电工基础知识入门(20190507222832).docx

- - 第一章 直流电路 本章学习要点： 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 ?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。 C 表示。 1C 的电量相当于物体失去或得到  电量是一个物理量， 它的单位是库仑， 用字母 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。 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： Q I 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 ( A )。它们之 间的关系为： 3 1kA=10 A 1A=10 3mA 1mA=10 3 A 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。 从图 1— 2a可以看到外水由一 A 槽经 C管向 8槽流去。水之所以能在 C管中进行定向移动， 是由于 A 槽水位高， B 槽水位低所致： A ，B 两槽之间的水位差即水压，是实现水形成水流的原因。与此相似，当图 1— 2b中的开关 S闭合后，电路里就有电流。这是因为电源的正极电 位高，负极电位低。两个极间电位差 (电压 )使正电荷从正极出发，经过负载 R移向负极形成电流。 所以，电压是自由电荷发生定向移动形成电流的原因。 在电路中电场力把单位正电荷 由高电位  a点移向低电位  b点所做的功称为两点间的电压，用  U ab 表示。所以电压是  a与 b两点 间的电位差，它是衡 量电场力做功本领大 小的物理量。 电压用字母  U 表 示，单位为伏特，电 场力将  1 库仑电荷从  a 点移到  b 点所做的功 为 1 焦耳，则  ab 间的 电压值就是 1 伏特，简称伏，用字母  V 表示。常用的电压单位还有千伏  (kV) ，毫伏 (mV) 等。 它们之间的关系为： 1 kV= 103 V 3 l V= 10 mV 电压与电流相似，不但有大小，而且有方向。对于负载来说，电流流入端为正端，电流 流出端为负端。 电压的方向是由正端指向负端， 也就是说负载中电压实际方向与电流方向一 致。在电路图中，用带箭头的细实线表示电压的方向。 四、电动势、电源 在图  1— 2a 中，为使水在  C 管中持续不断地流动，必须用水泵把  B 槽中的水不断地泵 入 A 槽，以维持两槽间的固定水位差，也就是要保证  C 管两端有一定的水压。在图  1— 2b 中，电源与水泵的作用相似，它把正电荷由电源的负极移到正极， 以维持正、负极间的电位 差，即电路中有一定的电压使正电荷在电路中持续不断地流动。 电源是利用非