第一部分电工基础知识。
第一节电的基本概念。
一、 电路的组成及状态。
电路就是电流的通过途径。最基本的电路由电源、负载、连接导线和开关等组成。
电路的三种状态：通路状态、断路（开路）状态、短路状态。
二、电流。导体中的自由电子在电场力的作用下，做有规则的定向运动，就形成了电流。习惯上规定正电荷的移动的方向为电流的方向。
每秒中内通过导体截面的电量多少，称为电流强度。用表示，即：
式中：—电流强度，简称电流，单位为安培，a；
—电量，单位为库仑，c；
—时间，单位为秒，s。
三、电阻。电流在导体中流动时所受到的阻力，称为电阻。用r或r表示。单位为欧姆或兆欧。导体电阻的大小与导体的长度l成正比，与导体的截面积成反比，并与其材料的电阻率成正比，即
式中：—导体的电阻率，ω·m；
—导体长度，m；
—导体截面积，m2；
—导体的电阻，ω。
四、电压与电位。
电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功。其单位为伏特，简称伏（v）。
电压就是电场中两点之间的电位差。其表达式为：
式中：—电场力所做的功，单位为焦耳，j；
—电荷量，单位为库仑，c；
—两点之间的电位差，即电压，单位为伏特，v。
五、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做的功称为电动势，其表达式为：
式中：—外力所做的功，j；
—电荷量，c；
—电动势，v。
电动势的方向规定为由负极指向正极，由低电位指向高电位，且仅存于电源内部。
第二节直流电路。
一、部分电路欧姆定律。
不含电源的电路称为无源电路。在电阻r两端加上电压u时，电阻中就有电流i流过，三者之间关系为：
欧姆定律公式成立的条件是电压和电流的标定方向一致，否则公式中就应出现负号。
二、全电路欧姆定律。
含有电源的闭合电路称为全电路，如图2-1所示。
图中虚线框内代表一个电源。电源除了具有电动势e外，一般都是有电阻的，这个电阻称为内电阻，用r0表示。当开关s闭合时，负载r中有电流流过。
电动势e、内电阻r0、负载电阻r和电流i之间的联系用公式表示即为：
全电路欧姆定律还可以写为：
式中称为电源的端电压；称为电源的内压降。
三、电阻的串联。
凡是将电阻首尾依次相连，使电流只有一条通路的接法，叫做电阻的串联。
电阻串联电路具有以下特点：
、串联电路中电流处处相等，即；
、串联电路中总电阻等于各分电阻的和，即；
、串联电路中总电压等于各分电压的和，即；
、各电阻上的电压降之比等于其电阻比，即；
四、电阻的并联。
将电阻两端分别连接在一起的方式，叫电阻的并联。
电阻并联电路具有以下特点：
、并联电路中各电阻两端的电压等于电源电压，即；
、并联电路中总电流等于各分电流的和，即；
、并联电路等效电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和，即。
、各并联电阻中的电流及电阻所消耗的功率均与各电阻的阻值成反比，即。
基尔霍夫第一定律（节点电流定律）
对任一节点来说，流入（或流出）该节点电流的代数和等于零。其数学表达式：或。
电流正负的规定：一般取流入节点的电流为正，流出节点的电流为负。
基尔霍夫第二定律（回路电压定律）
在电路的任何闭合回路中，沿一定方向绕行一周，各段电压的代数和为零，即：或。在应用回路电压定律时，往往把电动势写在等式左边，把电压写在等式右边。
对于第二个表达式中各电动势和电压的正负确定方法如下：
、首先选定各支路电流的方向。
、任意选定沿回路的绕行方向（顺时针或逆时针）。
、若流过电阻的电流方向与绕行方向一致，则该电阻上的压降为正，反之取负。
、若电动势的方向与绕行方向一致，则该电动势取正，反之取负。
五、电功和电功率。
电流所做的功，叫电功；用符号a表示。电功的数学式为：
式中：—导体两端的电压，v；
—电路电流，a；
—导体的电阻，ω；
—通电时间，s。
电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比，电功的单位为焦耳，另一个单位是千瓦·时（kwh）。它们之间的关系是1千瓦·时=3.6兆焦=3.
6×106焦耳（1kwh=3.6mj=3.6×106j）。
单位时间内电流所做的功，叫做电功率。用符号p表示，即
式中：—导体两端的电压，v；
—电路电流，a；
—导体的电阻，ω；
—作功的时间，s；
—电功，j。
电功率的单位是瓦，功率较大时，电功率的单位是千瓦kw、兆瓦mw。（1mw=103kw=106w）
当电流通过电阻时，要消耗能量而产生热量，这种现象称为电流的热效应。根据能量守恒定律，电路中消耗的功率将全部转换成热功率，即：pr=0.
24i2r（卡/秒）。式中0.24为电、热功率的转换系数（热功当量），即每瓦电功率为0.
24卡/秒的热功率。
我们常用的电炉、白炽灯、电烙铁、电烘箱等都是利用电流的热效应而制成的电器。
第三节单相交流电路。
一、正弦交流电概念。
大小和方向都随时间作周期性变化的电压和电流，分别叫交流电压和交流电流，统称交流电。按正弦规律变化的交流电叫做正弦交流电。
大小和方向不随时间变化的电压和电流分别叫做直流电压和直流电流，统称为直流电。如直流发电机、蓄电池等。
瞬时值：正弦交流电在某一瞬间的数值称为瞬时值。
最大值：正弦交流电在一个周期中所出现的最大瞬时值称为最大值。
有效值：交流电的有效值是指在热效应上同它相当的直流值。正弦交流电的有效值等于最大值的倍。
周期：交流电每交变一次所需的时间，通常用t表示，单位是秒。
频率：每秒内交流电交变的周期数或次数叫做频率，用f表示，单位是赫兹。周期和频率互为倒数，即：
我国工业上使用的正弦交流电的频率为50hz, 习惯上称为工频。
角频率：正弦交流电表达式中的项中，通常称为角频率或角速度。它表示交流电每秒钟内变化的角度。
正弦交流电常用的表示方法有：解析法、图形法和矢量法三种。
1、用一个数字子来表示交流电的方法称为解析法。
2、用波形图来表示交流电的方法叫图形法，也叫曲线图法。
3、用矢量来表示交流电的方法叫矢量法。这是一种能比较简便直观的表示交流电的方法。
二、单相交流电路分析。
1、纯电阻电路
2、纯电感电路。
3、纯电容电路。
第四节三相交流电路。
一、三相交流电动势的产生
概括的说，三相交流电是三相交流发电机产生，经三相输电线输送到各地的对称电源。三相电源对外输出的为eu、ev、ew三个电动势，三者之间的关系为：大小相等、频率相同、相位上互差120°。
三相电动势达到最大值的先后次序叫相序。正序为u-v-w-u；反之为逆序。常用黄、绿、红三色分别表示u、v、w三相。
二、三相电源的连接。
在三角形联结中，。
电力系统的负载分为两大类，一类是单相负载，如照明等。一类是三相负载，如大多数电动机等动力负载。在三相负载中常用的绕组连接方式有星形接法（y）和三角形接法（△）
在星形（y）和三角形（△）接法中，所谓线电压是两相之间的电压（用来表示），相电压是指每相绕组始末端的电压（用来表示）。线电流是表示相线流过的电流（用来表示），相电流则表示每相绕组流过的电流（用来表示）。
在y接法中，，
在△接法中，，
、三相电源绕组的星形联结：将三相电动势的末端联成一个公共点的联结方式，称为星形（y）联结。该公共点称为电源中点，用n表示。
由三个电动势始端分别引出三根导线称相线或端线。从电源中点引出的导线称中性线或零线。
有中性线的叫三相四线制；无中性线的叫三相三线制。三相四线制电源可以提供的电压有线电压和相电压两种，二者关系为：且线电压超前相电压30°。
、三相电源绕组的三角形联结：将三相电动势中每一相的末端和另一相的始端依次相接的联结方式，称为三角形（△）联结。
三、三相负载的功率。
不论负载是y接还是△接，只要三相电路对称，只要三相功率对称，就等于3倍的单相功率。用相电压和相电流表示可写成：
如用线电压和线电流表示，则三相功率可写成：
式中：p—有功功率；
q—无功功率；
s—视在功率。
如果三相负载不对称，则应分别计算各相功率，三相功率等于各相功率之和。
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