 交流電每秒交變的次數或周期叫做頻率.用符號 “表f”示 ,單位是Hz.50Hz(China中國 )三個電動勢之間互存相位差;e A 、eB、 eC 為三相對稱電動勢.計算公式為 :eA = EmSinnteB = EmSin(wt-1200)eC = EmSin(wt-2400)電源的連接 (在實際連接中

9、 )星形連接相電壓：每個線圈兩端的電壓相電壓為 220VUA線電壓：兩條相線之間的電壓線電壓為 380V相電壓與線電壓的關系如下：UBU 線 =3U 相；相 = 220V ；U 線 =380VUC相電流：流過每一相線圈的電流用相表示（三相四線輸出）線電流：流過端成的電流用線表示相電流等于線電流角頻率 : 單位時間內的變化角度，用“rad/s ”(每秒的角度 )表示，單位三角形連接 為 ”.AB線 =3I 相；線 =相三相交流電路C(三線三相輸出 )三相交流電的定義：在磁場里有三個互成角度的線圈同時轉動，電路里示例：有一三相發電機，其每相電動勢為127V ，分別求出三相繞組作星形就產生三個交變電

10、動勢 這樣的發電機叫三相交流發電機，發出的電叫三相連接和三角形連接時的線電壓和相電壓交流電每一單相稱為一相解：作星形連接時， UY 相 = 127V, U Y 線 =3U Y 相 = 127V x3三相交流電的特點轉速相同，電動勢相同；作三角形連接時， U = 127V線圈形狀、匝數均相同，電動勢的最大值（有效值）相等；三相電路的功率計算單相有功功率： P = IU ( 純電阻電路 )功率因數：衡量電器設備效率高低的一個系數用Cos ? 表示 .對于純電阻電路，Cos ? = 1對于非純電阻電路， Cos ? < 1單相有功功率的計算公式為( 將公式一般化 ) P = IUCos ?三相

11、有功功率：不論“Y”或 接法 ,總的功率等于各相功率之和三相總功率計算公式為 P = I A UA Cos ? + I B UBCos ? + I CUCCos =3對于“Y”接法, 因 U 線 =3U 相線 = 相，則 P =3 x相 xU 線33 線 線 Cos ?3x=3對于 “”接法， 因因線 =3I線 =相，則 P =3 x線 xI 線33 Cos ?=線線3x3示例一：某單相電焊機，用鉗表測出電流為 7.5A, 用萬能表測出電壓為 380V, 設有功系數為 0.5, 求有功功率 .解：根據公式 P = IUCos ?，已知 = 7.5A ， U = 380V, Cos ?= 0.5

12、則 P = IUCos ? = 7.5 x 380 x 0.5 = 1425W示例二：某單相電焊機 ,額定耗電量為 2.5KW, 額定電壓為 380V, Cos ? 為 0.6, 求額定電流 .解：根據公式P = IUCos ?，2500則 =11.0A3800.6磁的基本知識任一磁鐵均有兩個磁極 ,即 N 極 (北極 )和 S 極(南極 ).同性磁極相斥 ,異性磁極相吸 .磁場 : 受到磁性影響的區域 ,顯示出穿越區域的電荷或置于該區域中的磁極會受到機械力的作用 ;也可稱磁鐵能吸鐵的空間 ,稱為磁場 .磁材料 : 硬磁材料 永久磁鐵 ;軟磁材料 電機和電磁鐵的鐵芯.電流的磁效應定義 : 載流

13、導體周圍存在著磁場 ,即電流產生磁場 (電能生磁 ) 稱電流的磁效應 .磁效應的作用 : 能夠容易的控制磁場的產生和消失 ,電動機和測量磁電式儀表的工作原理就是磁效應的作用 .通電導線 ( 或線圈 )周圍磁場 (磁力線 )的方向判別 ,可用右手定則來判斷:通電直導線磁場方向的判斷方法: 用右手握住導線 ,大拇指指向電流方向,則其余四指所指的方向就是磁場的方向.線圈磁場方向的判斷方法 : 將右手大拇指伸直 ,其余四指沿著電流方向圍繞線圈 ,則大拇指所指的方向就是磁場方向 .通電導線在磁場中受力的方向,用電動機左手定則確定: 伸出左手使掌心迎著磁力線 ,即磁力線透直穿過掌心,伸直的四指與導線中的電

14、流方向一致,則與四指成直角的大拇指所指方向就是導線受力的方向.二 常用電工儀表和測試的認識及應用常用測量儀表的使用 (萬能表、鉗形表、兆歐表)萬用表的使用萬用表的外形及結構：萬用表由表頭、測量線路、轉換開關、面板及表殼組成 .萬用表常用符號說明：V：直流電壓 (DCV)：電阻 ,歐姆V：交流電壓 (ACV)K ：1000? 、 ? ：直流電流：無窮大萬用表的技術數據3. 電磁和電流的磁效應 ;各數據說明 A： 1.5 直流準確度 ;B ：2.5 交流準確度 ;C ： 2KV表示 2KV 耐壓試驗 ;D：45-1000Hz 交流頻率的范圍 ;E：直 20000 /V 交 5000 /V 表示靈敏

15、度 .萬用表的使用使用前的準備工作：檢查表筆的安裝 ,紅筆裝 +字孔 ,黑筆裝 -字孔 ;如果有較大的電流、電壓的測量時接成孔 ,一般黑筆不動 ,紅筆裝入對角接線孔 ;機械調零旋鈕 ,測量前調零作用 ;電調零 ,測電阻時調零用 .如果不能調零 ,就表示萬用表內電池即將耗盡 , 應將電池更換 ;電阻的測量 ,選量程 X1、 X10 、 X100 、 X1K 、X10K 、X100K;短接兩表筆調零 ;把表筆接于兩測電阻兩端;讀數 :電阻值二刻度數值X 倍率 ;測量電流、電壓根據被測對象 ,將轉換開關旋至所需位置;電壓測量用并聯接入方式 ,電流測量用串聯接入方式 ; 測直流時紅筆接 +,黑筆接 -

16、;讀數 :實際數值二刻度數值 X量程.例如量程為 500V, 刻刻度數值最大值度數值為 200V, 則實際數值 =200 X500.=400V250注意事項萬用表用完后應將轉換開關打在交流電壓檔或將其打在標有OFF ”的位置上 ,以免下次用時將表針打壞或將表燒壞 .萬用表的電池應根據使用頻率的多少及時檢查,以免沒電后電液流出出腐蝕電極或元件 ,導致萬用表損壞 .應將電池取出保管.鉗形表的使用鉗形表的構造：可看成電流互感器與電流表合二為一的儀表.測量方法：選用適當的量程 ,把導線放入鉗口 ,讀出讀數 ;當被測電流太小時,可把導線多繞鉗口幾圈進行測量 ;電流值必須用下式讀出 ,即電流值讀數=圈數注

17、意事項測量前不知道電流的大小,必須選用最大量程測試;測量時只能放入一條導線時,不能多線同時測量;防止觸電或短路事故.兆歐表的使用兆歐表應接電氣設備的電壓等級選用 ,不要使用測量范圍過多地起出被測絕緣的數值 ,以保證讀數準確 .特別注意 ,不要用輸出電壓太高的兆歐表測低壓電氣設備 ,否則就有把設備絕緣擊穿的危險 .兆歐表上有三個接線柱 , 淺接線柱 L在測量時與被測物和大地絕緣的導體部分相接 ; 地接線柱與被測物外殼或其它部分相接 ;第三接線柱 保護(G) 或者 屏 ,只有被測物表面漏電很嚴重的情況下使用.在測量前就將被測物斷電并放電 ,而兆歐表應作一次開路和短路的試驗 , 旋到額定轉速時 ,指

18、針應指到 ,短接 淺 路和 接地 兩極 ,指針應指到 0.使用兆歐表時 ,應注意遠離大電流的導體和有外磁場的場合 ,同時放平勿搖動兆歐表本身 ,以免影響讀數 .搖動手柄 ,應將轉速保持在規定的范圍內 ,一般每分鐘 120 轉左右 ,手柄應搖到指針穩定 .如被測設備短路 ,表針指表 0時,應立即停止搖動手柄 ,以免兆歐表過熱燒壞 .測試完畢 ,應將被測物放電 ,未放電時不可用手觸及被測部分和進行拆線工作 .三 低壓電器及成套裝置的認識1. 低壓電器分類定義：交流1200V 或直流 1500V 以下的電力線路中起控制調節及保護作用的電氣元件稱為低壓電器.低壓電器可分為低壓配電電器和低壓控制器兩類：

19、低壓配電電器：此類電器包括刀開關、轉換開關、熔斷器、自動開關和保護繼電器， 主要用于低壓配電系統中，要求在系統發生故障的情況下動作準確、工作可靠、有足夠的熱穩定性和動穩定性。低壓控制電器包括控制繼電器、接觸器、起動器、控制器、調壓器、主令電器、變阻器和電磁鐵，主要用于電力傳流中，要求壽命長、體積小、重量輕和工作可靠。低壓電器的正確選用：安全原則：使用安全可靠是對任何開關電器的基本要求；保證電路和用電設備的可靠運行是使生產和生活得以正常運行的重要保障。經濟原則：經濟性考慮可分開關電器本身的經濟價值和使用開關電器產生的價值。前者要求選擇的合理、適用；后者則考慮在運行中必須可靠，不熱繼電器因故障造成

20、停產或損壞設備、危及人身安全等構成的經濟損失。作用：用以保護電動機的過載及對其它電氣設備發熱狀態的控制。低壓電器通用種類的分類：分類：雙金屬片式和熱敏電阻式刀開關結構組成：雙金屬片、加熱元件、導板、常開或常閉靜觸頭、復位調節作用：用于設備配電中隔離電源，也可用于不頻繁的接通與分斷額定電螺釘、調節旋鈕、壓簧、推桿等流以下負載。工作原理：利用電流熱效應，使觸點動作。特性：不能切斷故障電流，只能承受故障電流引起的電功力。自動開關（空氣斷路器）轉換開關作用：當電路發生過載、短路和欠壓等不正常情況時，能自動分斷電路作用：是供兩種或兩種以上電源或負載轉換用的電器。的電器。特性：可使控制回路或測量線路簡化，

21、并避免操作上的失誤。結構組成：感覺元件、傳遞元件、執行元件熔斷器工作原理：當電路發生短路、過載、欠壓時，磁線圈在超出規定值范圍定義及作用：借熔體在電流超出限定值而熔化，分斷電路的一種用于過后產生吸力使銜鐵動作，使鎖扣脫扣，從而分斷主電路。載或短路保護的電器。漏電保護器（電磁式漏電開關）特性：熔斷器的熔斷時間與熔斷電流的大小有關，其規律是與電流平方作用：用來保護人身電擊傷亡及防止因電氣設備或線路而引起的火災事成反比。故。主令器結構組成：零序電流互感器、漏電脫扣器、主開關、絕緣外殼定義及作用：用于切換控電路，通過它來發出指令或信號以便控制電力工作原理：檢測元件。將檢測到的漏電或漏電電流變換成二次回

22、路的電拖動系統及其它控制對象的起動、運轉、停止或狀態的改變，它是一種專門壓或電流，使驅動脫扣器動作，發出觸電或漏電信號，以致將電源切斷。發送動作命令的電器。特性：主要用來控制電磁開關（繼電器、接觸器等）電磁線圈與電源的接通和分斷。種類：按其功能可分為控制按鈕（按鈕開關）、萬能轉換開關、行程開關、主令控制器、其它主令器（如腳踏開關、倒順開關等）。接觸器接觸器的定義：是可以遠距離頻繁地自動控制電動機的起動、運轉與停止的一種電器。分類：接觸器按其所控制的電流種類分交流接觸器與直流接觸器兩種。結構組成：觸頭系統、滅弧系統、磁系統、外殼、輔助觸頭（通常兩對以上，常開和常閉）工作原理：鐵芯上的線圈通過電流

23、產生磁勢吸引活動的銜鐵，通過杠桿使動觸頭與靜角頭接觸以接通電路。四 低壓配電導線的認識與選擇1. 導線類別：裸導線、絕緣導線裸導線：用鋁、銅或鋼制成,外面沒有包覆層 ,導電部分能觸摸或看到.絕緣導線：由導電的線芯和絕緣外皮兩部分組成;線芯用銅或鉛制成,外皮用塑料或橡膠制成,導電部分看不見、摸不著.2. 絕緣導線絕緣導線的種類： 絕緣導線品種繁多,按絕緣材料主要有塑料絕緣導線和橡膠絕緣導線 ;按線芯材料分有銅芯導線和鉛芯導線;按線芯形式分有單股和多股鉸合導線 ;按用途分有布線和連接兩種.絕緣導線的結構組成：主導電線芯、橡皮絕緣、橡皮填芯、接地線芯、橡皮護套.常用絕緣導線的型號、名稱及主要用途如下

24、：型號銅芯鋁芯名稱主要用途BXBLX棉紗編織橡膠絕緣電線固定敷設 ,可明敷、暗敷BXFBLXF氯丁橡膠絕緣電線固定敷設 ,可明敷、暗敷 ,尤其適用室外BXHFBLXHF橡膠絕緣氯丁橡膠護套固定敷設 ,適用于干燥或潮濕電線場所BVBLV聚氯乙烯絕緣電線室內、外固定敷設BVVBLVV聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯室內、外固定敷設護套電線BVR聚氯乙烯絕緣軟電線同 BV 型 ,安裝要求較柔軟時用RV聚氯乙烯絕緣軟線交流額定電壓 250V 以下日用RVB聚氯乙烯絕緣平型軟線電器 ,照明燈頭接線 ,無線電設RVS聚氯乙烯絕緣鉸型軟線備等3. 導線選擇的規定與條件導線選擇須滿足發熱條件： 在最高環境溫度和最大負荷的

25、情況下 ,保證導線不被燒壞 ,即導線中通過的持續電流始終是允許電流 .導線選擇須滿足電壓損失條件：以保證線路的電壓損失不超過允許值.導線選擇須滿足機械強度條件： 在任何惡劣的環境條件下 ,應保證線路在電氣安裝和正常運行過程中不被拉斷 .導線選擇須滿足保護條件：以保證自動開關或熔斷器能對導線起到保護作用 .五.電氣安全技術1. 常用電氣設備安全色及安全標志發電機和電動機上應有設備的名稱、容量和編號.變壓器上應有名稱、 容量和順序編號 ;單相變壓器組成的三相變壓器除標有以上內容外 ,還應有相位的標志 ;變壓器室的門上 ,應標注變壓器的名稱、 容量、編號 ,有周圍的遮欄上掛有 止步、高壓危險 !警告

26、類標志牌 .蓄電池的總引出端子上 ,就有極性標志 ,蓄電池室的門上應掛有 禁止煙火等禁止類標志 .電源母線 L1 (A) 相黃色 ,L 2(B) 相綠色 ,L 3(C) 相紅色 ;明設的接地母線、零線母線均為黑色 ;中性點接于接地網的明設接地線 ,為紫色帶黑色條紋 ;直流母線正極為赭色 ,負極為藍色 .照明配電箱為淺駝色 ,動力配電箱為灰色或淺綠色 ,普通配電屏為淺駝色或淺綠色 ,消防或事故電源配電屏為紅色 ,高壓配電柜為淺駝色或淺綠色 .電氣儀表玻璃表門上應在極限參數的位置上畫有紅線.明設的電氣管路一般為深灰色.高壓線路的桿塔上用黃、綠、紅三個圓點標出相序.2. 電力的危害及預防觸電的基本措

27、施 ;觸電的危害電擊 (觸電 )：是指電源通過人體內部,影響到心臟、肺部和神經系統的正常功能 .電擊可分為直接接觸電擊和間接接觸電擊.直接接觸電擊： 是觸及設備和線路正常運行時的帶電體發生的電擊(如誤觸接線端子發生的電擊).間接接觸電擊：是觸及正常狀態下不帶電而當設備或線路故障時意外帶電的金屬導體發生的電擊 ( 如觸及漏電設備的外殼發生的電擊 ).按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑,電擊又可分為： 單線電擊、兩線電擊、跨步電壓電擊三類.電傷 ( 燒傷 )：是通過人體的電流可導致人體皮膚、肌肉、或身體內部的器官燒傷 .電傷可分為以下幾種類型 電燒傷：是由電流的熱效應造成的傷害,可分為電

28、流灼傷和電燒傷.皮膚金屬化：是在電弧高溫的作用下,金屬熔化、氣化、金屬微粒滲入皮膚 ,使皮膚粗糙而張緊的傷害.電烙印：是人體與帶電體接觸的部位留下的永久性的斑痕.機械性損傷：是電流作用于人體時導致的機體組織斷裂、骨折等傷害.電光眼：是發生弧光放電時,由紅外線、可見光、紫外線對眼睛的傷害.火警與爆炸： 電流在不正常或有故障的情況下產生高溫,足以燃點附近的物件 ,導致有火警及爆炸意外.一般導致產生高溫的原因包括電力超出負荷 ;絕緣體損壞、短路;電器或電線保養不足;通風欠佳 .預防觸電的基本措施在低壓設備上工作的基本措施將需停電設備的各方面電源徹底斷開,包括中性線 ,并取下可熔保險器在刀閘或開關的操

29、作把手上掛禁止合閘 ,有人工作 的標示牌 ;如需要可在刀閘或開關兩側裝設接地線或現場派人看護.工作前必須用合格的驗電筆對停電設備及周圍設備驗電.工作中要采用防止誤觸、誤碰臨近帶電設備的措施和防止短路帶電設備的措施 .采取防止誤入臨近的帶電間隔和誤登臨近帶電桿、塔上的措施.禁止用喊話、約時等方式進行停送電.根據現場需要安排指揮和監護人.根據工作需要和現場情況采取其它的安全措施.使用觸電危險性較大的電氣設備 (主要是指手持動工具、 手提照明燈、 各種移動式電氣設備等 )的安全要求：手持式電動工具必須完好 ,電源線不得任意加長 ;與電源連接應用插頭連接,不得隨意搭接 ;必須采用高靈敏的漏電保護器進行保護 ;嚴禁將 I 類工具的三芯電源線并為二芯使用 .手提行燈必須采用安全電壓并采用合格的燈具和電源線.使用潛水泵、 水磨石機、 電風扇等移動式電氣設備時,必須檢查其絕緣情況,使用中