1、家电技术（2）,第二章 电工学基本知识电路概念 电路基本物理量与基本定律 电路的状态 电与磁 直流电和交流电 三相交流电 历史上的电流大战,一电路概念 电流的通路，电流流经的路径。 组成有三部分：电源（信号源）、中间环节、负载作用： 强电起电能的传输和转换作用。 弱电起信号的传递和处理作用。,电路实例,直流电源: 提供能源,中间环节： 放大、音调控制等,负载,信号源: 提供信息,电路图电原理图，由电路元器件符号画成的。 实物图实际电子元器件连接而成，复杂时看不清楚。 图形符号、文字符号有国家标准，电阻、电容、电感、二三极 集成电路、开关、 电路图实例:电吹风,二电路基本物理量 电流： 电压：
2、电动势： 三基本定律 欧姆定律：I = U/R 全电路欧姆定律：I = E/R+r E为电源电动势，r为电源内阻。 电功率和电能：P =UI = I2R ，W、 KWW = I2Rt , 焦耳，千瓦时、KWh。,四电路的状态 1 有载，通路状态 负载与电源接通。 电源短路，局部短路 电源短路电流很大，常用保险丝（熔断器）来保护。2电源开（断）路，局部开路3额定值 家用电器铭牌上标明的使用电压、频率、功率等指标即额定值。额定值是使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值，是综合考虑了安全、可靠、使用寿命、制造成本等因素制定的。 满载：实际电压、电流、功率等于额定值； 过（超）载：实际电
3、压、电流、功率大等额定值； 轻载：实际电压、电流、功率小等额定值。 降低电器的使用电压能否节电？有一个白炽灯的例子。,五电与磁 1电与磁不可分 有电路，又有磁路。变压器、电感器，电动机中有电路又有磁路。通过磁来传递能量。 电能电能：变压器，电磁电；电能机械能：电动机，电磁机械。 磁路，磁力线在铁心中形成闭合的路径。铁心由磁性材料制成，能集中磁力线。 磁阻（类比电阻）：磁性材料能集中磁力线，磁阻小；非磁性材料，不集中磁力线， 磁阻很大。,2、电磁关系的发现 长期以来，磁现象与电现象是被分别进行研究的，许多科学家都认为电与磁没有什么联系，电与磁是两种完全不同的实体，它们不可能相互作用或转化。 18
4、20年，丹麦的奥斯特(Hans Christian Oersted，17771851 ） ，发现通电导线周围产生磁场，小磁针偏转，用右手定则判断。“电生磁”现象。 安培提出了磁针转动方向和电流方向的关系右手定则 安培发现磁场对通电导体有作用力左手定则。发明了电流计 反过来，“磁生电”行否？ 电能原由化学电池产生，意大利的伏特发明电池，称伏特电池，因成本等问题不可能广泛用作动力。,奥斯特(Hans Christian Oersted，17771851 ） 奥斯特实验 1820年春，奥斯特安排了一个实验，让电流通过一很细的铂丝，把一个带玻璃罩的指南针放在铂丝下面，实验没有取得明显的效果。1820年
5、4月的一天晚上，奥斯特在讲课中突然出现了一个想法，讲课快结束时，他说：让我把导线与磁针平行放置来试试看。当他接通电源时，他发现小磁针微微动了一下。,法拉第1821-1831实验十余年。 动磁生电 导体与磁场有相对运动，线圈中磁力有变化才产生感应电动势和感应电流这就是发电机原理。 法拉第定律判断电磁感应的大小： 楞次定律解决感应电动的势方向问题： 电磁感应产生的电流也会产生磁场（右手定则），其方向是要阻碍外界磁场的变化。外磁场增大时阻碍其增大，减小时阻碍其减小。 1851年总结出“电磁感应定律” 。概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出：感
6、应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”。,法拉第第一次实验,迈克尔法拉第(Michael Faraday,17911867）,奥斯特(Hans Christian Oersted，17771851 ）,线圈有对抗变化磁场的作用，称为自感现象。 自感系数L即线圈电感量的大小。自感系数L越大，电流的变化率越大，感应电动式E越大。自感系数L单位亨利， 约瑟夫亨利发现自感现象。据说他比法拉第早一年发现电磁感应现象，但未发表。 亨利做更强的电磁铁。制作的电磁铁可以吸起一吨的重物。 制作出电报机的雏形 。 C的单位法拉（第）， L单位亨
7、利,约瑟夫亨利 （美国1797-1878）,六直流电和交流电,1 交流电的三要素交流电的表达式 （1）频率、周期 T 周期（S），f 频率（Hz、KHz、MHz） =2f 角频率，弧度/S，正弦每变化一次2弧度。 （2） 幅值、有效值 幅值即最大值、峰值。上式中的Um 。有效值是以电流热效应衡量交流电做功能力。与直流电进行对比。以U表示。Um = 1.41U 。日常用电U =220V，Um310V .交流电中元器件的耐压应按Um来选择。 （3）初相位 计时起点选择不同， 相位角也不同。,2。交流电路中的电感和电容,电感加交流电压uL,产生同频率的交流电流iL ,但iL的变化滞后于uL。 电感对
8、交流电的阻碍作用称感抗XL =2fL，（欧姆） 直流时f =0，XL =0，“阻交通直”。“通低频阻高频” 当电感接通或断开直流电，会产生感应电动势。 电容加交流电压uC ，产生同频率交流电流ic ，但ic 的变化超前于uC 。电容对交流电的阻碍作用称为容抗XC= 1/2fC （欧姆）。在直流电路中f =0，XC，“隔直通交”。“通高频阻低频” 当电容接通或短接时，有充放电作用，电路中有电流。,阻抗,R、L、C串联，总称阻抗 （欧姆）Z R+ XL+ XC UUR+UL+Uc。 可能有：UL（或Uc）U。 谐振现象：谐振是电路固有频率与电源频率一致时产生的，其电流达到最大。就R、L、C串联电路
9、而言，当电源频率 时，产生谐振。这时Z最小，电流最大，UL= UcU ，可达到电源电压的几十几百倍。 谐振应用：调谐电台,3、交流电的功率,直流 P=UI=I2R 交流 PUI，P=UICOS，为u，I的相位差，含电感器、电容器的交流电路，u、I间有相位差，COS称为功率因数， COS1。 此处COS=0.5，P为有功功率，电度表计量有功功率W=PT。L、C为储能元件，理论上不耗能，电度表计量不出。功率因数低害处：P=UICOS，当P一定，COS，I，线路损失U=Ir也。 “节电器”问题,2019/5/28,19,电能表,2019/5/28,20,4、三相交流电,相电压=220V 线电压=380V,5为什么要使用正弦交流电（1）容易升降电压（2）变化平滑不会引起过电压 6、历史上的电流大战 发明白炽灯的爱迪生反对使用交流电。当时另一位发明家兼企业家乔治威斯汀豪斯，设立交流供电系统。二人爆发了一场“电流大战”。,1000KV输电,2019/5/28,23,科学怪人天才 尼古拉特斯拉,爱迪生与威斯汀豪斯,电刑椅,
