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6ES7510-1DK03-0AB0西门子代理商
发布时间:2024-05-28        浏览次数:7        返回列表

「维修电工理论」电路基础这一篇帮你搞定,内容较多收藏后慢慢看


直流电路

电路的组成及作用

电路:电流所通过的路径,由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成

电路的作用:进行电能的传输和转换,或实现信号的传递和处理

电路可分成电源、负载和中间环节三个部分

电源是提供电能的设备,是电路工作的能源;电源的作用是将非电能转换成电能。

负载是用电设备,是电路中的主要耗电器件;负载的作用是将电能转换成非电能。

中间环节是指电源与负载之间的部分。

电路的工作状态

开路状态、断路状态、短路状态

忽略电路元器件的次要因素,将其理想化,并用规定的电气图形符号表示所组成的电路,称为电路

电流的概念与分类

带电粒子(电荷)的定向运动形成电流。

电流的方向不变为直流I(DC)。方向和大小都变化为交流i(AC)。

I=Q/t

(取决于在一定时间内,通过导体横截面的电荷量)

I 电流强度(A) Q 电荷量(C) t 时间(S)

电流的单位

安培(A)

电流单位换算

1A=10³mA 1mA=10³μA, 1 kA=10³A

电流的方向

规定:正电荷运动的方向为电流的实际方向;假设的电流流向称为电流的参考方向。

分析:当参考方向与实际方向相同时,则I>0

当参考方向与实际方向相反时,则I<0,负值表示方向相反而不是负电流值

电动势定义

电动势是衡量电源力移动电荷做功能力的物理量

电动势:电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。

E=W电源力/Q

单位

字母符号:E 单位:V(伏)

电动势的方向

E的方向是从低电位(电源负极)指向高电位(电源正极)

述(多18字

电压

1)电压是衡量电场力作功率领的大小,在电场中,电场力F将电荷Q由A点移动至B点.到做的功WAB与电荷的比值

UAB=WAB/Q

电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b点所做的功,称其为a、b两点间的电压。

2)电压的方向

电压方向规定为由高电位指向低电位

三种表示法:箭头表示 双下标表示 UAB

习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向

3)电压的单位 伏特(V)

1V=10³mV 1mV=10³μV 1kV=10³V

电位

电位:某点与参考点之间的电压:用U(或ψ)表示 单位V

把参考点的位称为零电位。即如A点参考点则ΨA =0V

通常选大地为参考点,把大地的电位作为零电位点。

任意两点间的电位差:UAB=UA-UB或ΨAB=ΨA-ΨB

电压与电位的异同点:

电位是某点对参考点的电压,电压是某两点间的电位差;

电位是相对量,随参考点的改变而改变,而电压是量,不随参考点的改变而改变。

述(多18字

电阻器的概念

电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小,简称电阻“R”符号表示。

R=ρL/S

L:导体长度(m)

S:横截面积(MM的平方)

ρ:导体的电阻率(ρ ·M)

单位

欧姆(Ω)

1KΩ=10^3Ω 1MΩ=10^6Ω

电阻器分类

固定电阻、可变电阻、碳膜电阻、线绕、金属膜电阻

主要指标

标称阻值、承受功率、允许偏差

标志方法

色环法

色标符号方法:

黑0棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9银10-2金10-1

部分电路欧姆定律:(不含电源电路)

内容:流过导体的电流与这段导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比

I=U/R

式中R为电阻,单位为欧姆Ω,

电阻一定时,电压愈高电流愈大;电压一定,电阻愈大电流就愈小。

全电路欧姆定律(含源电路)

内容:电路中电流与电源电动势成正比,与内外电阻之和成反比  

I=E/(R+r)

公式变形:E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0

分析:由U=E-Ur=E-Ir可知:

当电阻R为无穷大,I=0 U=E(高)

当电阻R变小,I 增大 U减小

当电阻R变大,I 减小 U增大

电阻的串联: 两个或多个电阻头尾依次相连,称为电阻的串联。

电阻串联的特点:

(1)电流相等 I =I1=I2=……=In ;

(2)总电压等于各个电压之和 U=U1+U2=IR1+IR2;

(3)R=R1+R2---+Rn;总电阻等于各个电阻之和,

(4)串联电阻有分压作用。

分压式:U1=R1U/R1+R2;U2=R2U/R1+R2 。

电阻并联:两个或两个以上电阻接在电路中相同的两点之间,并承受相同的电压。

电阻并联的特点:

(1)电压相同, U=U1=U2--=Un;

(2)总电流等于各个电流之和, I=I1+I2---+In;

(3)总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。

1/R=1/R1+1/R2---+1/Rn,

若只有两个电阻并联即R=R1并R2=R1R2/R1+R2;

(4)电阻并联具有分流作用,分流式:

I1=R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2

电功

电能转化为其他形式能的过程称为电流做功,

简称为电功 用字母W表示。

W=UIT

式中:W 电功 J;U 电压 V;I 电流 A; t 时间 S

W=I2Rt=U2t/R

实际中:电功的单位常用千瓦·小时(KW·h),俗称“度”

常生活电能的计算:3.6×106J=1KW.h=1度

例题:有一个电饭锅,额定功率为750W,每天使用2小时;一台25吋电视机,功率为150W,每天使用4小时;一台电冰箱,输入功率为120W,电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月(30天)耗电多少度?

解:(0.75kW×2 h+0.15kW×4h +0.12kW×8h)×30天

=(1.5度+ 0.6度 +0.96度)×30

=91.8度

电功率

电流在单位时间内能做的功叫电功率,简称功率用字母P表示,单位:瓦特(W), mW, KW;

P=W/t=IU=I2R=U2/R

式中:P 电功率 W; U 电压 V; I 电流 A;

电流的热效应

电流通过导体时,使导体发热的现象叫电流的热效应。

焦耳――楞定律

Q=I2Rt=U2t/R=UIt

单位:Q-J, I-A, R-Ω, t-S。

电容器的概念

电容器是用来储存电荷的装置,它由两块金属极板中间夹有绝缘材料构成,简称电容。

电容量: C=Q/U

式中:C电容 F;Q电极上带的电荷C;U两极板间的电压V;

电容是表示电容器存储电荷能力的物理量,是固有参数:

C=εS/d

式中:S 平行板电容器的面积,m2;

d 极板间的距离 m;

ε 介质的介电常数 F/m;

电容的单位是:法拉(F) 其换算关系为:

1F=10^6F 1μF=10^12pF

电容器的种类

按结构分:固定电容器、可变电容器 半可变电容器

按介质分:空气电容器、纸介电容器、云母电容器、电解电容器(有正负极)

电容器的主要参数

标称电容、耐压值、允许误差

电容器的串联与并联

1)电容器的串联:两个或两个以上的电容器依次相连,只有一条通路的联结方式(中间无分支的连接方式)

特点:

①Q1=Q2=Q3=…=Qn

②U=U1+U2+U3+…+Un

③1/C=1/C1+1/C2+1/C3+…+/Cn

C=C1C2/C1+C2 (两个电容串联)

C=C0/n(容量相等的电容并联)

2)电容器的并联:两个或两个以上的电容器的一端连在电路中的一点,另一端

也同时连在另一点,使各电容器承受相同电压。

特点:①、 U=U1=U2=U3=…=Un

②、 Q=…+Qn

③、 C=C1+C2+C3+…+Cn

正弦交流电路

正弦交流电的基本概念

定义:交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电动势(电压或电流)。

如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化,由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的,这样的电路称为正弦交流电路。

正弦交流电的产生

在两磁极中间,放一个线圈,让线圈以ω的速度顺时针旋转,根据右手定则可知,线圈中产生感应电流。

合理设计磁极形状,使磁通按正弦规律分布,线圈两端便可得到单相交流电动势。

e=Emsinωt

正弦交流电的三要素

瞬时值:用小写字母表示交流瞬时值,如u、i

大值:大值电量名称必须大写,下标加 m。如:Um、Im

有效值:(交流电流 i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等,则称I的数值为i的有效值)

有效值电量必须大写,如:U、I

在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数,就是被测物理量的有效值。标准电压220V,也是指供电电压的有效值。

周期 T: 变化一周所需的时间 单位:秒,毫秒。

频率 f: 每秒变化的次数 单位:赫兹,千赫兹。

角频率 ω: 每秒变化的弧度 单位:弧度/秒。

相位、初相位、相位差:

e=Emsin(ωt+φ)

(ωt+φ)正弦波的相位角或相位,t = 0 时的相位,称为初相位或初相角(φ)。

两个同频率正弦量间的初相之差称相位差(φ2-φ1)

正弦波的表示方法

波形图

瞬时值表达式

相量

单相正弦交流电路

纯电阻电路:交流负载中只有电阻的交流电路。如电炉、白炽灯等。

电压与电流的关系:

1、在纯电阻电路中,电流i和电压uR是同频率、同相位的正弦量。

2、电压与电流大值的关系:Im=URm/R

3、电压与电流有效值的关系:I=UR/R 或 UR=IR

电路的功率:

瞬时功率:瞬时电压与电流的乘积。有功功率:瞬时功率的平均值。

P=URI=I2R=UR2/R

纯电感电路:交流负载中只有电感的交流电路。

电感线圈中产生自感电动势,阻碍电流的变化,故电流的变化总是滞后电压的变化。

纯电容电路:交流负载中只有电容的交流电路。

电容器不断充电和放电,形成电流。

三相交流电路

优点:输电时节省电线;三相发电机体积小,质量轻,成本低;三相异步电动机结构简单,性能可靠;

三相对称电动势的产生

定子中放三个线圈,三线圈空间位置相差120°,转子装有磁极并以ω的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。

注意:三相对称正弦电动势频率相同,振福相等,相位相差120°

eU=Emsinωt

eV=Emsin(ωt-120°)

eW=Emsin(ωt+120°)

三相电源的星形联结

三相四线制的线电压与相电压

相电压:火线对零线间的电压。 如:UU、UV、UW

线电压:火线间的电压。如:uUV、uVW、uWU

线电压与相电压的关系:线电压为相电压的√3 倍,同时线电压的相位超前相电压30°

U线= √3U相

常用三相异步电动机

电动机的分类:

交流电动机

电动机有直流电动机和交流电动机两大类,直流电动机不及交流电动机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠。 常用的交流电动机有三相异步电动机(或称感应电动机)和同步电动机。异步电动机结构简单,维护容易,运行可靠,价格便宜,具有较好的稳态和动态特性,因此,他是工业中使用得为广泛的一种电动机。同步电机既可作发电机使用,也可作电动机使用。

三相异步电动机

异步电动机组成部分

按结构分类:

笼式异步电动机:结构简单,坚固,成本低。

绕线式异步电动机:通过外串电阻改善电机的起动,调速等性能。

定子:

定子由铁心、绕组与机座三部分组成。定子铁心是电动机磁路的一部分,它是由0.5mm的硅钢片叠压而成,片与片之间是绝缘的,以减少涡流损耗,定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽,如图所示,槽中安放绕组,硅钢片铁心在叠压后称为一个整体,固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分,由许多线圈连接而成,每个线圈有两个有效边,分别放在两个槽里。三相对称绕组可连接成星型或三角形。

机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座形式

转子:

异步电动机的转子绕组有鼠笼式、线绕式

转子有铁心与绕组组成。转子铁心压装在转轴上,由硅钢片叠压而成,转子硅钢片冲片如图所示,转子铁心也是电动机磁路的一部分,转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式,它是在转子铁心槽里插入铜条,再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成,小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇注而成。这不仅是以铝代铜,而且制造也快。

异步电动机的转子绕组除了鼠笼式外还有线绕式,线绕式转子绕组与定子绕组一样,由线圈组成绕组放入转子铁心槽里,转子绕组一般是连接成星型的三相绕组,转子绕组组成的磁极数与定子相同,绕线式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻,用以改善启动性能与调节转速。

三相异步电动机的工作原理

三相定子绕组:通入三相交流电产生旋转磁场。

转子:在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流。

旋转方向:取决于三相电流的相序。

三相异步电动机的转动原理

对称三相正弦交流电通入对称三相定子绕组,便形成旋转磁场,旋转磁场切割转子导体,便产生感应电动势和感应电流。载流导体在磁场中受到力的作用,并形成转矩,转子便沿着旋转磁场的转向逐步转动起来。

电动机转速和旋转磁场同步转速的关系

电动机转速(额定转速):n,电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,

但n<n1——异步电动机

转差率:旋转磁场的同步转速n1与转子转速(电动机转速)n之差,转差与同步转速n1的比值。

用S表示: S=n1-n/n1×

三相异步电动机的铭牌

额定功率:额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率( P2 ),不等于从电源吸收的功率( P1 )

额定频率 :50HZ

额定电压:定子绕组在指定接法下应加的线电压

说明:一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5%

额定电流:定子绕组在指定接法下的线电流

额定转速: 电机轴上的转速(n)。

接法 :

Y/△接法


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