热点：电工基础知识——电的基本概念

xubin · 发表于 2022-7-16 17:32:43

　　（一）、电

　　1、定义：电是物质运动的一种形式。它是物质内所含的电子等载流子运动时的一种能量表现形式。从实质上讲，电是一种能量，也常称作电能。电路的相量模型及举例 https://m.diangon.com/m278871.html电工学习网(电工论坛)是国内专业提供电工技术,电子技术,电工基础知识,电气控制,智能化,楼宇自控,工控自动化等技术知识交流为一体提高技能和普及用电常识的网站。

　　2、电的作用：

　　电的热效应：电在人们的生产和生活中获得了极其广泛的应用，如通

　　电后可以使灯光和电炉发热；

　　电的动力效应：可以使电动机转动；

　　电的化学效应：可以进行电解（称）；

　　电的磁效应：电磁铁会产生强的吸引力等。

　　可见电具有许多功能，它可以转化为其他多种形式的能量。正是由于电具有如此巨大的做功本领和能力，所以通常把电功率表示的电能成为电力。

　　（二）、电的类型

　　根据自由电子在传导物体内是否移动，其方向是否随时间而改变及如何改变等特性，可将电大概划分为如下几种类型。

　　静电：是由于受摩擦力的作用，两种相关物体发生了自由电子的得失而产生的，由于它不能在带电物体内流动，故称为静电。静电会产生危害：例如运油车行驶时，燃油与油罐摩擦、撞击产生大量静电，会引起爆炸。防止静电常用方法有①接地②增加空气湿度等。

　　动电：是使电能按照人们的意愿，在规定的通路内“流动”的一种电，故称为动电。

　　直流电：电流方向不随时间改变的电称为直流电。

　　恒稳直流电：电流方向和大小均与时间无关，始终保持不变的叫恒稳直流电。

　　脉冲直流电：电流方向不变而大小随时间发生规律性变化的叫脉冲直流电。

　　交流电：电流的方向随时间发生周期性交替变化的叫交流电。

　　（三）、电压等级

　　我国执行的供电电压等级分为：0.22/0.4kV、6 kV、10 kV、35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV 。

　　（四）、电荷、电位、电流、电压和电动势概念

　　1、电荷

　　电荷定义：电荷是带电的物质基本微粒。

　　电子是它的最小单位，一个电子所带的电荷为1.6×10-19C（库仑）。

　　电荷单位： C（库仑）

　　电荷是客观存在的一种物质，既不能创造也不能消灭。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

　　2、电路中电位的概念：

　　在分析电路时，常常要用到电位这个概念(与物理学中电势的概念相同)，

　　实际上所说某一点的电位，是指该点相对与电位参考点而言的电位差。通常，多是选择大地作为零电位点。

　　参考点在电路图中应标上“接地”符号“ ”，含义为电位等于0V (0伏特)。

　　电位的单位都是V(伏特)、kV(千伏)或mV(毫伏)等。

　　3、电流基本物理量

　　电流

　　概念:电荷有规则的定向运动

　　大小:单位时间通过导体横截面的电荷量

　　方向:正电荷移动的方向

　　单位:安培(A) 毫安(mA) 微安(μA)

　　4、电压

　　概念：电荷在导体中作定向运动时，一定要受到力的作用。如果这个力源是电场，则电荷运动就要消耗电场能量，或者说电场力对电荷作了功。为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物理量——电压。

　　大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b点所作的功。也就是单位正电荷在移动过程中所失去的电能。

　　方向：正电荷在电场的作用下，从高电位向低电位移动。规定这时正电荷的的移动方向为电压的正方向。

　　在分析电路之前，可以任意选择某一方向为电压的参考方向。当实际电压方向与参考方向一致时，电压值为正，反之为负。

　　单位：伏特(V) 千伏(kV) 毫伏(mV)

　　关联方向：

　　当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。

　　上图为关联方向定义的电压和电流。

　　5、电动势：

　　正电荷从高电位a向低电位b移动，a端的正电荷逐渐减少会使其电位逐渐降低。

　　为维持导体中的电流能够连续不断地流过，且应使得导体a、b两端的电压不致丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但电场力的作用方向恰好与此相反，因此就必须要有另一种力去克服电场力而使b端的正电荷移至a端。电源中必须具有这种力——电源力，我们把这种衡量电源力做功大小的物理量叫做电源电动势。

　　大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位b端所作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电位端多获得得能量。

　　方向：电动势的实际方向是由电源低电位端指向电源高电位端。

　　单位：电动势与电压的单位相同为伏特(V)。

　　标量性：电动势与电压和电流都是标量。

　　五）、导体和绝缘体

　　1、电阻与电阻率

　　物体对电流通过时所呈现的阻力叫电阻。电阻率是指长度为1m、均匀截面积为1mm2物体所具有的电阻值。电阻(R)的单位：国际单位：欧姆(Ω)；常用的单位有：兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)。 1兆欧=103千欧； 1千欧=103欧。

　　在温度不变时，一定材料的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比，这个规律叫做电阻定律。公式R=ρL/S ρ:电阻率；L电阻长度；S电阻截面积。

　　2、导体

　　凡电阻率在10-6-10-8Ω·m范围内，因含有大量能够在电场力作用下自由移动的带电粒子，故能很好的传导电流的物体，常称作导体，如各种金属、碳棒等。

　　3、绝缘体

　　若电阻率在108-1020Ω·m范围内，导电性能很差，可以认为在一般温度下几乎不导电的物体，叫做绝缘体或电介质，如空气、胶体等。电阻率的大小与材料的温度有关。对金属材料而言，其电阻率随温度的升高而增大；对绝缘体和半导体而言，其电阻率随温度的升高而减小。平均温度系数，当导体温度变化1℃时，导体电阻变化的数值与原来电阻数值的比值。