矿 井 地 面 电 工(培训教材供电科).docVIP

矿 井 地 面 电 工 电工基础 电路基本概念 电路及其组成 广义地说，电路就是电流通过的路径。图是最简单的电路，图最简单的电路 图最简单的电路 它由电源、开关、负载、连接导线等组成。对电源来说，负载、开关、连接导线等称为外电路，电源内部的一段称为内电路。 基本物理量 电流 金属内的自由电子一般都处于不规则的运动状态，在外电场的作用下，这些自由电子除做不规则的运动外，还要做定向运动。这种电荷的定向流动就是电流。表示电流强弱的物理量叫电流强度，简称电流，它表示单位时间内通过导体任一横截面的电荷量。直流电流用表示： （） 式中表示时间，单位为秒（）；表示在时间内通过的电荷量，单位为库仑（）；电流强度的单位为安培（）。 对交流电来说，电流的大小和方向都是随时间而变化的。为了定义电流强度，我们用表示极短的一段时间，表示在时间内通过导体的电荷量，表示交流电流强度，则 （） 电流强度不仅有大小而且有方向，我们习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向。在外电路中电流的方向是由正极指向负极；在内电路中，电流的方向则是由负极指向正极。 电压与电动势 ⑴电压 电压是用来描写电路中任意两点之间电场力作功本领的物理量。在电路理论中，电压的定义为：若电荷从电路中的某点运动到另一点，电场力对电荷作的功为，则比值即定义为该电路中由点至点的电压，记为，即 （） 不随时间变化则叫做直流电压。电压与电流都不随时间变化的电路为直流电路。直流电压的定义式为： （） 式中，表示直流电压，中的双下标，前者表示计算电压的起点，后者表示计算电压的终点。△为电荷△从点运动到点电场力作的功。△可以是正值或负值：正，表明电场力作正功，推动电荷运动；负，表明电场力作负功，阻碍电荷运动。电压的国际单位为伏特（）。 电压的正方向是从高电位指向低电位。 ⑵电动势 在电场中，将单位正电荷由低电位移向高电位时外力所作的功称为电动势，其表达式为 （） 式中表示外力所作的功，单位是焦尔（）； 表示电荷量，单位是库伦（）；表示电动势，单位是伏特（）。 电动势的正方向是从低电位指向高电位。 电阻 自由电子在导体中沿一定方向流动时，会与导体内的原子或分子发生碰撞与摩擦，形成对电流的阻力，这种阻碍电流流动的阻力焦电阻。在一定温度下，电阻的大小除了与导体的材料有关外，还与导体的长度和横截面积有关，即 （） 式中为导体长度（）； 为导体横截面积（㎜）；ρ为导体的电阻率（Ω·㎜）；为电阻（Ω）。 导体的电阻率是指在温度为20℃时，长1m、截面为㎜的 电阻率ρ是导体的特有参数，与导体的长度及直径无关，它是表征不同材料导电能力的参数。导体的电阻率越小，导电能力越好。下表列出了几种常用材料的电阻率。 材料名称 电阻率ρ(20℃)Ω· 用 途 银 导线镀银，接触器触头镀银 铜 导线 铝 导线 铂 热电偶 钨 白炽灯灯丝 康铜 标准电阻 锰铜 标准电阻 碳 电刷 电功和电功率 电功 电流所作的功，叫做电功，用符号表示。 （） 式中为电功，单位为焦耳（）；为电路两端的电压，单位为伏特（）；为电路电流，单位为安培（）；为电路的电阻，单位为欧姆（Ω）；为通电时间，单位微秒（）。 电功也称电能，单位是焦尔，另一单位是千瓦时（）。千瓦时兆焦（ ×）。 ⑵电功率 电流在单位时间内所作的功称为电功率，用表示。 （） 式中为电功，单位焦尔（）；为电压，单位伏特（）；为电流，单位安培（）；为电阻，单位欧姆（Ω）；为作功的时间，但为秒（）。 电功率的单位是瓦特（）。。 电路基本定律 欧姆定律 在电路中，由于电压的作用会产生电流，而导体本身的电阻又阻碍着电流的流动。通过大量实验，得出这几个量之间的关系：导体中电流的大小与加在导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。这个关系就是欧姆定律。欧姆定律是电路的基本定律，它又分两种形式。 一段电阻电路的欧姆定律 图中，加在电阻两端的电压为，流过电阻的电流为，则 （） 上式称为一段电阻电路的欧姆定律。对一段电阻电路来说，只要知道了三个量中的任意两个，就可以算出第三个。 用2A电流，分别流过Ω、Ω、Ω三个电阻，各电阻消耗的功率是多少？ 解：根据，有 ×（） ×（） 图 闭合电路中的一段电阻电路 图 闭合电路中的一段电阻电路 ×（） ∴ ×（） ×（） ×（） 全电路欧姆定律 图是由电压源、负载、导线组成的闭合电路，电压源电动势图 由电源 负载和连接