電工持證上崗培訓(xùn)資料-文庫吧

【正文】 都存在磁場(chǎng)。磁場(chǎng)具有力和能的特征。磁感應(yīng)線能形象地描述磁場(chǎng)。它們是互不交叉的閉合曲線，在磁體外部有N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極，磁感應(yīng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的 磁場(chǎng)方向，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。1．2描述磁場(chǎng)的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度B：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線有效長(zhǎng)度L的乘積IL的比值即為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B＝F/IL，單位：特斯拉。磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量，它與電流之間的方向關(guān)系可用右手螺旋定則來確定。磁通∮：磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與它垂直方向的某一截面積S的乘積，稱為通過該面積的磁通，即∮＝BS，由上式可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看作與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過的磁通，故又稱為磁通密度，通常稱為“韋”。磁通∮是描述磁場(chǎng)在空間分布的物理量。磁導(dǎo)率u是說明媒體介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。1．3定則電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則（又稱右手螺旋法則）來判斷。安培定則既適用于判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，也可用于在已知磁場(chǎng)方向時(shí)判斷電流的方向。，以右手拇指的指向表示電流方向，彎曲四指的指向即為磁場(chǎng)方向。：以右手彎曲的四指表示電流方向，拇指所指的方向即為磁場(chǎng)方向。3．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的受力方向，用左手定則來判斷。平伸左手，使拇指垂直其余四指，手心正對(duì)磁場(chǎng)的方向，四指指向表示電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)體的受力方向。可用下式來表示：? F＝BILsina? F－通電導(dǎo)體受到的電磁力? B－磁感應(yīng)強(qiáng)度? I－導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度? L－導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度? a－電流方向與磁感應(yīng)線的夾角從上式可以看出：當(dāng)a＝90176。時(shí)，sin90176。＝1，導(dǎo)體受到的電磁力最大；當(dāng)a＝0176。時(shí)，sin0176。＝0，此時(shí)導(dǎo)體受到的電磁力最小，為零。1．4電磁感應(yīng)現(xiàn)象我們把變動(dòng)磁場(chǎng)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，也稱“動(dòng)磁生電”。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。，其大小為e=Blvsina,可用右手定則判斷。e=Blvsina? B－磁感應(yīng)強(qiáng)度? V－導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度? a－速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角? L－導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度? e－感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右手定則內(nèi)容：平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對(duì)磁場(chǎng)方向，以拇指指向表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。當(dāng)穿過線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在線圈回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。二、楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律：指出了變化的磁通與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在方向上的關(guān)系。即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。也就是說，當(dāng)線圈中的磁通要增加時(shí)感應(yīng)電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁通去阻礙它的增加；當(dāng)線圈中的磁通要減少時(shí)，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通將阻礙它減少；如果線圈中原來的磁通量不變，則感應(yīng)電流為零。該定律可用來判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向，具體步驟為：（1）首先判斷原磁通的方向及其變化趨勢(shì)（增加或減少）。（2）確定感應(yīng)電流的磁通方向和原磁通是同向還是反向。（3）根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向，用右手螺旋定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向。應(yīng)當(dāng)注意：必須把線圈或直導(dǎo)線看成一個(gè)電源，在線圈或直導(dǎo)線內(nèi)部，感應(yīng)電流從電源的“－”端流到“＋”端；在其外部，從“＋”端經(jīng)負(fù)載流回“－”端。在線圈或直導(dǎo)體的內(nèi)部，感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同。2．2法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）成正比。即 e=△∮/△t（單匝線圈）式中的負(fù)號(hào)，表示了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和磁通變化的趨勢(shì)相反。e=n△∮/△tn－線圈匝數(shù) △∮－n匝線圈的磁通變化量△t磁通變化△∮所需時(shí)間 e－在△t時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值在實(shí)際應(yīng)用中常用楞次定律來判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，而用法拉第電磁感應(yīng)定律來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小（取絕對(duì)值）。這兩個(gè)定律是電磁感應(yīng)的基本定律。三、自感和互感3．1由于電流線圈本身所產(chǎn)生的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫自感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱自感。線圈中通過每單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱為自感系數(shù)，也稱電感，用L表示L＝∮/I單位亨利（H）。自感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。其大小不僅與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關(guān)，而且與線圈中媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有密切的關(guān)系。自感電動(dòng)勢(shì)的方向也可用楞次定律來判斷，即線圈中的外電流增大時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相反；外電流減小時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相同。自感電動(dòng)勢(shì)的大小也遵從法拉第電磁感應(yīng)定律。自感對(duì)人們來說既有利又有弊。例如：日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動(dòng)勢(shì)來點(diǎn)燃燈管的，同時(shí)也利用它來限制燈管的電流；但是在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感兩端的自感電動(dòng)勢(shì)很高，在開關(guān)處會(huì)產(chǎn)生電弧，容易燒壞開關(guān)或損壞設(shè)備的元器件，這要盡量避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡(jiǎn)單的辦法是在開關(guān)或電感兩端并接一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杌螂娙荩蛳葘㈦娮桦娙荽尤缓蟛⒔拥诫姼袃啥耍屪愿须娏饔幸粭l能量釋放的通路。3．2由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈感應(yīng)的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱互感。互感電動(dòng)勢(shì)的大小正比于穿過本線圈磁通的變化率，或正比于另一個(gè)線圈中電流的變化率。當(dāng)兩個(gè)線圈互相平行且第一個(gè)線圈的磁通變化全部影響到第二個(gè)線圈時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最大；當(dāng)兩個(gè)線圈互相垂直時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最小。和自感一樣，互感也有利有弊。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的各種變壓器、電動(dòng)機(jī)都是利用互感原理工作的。但在電子電路中，若線圈的位置安放不當(dāng)，各線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)互相干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)電路無法工作。為此，人們常把胡不相干的線圈的間距拉大或把兩個(gè)線圈的位置垂直布置，在某些場(chǎng)合下還須用鐵磁材料把線圈或其它元件封閉起來進(jìn)行磁屏蔽。第三章 三相交流電的相關(guān)知識(shí)一、概述1交流電的概念如果電流或電壓每經(jīng)過一定時(shí)間 （T ）就重復(fù)變化一次，則此種電流、電壓稱為周期性交流電流或電壓。如正弦波、方波、三角波、鋸齒波 等。 記做： u(t) = u(t + T ) TutuTt2正弦交流電路 如果在電路中電動(dòng)勢(shì)的大小與方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，由此產(chǎn)生的電流、電壓大小和方向也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。正弦量的特征表現(xiàn)在變化的快慢、大小及初始值三個(gè)方面，而它們分別由頻率、幅值和初相位來確定，所以， 頻率、幅值和初相位稱為確定正弦量的三要素。3正弦交流電的優(yōu)越性：便于傳輸、便于運(yùn)算、有利于電器設(shè)備的運(yùn)行。4正弦交流電的方向正弦交流電也有正方向,一般按正半周的方向假設(shè)。5 直流電和交流電的根本區(qū)別：直流電的方向不隨時(shí)間的變化而變化，交流電的方向隨著時(shí)間的變化而變化。 二、正弦波的特征量最大值、角頻率、初相位Im為正弦電流的最大值jji因?yàn)榻涣麟姷拇笮∈请S時(shí)間而變化的，所以在研究交流電路時(shí)采用最大值就不夠方便，通常用有效值來表示。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V，也是指供電電壓的有效值。若購得一臺(tái)耐壓為 300V 的電器，是否可用于 220V 的線路上?電器~ 220V最高耐壓 =300V最大值：正弦交流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值叫正弦交流電的最大值，又稱峰值、振幅，用Em、Um、Im表示有效值：使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上，如果在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的大小叫做相應(yīng)交流電的有效值，用E、U、I表示。正弦交流電表示方法有三：解析法、波形圖、失量圖。 角頻率iT描述變化周期的幾種方法 1. 周期 T： 變化一周所需的時(shí)間。 單位：秒，毫秒..2. 頻率 f： 每秒變化的次數(shù)。單位：赫茲，千赫茲 ...3. 角頻率 ω： 每秒變化的弧度。單位：弧度/秒 初相位∮：t = 0 時(shí)的相位，稱為初相位或初相角。：正弦波的相位角或相位i說明：∮給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，常用于描述多個(gè)正弦波相互間的關(guān)系。相位領(lǐng)先先領(lǐng)先于同相位落后于相位落后小結(jié)：交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間稱為周期，用T表示交流電在一秒內(nèi)重復(fù)的次數(shù)稱為頻率，f表示，f=1/T正弦交流電每秒內(nèi)變化的電角度稱為角頻率式e=Emsin(wt+∮)中（wt＋ ∮）稱為交流電的相位或相角，反應(yīng)正弦交流電的進(jìn)程,t=0時(shí)的相位叫初相位或初相。兩個(gè)同頻率交流電的相位之差叫相位差。如果一個(gè)交流電比另一個(gè)交流電提前達(dá)到零值或最大值叫前者超前、后者滯后，習(xí)慣上超前和滯后的角度以不超過180176。為限。綜上所述：正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。它們是表征正弦交流電的三個(gè)重要的物理量。因此，常把最大值（有效值）、角頻率（頻率）、初相位稱為正弦交流電的三要素。3. 單一參數(shù)的正弦交流電路根據(jù) 歐姆定律 uiR設(shè) 則電阻電路中電流、電壓的關(guān)系電阻電路中的功率瞬時(shí)功率 p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積 uiR ωtuipwt 結(jié)論：P≥0（耗能元件）P隨時(shí)間變化P與UI2 成比例小結(jié)：純電阻交流電路中，電壓與電流同向，即相位差為零；電壓與電流頻率相同；電壓與電流的有效值關(guān)系為：I=U/R電阻要消耗功率，是耗能元件。基本關(guān)系式： 基本關(guān)系式：設(shè)則：電感電路中電流、電壓的關(guān)系設(shè)：1. 頻率相同2. 相位相差 90176。 （u 領(lǐng)先 i 90 176。）iu3. 有效值電感電路中的功率 感抗（Ω）則：定義：1. 瞬時(shí)功率 p ：iuLiuLuiiuiuiui+ P儲(chǔ)存能量P 0P 0+P 0P 0P 0釋放能量2. 平均功率 P （有功功率）結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量 交換（能量的吞吐）。3. 無功功率 的定義：電感瞬時(shí)功率所能達(dá)到的最大值。用 以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。Q 的單位：乏、千乏 (var、kvar) 小結(jié)：純電感交流電路中，電壓在相位上比電流超前90176。，電壓與電流的有效值關(guān)系為：I=U/XL，其中XL=2πfL,稱為感抗，單位為Ω電壓與電流二者頻率相同在純電感電路中平均功率為零感抗只表示電壓和電流最大值或有效值的比值，不能表示電壓和電流瞬時(shí)值的比值，因?yàn)殡妷汉碗娏鞯南辔徊煌ｋ娙菔莾?chǔ)存電荷的器件，外加電壓使電容儲(chǔ)存電荷叫充電，而電容向外釋放電荷時(shí)叫放電。電容充放電的特點(diǎn)：(1)電容在儲(chǔ)存和釋放電荷的過程中，必然在電路中產(chǎn)生電流。但這個(gè)電流并不是從電容的一個(gè)極板穿過絕緣物到達(dá)另一個(gè)極板，而是電荷在電路中移動(dòng)。平時(shí)我們說得電容電流就是指這種電荷在電路中移動(dòng)所引起的電流，即充放電電流。(2)電容兩端的電壓是隨著電荷的儲(chǔ)存和釋放而變化的。當(dāng)電容中沒有儲(chǔ)存電荷時(shí)，其兩端的電壓為零；當(dāng)儲(chǔ)存的電荷增加時(shí)，其兩端的電壓逐漸升高，最后等于電源電壓；當(dāng)電容釋放電荷時(shí)，其兩端的電壓逐漸下降，最后為零。(3)當(dāng)電容充電結(jié)束時(shí)，電容兩端雖仍加有直流電壓，但電路中電流卻為零，這說明電容具有隔離直流電的作用。若電容不斷的充放電，電路中就始終有電流通過，這說明電容具有能通過交變電流的作用。也就是我們平常所說的“隔直通交”的性質(zhì)。基本關(guān)系式::設(shè)：uiC則：電容電路中電流、電壓的關(guān)系1. 頻率相同2. 相位相差 90176。 （u 落后 i 90176。 ）iu