第一節　電工基礎

一、電路的組成（圖1-1）

1.電源：是把其他形式的能量轉換成電能的設備。如蓄電池、發電機等。

2.負載：是電路中消耗電能的設備。如電燈、電路和電動機等。

3.導線、開關：是電源和負載之間不可少的連接和控制部分，只有將開關合上，把電路接通時，才能有電流通過負載。

構成電路的目的是產生、傳輸、分配和使用電能。

二、電路的三種狀態

1.通路：也叫閉路，開關接通，使電源與負載接通，構成閉合回路，電路中有電流，有能量的轉換。根據負載的情況又分為滿載、輕載、過載。

2.開路：也叫斷路，開關或電路某處斷開，電路中沒有電流，I=0，沒有能量的轉換。對于電源來說，稱為空載。

3.短路：也叫捷路，電路中負載兩端被導線短接，U=0。電源短路時，電流很大，有毀壞設備及危及人身安全的危險，必須嚴格防止，避免發生。

三、電路的幾個物理量

1.電流（I）

電荷在導體中作有規則的定向運動形成電流。規定正電荷移動的方向為電流的方向。

1kA=1000A　　1A=1000mA=1000000μA

2.電壓（U）

1kV=1000V　　1V=1000mV=1000000μV

3.電阻（R）

導體具有傳導電流的能力，但在傳導電流的同時又有阻礙電流通過的作用，這種阻礙作用稱為導體的電阻。

1kΩ=1000Ω　　1MΩ=1000kΩ=1000000Ω

四、電位與電壓

1.電位：在電路中，如果將某點定為參考點（通常是電路的接地點），則電路中各點相對于參考點的電壓就叫該點的電位。

2.電壓：電場中兩點之間電位的高低，可為正（負）值。通常是指相應的電位差的絕對值，與零電位選擇無關。

注意：（1）電位是相對的，它的大小與參考點的選擇有關；電壓是絕對的，它的大小與參考點的選擇無關。（2）參考點的選擇是任意的，一個電路只有一個參考點。

3.三相交流連接如圖1-2所示。

三相四線供電的特點：可以得到兩種不同的電壓，即相電壓與線電壓，且線電壓是相電壓的倍。

4.線電壓、線電流和相電壓、相電流的關系見表1-1。

5.電功和電功率：

（1）電功（A）：A=qU=IUt=Pt

1焦耳=1安培×1伏特×1秒

（2）電功率（P）：電流在單位時間內所做的功。

1度電=1千瓦·小時=1000瓦×3600秒=1000安培·伏特×3600秒=3.6×106焦耳

五、歐姆定律

在電阻電路中，電流的大小與電阻兩端電壓的高低成正比，與電阻的阻值大小成反比。

U=IR　　I=U/R　　R=U/I

六、電阻的串聯與并聯

1.電阻的串聯

各電阻首尾相接地連接在電路中，流經各電阻的電流處處相等。

R串=R1+R2+…+Rn

2.電阻的并聯

各電阻并排地連接在電路中兩點之間，各個電阻兩端的電壓相等。

七、正弦交流電流

（2）交流電的初相位：

（3）交流電的最大值：

八、功率因數的概念

1.交流電的功率

有功功率：有功電流與電壓產生的功率叫有功功率（P）。

無功功率：無功電流與電壓產生的功率叫無功功率（Q）。

視在功率：電壓U和電流I的乘積叫視在功率（S）。

2.功率之間的關系

功率因數：cosф表示在整個視在功率中有功功率所占的比例。

3.用戶功率因數的計算及其與電費的關系

（1）凡實行功率因數調整電費的用戶，應裝帶有防倒裝置的無功和有功電能表，按用戶每日實用無功電量和有功電量計算月平均功率因數。

（2）凡裝有無功補償設備且有不能向電網倒送無功電量的用戶，應隨其負荷和電壓變動及時投入或切除部分無功補償設備，電業部門應在計量點加裝無功電能表。

（3）用戶功率因數高低的意義和對電網的影響：電源設備的有功出功率不能充分利用；使供電線路的功率損失和電壓降增加。

4.提高用戶功率因數的方法

（1）提高自然功率因數

合理選擇電氣設備的容量并減少所取用的無功功率是改善功率因數的基本措施。又稱為提高自然功率因數。

（2）提高功率因數的人工補償法

采用供應無功功率因數的設備，對用電設備的無功功率進行人工補償，以提高功率因數。

九、無功補償的概念

無功補償的基本原理是：把具有容性無功負載裝置與感性負載并聯接在同一電路，當容性負載釋放能量時，感性負載吸收能量。