一、电工基础知识(一)电路及其物理量
1.电路
电流经过的闭合路径称为电路。电路是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。
电路的作用:实现电能的传输、分配与转换。
2.电路的组成部分
电源:提供电能的装置;
中间环节:传递、分配和控制电能的作用;
负载:取用电能的装置。
3.电路的基本物理量
(1)电流
电流的形成:电流是由电荷(带电粒子)有规则的定向运动形成的。
电流的方向:习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向
电流的大小用电流强度 I 表示: I =Q/t
每秒通过导体截面的电量为1库仑(C),则电流为1安培。
电流的国际单位制是安培【A】,较小的单位还有毫安【mA】和微安【μA】等。
(2)电压
物理对电压的定义是:电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功。
从工程应用的角度来讲,电路中电压是产生电流的根本原因。数值上,电压等于电路中两点电位的差值。
电压的国际单位制是伏特,常用的单位还有毫伏和千伏【KV】等。

电工技术基础问题分析中,通常规定电压的正方向由高电位指向低电位,因此电压又称作电压降。
(3)电动势
将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功,称为电源的电动势。
电动势是衡量电源转化能量本领大小的物理量。
(4)电阻
导体对电流所呈现的阻碍作用称为电阻。
R= ρ L /S
R——电阻(Ω )
L——导体长度(m)
S——导体截面积(m2 )
ρ——导体的电阻率( Ω.m)
导体的电阻大小与温度有关。
铜的电阻温度系数为:0.0047/ ℃。
表示温度每升高1 ℃,其电阻比原来增加0.47℅
(5)电功
电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此,电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。
日常生产和生活中,电能(或电功)也常用度作为量纲:1度=1KW•h=1KV•A•h
1度电的概念:1000W的电炉加热1小时;100W的电灯照明10小时;40W的电灯照明25小时。
注意:1 度=1kW • h=3 600 000 J
(6)电功率

电工技术中,单位时间内电流所作的功称为电功率。
国际单位制:U 【V】,I【A】,电功率P用瓦特【W】
1KW=1000W
通常情况下,用电器的实际功率并不等于额定电功率。当实际功率小于额定功率时,用电器实际功率达不到额定值,当实际功率大于额定功率时,用电器易损坏。
电流的热效应
电流通过导体时会发热,这种现象称为电流的热效应。
实验证明:电流通过导体时产生的热量与电流强度的平方成正比,与导体电阻和通电时间成正比,这个定律叫焦耳定律。
Q=I2Rt
Q-电流流过导体产生的热量 焦(J)
I-通过导体的电流 安培(A)
t-通电时间 秒
纯电阻电路 W=Q=I2Rt
(二)电路的基本定律
1.部分电路欧姆定律
德国科学家欧姆1827年得出的实验结论:在一段不包含电源的电路中,通过导体的电流与这段导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.全电路欧姆定律
全电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这个规律叫做全电路欧姆定律。
3.电阻的串、并联及应用
(1)电阻的串联电路

几个电阻依次连接,中间没有分岔支路的连接方式。电阻串联电路特点:
①流过每一个电阻的电流相同:I1= I2= I3
②电路两端总电压等于各电阻电压之和:U= U1+ U2+ U3
③总电阻等于各电阻之和:R= R1+ R2+ R3
串联电阻两端电压与其电阻值成正比。
(2)电阻的并联电路
在电路中,将几个电阻的一端共同连接在电路的一个点上,把他们的另一端共同连接在电路的另一个点上。并联电路的特点:
①各并联电路两端电压相等,并等于电路两端的电压:U= U1= U2= U3= Un
②电路的总电流等于各并联电阻的电流之和:I= I1+ I2+ I3+ In
③并联电路的总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和
(3)电阻的混联电路
电路中的电阻元件既有串联又有并联的连接方式,称为混联。
4.串联电阻的实际应用
用几个电阻串联获得阻值较大电阻;
用几个电阻构成分压器;
利用串联电阻方法限制与调节电流大小;
电工测量时应用串联的方法扩大电表测量电压的量程。




