電能電工基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

電路基本物理量1.電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流，用符號(hào)\(I\)表示，單位是安培（\(A\)）。電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，即\(I=\frac{q}{t}\)，其中\(zhòng)(q\)是電荷量，單位為庫(kù)侖（\(C\)），\(t\)是時(shí)間，單位為秒（\(s\)）。電流有直流和交流之分，直流電流方向不隨時(shí)間變化，交流電流方向隨時(shí)間呈周期性變化。2.電壓：衡量電場(chǎng)力做功能力的物理量，用符號(hào)\(U\)表示，單位是伏特（\(V\)）。電壓在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中某一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功，即\(U=\frac{W}{q}\)，\(W\)是電場(chǎng)力做的功，單位為焦耳（\(J\)）。電壓也有直流電壓和交流電壓之分。3.電阻：導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，用符號(hào)\(R\)表示，單位是歐姆（\(\Omega\)）。電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積以及溫度有關(guān)，公式為\(R=\rho\frac{l}{S}\)，其中\(zhòng)(\rho\)是導(dǎo)體的電阻率，\(l\)是導(dǎo)體長(zhǎng)度，\(S\)是導(dǎo)體橫截面積。電路基本定律1.歐姆定律：在一段不含電源的電路中，通過(guò)導(dǎo)體的電流\(I\)與導(dǎo)體兩端的電壓\(U\)成正比，與導(dǎo)體的電阻\(R\)成反比，表達(dá)式為\(I=\frac{U}{R}\)。該定律是分析和計(jì)算電路的基礎(chǔ)，應(yīng)用時(shí)要注意\(I\)、\(U\)、\(R\)三者的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.基爾霍夫定律：-基爾霍夫電流定律（KCL）：所有進(jìn)入某節(jié)點(diǎn)的電流的總和等于所有離開(kāi)這節(jié)點(diǎn)的電流的總和，即\(\sumI_{in}=\sumI_{out}\)。它體現(xiàn)了電流的連續(xù)性原理，用于分析電路中節(jié)點(diǎn)處的電流關(guān)系。-基爾霍夫電壓定律（KVL）：沿著閉合回路所有元件兩端的電勢(shì)差（電壓）的代數(shù)和等于零，即\(\sumU=0\)。應(yīng)用時(shí)需先規(guī)定回路的繞行方向，元件電壓方向與繞行方向一致時(shí)取正，反之取負(fù)。該定律用于分析閉合回路中的電壓關(guān)系。電路元件1.電阻元件：是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。電阻元件兩端的電壓與電流關(guān)系遵循歐姆定律，其消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，功率計(jì)算公式為\(P=UI=I^{2}R=\frac{U^{2}}{R}\)。2.電容元件：是一種儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件，用符號(hào)\(C\)表示，單位是法拉（\(F\)）。電容元件兩端電壓\(u\)與電荷量\(q\)的關(guān)系為\(q=Cu\)。在直流電路中，電容相當(dāng)于開(kāi)路；在交流電路中，電容對(duì)電流有一定的導(dǎo)通能力，其容抗\(X_{C}=\frac{1}{2\pifC}\)，\(f\)是交流電源的頻率。3.電感元件：是一種儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件，用符號(hào)\(L\)表示，單位是亨利（\(H\)）。電感元件中的電流\(i\)與磁鏈\(\psi\)關(guān)系為\(\psi=Li\)。在直流電路中，電感相當(dāng)于短路；在交流電路中，電感對(duì)電流有阻礙作用，其感抗\(X_{L}=2\pifL\)。交流電路1.正弦交流電的基本概念：大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電壓、電流稱為正弦交流電。正弦交流電的三要素是幅值（最大值）、角頻率和初相位。正弦交流電壓的表達(dá)式為\(u=U_{m}\sin(\omegat+\varphi)\)，其中\(zhòng)(U_{m}\)是幅值，\(\omega\)是角頻率，\(\varphi\)是初相位。2.三相交流電路：由三個(gè)頻率相同、幅值相等、相位互差\(120^{\circ}\)的正弦電動(dòng)勢(shì)組成的供電系統(tǒng)。三相電源有星形（\(Y\)）和三角形（\(\triangle\)）兩種連接方式，負(fù)載也有相應(yīng)的連接方式。三相電路的功率分為有功功率\(P\)、無(wú)功功率\(Q\)和視在功率\(S\)，計(jì)算公式分別為\(P=\sqrt{3}U_{L}I_{L}\cos\varphi\)、\(Q=\sqrt{3}U_{L}I_{L}\sin\varphi\)、\(S=\sqrt{3}U_{L}I_{L}\)，其中\(zhòng)(U_{L}\)、\(I_{L}\)分別是線電壓和線電流，\(\cos\varphi\)是功率因數(shù)。變壓器與電動(dòng)機(jī)1.變壓器：是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變交流電壓的設(shè)備。它主要由鐵心和繞組組成，工作時(shí)原繞組接交流電源，副繞組接負(fù)載。變壓器的變比\(k=\frac{N_{1}}{N_{2}}=\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{I_{2}}{I_{1}}\)，其中\(zhòng)(N_{1}\)、\(N_{2}\)分別是原、副繞組的匝數(shù)，\(U_{1}\)、\(U_{2}\)是原、副繞組的電壓，\(I_{1}\)、\(I_{2}\)是原、副繞組的電流。變壓器可以實(shí)現(xiàn)電壓變換、電流變換和阻抗變換。2.電動(dòng)機(jī)：是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備。常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)（如三相異步電動(dòng)機(jī)）。直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)直流電源供電，其工作原理基于電磁力定律；三相異步電動(dòng)機(jī)則由三相交流電源供電，利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組的相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。安全用電1.安全電壓與電流：人體對(duì)電流的承受能力因人而異，一般認(rèn)為工頻電流\(10mA\)以下、直流電流\(50mA\)以下對(duì)人體是安全的。我國(guó)規(guī)定的安全電壓等級(jí)有\(zhòng)(42V\)、\(