建筑供配电系统---第一节 电工基本知识.doc

电能在各种形式的能量中占有重要的地位,在现代工业、农业、国防、科技以及日常生活中得到广泛的应用,原因是电能的生产、输送、使用及控制都十分方便,而且电能和各种能量都可以比较容易地通过转换设备相互转换。
本节主要介绍电工的基本知识,包括电路的结构、电流、电压等基本物理量,交流电的基础知识,电力变压器工作原理,电动机的种类以及调速方式等。通过学****要求能掌握电路的组成及相关的基本物理量的意义及其单位符号,了解正弦交流电三要素的定义,掌握单相和三相负载的连接方法,了解电力变压器的组成和工作原理以及理解电机的结构和调速方法。
一、电路的基本概念

电路就是电流所流经的路径。作用是实现电能的传输和转换。电路的形式是多种多样的,无论复杂还是简单,通常一个完整的电路由电源、负载、开关和保护装置及连接导线等五部分组成。

物理量名称
意义
符号
单位名称
单位符号

电流
单位时间内通过导体截面的电能量或电荷量
I(i) 安培 A
电压
电场中两电位的差值叫两点间的电压或电压降
U(u)
伏特
V

电功率
在单位时间内电路中电流产生的或者消耗的电能
P
瓦特
W

电阻
反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物理量
R
欧姆



电路的三种状态:通路(额定工作状态)、短路和开路。
①开路状态是电路的开关断开,电路中没有电流通过的状态,特征是电路电流为零。
②短路状态是电源未经负载而直接由导体构成闭合的回路,特点是短路电流很大。
③额定工作状态是各种电气设备的电压、电流及功率等都在其额定值,即电路处于正常工作状态。
二、交流电
由于交流电具有生产容易、成本低廉、便于输送和控制、易于转换和测量的优点,从而得到广泛的应用,而且通过整流设备能方便地把交流电变换成直流电。

直流电和交流电的区别是:直流电的方向不随时间的变化而变化;而交流电的方向却随着时间的变化而变化。由于交流电波形是按照正弦曲线的规律变化,所以称之为正弦交流电。
正弦交流电电流瞬时值表达式为
式中包括正弦交流电的三要素:交流电最大值Im、角频率w、初相角j。可见,交流电由三要素确定。
正弦交流电的基本物理量如下所述。
名称
定义

最大值
交流电在正、反方向对其数值达到的最高点。用Im表示

周期
交流电流每重复变化一次所需的时间叫周期。用T表示,单位:s(秒)

频率
交流电流的瞬时值每秒重复的次数称为频率。用f表示,单位:Hz(赫兹)

相位
相位是表示交流电在某一瞬间所变化的电角度

角频率
表示交流电每秒钟内变化的电角度。用w表示,单位:弧度/秒

初相角
正弦量在t=0时刻的相位叫做初相位或初相角。用j表示

有效值
交流电流和直流电流通过同一电阻时产生的热量相等,这个直流电流的大小作为交流电的有效值。用I、U表示

瞬时值
交流电在某一时刻的大小称为这一时刻交流电的瞬时值

交流电的有效值与最大值的关系为
我们通常所讲的交流电数值及交流电表测出的数值都是交流电的有效值或称为额