第一章 建筑电气基础知识 建筑照明技术建筑电气教学课件.ppt

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1、建筑电气技术第一章建筑电气基础知识第一节电路的组成一、电路的作用及其组成电路由电源、中间环节和负载组成。中间环节指导线、各种控制设备、保护设备、电缆等；电源指发电机或变压器等；负载指各种用电设备。所以，电路是由一些元件和设备组合起来为了完成某种功能的整体。在电力及一般用电系统中，电路起着传输、分配和转换电能的作用。发电厂的发电机组把水的位能、煤的热能、原子的核能等转换成电能，经过升压后用高压输电线路把电能送到用电地区，再把电压降下来，供用户负载使用。二、电路的基本物理量1、电流电路中的带电粒子(电子和离子)受到电源电场力的作用，形成有规则的定向运动，称为电流。单位为A2、

2、电位它表示电场中某一点所具有的电位能。3、电压它表示电源电场力对运动的电荷所作的功。单位为V4、电动势为了表征电源内部外力作功的本领，引入电动势这一物理量。单位为V5、电能当电流通过电路时，将发生能量转换。J6、电功率在单位时间内电路中产生的或者消耗的电能，称为电功率，简称功率，单位为W。7、电阻电荷在导体内流动必然要受到导体内分子的阻力，这种阻力称为电阻，用R表示，单位为Ω。实验证明，在一定温度下，对某一种材料．，电阻R与其长度L成正比，与其截面S成反比，即R=ρl/S式中ρ——电阻率(n·m)。在20℃时的电阻率ρCu：0.017211Ω·mρAl＝0.02

3、911Ω·m。三、电路的工作状态只要电路中导体内有电流通过，导体就会发热。若导体电阻是R，电阻所消耗的电能全部变为热能，经过时间t秒后，则其热量为Q＝I2Rt(J)对电路的三种工作状态分析如下。。1、开路状态当电路的开关断开时，称为开路，其特征是电流为零，2、短路状态当电路中有电压的两点被电阻为零的导体联接时，称为短路，其特征是电流很大。3、额定工作状态对用电设备一般都规定有额定电流。额定电流是指电气设备长时间工作所容许通过的最大电流，用IN表示。实际电流小于IN时称为轻载，大于IN时称为超载，等于IN时称为满载。满载就是额定工作状态。有些设备不标出额定电流而标出额定电

4、压，即UN，或标出额定功率，即PN。第二节基本定律一、欧姆定律导体中电流I的大小与加在导体两端电压U成正比，而与导体的电阻尺成反比。这个关系称为欧姆定律。欧姆定律是计算电路的最基本定律。无源电路的欧姆定律I=U/R全电路的欧姆定律R0是电源内阻，RL是线路电阻，R是负载电阻。E=U+UL+U0=IR+IRL+IRo二、基尔霍夫定律1、基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律。∑Iin=∑Iout2、基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律。∑E=∑IR利用上面的几个定律，可以分析供电线路中出现的一些现象和问题。综合应用基尔霍夫两定律可以计算复杂电路的电流或电压。第三节单相交流电路现代

5、电子技术中，电能的产生、输送、分配和使用几乎都采用交流电。交流电最重要的特征是电流、电压的大小和方向随时间作周期性的变化。实用电网中使用的电流和电压是按正弦规律变化的交流电。一、正弦交流电的特征根据电磁感应原理，交流发电机发出的电动势波形如图。1、交流电的周期与频率是用来表征交流电变化快慢这一特征的。交流电变化一周所用的时间称为周期，用T表示，单位用S(秒)表示。交流电在每一秒钟内所变化的周数称为频率，用f表示，单位Hz(赫兹)。从定义可知周期与频率的关系是互为倒数，即T＝1/f我国交流电的工业频率(工频)为50Hz，变化时间T=1/f=0.02S。有的国家或地区的频率

6、用60Hz。交流电变化的快慢，还可以用角频率ω来表示(也称作角速度)。交流电变化一周，也就是变化了2丌弧度(rad)。所以，角频率为(rad／s)工频50Hz时，ω＝2πf＝2π*50=100π＝314rad／s。2、交流电最大值交流电在一个周期中所出现的最大瞬时值称为最大值，或称幅值。它表示的是交流电大小的特征，如Em、Um、Im。分别表示电动势、电压、电流的最大值。3、相位与相位差相位是表示交流电变化状态的物理量，也称相位角。它表示交流电在某一瞬间所变化的电角度，通常可以把交流电变化一周视为360º电角。如果开始观察交流电时，它已经变化了φ角度，则φ称为初相角

7、。交流电以电角速度ω经过t秒时所变化的电角度α为α=ωt+φ当两个同频率正弦交流电相比较时，它们的相位角之差称为相位差。如图1—6所示，其相位差为ψ＝φ1-φ2＝60º-(-30º)=90º二、正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法有三角函数表示法、正弦曲线表示法、极坐标表示法和相量表示法等。相量表示法的特点是便于分析问题，所以本节只介绍定性分析用的相量表示法。因交流电的大小需要有一个确定的数来表示才方便，因此提出有效值的概念。有效值：正弦交流电的大小是不断变化的，所以画图、计算等均不方便。为此，实用中采用有效值表示。有效值