电工基础知识入门

目 录 第一章 直流电路 .................................................................................................................................. 5 §1—1 电学的基本物理量 ................................................................................................................. 5 一、电量 ........................................................................................................................................... 5 二、电流 ........................................................................................................................................... 5 三、电压 ........................................................................................................................................... 6 四、电动势、电源 ........................................................................................................................... 7 五、电阻 ........................................................................................................................................... 7 六、电功、电功率 ........................................................................................................................... 8 七、电流的热效应 ......................................................................................................................... 10 §1—2 电 路 .................................................................................................................................... 11 一、电路的组成和作用 ................................................................................................................. 11 二、电路图 ..................................................................................................................................... 11 三、电路的三种状态 ..................................................................................................................... 12 §1—3 欧姆定律 ............................................................................................................................... 12 一、一段电阻电路的欧姆定律 ..................................................................................................... 12 二、全电路欧姆定律 ..................................................................................................................... 13 §1—4 电阻的串联、并联电路 ....................................................................................................... 15 一、电阻的串联电路 ..................................................................................................................... 15 二、电阻的并联电路 ..................................................................................................................... 16 §1—5 电工测量基本知识 ............................................................................................................... 17 一、万用表的外形及基本组成 ..................................................................................................... 18 二、万用表的使用步骤 ................................................................................................................. 20 三、万用表的使用注意事项 ......................................................................................................... 20 习 题 ............................................................................................................................................. 21 第二章 电磁的基本知识 .................................................................................................................... 22 §2—1 磁的基本知识 ....................................................................................................................... 22 一、磁现象 ..................................................................................................................................... 22 二、磁场、磁感应线 ..................................................................................................................... 22 三、磁通、磁感应强度 ................................................................................................................. 23 四、磁导率 ..................................................................................................................................... 24 §2—2 电流的磁场 ........................................................................................................................... 25 一、通电直导线的磁场 ................................................................................................................. 25 二、通电螺线管的磁场 ................................................................................................................. 26

图1

三、磁场对载流直导线的作用 ..................................................................................................... 26 四、磁场对通电线圈的作用 ......................................................................................................... 27 §2—3 电磁感应 ............................................................................................................................... 28 一、电磁感应现象 ......................................................................................................................... 28 二、法拉第定律 ............................................................................................................................. 29 三、楞次定律 ................................................................................................................................. 30 四、电磁感应定律 ......................................................................................................................... 31 §2—4 自感、互感 ........................................................................................................................... 31 一、自感 ......................................................................................................................................... 31 二、互感 ......................................................................................................................................... 32 习 题 ......................................................................................................................................... 33 第三章 正弦交流电路 ........................................................................................................................ 35 §3—1 正弦交流电的产生 ............................................................................................................... 35 一、正弦交流电的特点种 ............................................................................................................. 35 二、正弦交流电的产生 ................................................................................................................. 36 §3—2 正弦交流电的三要素 ........................................................................................................... 37 一、周期、频率、角频率 ............................................................................................................. 37 二、瞬时值、最大值、有效值 ..................................................................................................... 38 三、相位、初相和相位差 ............................................................................................................. 39 §3—3 正弦交流电的表示法 ........................................................................................................... 41 一、三角函数式法 ......................................................................................................................... 41 一、纯电阻电路 ............................................................................................................................. 42 二、纯电感电路 ............................................................................................................................. 43 三、纯电容电路 ............................................................................................................................. 44 §3—5 三相交流电路 ....................................................................................................................... 46 一、三相电动势的产生 ................................................................................................................. 47 二、三相电源绕组的联结 ............................................................................................................. 48 三、三相交流电路负载的联结 ..................................................................................................... 48 §3—6 常用电气照明电路 ............................................................................................................... 50 一、白炽灯照明电路 ..................................................................................................................... 50 二、节能灯照明电路 ..................................................................................................................... 51 三、日光灯照明电路 ..................................................................................................................... 52 习 第四章 题 ....................................................................................................................................... 53 变压器与三相异步电动机 ................................................................................................ 55

图2

§4—1 变压器的基本结构和工作原理............................................................................................ 55 一、变压器的基本结构 ................................................................................................................. 56 二、变压器的工作原理 ................................................................................................................. 57 三、几种常见变压器 ..................................................................................................................... 59 四、变压器的主要技术数据 ......................................................................................................... 60 五、变压器的使用要点 ................................................................................................................. 62 §4—2 三相异步电动机的用途和结构............................................................................................ 62 一、电动机概述 ............................................................................................................................. 62 二、三相笼式异步电动机的基本结构 ......................................................................................... 62 §4—3 三相异步电动机的转动原理................................................................................................ 63 一、演示实验 ................................................................................................................................. 63 二、定子旋转磁场的产生 ............................................................................................................. 64 三、旋转磁场对转子的作用 ......................................................................................................... 66 §4—3 三相异步电动机的使用 ....................................................................................................... 67 一、启动 ......................................................................................................................................... 67 二、反转 ......................................................................................................................................... 68 三、制动 ......................................................................................................................................... 68 四、三相笼式异步电动机的铭牌数据 ......................................................................................... 69 五、三相异步电动机使用要点 ..................................................................................................... 70 §4—5 单相异步电动机...................................................................................................................... 70 第五章 简单机床电路 ........................................................................................................................ 73 §5—1 常用低压电器 ....................................................................................................................... 73 一、开关 ......................................................................................................................................... 73 二、接触器 ..................................................................................................................................... 76 三、热继电器 ................................................................................................................................. 78 四、熔断器 ..................................................................................................................................... 79 §5—2 机床的几种控制线路 ........................................................................................................... 80 一、点动控制线路 ......................................................................................................................... 80 二、看懂机床控制线路的基本要领 ............................................................................................. 81 三、接触器自锁控制线路 ............................................................................................................. 82 四、接触器联锁的正反转控制线路 ............................................................................................. 83 五、C620—1 型车床控制线路 ...................................................................................................... 85 习 题 ......................................................................................................................................... 86 第六章 安全用电 ................................................................................................................................ 87

图3

§6—1 触 电 .................................................................................................................................... 88 一、触电事故 ................................................................................................................................. 88 二、触电原因及方式 ..................................................................................................................... 88 §6—2 安全用电措施 ....................................................................................................................... 90 一、常用安全用电措施 ................................................................................................................. 90 二、电气设备的保护接地和保护接零 ......................................................................................... 91 三、安全用电十不准 ..................................................................................................................... 92 §6—3 电气事故及紧急处理 ........................................................................................................... 92 一、触电急救 ................................................................................................................................. 92 二、对电气设备做好监护 ............................................................................................................. 94 三、电火警的紧急处理 ................................................................................................................. 94 四、防雷击的安全措施 ................................................................................................................. 94 习 题 ......................................................................................................................................... 95

图4

第一章 本章学习要点: 本章学习要点: 直流电路 1.熟悉电流、电压、电阻、电功率、电功等常用的物理量; 2.了解常用电气元件的电路符号,能够看懂电路图的连接关系; 3.熟练掌握欧姆定律的两种形式,明确U,J,R,E,r之间的关系; 4.准确辨识简单电路电阻的串、并联关系,掌握两种连接形式中每 个元件上电压、电流与总电压、总电流的关系。

现实生活中,我们经常听到或说起很多有关电方面的名词、术语,也经常有很多用电方 面的困惑。

这些名词、术语究竟是怎样定义的?它们之间有什么关系?是什么因素导致电压的 高低、电流的大小?为什么会发生由用电引发的火灾?为什么家里几个月没人住,还会产生电 费?很多经常听到的,看似简单,又不容易说清的问题,通过本章的学习都会有明确的答案。

§1—1 电学的基本物理量 — 一、电量 自然界中的一切物质都是由分子组成的, 分子又是由原子组成的, 而原子是由带正电荷 的原子核和一定数量带负电荷的电子组成的。

在通常情况下, 原子核所带的正电荷数等于核 外电子所带的负电荷数,原子对外不显电性。

但是,用一些办法,可使某种物体上的电子转 移到另外一种物体上。

失去电子的物体带正电荷,得到电子的物体带负电荷。

物体失去或得 到的电子数量越多,则物体所带的正、负电荷的数量也越多。

物体所带电荷数量的多少用电量来表示。

电量是一个物理量,它的单位是库仑,用字母 C 表示。

1C 的电量相当于物体失去或得到 6.25×1018 个电子所带的电量。

二、电流 电荷的定向移动形成电流。

电流有大小,有方向。

1.电流的方向 1、人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方 向。

金属导体中,电流是电子在导体内电场的作用下 定向移动的结果, 电子流的方向是负电荷的移动方向, 与正电荷的移动方向相反,所以金属导体中电流的方 向与电子流的方向相反,如图 1—1 所示。

图5

2.电流的大小 电学中用电流强度来衡量电流的大小。

电流强度就是 l 秒钟通过导体截面的电量。

电流 强度用字母 I 表示,计算公式如下: I= Q t 式中 I ——电流强度,单位安培(A); Q ——在 t 秒时间内,通过导体截面的电量数,单位库仑(C); t ——时间,单位秒(s)。

实际使用时,人们把电流强度简称为电流。

电流的单位是安培,简称安,用字母 A 表 示。

如果 1 秒内通过导体截面的电量为 1 库仑,则该电流的电流强度为 1 安培,习惯简称电 流为 1 安。

实际应用中,除单位安培外,还有千安( kA )、毫安( mA )和微安( µ A )。

它们之 间的关系为: 1kA=10 A 1A=10 mA 1mA=10 µ A 3 3 3 三、电压 为了弄清楚电荷在导体中定向移动而形成电流的原因, 我们对照图 1—2a 水流的形成来 理解这个问题。

图6

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