电力系统基本知识.pdf

学习单元1.1电力系统基础知识电路系统的基本知识包含很广泛，有电路的基本知识，有磁路的基本知识，有电磁感应现象，还有日常生活中使用的交流电和三相交流电等很多知识，只有把这些相关的基本知识掌握后才能更好的进行电气线路的相关操作。学习目标1）能够知道电路基础知识；2）能够掌握电磁感应和磁路的基本知识3）能够知道交流电和三相交流电路的基本知识学习任务电路基本知识；电磁感应和磁路；交流电和三相交流电；学习内容1.1.1电路基础知识一、电流和电路1.电荷与电流失去电子或得到的电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为C（库或库伦）。库是很大的单位，常用的电量是uC（微库或微库伦），1C=106uC。电流是带电微粒的定向移动。通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向。大小和方向不随时间变化的电流称为直流电流；大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。电流的符号是I、i，电流的单位是A（安）、mA（毫安），1A=1000mA。2.电流单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流，用符号I表示。如果在t秒钟内通过导体横截面的电量是Q，则：QIt电流的单位是安培（A），计算微小电流时以毫安（mA）或微安（uA）为单位，它们的关系是：361A10mA10uA电流很大时，以千安（kA）为单位。1KA103A3.电路在电的实际应用中，从最简单的手电筒的工作到复杂的电子计算机的运算，都是由电路来完成的。（1）电路的组成及电路元件的作用电路就是电流所流经的路径，它由电路元件组成。当合上电动机的刀闸开关时，电动机立即就转动起来，这是因为电动机通过导线经开关与电源接成了电流的通路，并将电能转换成机械能。电动机、电源等叫做电路元件，电路元件大体可分为四类：①电源②负载③控制电器和保护电器④导线电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。（2）电路的状态①通路②短路③断路二、电场、电场强度1.电场电场存在于带电体周围，能对位于该电场中的电荷产生作用力——电场力、电场力的大小与电场的强弱有关，这又与带电体所带的电荷量多少有关。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。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，即：FEQ式中E——电场强度，eN;tF——电荷所受的电场力，N；Q——正电荷的电量，C。三、电位、电压、电动势1.电位在电场力作用下，单位正电荷由电场中某一点移到参考点（电位为零）所做的功叫该点的电位。2.电压电场力把单位正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。即：WUQ式中，W——电荷所做的功，J；Q——电荷量，C。电压的单位是伏特（V）。3.电动势要使电流持续不断沿电路流动，就需要一个电源，把正电荷从低电位移向高电位，这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力，叫做电动势，单位是伏特（V）。四、导体、绝缘体与导体电阻1.导体能够传导电流的物体为导体。常用的导体是金属，如银、铜、铝等。金属中存在着大量的自由电子。当导体与电源接成闭合回路时，这些自由电子就会在电场力的作用下朝一定方向运动形成电流。2.绝缘体能够可靠地隔绝电流的物体叫做绝缘体。如橡胶、塑料、陶瓷、变压器油、空气等都是很好的绝缘体。导体和绝缘体并没有绝对的界限，在一般状态下是很好的绝缘体，当条件改变时也可能变为导体。例如干燥的木头是很好的绝缘体，但把木头弄湿后，它就变得容易导电了。3.电阻在导体两端加上电压，导体中就会产生电流。从物体的微观结构来说，电子的运动必然要和导体中的分子或原子发生碰撞，使电子在导体中的运动受到一定阻力，导体对于电流的阻碍作用，称为电阻。不同材料的导体，对电流的阻碍作用也是不尽相同的。有的导体电阻很小，则表示它的导电能力好；有的导体电阻很大，则表示它的导电能力差。电阻用R表示，单位是欧姆，其符号为“Ω”。常用的单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。在实验中发现各种材料的电阻率会随温度而变化。一般金属的电阻率随温度的升高而增大，人们常利用金属的这种性质制作电阻温度计。但有些合金，例如康铜和锰铜的电阻率随温度变化特别小，用这些合金制作的导体，其电阻受温度影响也特别小，所以常用来作标准电阻。五、欧姆定律在电路中，电压可理解为产生电流的能力。欧姆定律是表示电路中电压、电流和电阻这3个物理量之间关系的定律。该定律指出，在图2-1所示的局部电路中，流过电阻R的电流I与加在电阻两端的电压U成正比，而与电阻成反比。其表达式为UUUIR或I或RRI式中U——电路上的电压，V；I——流经电路的电流，A；R——电路的电阻，Ω。从欧姆定律可知，在电路中如果电压保持不变，电阻越小则电流越大；而电阻越大则电