电工作业修改版第二章电工基础详解.ppt

第二章 电工基础知识 前 言 §1-1 电路基础知识 一、电流和电路 1.电荷与电流 失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为C（库或库仑） 电流是带电微粒的定向移动。通常以正电荷移动的方向规定为电流的参考正方向。大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电；大小、方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。 §1-1 电路基础知识 2.电流 单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流，用I表示。如果在t秒钟通过导体横截面的电荷量是Q,那么： §1-1 电路基础知识 §1-1 电路基础知识 §1-1 电路基础知识 1、通路——就是电源与负载接成的回路，这时电路中有电流通过。 电源与负载构成闭合回路，电源处于有载工作状态，电路中有电流流过。 §1-1 电路基础知识 二、电场、电场强度 1.电场 电场存在于带电体周围，能对位于该电场中的电荷产生作用力—电场力。电场力的大小与电场的强弱有关，这又与带电体所带的电荷量多少有关。 §1-1 电路基础知识 2.电场强度 衡量电场强弱的一个物理量，既有大小又有方。 电场中任意一点的电场强度，在数值等于放在该点的单位正电荷所受电场力的大小，其方向是正电荷受力的方向，即： E = F/Q E—电场强度，F/C（牛顿/库仑) F--电荷所受的电场力，N（牛顿） Q—正电荷的电量，C（库仑） §1-1 电路基础知识 三、电位、电压、电动势 1.电位 在电场力作用下，单位正电荷由电场中某一点移到参考点（电位为零）所做的功叫做该点的电位。  §1-1 电路基础知识 要使电流持续不断沿电路流动，就需要一个电源，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压差的能力叫做电动势。 在电源内部，非电场力将单位正电荷从电源的低电位端（负极）移到高电位端（正极）所做的功，称为电源的电动势，用符号E表示，电动势的单位也是伏特[V] 。 外力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所做的功。E为电源电动势，单位为伏特。 A外为外力所做的功，单位为焦耳。Q为外力分离电荷电量，单位库仑。 E=A外/Q 电源的电动势 §1-1 电路基础知识 电动势和电压 电动势和电压的单位相同，但二者概念有区别： 首先，物理意义不同。电压是衡量电场力作功大小的物理量，而电动势则表示非电场力作功本领的物理量。 其次，两者的方向不同，电压是由高电位指向低电位，是电位降低的方向。而电动势相反。 再次，存在的方式不同。电压既存在电源内部也存在电源的外部，电动势仅存在于电源的内部 。 §1-1 电路基础知识 四、导体、绝缘体、半导体和导体电阻 §1-1 电路基础知识 §1-1 电路基础知识 §1-1 电路基础知识 （四）电阻(1) 电阻的定义及特性 §1-1 电路基础知识 电阻(2) 导体电阻的大小决定于导体的长度，截面积和自身材料。同一温度下，公式表示为： R=ρL/S 常见的电阻图片 常见的电阻图片 §1-1 电路基础知识 §1-1 电路基础知识 六、电功、电功率与热效应 1.电功 将电能转换成其他形式的能时，电流要做功，电流所做的功叫电功。 由I = Q / t 及 U = A / Q 得：A = U Q = I U t A = I2Rt = U2 / R t 电功的单位是焦耳（J）。 §1-1 电路基础知识 2.电功率 单位时间内电流所做的功叫电功率。 P = A/t P = I U = I 2R = U2/R 电功率的单位是瓦特（W） 1 kw= 103w = 106mw P1= E I （电源的电功率） P2 = U I （负载功率） §1-1 电路基础知识 3.电流的热效应 Q = I 2 R t 焦耳（J） 这个关系式又叫愣次—焦耳定律，热量Q 的单位是J。为了避免设备过度发热，根据绝缘材料的允许温度，对于各种导线规定了不