电工基础知识2014.4.2.doc

电工基础知识 第一节 直流电路 一、电场、电位及电压 1.电场: 　　在两个带电物体互相靠近时，他们之间就有作用力，即同性带电物体互相排斥，异性带电物体互相吸引，尽管两个带电物体没有直接接触，但相互之间却存在着作用力，这说明在带电物体周围的空间存在着一种特殊物质，相互作用力就是靠这种特殊物质传递的，我们把这种特殊物质称为电场。凡有电荷存在，其周围必然有电场存在。如果电荷的多少和位置都不变化，这种电场称为静电场。 2.电位: 电路中的电位——该点与参考点（零电位点）之间的电压。（参考点通常用“接地”符号表示，但该点没有和大地相连。） ①参考点选的不同，则各点的电位不同。 ②电流总是从高电位流向低电位。 3.电压（电位差） 　　电压指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功（UAB=UA- UB）,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。 电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏((V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为 1 kV = 103 V 1 V = 103mV ； 1mV = 103V ； 二、电流与电流密度 1. 电流 　　电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或 i(t)表示， 设在 t时间内，通过导体横截面的电荷量为q，则电流强度可用数学公式表示为 式中，t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流I的国际单位制为安培(A)。 常用的电流单位还有毫安mA、微安 (A、千安kA等，它们与安培的换算关系为 1 kA = 103 A ; 1A = 103mA； 1mA = 103 A； 电流分直流电和交流电 如果电流的大小及方向都不随时间变化，直流电流，方向不变，大小随时间有脉动变化的电流称为脉动直流电流，大小方向都随时间变化的电流称为交流电流。 电流的大小可以用电流表测量，测量时将电流表串接在电路里。在测量直流电流时要注意，应使电流从表的正端流入，负端流出。电流表量程应大于被测电路中实际电流数值，否则可能烧毁电流表。 2. 电流密度:是电流I在导体横截面S上均匀分布时，电流I与导体横截面S的比值表示，即 J=I/S 电流强度 I的单位A,横截面积S单位mm2时，J电流密度单位是A/ mm2 导线允许通过电流强度随导体截面不同而不同， 例：1 mm2铜线允许通过电流6A,2.5MM2铜线允许通过电流15A。通过电流若超出允许电流值，则导线的发热会超出允许温度值，使导线老化加速或发生事故。 三、电源与电动势 电源：将非电能转换成电能的装置(干电池,蓄电池,发电机)或信号源。 电动势是衡量电源将其他能量转换为电能本领大小的物理量 电动势的方向—电位升高的方向（实际方向）。 电动势的参考方向—任选一方向为电动势的正方向。 四、电阻与电导 1.电阻 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： 　( ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米(( · m) ； ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)； S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2) ； R ——电阻值，国际单位制为欧姆(()。 经常用的电阻单位还有兆欧(M()、千欧(k()、欧(()它们的换算关系为 1 M( =103k( 1k( = 103 (； 2.电导 电阻R的倒数G叫做电导，电导用符号G表示，即G=1/R 电导单位是1/欧姆（1/(），称为西门子，简称西，用字母S表示。 五、欧姆定律 1.部分电路欧姆定律 　　电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即 　　　　　　　U = RI 或 I = U/R = GU 其中G = 1/R，电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制 为西门子(S)。 2.全电路欧姆定律 　　图中r表示电源的内部电阻，R表示电源外部联接的电阻(负载)。闭合电路欧姆定律的数学表达式为 外电路两端电压U = RI= E ( rI =，显然， 负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当R r时(相当于开路)，则U = E；当R r时(相当于短路)，则U = 0，此时一般情况下的电流(I = E/r)很大，电源容易烧毁。 3.举例计算（书上P5例1-1，例1-2） 六、电路连接（串联、并联、混联） 1.电阻串联电路 电阻串联电路的特点