电工的基本知识，和安全知识

2023-01-07

本文主要是 电工的基本知识，和安全知识 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

一 .电工基础知识
1. 直流电路
电路
电路的定义: 就是电流通过的途径
电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成
内电路: 负载、导线、开关
外电路: 电源内部的一段电路
负载: 所有电器
电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备

基本物理量
1.2.1 电流
1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定
向运动就形成电流.
1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.
1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内
通过导体截面的电荷量,计算公式为
其中Q为电荷量(库仑); t为时间(秒/s); I为电流强度
1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA)
1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA
1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.
1.2.2 电压
1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的
电位差,称为该两点的电压.
1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.
1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV) 1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV
1.2.3 电动势
1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为
它能使电路两端维持一定的
电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势.
1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为
(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A为外力
所作的功,Q为电荷量,E为电动势.
1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位
1.2.4 电阻
1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种
导电所表现的能力就叫电阻.
1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示.
1.2.4.3 电阻的计算方式为:
其中l为导体长度,s为截面积,ρ为材料电阻率
铜ρ=0.017铝ρ=0.028
欧姆定律
1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.
1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流，与电阻两端所加的电压
成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为
U = IR
1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为
其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势
电路的连接(串连、并连、混连)
1.4.1 串联电路
1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法.
1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I1 = I2 = I3…
总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U1 + U2 + U3…
总电阻等于负载电阻之和,即 R = R1 + R2 + R3…
各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 , , …
1.4.1.3 电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.
特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为
E = E1 + E2 + E3 +…+ En
r0 = r01 + r02 + r03 +…+ r0n

1.4.2 并联电路
1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.
1.4.2.2 并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U1 = U2 = U3 = … = Un; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I1 + I2 + I3 + … + In; 电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和,即 .并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.
1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即
1.4.2.4 电源的并联：把所有电源的正极连接起来作为电源的正极，把所有电源的负极连接起来作为电源的负极，然后接到电路中，称为电源并联．
1.4.2.5 并联电源的条件：一是电源的电势相等；二是每个电源的内电阻相同．
1.4.2.6 并联电源的特点：能获得较大的电流，即外电路的电流等于流过各电源的电流之和．
1.4.3 混联电路
1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路
1.4.3.2 混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.
电功和电功率
电功
电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = UIT =I2RT
电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6MJ
电功率
电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为
电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.
1马力=736W 1KW = 1.36马力
电流的热效应、短路
电流的热效应
定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.
电与热的转化关系其计算公式为
其中Q为导体产生的热量,W为消耗的电能.
短路
定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.
短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为
短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.
保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.
2. 交流电路;
单相交流电路
定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.
单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.
单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.
交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全，价格便宜。
交流电的基本物理量
瞬时值与最大值
电动势、电流、电压每瞬时的值称为瞬时值.符号分别是: 电动势 “E”,电压 “U”,电流 “I”.
瞬时值中最大值,叫做交流电动最大值.也叫振幅.符号分别是: Em, Im, Um.
周期、频率和角频率
相位、初相位、相位差
相位：两个正弦电动势的最大值是不是在同一时间出现就叫相位,也可称相角．
初相位：不同的相位对应不同的瞬时值，也叫初相角．
相位差：在任一瞬时，两个同频率正弦交流电的相位之差叫相位差．

有效值：正弦交流电的大小和方向随时在变．用与热效应相等的直流电流值来表示交流电流的大小．这个值就叫做交流电的有效值．

纯电阻电路：负载的电路，其电感和电容略去不计称为纯电阻电路．

纯电感电路：由电感组成的电路称为纯电感电路．

纯电容电路：将电容器接在交流电源上组成的电路并略去电路中的一切电阻和电感．这种电路称为纯电容电路．
三相交流电路
三相交流电的定义：在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势．这样的发电机叫三相交流发电机，发出的电叫三相交流电．每一单相称为一相．
三相交流电的特点
转速相同，电动势相同；
线圈形状、匝数均相同，电动势的最大值（有效值）相等；
三个电动势之间互存相位差;eA、eB、eC为三相对称电动势.计算公式为:
eA = EmSinnt
eB = EmSin(wt-1200)
eC = EmSin(wt-2400)
电源的连接(在实际连接中)
星形连接　＂Y＂
三角形连接　＂Δ＂

三相电路的功率计算

单相有功功率：P = IU (纯电阻电路)
功率因数：衡量电器设备效率高低的一个系数．用Cosø表示.
对于纯电阻电路，Cosø = 1
对于非纯电阻电路，Cosø < 1
单相有功功率的计算公式为(将公式一般化) P = IUCosø
三相有功功率：不论 “Y”或＂Δ＂接法,总的功率等于各相功率之和
三相总功率计算公式为 P = IAUACosø + IBUBCosø + ICUCCos = 3
对于“Y”接法, 因U线 = I线 =I相，则P =3 x I相 x = I线U线Cosø
对于“Δ”接法，因因I线 = U线 =U相，则P =3 x U线 x = I线U线Cosø

3. 电磁和电磁感应;
磁的基本知识
任一磁铁均有两个磁极,即N极(北极)和S极(南极).同性磁极相斥,异性磁极相吸.
磁场: 受到磁性影响的区域,显示出穿越区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用;也可称磁铁能吸铁的空间,称为磁场.
磁材料: 硬磁材料—永久磁铁;软磁材料—电机和电磁铁的铁芯.

电流的磁效应
定义: 载流导体周围存在着磁场,即电流产生磁场(电能生磁)称电流的磁效应.
磁效应的作用: 能够容易的控制磁场的产生和消失,电动机和测量磁电式仪表的工作原理就是磁效应的作用.
通电导线(或线圈)周围磁场(磁力线)的方向判别,可用右手定则来判断:
通电直导线磁场方向的判断方法: 用右手握住导线,大拇指指向电流方向,则其余四指所指的方向就是磁场的方向.
线圈磁场方向的判断方法: 将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈,则大拇指所指的方向就是磁场方向.
通电导线在磁场中受力的方向,用电动机左手定则确定: 伸出左手使掌心迎着磁力线,即磁力线透直穿过掌心,伸直的四指与导线中的电流方向一致,则与四指成直角的大拇指所指方向就是导线受力的方向.

电磁感应
感应电动势的产生: 当导体与磁线之间有相对切割运动时,这个导体就有电动势产生.
磁场的磁通变化时,回路中就有电势产生,以上现象称为电磁感应现象.由电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势.由感应电动势产生的电流叫感应电流.
自感: 由于线圈(或回路)本身电流的变化而引起线圈(回路)内产生电磁感应的现象,叫自感现象.由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势.
互感: 在同一导体内设有两组线圈,电流通过一组线圈时,线圈内产生
磁通并穿越线圈,而另一组则能产生感应电动势.这种现象叫做互感。

二. 生产必须安全，安全促进生产。在供用电工作中，我们电气工作人员必须按照“安全第一，预防为主”的方针为根本。
一：建立完整的安全管理机构，必须熟悉《电业安全工作规程》；
二：健全各项安全规程，并严格执行。比如：倒闸操作，实行工作票制度，停电检修，带电操作必须有专人监护，定期检查所有设备的绝缘电阻，知道人身和带电体的安全距离。
三：严格遵循设计，安装规范，加强运行维护和检修试验工作。
四：按规定使用电气绝缘安全用具和防护安全用具。
绝缘安全用具有基本安全用具和辅助安全用具两种。
基本安全用具如：绝缘钳，绝缘杆，试电笔等。
负载安全用具如：绝缘手套，绝缘鞋，绝缘台垫，临时接地线等。
安全防护用具如：安全带，安全帽，防毒面具，护目眼镜，标示牌和临时遮拦等。
五：一定要采用安全电压和符合安全要求的电器。
六：装拆电气设备，电线等必须做到装的安全，拆的彻底。
七：熔丝或熔体熔断后，不得随意加大规格或者用铜丝，铁丝等代替。
八：移动电具（特别是金属外壳类）的插座，必须可靠接地。
九：不得跨越遮拦，障碍靠近供电设备，不得攀登电杆，变配电设备构架。
十：不用湿手触摸电气设备，防止触电。不能在电线上面晾晒衣服，不能在架空线路，变配电装置附近放风筝，打鸟，以免造成短路和损伤绝缘端子。
十一：遇到高压电线落地，不可走近，应离开8——10米的距离，应采用单脚跳或者双脚跳（不安全）。
十二：必须掌握触电的急救方法。 参考知识1 电工基础知识
质子带的电规定为正电荷，电子带的电规定为负电荷。
正电荷是不可移动的质子，负电荷是可以自由移动的电子。
带正电荷的原子核只在原地震动，带负电荷的电子可自由移动。
电荷间相互作用的规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
正负电荷的区别：失去电子的物质带正电荷，获得电子的物质带负电荷。
摩擦起电时，某种电荷从一物体转移至另一物体，从而使两物体的中和状态都遭到破坏，各显电性。譬如在负电荷转移的过程中，失去它的一方带上正电，获得他的一方戴上负电，因此两个物体带上等量异号的电荷。
电荷的定向移动形成电流。
电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。它并不创造能量，也不创造电荷。例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置。
大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流叫交流电。

三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。由于同时使用三相交流电的电器设备用料最省、制造成本最低、使用效力最大，所以我国生产、配送的都是三相交流电。
三相交流电有两种连接方式，分星形连接和角形连接两种。
星形连接——就是把三相负载的3个末端连接在一起作为公共端，由3个首端引出3条火线的连接方式。（如A相负载用Ax表示，B相负载用By表示，C相负载用Cz表示,那就是x和y和z连一起，引出A、B、C三根线）负载每相线圈承受的电压是相电压220伏，即火线与零线（中性线）间的电压是220V。
角形连接——就是把三相负载的每一相的始末端依次相接的连接方式。（如A相负载用Ax表示，B相负载用By表示，C相负载用Cz表示,那就是x和B相连，y和C相连，z和A相连，引出的三根线为Bx、Cy、Az） 每相负载承受的电压是线电压380伏，即火线与火线间的电压。
电机的三相绕组完全是引到端盖上连接的，端盖内有六个头，下面的三个头连在一起，上面三个头分别引出三根线的是星形连接；把上下两个头垂直连接，分别引出三根线的是三角形连接。
相电压——每相绕组两端的电压，叫相电压。
线电压——任意两根火线之间的电压叫线电压。
相电流——流过每相负载的电流叫相电流。
线电流——流过每相线的电流叫线电流。
星形连接中：U线=1.732U相 I相=I线
三角形连接： 三角形连接中 U相=U线 I线=1.732I相
三相负荷的连接公式，分为星型和三角形连接两种。
当负荷的额定电压等于电源的相电压时，负荷应接成星形；当额定电压等于电源的线电压时，应接成三角形。
三相负载的每相复抗阻抗相等，即ZA=ZB=ZC、，ZA、ZB、ZC分别表示A相、B相，C相的复阻抗这样的三相负载称为对称三相负载。由对称三相电源和对称三相负载组成的三相电路，称为对称三相电路。
三相电路实际上是一种特殊的交流电路。三条相线的电路就是三相电路，相线俗称就是火线。三相电路是由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路。
所谓对称三相电路，就是电路中的三相电源为频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源，且三相上负载的阻抗完全相同，各相电流彼此独立，各相线路参数完全一致的电路。
三相交流电路的优点:
(一)三相交流发电机和变压器,比同容量的单相交流发电机和变压器节省材枓,体积小,有利于制造大容量发电机组;
(二)在输电电压,输送功率和线路损耗等相同条件下,三相输电线路比单相输电线路节省有色金属约25%;
(三)三相电流能产生旋转磁场,从而制造出结构简单,运行可靠的三相异步电动机.
电学公式表一　　
欧姆定律：一段电路中的I、U、R的关系。　　
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。　　
I＝U/R　　 　
电功　　
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。　　
W＝UIt　　
表示电流所做的功　　
电功率　　
电流在单位时间内所做的功　　
P＝W/t；P＝UI　　
表示电流做功的快慢　　
焦耳定律　　
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。　　
Q＝I²Rt　　
研究电流产生的热量跟那些因素有关　　
电学公式表二　　
一、欧姆定律及其变形公式
I＝U/R U＝IR R＝U/I
二、电功（或消耗电能）的计算公式
W＝UIt＝U²t/R＝I²Rt＝Pt
三、电功率的计算公式
P＝W/t＝UI＝U²/R＝I²R
四、电流产生的热量的计算公式
Q＝I²Rt＝UIt＝U2t/R＝Pt＝W
千瓦（kW）和千卡（kcal）都是常用的能量单位。千卡也叫大卡。
1千瓦·时=860千卡
习惯上用千卡来表示天然气的热值，热值的意义就是每燃烧1立方天然气所能释放的热量。通常按照低热值（8500千卡/立方米）来计算。那么4.77kW相当于4102千卡相当于0.48立方天然气
1度电＝1千瓦时＝860千卡=1000瓦*60分*60秒=3600000焦耳
电工安全知识
一、安全是第一要素，只有自己安全，才不会给自己造成伤害，只有自己安全，才不会给亲人带来痛苦。安全最重要的是人有安全意识和设备没有安全隐患。
二、熟悉电气安全规程、操作规程和运行维护规程。
三、有扎实的基本功，熟悉电器基本原理和一、二次原理图、安装图和实际接线图；
四、对电气设备，应加强检查、维护、防止本身着火和爆炸。
五、要定期检查，更换电气线路，防止腐蚀老化线路引起漏电短路。
六、易燃易爆场所要按规定选用防爆电气，开关和灯具，线路要求敷设在保护套管内。
七、接拉临时线要经过所在部门领导批准，按规定要求等设由专人负责用完后立即拆除。
八、按规定设置避雷装置和导除静电的接地装置，并定期进行校验，使其符合安全要求。
九、供电室要严密，防止小动物进入引起短路，防止漏雨水。
十、发生电气火灾，应先切断电源，再行扑救。扑救时严禁使用泡沫灭火器，可用干粉灭火器和二氧化碳灭火器。
十一、凡对电器检修，必须停电作业，并在电源开关把上挂有“有人作业，禁止合闸”的标志牌。停电、放电、验电和检修，必须由作业负责人指派专人监护，否则不得进行作业。一般禁止带电作业，必须带电检修时，应经厂领导批准，并采取可靠的安全措施，检修人和监护人必须是有实践经验的电工。
十二、电气作业人员上岗，应按规定穿戴好劳动防护用品和正确使用符合安全要求的电气工具和消防器材；
十三、电气运行人员应严格执行操作票、工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度；
十四、值班人员应在工作期间内对运行中的电气设备进行巡视，监视设备的运行情况；
十五、不准在电气设备、供电线路上带电作业，检修前必须先确认设备是否全部停电，停电后，应在电源开关处上琐并挂上“禁止和闸，有人工作”等标志牌；
十六、经批准必须带电检修时，应采取可靠的安全措施，并由有实践经验的人员担任监护，否则不允许作业；
十七、架设临时线要严格遵守有关规定办理“临时接线装置申请单，”380伏绝缘良好的橡皮临时线悬空架设距地面：室内不少于2.5米，室外不少于3.5米；
十八、更换熔断器，要严格按照规定选用熔丝，不得任意用其它金属丝代替。