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特种作业人员培训


b
I1 I2
支路:ab、ad、… ... (共6条)
a
I6
R6
节点:a、 b、… ...
c
(共4个)
I4 I3
I5 d
+
_
E3
R3
回路:abda、 bcdb、 … ... (共7个)
网孔:abda、 bcdb、 adca(共3个)
3、常用的电路元件符号 电阻 电容 电灯
电感 A
电流表
开关Leabharlann 或 接地 V 电压表(4) 根据欧姆定律、串联电路、并联电路的特点列方程进行 计算。
R4
R5
R1
R2
R3
A
U
B
四、电路功率
1、电功率:就是单位时间内电场力所做的功
如图,R为一个电阻,它两端的电压是U,通
I +
U
过的电流是I,单位时间内电场力在电阻上做
A
B
的功应为电压与电流的乘积,即
R
P = UI = I R2=
=U 2U G 2 R
例题: 一盏100W、220V的电灯,灯泡的电阻是 484 Ω,当电源电压为220V时,求通过灯泡 的电流
解:已知电灯的电压和电阻,通过灯泡的电流为:
I = U = 220 ≈ 0.455(A) R 484
由欧姆定律可知,电阻有电流通过时,两端 必有电压,通常导线都是有电阻的,当用导 线传输电流时,就产生电压,输电线路上的 电压降低的数值叫做电压损失。
※ 电路的相关定律
一、欧姆定律
反映电阻元件两端的电压通过该元件的电流同电阻三者关系 的定律
电路见图1-4,表达式为
I =U R
I +
U
R
式中
I —— 电流,A U —— 电压,V R —— 电阻,Ω
由上式可知,通过电阻元件的电流与电阻两端 的电压成正比,而与电阻成反比。
图1-4 欧姆定律电路
电阻两端的电压方向是由高电位指向低电位,并且 电位是逐点降落的,因而通常把电阻两端的电压称为“ 电压降”或“压降”。
电流分为直流电流和交流电流两种
直流电流中电流的大小随时间变化,而方向不随时间变化的称为脉动直流电流,如:正弦波脉动 直流,三角波脉动直流,矩形波脉动直流等。下图是电流的几种类型。
电流的大小及方向都不 随时间变化
电流的大小及方向均随 时间变化
2、电压的基本概念
电场力把单位电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压, 电压也是指电场中某两点之间的电位差。
4、电路的作用: (1)实现能量的传输、分配和转换. (2)实现信号的传递与处理。
(3)信息的存储。
例如:手电筒电路
中间环节 电 源
电源: 其它形式的能量(信号 )
电能 (电信号)
负载
负载: 电能(电信号) 其它形式的能量(信号 )
* 一般不希望中间环节产生能量或 信号的转换
二、电路图
1、什么是电路图
U1 IR1 U2 IR2 U3 IR3
U3 IR3
串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻 的阻值成正比,电阻越大分配的电压越大, 电阻越小分配的电压也越小。
(3) 电阻的并联电路
+
I3
I2
I1
将若干个电阻的一端共同连接在电路的一点上,把它们的 U
另一端共同连接在电路的另一点上,这种连接方式叫做电
式中
P ——电功率,W G —— 电导,S
电功率的换算关系为
1KW = 10 W3 1MW = 10 K3 W = 10 W6 1mW = 10 -W3
例题:一只220V、100W的灯泡,当接到电压 为220V的电源上时,通过灯泡的电流为多大 ?灯泡的电阻是多少?
解: P 100
I = U= 20≈0
产生电流必须具备两个条件: 第一,导体内要有作定向移动的自由电荷,这是形成电流的内因; 第二,要有使自由电荷作定向移动的电场,这是形成电流的外因。
其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向) 其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量,称为电流强度(简称电流), 用符号 I 表示。
I=Q t
2、电路的基本组成
图1-1 简单电路
电路的基本组成包括以下四个部分:
(1)电源(供能元件):为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。 (2)负载(耗能元件):使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电设备)。
(3)控制器件:控制电路工作状态的器件或设备(如开关、熔断器等) (4)联接导线:将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
2、电场强度 电场强度是衡量电场强弱的一个物理量,既有大小又有方向
E= F Q
式中
E —— 电场强度,N/C F —— 电荷所受的电场力 ,N Q —— 正电荷的电量,C
电场中任意一点的电场强度,在数值 上等于放在该点的单位正电荷所受电 场力的大小,其方向是正电荷受力的 方向。
二、电流和电压 1、电流的基本概念 金属导体中的自由电子是运动的,并且是无序的运动,当存在外电场时,金属导体中的自由电 子在电场力作用下定向移动,这就形成了电流。因此说电路中电荷沿着导体有规律的定向运动形 成电流。
式中 Q —— 通过导体截面的电量,C t —— 通过电量所用的时间 ,S
电流的实用单位有千安(kA)、毫安mA、微安μA、 它们与安培的换算关系为
1mA = 1A = 1 kA =
μA10 3
mA
10A 3
10 3
t 为时间间隔,时间的国际单位制为秒(s) 电量 Q 的国际单位制为库仑(C) 电流I 的国际单位制为安培(A)
实际上1 kw●就h 是平时所说的 1 度电
例题:一台10 kw电炉,每天工作8h,求一个 月30天要用电多少千瓦时?
解:
电炉每天用电为
W1 = P t1 = 10 × 8 = 80(
) kw ●h
电炉每天用电为
W = 30×W1 = 30 ×80 = 2400( )
kw ●h
注意!
电能和电功率是两个不同的概念,两者既有联系又有区别。电能是指一段时间 内电流所做的功,或者说一段时间内负载消耗的能量;电功率是指单位时间内电 流所做的功,或者说是指单位时间内负载消耗的电能。电功率用瓦特表测量,电 能用瓦时表(即电能表)来计算。电能和电功率常用的单位分别是千瓦小时和瓦。
在实际工作中,为便于分析、研究电路,通常将电路的实 际元件用用图形符号便是在电路图中。图1-2所示的手电
US
筒电路
S R
电路图也称为电路原理图
2、常用电路名词 支路:只有两个端点与电路其他部分相连的无分支电路,如图1-3电 路中的ED、AB、FC均为支路,该电路的支路数目为b = 3。
图1-2 手电筒电路原理图
直流电压 如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简 称为直流电压,用大写字母U表示。
交流电压
如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压。对电路分析来说,一种最 为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正 弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
I
解:根据基尔霍夫定律列出电流的方程式 :
I - I1 - I2 - I3 = 0
+
U= W Q
式中 U —— 电压,V W —— 电荷所做的功,J
Q —— 电荷量,C
电压就是电压降;电压的方向规定为 从高电位指向低电位的方。
电压的国际单位制为伏特(V)
常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等,它们与伏特的换算关系为
1mV = 10μ3 V 1V = 10 m3 V 1 kV = 10 3V
0.455 (A)
U2 U R = P= =I
220 0.≈455
484 (Ω)
2、电能:就是用来表示电场力在一段时间内所做的功。
电动机、电灯的功率只表示它工作能力的大小,而它们所完成的 工作量,不仅决定于其功率的大小,还与它们工作的时间长短有 关
式中
W=Pt
P —— 功率,KW t —— 时间,S W —— 电能,kw h ●
I1 + I2 = I3
I1 R1
A
R2
I3
如果将上式 I3 移到左边可得:I1 + I2 - I3 = 0
U1 +
R3
-
即流入(或流出)电路任一节点的各电流的代数和等于零
∑ I=0
I2
+ -
U2
符号∑表示“ 代数和 ”
图1-5
例题:如图 1-6 所示,已知 I1 为1A,I2 为2A,I3 为1A, 试求电源发出的总电流 I 。
电压不但有大小,而且是有方向的。电压总是对电路中的两点而言的,如果正电荷从a点移动到b点是 释放能量,则a点为高电位,b点为低电位。规定电压的实际方向是由高电位指向低电位的方向。电压方 向可以用箭头来表示,也可以用双下标表示,双下标中前一个字母代表正电荷运动的起点,后一个字母 代表正电荷运动的终点,电压的方向则由起点指向终点。还可以用“+”、“-”符号来表示电压的方向。
R
R
R
阻的并联连接,如图(a)所示,图(b)为其等效电路。
3
2
1
I1 A I2
R1 R2 R3 B
I I3
U
+
-
(a)并联电路
图1- 三个电阻并联电路
R
A
B
I I3
U
+
-
(b)等效电路
并联电路中电路的总电流等于 通过各并联电阻的分电流之和。
(3) 电阻的混联电路
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