电工上岗证 考试 培训

电工上岗证考试培训第一章电工基础知识1-1电路的基本知识和基本定律按电流的性质不同分为交流电和直流电交流电电流的大小和方向随时间作周期性变化若变化符合正弦规律，称之为正弦交流电直流电电流的大小和方向不随时间变化若大小始终不变称为恒稳直流电

一、直流电路的组成电源、负载和中间环节

1、电源:将其他形式的能转变为电能，作为供能者

2、负载:将电能转变为其他形式的能，作为耗能者

3、中间环节导线和开关负责传输、控制与分配1电源本身电流的通路称之为I电流的形成:在电场力作用下，自由电荷有规则的定向移动就形成了电流电流的方向:规定正电荷的运动方向为电流的正方向，与负电荷的运动方向相反电流方向用一个箭头表示2金属导体中电流方向与负电荷运动方向相反电流的大小用电流强度I表示电流强度单位时间单位:安培At磁场强度H的单位:安培/米A/m同样的导线，通过同样的电流，在同一相对位置的某一点来说，如果磁介质不同，就有不同的磁感应强度，但有相同的磁场强度

4、磁导率:表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力磁导率磁导率的单位:亨/米H/m真空的磁导率为常数，用表示004107H/mO16磁场内某点的磁场强度H只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性无关;而磁感应强度B与磁场媒质的磁性有关

三、右手螺旋定则电生磁

1、通电直导线磁力线方向判定右手握住导线，伸直拇指，使拇指指向电流方向，则其余四指所围绕的方向就是磁场方向通电直导线的磁力线是以导线为圆心的同心圆离圆心越近磁力线越密，磁性越强

2、通电线圈磁力线方向判定17右手握住线圈，伸出拇指，拇指指向为磁场方向，四指所围绕的方向为线圈中电流的方向通电线圈的磁力线与条形磁体的磁力线相同通电线圈产生磁场是所有继电器、电机与电磁阀的电磁系统工作原理右手螺旋定则不仅可以通过已知电流方向，求得磁场方向；也可以通过已知磁场方向，判定电流方向

四、磁场对载流导体的作用与左手定则载流导体在磁场中会受磁场的作用发生运动导体所受的力称作电磁力是一切电动机的工作原理电磁力的方向用左手定18则判定:伸出左手，大拇指与四指垂直，磁力线从掌心穿入，四指方向为电流方向，大拇指的指向为电磁力的方向电磁力的大小，与通过导体的电流大小、磁场大小与导体在磁场中的有效长度成正比FBILsin为磁力线与载流导体的夹角

五、电磁感应导体在切割磁力线口寸，会在导体上产生感应电动势，若导体构成回路就会产生感应电流的现象称之为电磁感应是一切发电机的工作原理感应电动势的方向用右手定则判定伸出右手，大拇指与四指垂直，磁力线从掌心穿入，大拇指的19指向为切割电磁力的方向，四指方向为感应电动势方向感应电动势的大小，与导体的切割速度，磁场大小与导体在磁场中的有效长度成正比eBLvsin为磁力线与导体切割方向的夹角

六、自感与互感现象

1、自感流过线圈自身电流的变化，使线圈中的磁场发生变化，在线圈中产生自感电动势的现象衡量线圈产生自感电动势大小的量称为电感，用L表示LNi单位:亨利H线圈匝数越多，线圈中单位电流产生的磁通越大，电感量越大20电感是线圈的固有参数，大小决定于线圈的匝数、形状和介质磁导率电感现象有利有弊有利:应用于日光灯的起辉有弊:感性负载开路时产生很高的感应电动势，产生电弧

2、互感两个线圈放得很近，或同绕在一个铁芯上，其中一个线圈中电流发生变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感是变压器的工作原理211-3单相交流电路

一、交流电的基本概念电流的大小和方向随时间作周期性变化若变化符合正弦规律，则称之为正弦交流电

二、交流电的三要素最大值、角频率、初相位.最大值振幅:正弦量瞬时值中的最大值，叫振幅值，也叫峰值用大写字母带下标“m”表示，如Um、Im等交流电的瞬时值与最大值都不能反应交流电的做功能力故引入正弦量的有效值这一概念将一个直流电流I和一个交流电流i分别通过同一电阻R在同一段时间T内22所产生的热量相等，那么这个直流电流I的数值就叫做交流电流i的有效值由此得出有效值和最大值关系例电压有效值为，，V则最大值为U23I1VmTm

0.707Im2UUm

0.707Um2T所有交流电流表与电压表上的读数都是有效值.角频率3角频率3表示正弦量在单位时间单位为秒S“f”表示正弦量每秒钟变化的周数，称为频率单位为赫兹Hz2322fTf=50Hz称为我国的工业频率，简称“工频”T1周期和频率互成倒数，即ff1T.初相位iIsinttmi例如:交流电函数表达式中正弦量解析式中t■的称为相位角t=0时，相位为力，称其为正弦量的i初相位2fi图示正弦量的三要素幅值为Im、角频率为、初相为

三、相位差相位差指两个同频率正弦量的相位之差如下例两个同频率的正弦量只有24同频率的交流电才讨论相位差uUsinatuUsinat与t\“11T111211122121212相位差同频率正弦量的几种相位关系1超前关系0称第一量超前第二量2滞后关系0称第一量滞后第二量，也且，可称第二量超前第一量3同相关系=0称这两个正弦量同相反相关系称这两个正弦量反相例判断下图正弦量的相位关系12121212121225bul超前u2;cil和i2反相;—滞后11au和i同相;

四、正弦量的相量表示

1、波形图

2、解析式iImsint上图可用解析式:表示

3、相量表示法i26用复数来表示正弦量方法叫正弦量的相量表示法iIsintIIeIi■设某正弦电流解析式为:则其相量表达式为

4、相量图相量图就是把正弦量的相量画在复平面上，只有同频率的交流电的相量才可以画在同一张相量图上tmiJ.ti例已知两个正弦电压ul141sintu

270.5sint3v6v写出u和u的相12量，并画出相量图141100V

32370.5u2U250~V332u1UI.相量图如图

275、求两个同频率正弦量之和作相量图，按照矢量的运算法则求相量和即“平行四边形法则”1U2U■与的和如下图所示，用“平行四边形法则”求

五、交流电路的常用元件

281、纯电阻元件UI1电流和电压的有效值关系:R2电流和电压之间的相位关系为同相3电阻元件的功率瞬时功率P:元件上电压的瞬时值与电流的瞬时值的乘积叫做该元件的瞬时功率有功功率P计算瞬时功率的平均值，即平均功率，又叫有功功率功率的单位为瓦W工程上也常用千瓦kW

292、纯电感元件1电流和电压的有效值关系ULILLILXLIL或XLL2fLULUlLXLXL称为感抗，单位为Q2电流和电压之间的相位关系电压超前电流903电感元件的功率P0有功功率电感与电源之间只进行能量的交换，不消耗能量即无功功率L:电感与电源之间进行能量交换的规模等于电感元件上电压的有效值和电流的有效值的乘积302ULQLULILIXLXL2L无功功率的单位为“乏”var工程中也常用“千乏”kvar

3、纯电容元件1电流和电压的有效值关系ICcueUCUC1XCC11XCC2fCXC称为容抗，单位为Q2电流和电压之间的相位关系电流超前电压903电容元件的功率有功功率:与纯电感电路相同，电容与电源之间只进行能量的交换，不消耗能量31P0即无功功率电容与电源之间进行能量交换的规模等于电容元件上电压的有效值和电流的有效值的乘积QC和QL一样，单位也是乏var或千乏kvar1-4三相交流电路由三相正弦交流电源供电的电路称为三相电路目前，世界上电力系统所采用的供电方式，绝大多数属于三相制电路

一、三相电动势的产生及其主要特征三相正弦交流电一般由三相交流发电机产生，发电原理如图4-1a所示发电机主要由定子和转子两部分构成定子包括机座、定子铁心、电枢绕组等几部分定子铁心固定在机座里，其内圆表面冲有均匀分布的槽定子槽内对322UCQC~UCICIXC-XC2c称嵌放着参数相同的三组绕组，每组N匝图中以一匝示意称为一相，于是有三相对称绕组，每相的始末端分别用UI、U2VI、V2Wl、W2标示图4-1b是一相绕组结构示意图图4Tc为每相绕组电路模型各相绕组的始端UKVI、W1末端U

2、V

2、W2彼此间隔120发电机转子铁心上绕有励磁线圈，它以直流电流作为电源，这就形成一个可转动的磁极SN其磁通经定子铁心闭合转子由原动机驱动，按顺时针方向以川角速度匀速旋转图4-1IJs电流密度:单位截面通过的电流单位:A/mm2在直流电路中电流是均匀分布在导体横截面上的当导线中通过的电流超过允许电流时，导线会发热，甚至造成事故.电位V必须要设定参考点参考点:假设电位为零的点，也叫零电3位点参考点可按实际需要随意设定一般电力系统以大地作为参考点，电子线路以电源负极性端做参考点电位的大小:该点到参考点的电压单位:伏特V参考点发生变化电位的大小随之发生变化.电压U电压在电场力的作用下，将单位正电荷从高电位移到低电位所做的功UVV电压的方向高电位指向低电位电压的大小:两点之间的电位差单位伏特V.电动势E在电源力的作用下，在电源内部，将单位正电荷从电源的负极搬到正极所做的功oabab电动势的方向:从电源的负极性端指4向正极性端电源的电动势是一个定值，与外电路负载大小无关单位:伏特V由电磁感应定律，三相绕组中会产生频率相同、幅值相等、相位彼此互差33120的三相正弦交流电动势，感应电动势的正方向由各相绕组的末端指向始端，如图4-1b、c所示，称为三相对称电动势即三相电动势各瞬时值抵达正幅值的先后次序称为相序图4-1a所示电源相序U1V1W1称为正相序，与之相反的相序U1W1V1称为逆相序当发电机并网运行时必须严格按相序同名端连线一些三相负载的工作状态也与相序密切相关，比如给三相电动机逆相序供电，则使其反转将三相电源输出端线的任意两个接点彼此调换一次，即可获得逆相序供电相序无误才能确保系统正常工作34图4-2上图给出三相电动势波形图及相量图经计算三相对称电动势的瞬时值之和及相量之和均为零，即eee0uEvEw0E

二、三相电源的星形联结发电机供电时，三相绕组通常采用星形联结:三相绕组的末端U

2、V

2、W2联结成一点，称为中性点或零点，用N表示;三相绕组的始端U

1、VI、W1引出三条输电线LI、L

2、L3称为相线或端线火线，如图4-3a所示三相电源的星形联结由中性点也可引出一条输电线，称为中线零线uvw35图4-3相线与中性线之间的电压称之为相电压相线与相线之间的电压称之为线电压图4-3b是三相电源星形接法的线电压与相电压关系相量图，由图可知三个相电压对称，三个线电压也是对称电压，并且有各线电压相位分别超前于其下标第一字符所对应的相电压相位30角

三、三相对称负载电路我们把必须由三相电源供电的负载36称为三相负载如三相电动机等，一般其各相阻抗参数相等，是三相对称负载那些可以由单相电源供电的负载称为单相负载三组单相负载可以组合成三相负载，由三相电源供电，构成三相电路，但这种组合难以保证三相的阻抗参数完全相等，一般属于三相不对称负载三相负载可以星形Y联结接入三相电源，也可以三角形联结接入三相电源，选择哪种联结方式应根据其额定电压及工作需要而定1负载星形联结的三相电路负载星形联结有中线时，又称Y0联结，三相四线制电路模型如图4-4a所Zj\O-4图437三相四线制电路当忽略线路阻抗时，负载上的相电压、线电压等于电源电压每相负载中的电流称为相电流，可用欧姆定律分别计算由式得出电流与电压的相量关系如图4-4b所示三相负载对称是指各相阻抗相等，即，在三相对称电压作用下，三相对称负载的电流计算结果显然也是幅值相等、频率相同、相位互差120是三相对称电流，即ZZZZZ123由相量图运用相量求和可知，这时中性线上电流为零，即这种情况下即三相负载对称，中线可以省掉，成为三相三线制电路38由图4-4a可知，负载星形联结电路由相线输入的线电流有效值一般用II表示，即是每相负载上流过的相电流有效值一般用Ip表示，于是对称负载星形联结电路有如下关系各线电压相位分别超前于其下标第一字符所对应的相电压相位30角-5a所示，各2负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的电路如图4相负载彼此首尾相连，再引出三条相线接对称电源，是三相三线制电路图4-5对称负载三角形联结电路39负载两端的相电压等于电源相线间的线电压，在忽略线路阻抗时即电源线电压若仍以电源相电压为参考相量，则三相负载的相电压应为各相电流可分别求解当负载对称时有，可以算出对称负载联结电路的三相电流是频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称电流，即负载联结电路的线电流显然不等于相电流，在图4-5a所示参考方向下，由基尔霍夫电流定律可得40-5b所示，可知三个线电流也是对称电流，线电流有效值n根据相量图如图4与相电流有效值Ip的大小关系为于是对称负载联结电路有如下关系各线电流相位分别比对应的下标第一个字符与之相同的相电流滞后30o对于三相对称负载，若知道一相电流，可推知其他各相电流及线电流一般三相设备铭牌上的额定电压、额定电流指线电压ui、线电流n

四、三相不对称负载电路三相负载不对称多见于由单相负载组合构成三相电路时，或三相对称电路出现故障等情况负载不对称三相电在41-4所示，各相电压及线电压仍保持在额定值，三相四线制供电情况下，如图4电路分析同样可以各相分别进行因三相阻抗Zl、Z

2、Z3的模不等或辐角不等，使三相电流不对称，不能由一相电流推知其他电流如图4-6这时中线电流不会为零图4-6三相电流虽不对称，但电路在额定电压下仍能照常工作但负载Y0联结情况下若中线故障断开，如图4-7所示，则不对称负载中点N会产生电位偏移，N与电源中性点N之间会出现中性点位移电压，根据两结点电压公式可得42图4-7负载不对称又无中线由此可见负载上各相电压会偏离电源提供的额定值，偏离过多时会导致工作失常，甚至出现设备损毁、事故蔓延等更严重后果所以三相四线制电路的中性线干线上不允许设开关和熔断器在某些专用三相三线制供电场合，则应尽可能安排使三相负载基本均衡，让工作得以维持可见，中性线的作用就是使三相不对称负载的相电压保持对称负载联结时，若出现不对称情况，相电流及线电流计算仍按三角形接法时电流与电压的计算方法进行计算，只是不能由一相电流值推知其他相电流及线电流值43

五、三相电路的功率三相电路的功率分析一般应先计算各单相负载的功率，然后再求总功率在三相对称电路中，因为各相负载性质相同、大小相等，所以三相总的功率是单相功率的3倍，又因实际工作中三相电路的线电压、线电流参数获取比较方便功率表达式可写成44电压与电位的关系1）电路中两点之间的电压等于两点之间的电位差2）参考点改变则各点电位也随着改变3）各点电位高低与参考点选择有关4）不论参考点如何选择，任意两点间电位差（电压）不变，即，任意两点间电位差（电压）与参考点无关电动势与端电压的关系1）电源两端的电位差称为电源端电压，也称为电源电压2）电动势方向由电源负极指向正极，而电压方向则由高电位指向低电位；即5对于电源，电动势方向与电压方向是相反的3）在不接负载的情况下，电源电动势与端电压在数值上是相等的

5.电阻R导体对电流的阻碍作用就称为电阻，用字母R表示单位:欧姆（）在温度一定时，导体的电阻与导体长度成正比，与导体横截面积成反比，还与导体的材料有关即:其中RS1p-电阻率1-导体长度S-导体横截面积导体的电阻还与温度有关RR1TT•••为材料的温度系数2121一般情况下，金属的电阻随温度升高而增大;碳、半导体、电解液，其电阻通常是随着温度的升高而减小;康铜的电阻不随温度变化而变化61G电阻的倒数叫电导，用符号G表示，单位即西门子，简称西SR导体的电阻越小，电导越大，导体导电性能越好在电工技术中，各种材料按它们导电能力一般分为导体、半导体、绝缘体和超导体

6.电功电能W把电能转变为其他形式能量时，电流都要做功电流所做的功叫电功W=Pt用W表示，单位:焦耳J习惯用千瓦时表示kWh即“度”kWh=l度电

7.电功率P单位时间电能的变化，称为电功率用P表示，单位:瓦特WWUPUI1RtR227

三、欧姆定律欧姆定律分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律部分电路欧姆定律在电阻电路中，电流的大小与导体两端电压成正比，而与导体电阻的阻值成反比，这就是欧姆定律，也称为部分电路欧姆定律，即UIUIRR全电路欧姆定律全电路是指含有电源的闭合电路电源8结论:在一个闭合电路中，电流强度与电源电动势成正比，与电路中内电阻与外电阻之和成反比这个规律称全电路欧姆定律根据全电路欧姆定律分析电路的三种状态:通路、开路和短路当电路短路时，因为所有的电动势都作用在内阻上，而电压源的内阻又极小，所以短路电流极大发生短路后会损坏电路和烧毁电源

四、电阻连接

1、电阻串联:把几个电阻首尾相连地连接起来，在这几个电阻中通过的是同一电流9串联电路的特点IIII...I1）串联电路中各处电流相等，即UUUU...U•♦••2）电路两端总电压等于各电阻两端电压之和，即RRRR...R123nl23n••••3）电路总电阻（也叫等效电阻）等于各串联电阻之和总123nnR所以串联电路电阻总由n个相等阻值R的电阻串联，总电阻为:R总是越串越大U:U:U:...:UR:R:R:...:R4）串联电路中各电阻上电压与电阻阻值成正比，即PPP:..:PR:R:R:...:R5）串联电路中，各电阻消耗功率与电阻大小成正比，123nl23nl23nl23n

2、电阻并联:把几个电阻并列地连接在两点之间，使每一个电阻两端都承受10同一电压的连接方式并联电路的特点1）并联电路中各电阻两端电压相等，且等于电路两端电压，即UUUU...UIin…I♦♦・♦2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，即3）并联电路的总电阻（等效电阻）的倒11111数为各电阻倒数之和，即R...RRR・♦R123nl23nl23nRRRR//RRR12*两个电阻并联的总电阻1212Rnn个相等电阻并联的总电阻:R总所以并联电路电阻总是越并越小，且比最小的一个还小RIIRn4）并联电路中各支路分得电流与支路电阻阻值成反比，即n两个电阻并联，各电阻上分得电流为11T1R21RIR2T2R11RIR25）在并联电路中功率分配与电阻成反比，即阻值大的消耗功率小，阻值小...:PRRRR123nl23nmi…的消耗功率大p pp

3、电阻混联电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式称为电阻的混联电阻混联分析方法1）应用电阻的串联并联特点逐步简化电路，求出电路等效电阻；2）由电路等效电阻和电路总电压，据欧姆定律求电路的总电流；3）由总电流据欧姆定律和电阻串并联的特点求出各支路的电压、电流

五、基尔霍夫定律

1、基尔霍夫第一定律（节点电流定律）12在电路中任一节点上，流进节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，这一规律称为基尔霍夫第一定律，用KCL表示，即II入出如果规定流入节点电流为正，则流出节点电流为负，那么对任一节点来说，流入（或流出）该节点电流代数和等于0这便是基尔霍夫第一定律的另一种表述方式，即I

02、基尔霍夫第二定律（回路电压定律）对任一闭合回路沿任一方向绕行一周，各段电压的代数和等于零即U0EIR131-2磁场与电磁感应

一、磁场与磁力线磁场虽不可见，但客观存在可以用磁力线描述磁力线的性质

1、磁力线是一组互不交叉的封闭曲线磁力线的方向:磁体外部N极到S极，磁体内部S极到N极

2、磁力线任何一点的切线方向，就是该14点的磁场方向，即N极的指向

3、磁力线的疏密表示了磁场的强弱

二、磁场的基本物理量

1、磁感应强度磁感应强度B:表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量磁感应强度B即有大小，又有方向磁感应强度与电流的方向之间符合右手螺旋定则磁感应强度B的单位特斯拉TIT=IWb/m均匀磁场各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场

2、磁通磁通:穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数说明如果不是均匀磁场，则取B的平均值152=BSB=/S在均匀磁场中或磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通故又称磁通密度磁通的单位:韦［伯］Wb

3、磁场强度磁场强度H:介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率之比。