1、最新电气初学者学习资料整理版资料电工学基础知识（一）电路电力系统：电力系统包括发电、变电、配电和用电等环节，成千上万的电气设备和数百或上千公里的线路联接在一起，构成了复杂的系统。 电路：电流经过的路径称为电路。 导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等. 绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等. 电路组成:由电源,导线,开关和用电器组成. 路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)开路:断开的电路叫开路;(3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路. 电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图. 三相交流电： 由三个频率相同、电势振幅相等
2、、相位差互差 120 角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。 相序： 就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。空气断路器 （自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。 电缆： 由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。母线： 电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。电流互感
3、器： 又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 电流互感器的工作特点：（1）电流互感器的一次绕组匝数少，截面积大，串联于被测量电路内；二次绕组匝数多，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈串联。（2）一次绕组的阻抗很小,一次绕组的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而不是由二次电流的大小决定的。（3）在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作 电流互感器的使用注意事项：（1）电流互感器在工作中二次侧不得开路。规定电流互感器二次侧不允许装设熔断器，如需拆除二次设备时，必须先用导线或短路压板将二次回路短接。（2）电流互感器二次侧有一点必须接地。（3）电流互感器在接线时要注意其端子的极
4、性。（4）电流互感器必须保证一定的准确度，电流互感器的负载阻抗不得大于与准确级相对应的额定阻抗.电压互感器： 又称仪用变压器，是一种将高电压变成低电压的仪器。电压互感器的工作特点：（1）电压互感器一次绕组匝数较多，二次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。（2）电压互感器在正常运行时相当于一个空载运行的降压变压器，其二次电压取决于一次的电压值。（3）二次侧负荷阻抗较大，正常情况下二次电流很小，电压互感器近于开路状态运行，容量较小，要求有较高的安全系数。电压互感器的使用注意事项：（1）电压互感器二次侧不得短路。电压互感器的一、二次侧都应装设熔断器
5、。（2）电压互感器铁芯及二次绕组一端必须接地。防止一、二次绕组的绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及工作人员人身和二次设备的安全（3）电压互感器在接线时要注意端子极性的正确。接线时，应保证一、二次绕组的首尾标号及同名端的正确。（4）电压互感器的负载容量应不大于准确级相对应的额定容量。接地线： 是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。标示牌： 用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁
6、止在等。遮栏： 为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。 电容器：是储存电荷的容器。两个导体中间用绝缘材料隔开，就形成一个电容器。组成电容器的两个导体叫极板，中间的绝缘材料叫介质。 （2）电流、电压和电阻及它们之间的关系 电流电子沿着金属导线移动，叫电流。导体中正电荷运动的方向为电流的方向。分类：直流电流和交流电流。直流：凡方向不随时间变化的电流都可以称为直流电流。稳恒直流：大小、方向都不随时间变化的电流叫稳恒直流，简称直流电。交变电流：凡大小、方向都随时间变化的电流叫交变电流或交流电流。电流的大小叫做电流强度，用字母表示，单位是安培，符号是。 ，电压电流也
7、是从高电位的物体流向低电位的物体，两物体的电位之差称为电位差，通常我们把电位差叫做电压。要有电位差，电流才能在导线里流动。电压用字母表示，单位是伏特，符号是。1节干电池的电压1.5伏;1节铅蓄电池电压是2伏;家庭照明电压为220伏;安全电压是:不高于36伏;工业电压380伏. 电阻电流在导线内流动所受的阻力，叫做电阻。电阻的大小用字母表示，单位是欧姆，符号是。导体的电阻与下列四个因素有关： （）导体的材料。截面积相等、长度相同，但材料不同的导体，它们的电阻各不相同，例如铁的电阻大于铜的电阻。 （）导体的长度。截面积相等、材料相同的导体，长度越长，电阻也越大。 （）导体的截面积。材料相同、长短相
8、等的导体，截面积越大，电阻越小。 （）导体的温度。同一导体，在不同的温度下，就有不同的电阻。一般的导体，电阻随温度的升高而增加；液体电阻随温度的升高而减小（热变电阻式液阻柜就是运用这个原理）。RL/S4在电路中的电压越高，电流越大。电流的大小与电压的高低成正比例的关系。 电路中的电阻增大，电流减少，就是说电路中电流的大小与电阻的大小成反比。根据上述结论，我们就可以得到电学中常用的一个基本公式：I=U/R 这个基本公式，也就是常说的欧姆定律。了解公式的关系，只要我们知道其中两项就可方便地求出第三项。（三）电路的串联和并联 一个电路主要由电源、负载、导线、开关四部分组成。要使电路中电流流通，需要具
9、备两个条件：电源能正常供电和电路必须是一个闭合的通路。电源：具有推动电流流动的原动力，是电路中电能的来源。 负载：负载也叫做负荷。是将电能转换成其他形式的能量的受电设备。 连接导线：导线也叫做电线，是把电源和负载连成一个通路，使电流通过导线流通，向各种用电设备供电。 电路一般有串联和并联两种。（四）电功率和电能 电流从高电位向低电位的方向流动时，会做功。如使电流通过电动机，电动机就会转动，通过皮带或齿轮带动其他机器而做功。计算电功的方法，通过的电流越大，所做的功就越大；电位差越大（电压越高），所做的功越大。因此，电流所做的功是： 电流所做的功电流电压 秒钟（单位时间）内电流所做的功，就叫做电功
10、率。 电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是。如，电灯泡常标明的功率（瓦数）有：瓦（）、瓦、瓦、瓦、瓦等，实际工作中常用千瓦表示： 千瓦瓦电动机的功率就常用千瓦来表示。电功率的另一种单位是马力，马力与千瓦的关系是： 马力千瓦瓦 平时所说的用电设备消耗了多少电能，或说用了多少度电。那么，什么叫电能。电流所做的功，叫做电能。如果我们知道电功率后，要计算电流在一定时间所做的功，用电功率乘上时间， 功功率时间 用符号表示，为： 式中：为电能（单位是千瓦时或度）； 为功率，单位是千瓦； 为时间，单位是小时。 电能的单位是度。度电等于千瓦时电。（5）电和磁的关系 电流的周围也存在磁场。带有铁芯的线圈叫做电磁铁
11、，由于铁芯被磁化，所以电磁铁的磁场比空芯线圈的磁场强得多。电磁铁在实际中应用比较广泛，电动机、变压器、电铃、电工仪表、磁力开关、继电器等电气设备都采用铁芯线圈。 2磁场对电流的作用因为电流的周围存在着磁场，把通电的导体放进另一个磁场里，那么电流磁场和另一磁场之间就会产生相互作用的力。把一根直导线放在磁场中，并使导线和磁场方向垂直。如果不通电，导线就静止不动。通上直流电后，导线就朝着一定的方向移动，这就是外界磁场对电流有作用力，这个作用力叫做电磁力。 外界磁场越强，导线中的电流越大，导线受的力越大： 在磁场中的导线越长，导线所受的力越大（所以采用铁芯绕组增加导线长度）； 把导线放得和磁场方向垂直
12、时，导线所受的力最大； 把导线放得和磁场方向一致时，导线所受的力等于零。 如果把电流的方向或把磁场的方向倒过来，导线移动的方向也跟着倒过来。在制造电动机和电工仪表时，就是利用磁场对电流的作用原理。 3电磁感应电流可产生磁场，反过来在一定条件下左手定则磁场也能产生电流。电路中的电势是在线圈的导线中产生的。产生电势的原因是把磁铁放进线圈或从线圈中取出，在放进或取出的过程中使线圈中的磁通变化而在导线中产生电势，产生的电势叫做感应电势，这种现象叫做电磁感应现象，由感应电势在电路中产生的电流叫做感应电流。 导体切割磁力线时，在导体中能够产生感应电势，因此在电路中也能够产生感应电流。实验证明： 导体垂直切
13、割磁力线时，感应电势最大；导体运动方向和磁力线平行时，感应电势等于零； 磁场越强，切割速度越快，在磁场中的导体越长（铁芯线圈匝数越多）感应电势就越高。发电机就是根据这个原理制造的。发电机的原理:电磁感应现象.结构:定子和转子.它将机械能转化为电能。感应电势的方向，可用右手定则判断。 4.交流电路交流电路有单相交流电路和三相交流电路，三相交流电与单相交流电相比较具有下列优点：能将大量电能输送到远距离，而且经济，三相交流电动机的成本低、性能优良等，所以目前工农业生产中普遍采用三相交流供电线路。 所谓三相交流电路，就是在电路中同时存在着三个最大值相同、频率相同、相位相差的正弦电势。其中每一个电势组成
14、的部分电路叫做一相。 三相交流电是由三相交流发电机发出来的。、是三个线圈（三相）的首端，、是三个线圈的尾端。（六）.星形与三角形 （）三相交流电路的星形（）接线把发电机三相绕组（许多线圈的组合叫绕组）的尾端接在一起，首端用三根导线引出来给用户供电，这种接线方法叫做三相电源的星形（）接线。 从首端引出的三根线叫做相线（亦叫火线）；尾端的连接点叫做中性点，从中性点引出来的线叫做中性线（中线）或零线。 使用三根火线又使用中性线的接线方式叫做三相四线制。三根火线的电流在负载的中性点汇合后，经过中性线流回电源的中性点。 如果三相负载完全一样（如电动机的三相绕组），并且三相电流也是平衡的，当三相电流经过中
15、线时，三相电流中的正、负电流互相抵消，故中线里的电流等于零。三相交流电的变化规律况下，可以不装中线，只用三根火线，这种接线方式叫做三相三线制。 在三相交流电路中，两根火线之间的电压叫做线电压；各相绕组的首端和尾端之间的电压叫做相电压。 在电网中，我们所讲的千伏、千伏、千伏的输电电压，都是指的线电压。农村常用的照明电压为伏，常用的动力电压为伏。 农村电网中常采用三相四线制接线方式供电，因为此种接线方式有以下优点： 不管各相负载是多少，各相电压都是伏，各相的电灯都可以正常发光。当然，我们在施工布线时，应尽量使各相负载平衡，以减少中线电流和线路损失。 三相线中，无论哪一相出故障时，都不会影响其他两相
16、正常使用。 这里要特别注意：三相四线制供电线路中的中线不能断开，如果中线断开，用电总瓦数较大的相，电灯实际承受的电压要低于伏，电压低，电灯亮度达不到标准（很暗）；用电总瓦数较小的相，电灯实际承受的电压要高于伏，有烧坏灯泡或其他家用电器的危险。所以，不能在中线上装熔丝（保险丝）和开关，中线不能太细，并且要连接良好。 （）三相交流电路的三角形（）接线把三相负载的首端和尾端依次相接，然后把各相的首端分别接到电源的三根火线上，这种接法叫做负载的三角形接线。如有的电动机铭牌上规定额定电压是伏，接线方法是，就应该把电动机第一相绕组的尾端和第二相绕组的首端相接，依次按首尾相接完毕，然后把三个首端分别接到电源
17、的三根火线上。 （）星形（）和三角形（）接线中的几个数据关系在星形（）接线的电路里，线电压等于倍相电压，即： 线；相电流和线电流是同一个电流，即： 线。 在三角形接线中，加到每相负载两端的电压是线电压，即：三相三线制负载三角形接线 相电流和线电流是不相等的，当三相负载平衡时， 线三相负载到底是接成星形还是三角形，要根据每相负载的额定电压和电源线电压决定。对于低压电气设备，如果各相负载的额定电压是伏，电源的线电压是伏，这时应该把负载接成星形。如果各相负载的额定电压是伏，应该把负载接成三角形。Y-降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成星形，以降压启动电压，限制启动电流。待电动机启动后，再把定子绕
18、组改接呈三角形，使电动机全压运行。凡是在正常运行时定子绕组作三角形连接的异步电动机，均可采用这种降压启动方法。电动机启动时，接成星形，加在每相定子绕组上的启动电压只有三角形接法的1/，启动电流为三角形接法的1/3，启动转矩也只有三角形接法的1/3。所以这种降压启动方法，只适用于轻载或空载下启动（七）常用电工仪表 电工仪表，主要指低压配电盘上常用的电流表、电压表、电度表及电工常使用的钳形电流表、兆欧表（摇表）、万用电表等。 电流表该表用在配电盘上测量供电线路电流量的大小。仪表盘上所刻的最大度数叫做仪表的量程。常用的电流表型号为型电磁式交流电流表，有两类： （）直通表。直接接入电路，规格有安、安、
19、安。安、安、安、安、安、安、安、安、安、安等。 （）比数表。经电流互感器接入电路，它的量程可达安、安、安、安。 这里要特别注意：用电流表测量电流时，电流表必须和负载串联，如果把电流表接在负载的两端（和负载并联），电流表会烧坏。 电压表用在配电盘上，测量供电线路的电压，常用型号是电磁式型交流电压表，有两类： （）直通表。直接接入电路，规格有伏、伏、伏、伏、伏、伏、伏、伏、伏、伏等。 （）比数表。经电压互感器接入电路，用来监测高电压。在低压交流电路中，一般不用电压互感器。 这里要特别注意：用电压表测量电压时，电压表必须并联在被测电路的两端之间。不能把电压表和负载串联，若错误串联后虽然对电压表本身没
20、有危害，但因电压表内阻很大，会影响电路电流，以致负载不能正常工作，更主要的是串联时，也测量不出需要测量的电压。 电度表电度表是用来测定家庭用电量和生产用电量的仪表。一般情况下，家庭使用单相电度表，生产上用三相电度表。在电度表下部接线盒的盖板上都画有接线图。安装电度表时，应按图接线，查明没有接错时，才能送电。如果把电流线圈错接在电源的两端间，就会把电度表烧坏。 三相电度表有两种：一种是三相三线制用的两元件电度表；另一种是三相四线制用的三元件电度表。三相电度表可以直接接入电路或经电流互感器接入电路。安装时，要按表上标明的接线图接线，不能接错。 单相电度表有型（伏，安、安、安等）和型（伏或伏，安、安
21、、安、安、安、安等）。三相三线制电度表有型（伏或伏，安、安等）和型（伏或伏，安、安、安等）。三相四线制电度表有型和型等。使用时，可对照实际情况，选择符合的型号。选用时，负载的电流应稍小于电度表的额定电流，否则容易烧坏电表的电流线圈。 电度表的读数有两种：电度表不带电流互感器的有直接读表中所显示的数字。 如果电度表带有电流互感器，那么实际用电量应为两次抄表的差乘以互感器的变流比。如变流比为，两次抄表的差数为度，实际用电度数为：50/5（度）。 高压电压互感器和电流互感器的接线，见下图。 和这图差不多一个原理， 钳形电流表钳形电流表是一种携带式仪表。它由电磁式仪表和电流互感器两部分构成。 使用钳形
22、电流表时，按动使铁芯张开的手柄，把被测导线（绝缘线或裸线）穿到铁芯窗内，可从电流表读出被测电流值。 兆欧表（摇表）就是用来测量绝缘电阻的电工仪表。常用的有、等型号。兆欧表的额定电压有伏、伏、伏、伏等几种，测量范围有兆欧、兆欧、兆欧等几种。 兆欧表由手摇高压直流发电机和磁电式仪表构成。表上有两个接线柱，一个是“线路”（）接线柱，另一个是（）接线柱。 测量线路或设备对地绝缘电阻时，把接在线路或设备上，把接地。摇动直流发电机手柄，如果绝缘电阻一点也不漏电，指针便指在“”（无穷大）处，说明绝缘电阻合格，线路可通电工作，设备可通电运行。如果指针指在“”处，说明绝缘击穿，绝缘电阻不合格，线路木能通电工作，
23、设备不能通电运行，待处理好后才能通电。测量电动机的绝缘电阻时，应把接到被测线圈的接线端上，把接到电动机外壳上。如果指针指“”表示线圈绝缘损坏，导线和外壳已连通（这叫碰壳）。 使用兆欧表时，应注意下列事项： 应按设备的电压等级选择。对于低压设备，选用伏兆欧表，若用额定电压高的兆欧表去测低压绝缘，可能把绝缘击穿。 测量绝缘电阻前，应停电，并进行接地放电，以保障人身和设备的安全。 兆欧表的连线应是绝缘良好的单根线，两根线的颜色不同，不能绞在一起，最好不使连线和被测设备或地面接触。 应把兆欧表放平稳后再使用，接被测物，接地（测两条线之间的绝缘时，、各接一线），每分钟摇动手柄转左右。 在测量前，应先对兆
24、欧表作一次开路试验（连线开路摇动手柄，指针应指“”）和一次短路试验（连线直接相连，摇动手柄，指针应指“”），如果不灵，说明仪表有故障。在测量前应把设备擦干净，以免漏电，影响测量结果。 在测量时，手柄应摇到使指针稳定。如果指针指到“”的位置，应立即停止摇表，以免烧表。 如遇天气潮湿或测电缆的绝缘电阻时，应接上“屏蔽接线端子”（也叫保护环），以消除绝缘物表面泄漏电流的影响。 兆欧表手柄没有停止转动以前和设备没有放电以前，切勿用手触及表的接线柱或设备带电部位，以防触电。 测量完毕时，应将被测设备放电。 万用表万用表是一种多用仪表，一般可测量交流电压、电阻，直流电压、电流。为了能正确使用，应注意下列事
25、项： 选择与量程开关的位置一定要和测量目的一致。如要测量电阻，应把开关尖头对准。如果要测量交流电压，应对准，就这样按被测项目选定位置。 红表笔插在红色（测量10A左右电流标有“A”，测量400MA以下电流标有”mA ”测量其余量标有”v ”）的插孔内，黑表笔插在黑色（标有“COM”）的插孔内。测量直流时，红表笔接电路的正极，黑表笔接电路的负极。选择量程时，应事先估计被测的数值有多少，选一个比它大的量程。若事先估计不出，可先用大的量程试试，然后再慢慢往小处调整。测量直流时，应事先弄清被测电路的正、负极，以防接反。 要特别注意的是，要测量什么项目，就要先把选择与量程开关扭到所要测量项目的档上，切不
26、可弄错档，否则会很快把表烧坏。 表内所装的电池是准备测量电阻时用的，测量电阻后，应赶快把选择与量程开关转到电压的位置，如果不这样办，常因两表笔碰在一起，造成短路，白白消耗电池的电能。一、用万用表测量电流将量程开关拨至DCA(直流)或ACA(交流)的合适量程，红表笔插入mA孔(200mA时)或10A孔(200mA时),黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。二、用万用表测量电阻将量程开关拨至的合适量程，红表笔插入V孔，黑表笔插入COM孔。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选择更高的量程。三、用数字式万用表测量20F
27、以下的电容器某些数字式万用表具有测量电容的功能。测量时可将已放电的电容引脚直接插入表板上的Cx插孔，选取适当的量程后就可读取显示数据。四、万用表使用时的应注意事项（1）将测试棒插在正确的位置。（2）选择正确的量程。不能误用电阻档和电流档测量电压变换同一物理量的量程时，应从大量程到小量程改变，以免损坏仪表。（3）每次使用完毕，应将转换开关切换到高压档位上，防止下一次测量时误操作。（4）严禁带电测量电阻。(八）、变压器 变压器是把交流电压变高或变低的电气设备。发电厂（火电、水电）发出的电，一般输送的距离很远，因为高电压输送可减少线路损失，使用的导线较细，减少基建投资，架设线路也方便些，所以要把电压
28、变高。而使用电力时，为了降低电气设备的造价和用电安全，又需采用较低的电压，所以要把电压降低，供用户使用，这就是变压器的作用。目前，我国电网中输电电压有千伏、千伏、千伏、千伏、千伏和千伏等。电动机（主要生产动力）和家用电器、照明用的电压为伏和伏；安全行灯用的电压为42伏、伏、伏、伏和6伏。 （一）变压器的构造 铁芯铁芯是变压器的磁路部分，它的作用是增大线圈中的磁通，提高感应电势。铁芯是由许多涂有绝缘漆、厚为毫米至毫米的硅钢片叠成的。三相变压器的铁芯都做成三柱式；直立部分叫做铁芯柱，在柱上套上变压器的高、低压线圈；水平部分叫做铁轭，用来构成闭合磁路。 线圈线圈是用包有绝缘材料的铜线或铝线（纱包线、
29、纸包线或漆包线）绕成的，它们构成变压器的电路部分。配电变压器线圈一般采用多层圆筒式的。高压线圈的匝数比较多，导线比较细；低压线圈的匝数比较少，导线比较粗。通常把低压线圈套在里面，把高压线圈套在外面。线圈和铁芯之间，高、低压线圈之间，都用绝缘材料做成的套筒分开，使它们可靠地绝缘。为了便于散热，高、低压线圈之间留有一定空隙作为油道，使变压器油能够自由流通。 油箱油箱是用钢板焊成的，在油箱外面装有散热片或散热管（千伏安及以下的变压器的油箱，一般不装散热片）。 油箱里装有足够的变压器油。变压器油有两个作用： 绝缘作用。变压器油的绝缘能力比空气强，油里可以使各处绝缘加强，并避免和空气接触，预防线圈受潮。
30、 散热作用。利用热油上升和冷油下降的对流作用，把铁芯和线圈产生的热量通过箱壁和散热管散发到外面去。变压器油是一种绝缘性能良好的矿物油，有号、号和号三种规格。“号”表示这种油在时开始凝固，同样“号”、“号”表示在和时凝固。所以，可根据当地的气候条件选用。变压器废油经过化学处理后，性能恢复，可以使用。（干式变压器没有） 油枕油箱的顶上有油枕，它的体积是油箱的。油枕与油箱之间有管子连通。 油腕有两个作用： 减少油面和空气的接触，使变压器油少受潮和变质； 当油箱中的油面下降时，油枕中的油可以补充到油箱中去，不使线圈露出油面。 油枕的侧面有油标，标出各种温度下的油面高度标准线，作为装油的标准。 油枕上装
31、有呼吸孔，使油枕上部空间和大气相通。变压器油热胀冷缩时，油枕上部的空气可以通过呼吸孔出入，油面可以上升或下降，防止油箱变形甚至损坏。 （干式变压器没有） 套管变压器套管中有导杆。导杆下端用螺栓和线圈首端相连。导杆上端用螺栓和外电路连接。套管的作用是使线圈引出线和箱盖之间保持适当的绝缘。高压瓷套管比较高大，低压瓷套管比较矮小。 ，无载调压开关无载调压开关也叫电压分接开关。由于各种原因电源电压会有变化，为了使变压器获得额定电压，所以装上调压开关。正常情况下，开关放在“”的位置；当电源电压经常高于额定电压时，把开关转到“”的位置；当电源电压经常低于额定电压时，应把开关转到“”的位置。 调压开关的调压范围是额定电压的 。要特别提醒注意：调压一定要在变压器停电时进行。变压器的运行变压器运行前的检查变压器投
