电工基础与安全用电教材

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1、第一章直流电路第一节电路的基本概念一、电路的组成与作用：1.电路：就是能使电流流通的闭合电路。2.电路的组成：最简单的电路是由电源、负载、中问环节等部分组成。3.电路各组成部分的作用：•电源：如发电机、电池等，电源可将其它形式的能量转换成电能，是向电路提供能量的装置。•负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收电能的装置，可将电能转换成其它形式的能量。•中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路通断的开关设备和保护电路的设备等。4.电路的作用：•在电力系统中，电路可以实现电能的传输、分配、转换和控制。•在电子系统中，电路可以实现电信号的传递、存储和处理。电路中能景的转换、传送、分

2、配和控制，是反映在电流和电压等物理量上的，而通过负载的电流又与其电阻有关，所以首先要讨论一下几个基本的电量。二、电流、导体和绝缘体：1.电流：自由电荷（包括自由电子和离子）的定向运动叫做电流。物体内部有可以自由移动的电荷是产生电流的内因，电场（或是电压）作用是产生电流的外因。电流的方向：电流是由自由电子定向运动形成的。但习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向。即电流的方向是从电源的正极经导线、负载以及另一根导线，流向电源负极。实际上是自由电子从电源的负极经导线、负载及另一根导线流向电源的正极。2.电流强度：是衡量电流强弱的物理量。通过导体截面的电流强度的大小，等于单位时间内通过该截面的电量。电

3、流主要分为两类：一类为大小和方向均不随时间改变的电流，称为恒定电流，简称直流，常简写作dc或DC，其强度用符号I或i表示；另一类为大小和方向都随时间变化的电流，称为变动电流，其强度用符号i表示。其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流称为交流，常简写作或AC,丼强度也用符号i表示。1.导体和绝缘体：•导体：各种金属、酸、碱、盐的水溶液以及大地，人体等，因为有自巾电子、离子等带电微粒的存在，比较善于传导电流，这一类的物体称为导体。•绝缘体：橡胶、塑料、玻璃、云母、陶瓷、电木、汕类以及干燥的木材、纸张、空气等物体，一般情况下内部儿乎没右自由电子，以及不善于传导电流，这类物体被称为绝缘体。•半导体：

4、硅、锗、磷、镓等，导电能力介于导体与绝缘体之间的这一类物体称为半导体自然界物质的电结构:导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受到原子核的束缚力很小，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为由电子，ft由电子在外电场作用下定向移动形成电原子核中有质子和中子，其中质子带正绕原子核髙速旋半导体的外层电子数一般为4个，其导电性界于导体和绝缘体之间。绝缘体外层电子数常为8个，且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为8个称为稳定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。注意：导体和绝缘体的区分是相对的、右条件的，不是永恒不变的。如果外加条件，可以促使绝缘体产生自由电荷，

5、是之变成导体。•如空气：在通常情况下是绝缘体，但是在高电压的作用下，气体分分子将被电离成离子，气体就成了导体。三、电位、电压和电动势。1.电位：是指在电路中任选一点作为参考点，某点到参考点的电压就叫做该点的电位。电位用V表示。通常规定大地的电位为零（零电位）。物体带正电荷时，它的电位比大地电位高（正电位），并且所带的正电荷越多，它的电位也越高；物体带有负电荷时，它的电位比大地的电位低（负电位），并且所带的负电荷越多，电位也越低。2.电压：两个带电物体的或两点之间的电位差别称为电位差，习惯上称为电压。电压的方向是从高电位点指向低电位点，即电位降低的方向，因此电压也叫电位降、电压降。3.电位与电压

6、的区别：由于电位的参考点可以任意选定，所以电位的数值是相对值，它与零电位的选择有关；电压的数值是绝对值，与零电位点的选择无关。电流的产生必须要求电位差。4.电动势：电源中因其他形式的能量转化成电能所引起的电位差叫做电动势，简称电势。它等于单位正电荷从电源的负极移到电源的正极所做的功。由于电源内部电流的方向是从负极流向正极的，因此电动势的方向是由负极指向正极，即电位升高的方向。5.电位（V）、电压（U）、电动势（E）的单位都是伏特，用字母V表示。四、电阻导体中的自由电子在移动的过程中，不断地相互碰撞，并且和导体中其他不带电的质点也发生碰撞，同时还必须克服原子核对它的吸引，因此会受到一定的阻力。导

7、体对电流的这种阻力称为电阻。金属导体的电阻与其长度成正比，与其截面积成反比，并与材料、温度等因素有关。第二节欧姆定律欧姆定律是反映电路中的电压、电流和电阻之间关系的定律。是电路的基本定律之一，在工程上应用非常广泛。部分电路的欧姆定律：在一段不包括电源的电路中，导体中的电流与电阻两端的电压成正比。I=U/RiR+U—U式中：I--…流过导体的电流，安培。加在导体两端的电阻，伏特。R-…-导体的电阻，