钻井电气设备1--电工基本知识VIP免费

第1页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共45页第一章电工基本基础第一节直流电路和分析方法本节主要讨论电路的基本物理量、电路的基本定律，以及应用它们来分析与计算各种直流电路的方法，包括分析电路的工作状态和计算电路中的电位等。这些问题虽然在本节直流电路中提出，但也同样适用于后文介绍的线性交流电路与电子电路中，是分析计算电路的重要基础。一、电路及基本物理量1．电路和电路图电路是由电工设备和元器件按一定方式连接起来的总体，它提供了电流通过的路径。如居室的照明灯电路、收音机电子电路、机床控制电气电路等。随着电流的流动，在电路中进行能量的传输和转换，通常把电能转换成光、热、声、机械等形式的能量。电路可以是简单的，也可能是复杂的。实际的电路由元件、电气设备和连接导线连接构成。为了便于对电路进行分析和计算，通常把实际的元件加以理想化，用国家统一规定的电路图形符号表示；用这些简单明了的图形符号来表示电路连接情况的图形称为电路图。例如，图1—1(a)所示的符号代表干电池(电源)，长线端代表正极，短线端代表负极。图1—1(b)所示的符号代表小灯泡(负载)。图1—l(c)所示的符号代表开关。用直线表示连接导线将它们连接起来，就构成了一个电路，如图1—2所示。一般电路都是由电源、负载、开关和连接导线四个基本部分组成的。电源是把非电能能量转换成电能，向负载提供电能的设备，如干电池、蓄电池和发电机等。负载即用电器，是将电能转变成其他形式能量的元器件。如电灯可将电能转变为光能，电炉可将电能转变为热能，扬声器可将电能转变为声能，而电动机可将电能转变为机械能等。开关是控制电路接通或断开的器件。连接导线的作用是输送与分配电路中的电能。2．电路的基本物理量(1)电流电荷有规则的运动就形成电流。通常在金属导体内部的电流是自由电子第2页共45页第1页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共45页在电场力作用下运动而形成的。而在电解液中(如蓄电池中)，电流是由正、负离子在电场力作用下，沿着相反方向的运动而形成的。电流的大小用电流强度即电荷的流动率来表示。设在极短的时间内通过导体横截面的电荷量为如，则电流强度(1—l)其中是电流强度的符号，电流强度习惯上常被称为电流。如果任意一时刻通过导体横截面的电荷量都是相等的，而且方向也不随时间变化，则称为恒定电流，简称直流。这时的电流强度规定用大写字母表示，则(1—2)如电流的大小或方向随时间变化，则称为交变电流，用字母表示。电流强度的单位是安培，以字母表示，在1秒内通过导体横截面的电量为1库仑时。电流强度为l安培。除安培外，常用的电流强度单位还有千安()、毫安()和微安()。1千安()＝103安()1毫安()＝10-6安()1微安()＝10-3毫安()＝10-6安()电荷的有规则移动形成电流，而形成电流的电荷可能是正电荷(如正离子)，也可能是负电荷(如电子或负离子)。习惯上规定以电荷移动的方向为电流的方向(和电子运动方向相反)，如图1—3所示。但在实际电路中，电流的实际方向往往是难以确定的。例如，图1—4所示电路中，第3页共45页第2页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共45页通过中间支路灯泡的电流方向和电源电动势值及两边灯泡的电阻值有关，故必须通过设定参考方向和计算后才能确定。在分析电路时，任意设定的电流方向，称为电流的参考方向，用箭头在电路图中标出，如图1—4中的、、所示。在设定电流参考方向以后，求解电路得到的支路电流的数值，如果为正值，表示电流的实际方向和参考方向一致；若得到的电流为负值，表示电流的实际方向和参考方向相反。例如，设某支路中的电流参考方向如图1—5所示，求得电流值为2A，则表示电流的实际方向是由到；同是这一支路，若选参考方向为，如图中虚线所示，那么求得的电流值为-2A。因为电路中的电流实际方向只有一个。也就是说，选定电流的参考方向后，电流的大小为代数值，它既可为正，也可为负。(2)电压及电位电压和电位是两个有联系但又不同的概念。电压电压又称电位差，是衡量电场力...