电工证培训教材
30页1、 电工企业部取证学习资料热电三分公司培训科编制2012年9月第一章 电工基础第一节 直流电路 一、直流电路的基本概念(一)电路 电路是电流的通路,它是为了某种需要由某些电气设备或元件按一定方式组合起来的。它的作用是实现电能的传输和转换,其中包括电源、负载和中间环节三个组成部分。1、电源它在电路中的作用是将其它形式的能量转换为电能。例如发电机和干电池都是电源,它们分别将机械能和化学能转换成电能。2、负载它在电路中的作用是将电能转换成其它形式的能量,例如灯泡和电动机等。灯泡将电能转换成光能和热能,电动机将电能转换为机械能。3、导线(中间环节)导线是用来连接电源和负载,起着传输和分配电能的作用。(二)电流电流是指电荷在电场力的作用下定向移动的现象。习惯上,规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流的大小用单位时间在导线横截面上通过的电荷量的多少来衡量,称为电流强度,简称电流,用字母I表示,电流的单位是安,用字母A表示。 (三)电压与电位1、电压图1.2 电压与电位关系在电场力的作用下使电荷移动,电场力就会对电荷做功,电压就是用来衡量电场力移动电荷做功的能力,如在电场力的作用下将单位正电荷从电场
2、的某一点(a点)移到电场的另一点(b点),电场力所做的功,就称为该两点之间的电压,电压的单位是伏,用字母V表示。电压的正方向,习惯规定电场力移动正电荷的方向,即高电位到低电位的方向,也就是顺电压的方向电位在降低,所以电压又叫电压降。2、电位在电场力的作用下将单位正电荷从电场的某点(a点)移到参考点(0点)所做的功,称为该点的电位,由此可见电位实际上也是电压,是电路中某点与参考点之间的电压。 某点的电位比参考点的电位高的,该点电位为正,比参考点电位低的,该点电位为负。电位的单位与电压的单位相同,也用V表示。3、电压与电位的关系在电路中,任意两点之间的电位差称为这两点之间的电压,如图1.2所示(四)电动势为了维持电路中的电流,就必须维持电路两端的电压。电路中的电源就是起维持电路两端电压的作用,因为在电源部这种推动电荷移动的作用力称为电源力,电动势就是用来衡量这种电源力做功的能力。在电源力的作用下,将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功,称为电源电动势,用字母E表示,电动势的单位与电压相同,也用V表示。电动势的正向是从负极指向正极,也就是从电源的低电位指向高电位。顺着电势的方向是电位升高的方
3、向,所以电动势又称为电压升。(五)电阻当电流流过导体时,导体对电流有阻碍作用,这种阻碍作用就是电阻,用字母R或r表示。电阻的单位为欧,用字母表示。图1.3 电阻电路图金属导体的电阻大小由实验可知,导体电阻值的大小与导体长度成正比,与导体截面成反比,还与导体的材料有关,用数学公式表示为式中 导体长度(m) 导体截面()电阻率,它表示长1m,截面为1导体的电阻值()。另外,导体的电阻值还与温度有关。 (六)电功与电功率电流可以使电灯发光、电熨斗发热、电动机带动机器旋转,实现了电能和光、热、机械能之间的转换,这说明电流做了功。电流所做的功称为电功,用字母A表示。如图1.3所示电功常用的单位是千瓦时,用字母kWh表示。单位时间电流所做的功称为电功率,用字母表示,即电功率常用的单位是瓦,用字母W表示。电功表示在时间t电场力移动电荷所做的功,而电功率表示在1s时间电场力移动电荷所做的功,前者反映做功的多少,后者反映做功的速度。二、电流的热效应我们所使用的电炉、电烙铁、电熨斗等用电器都是根据电流的热效应来制成的。但电流的热效应也有不利的一面,如发电厂的发电机、电动机、变压器等设备的绕组都是用导线绕制
4、的,导线有电阻,当电流流过绕组时,就会发热。这样,不但消耗了能量(因为热量是由电能转换的),而且会使上述设备的温度升高,加速了绝缘材料(绕组的导线外面都包有绝缘)的老化变质,影响设备的使用寿命。所以制造厂都规定了电气设备的额定值(如额定功率、额定电流等),使用时务必注意。三、电阻的连接(一)电阻的串联电阻的串联,就是把电路中的几个电阻一个连着一个成串地连接起来。如图1.4所示就是两个电阻串联的电路。在这个电路的两端加上电压,流过电路的电流为。 (a) (b)图1.4 两电阻串联电路图(a )两电阻串联; (b) 等值电阻电阻串联电路有以下特点:(1)流过每个电阻的电流都相等。如图1.4(a)中,流过的电流是同一个电流,即都是。 (2)电路两端的总电压等于各个电阻上电压之和。在图1.4(a)中,总电压为,电阻上的电压为,电阻上的电压为, (3)电路的等值电阻(总电阻)等于各串联电阻之和, (4)串联电路中,每个电阻上的电压与电阻成正比, 流过每个电阻的电流相等,电阻值大的,两端电压一定高;反之,则电压低。 (5)串联电路中,电阻大的消耗的功率大,电阻小的消耗的功率小。 (二)电阻的并联电
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